Brevet FR2491978A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne une toiture incorporant des conduites pour la circulation d'un fluide, convenant pour la réalisation de toits solaires ou absorbeurs de chaleur. Elle concerne également une tuile pour la réalisation d'une telle toiture. On connait la tuile métallique modulaire pour toitures qui s'est toutefois avérée limitée dans son application pratique, en ce sens qu étant bonne conductrice, elle presente l'inconvénient de ne pas exploiter cet avantage pour obtenir un gain énergétique. On connait aussi les panneaux solaires propres à l'obtention d'eau chaude pour divers emplois. Lesdits panneaux font apparaître différents inconvénients. Un inconvénient consiste dans le fait que par suite de leur encombrement, il est difficile de trouver un endroit propre à leur mise en place, avec pour conséquence une restriction nécessaire de leurs dimensions au détriment du rendement. Un autre inconvénient est celui de la difficulté de leur fixation, par exemple, sur des toits exposés aux vents et surtout sur lesquels tombent d'abondantes chutes de neige dont l'accumulation appuie avec force contre lesdits panneaux en les endommageant ou en les poussant tout droit vers le bas. Un autre inconvénient est représenté par la durée limitée dans le temps par suite de la rouille qui les attaque et des courants galvaniques. Un inconvénient supplémentaire est la difficulté de sauvegarder par suite de leur application, l'aspect esthétique des édifices, car il est pratiquement inévitable de provoquer la défiguration de leur style architectural. Un autre inconvénient consiste aussi dans le coût notable de l'achat, la mise en oeuvre, l'entretien desdits panneaux du fait qu'ils ne se prêtent pas à faire partie intégrante de la toiture. On doit encore mentionner comme autre inconvénient le fait que la configuration géométrique de la toiture par rapport à l'orientation géographique, ne permet pas dans la plupart des cas de pouvoir installer des "panneaux" solaires pour le chauffage ambiant, en limitant l'utilisation desdits panneaux à la production d'eau chaude. Toutefois, l'inconvénient d'importance majeure est attribuable aux limites des fonctions des panneaux solaires qui, par leurs caractéristiques, ne conviennent seulement que pour exploiter l'énergie rayonnante du soleil, si bien qu'en l'absence de celle-ci, ils ne servent à rien. Conformément à l'invention, les inconvénients exposés ci-dessus sont éliminés en intégrant dans la toiture, des conduites de circulation d'un fluide conducteur de chaleur. La toiture ainsi obtenue est alors en mesure de capter aussi bien la chaleur rayonnante du soleil dans les périodes d'ensoleillement, que de capter la chaleur latente de l'atmosphère. Dans ce dernier cas, la captation est favorisée par le fait que la surface entière concourt à former le panneau absorbeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement à la lecture de la description qui va suivre, d'une de ses formes de réalisation préférée, donnée uniquement à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de face d'une tuile conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe transversake de cette tuile la Figure 3 montre la façon dont a lieu l'assemblage des tuiles avec la cavité pour le logementd'unpetit tube formant serpentin, et la Figure 4 montre une portion de toiture dans laquelle est inséré le petit tube formant serpentin et deux tubes collecteurs. Comme on peut le voir sur lesdites figures, la toiture selon l'invention (Figure 3) est constituée par des tuiles modulaires (Figure 1) qui incorporent, intimement serré entre leurs bords (a et b) un petit tube (c) formant un serpentin qui s'étend sur toute ou partie de la surface de ladite toiture. L'insertion du petit tube est très simple, car il est mis en place dans des cavités spécialement conçues à cet effet, ménagées entre les bords des tuiles (a et b) qui sont mises en oeuvre de façon à obtenir des cavités de grandes longueurs qui servent aussi à éviter au maximum les assemblages. L'adhérence intime des conduites aux tuiles est assurée par une paire de clous à rivet ou vis rivetées (d - e) selon que l'on utilise des clous ou des vis pour l'ancrage des tuiles au plan et appui de la toiture, placée en correspondance de chaque tuile individuelle. La forme de la cavité et de logement du petit tube peut etre réalisée de façon que la moitié supérieure (b) se trouve intimement adhérente audit tube et saillant le plus possible à partir du bord des tuiles afin de permettre le développement maximal de l'exposition au soleil, tandis que la cavité inférieure (a) peut être munie d'ergots ou d'entretoises (g) pour éviter que d'éventuelles formations de givre autour du tube ne soient transmises au dos de la tuile et que la condensation résultante vienne s'accumuler dans l'espace libre (h) ainsi ménagé sous le tube. On connait la tuile métallique en losange, telle que décrite par exemple dans le brevet italien délivré à partir de la demande nO 84114A/77 du 25/3/1977. Conformément à l'invention, on modifie le dessin des contours de ladite tuile pour la rendre apte à recevoir et incorporer un tube en forme de serpentin dans lequel on fait circuler un fluide, en permettant de cette façon, que par l'assemblage desdites tuiles ainsi modifiées, on obtienne une toiture adaptée à l'exploitation de l'énergie solaire. La disposition selon l'invention permet d'exploiter d'une meilleure façon les caractéristiques et les possibi lités offertes par les laminés métalliques. En prenant par exemple la tuile en forme de losange prévue d'après le brevet italien nO 84114/A précité, étant toutefois naturellement entendu que l'invention s'applique à toute autre forme de tuile, on peut voir que la tuile en losange présente un contour nervuré en "U" renversé réalisé de façon que la moitié inférieure d'un losange puisse surmonter à cheval la moitié supérieure des deux losanges contigus placés en aval dudit losange cité en premier lieu. Ladite tuile présente en outre une aire centrale pourvue de reliefs de forcement et d'ornementation, entourée par une alvéole en dénivellation pour l'é- coulement de l'eau; Le procédé de l'invention conserve les caractéristiques d'étanchéité, de robu5tesse, de nature pratique, de légèreté et autres, des tuiles de l'art antérieur, tout en augmentant notablement l'utilité résultant de leur adoption. La tuile en losange, prise comme exemple pour illustrer l'invention, est par suite dotée du bord ou des deux bords en amont en forme de cannelure en berceau (a) (Figure 1), tandis que son bord ou ses deux bords 6b} en aval sont en forme de tunnel. En joignant mutuellement lesdits bords respectifs, on obtient alors une cavité (f) propre à contenir un tube, si le berceau (a) et ie tunnel (b) forment un demi-cercle, ou encore une cavité propre à contenir d'autres formes de conduites au cas où on lui confère un autre profil. Le bord supérieur doté de cavités (a) doit avoir des appendices par rapport aux autres côtés de façon qu'il puisse les surmonter en protégeant ainsi contre une infiltration d'eau. Du côté intérieur du berceau (a) se trouve ménagée l'ouverture (i) d'interruption de la nervure pour laisser s'écouler d'éventuelles gouttes de condensation qui de- vraient se former du fait que l'on utilise le serpentin comme absorbeur de chaleur relié à une pompe convenable. La cavité supérieure (b) est agencée de façon à l'ex poser sur la plus grande étendue possible afin qu'elle se trouve intéressée dans sa surface maximale par le rayonnement solaire, et elle se trouve intimement fixée à la conduite pour obtenir un contact parfait comme si tuile et conduite étaient formées d'une seule pièce afin de capter les rayons incidents et la chaleur adjacente transmise par la conductivité du métal. Une autre forme de réalisation consiste à mettre la couche - de tuiles, réunies entre elles comme décrit cidessus, non pas en contact direct avec le plan d'appui (qu'il soit en bois, en brique, en ciment armé, en métal ou autres), mais écartée de ce dernier par l'entremise de petits supports en métal, bois ou matière plastique, de forme propre à favoriser la circulation maximale de l'air dans l'interstice ainsi formée. L'ancrage desdits petits supports doit être de nature à éviter la formation de ponts thermiques entre la couche de tuiles et le plan d'appui dans le cas où l'isolation est prévue à l'extrados dudit plan d'appui, ladite isolation étant revêtue d'une gaine imperméable propre à drainer l'eau de condensation éventuelle qui pourrait se former au dos des tuiles.Dans cette forme de réalisation, la tuile ne se présente plus avec la surface inférieure du berceau (a) munie d'entretoises (g), mais est complètement lisse de façon à adhérer complètement au petit tube (c). L'ouverture (i) d'écoulement de la condensation est également absente dans ce dernier cas. La couverture ainsi réalisée offre des avantages notables, parmi lesquels - une augmentation minime du coût par rapport à la toiture classique, c'est-à-dire une toiture qui n'est pas propre à exploiter également l'énergie solaire. - la possibilité d'utiliser la surface entière du toit pour le chauffage et le refroidissement des locaux par l'exploitation non seulement de l'énergie solaire directe, mais également de celle qui est diffuse, de l'énergie du vent, l'énergie contenue (enthalpie) dans l'eau de pluie, à n'importe quelle heure du jour et de la nuit et dans n'importes quelles conditions atmosphériques (également en cas de brouillard) en été comme en hiver. L'énergie captée par le toit absorbeur peut constituer l'énergie primaire pour une pompe de chaleur (à compresseur ou à absorption). Le transfert de l'énergie du toit à la pompe de chaleur est confié à un fluide qui, une fois la zone climatique d'installation donnée, ne présente aucun danger de congélation ni de corrosion. - dans les régions montagneuses où les toits des maisons doivent être débarrassés de la charge pesante de neige qui s'y accumule, en faisant circuler un fluide dans le serpentin de la toiture, il est possible de faire fondre la neige à mesure qu'elle descend sur ladite toiture. De cette façon, on évite, entre autres, le risque que l'eau se formant sur les pans du toit et maintenue emprisonnée par la glace des corniches puisse s'inflitrer. En outre, le toit ainsi nettoyé demeure toujours en mesure d'exploiter l'énergie du soleil et de l'atmosphère environnante. - un aspect esthétique conservé intact à la différence des toitures classiques enlaidies par des panneaux "postiches". " - la possibilité d'employer des conduites en divers matériaux en rapport avec les besoins. L'invention a été décrite et représentée ci-dessus dans l'une de ses formes préférées de réalisation, mais il est entendu que l'on peut mettre en oeuvre ladite invention en pratique suivant de nombreuses modifications et variantes, sans pour autant s'écarter de son cadre et de son esprit. REVENDICATIONS 1. Toiture réalisée avec des tuiles modulaires métalliques, caractérisée en ce que des conduites (c) pour la circulation d'un fluide sont incorporées aux tuiles formant ladite toiture. 2. Toiture selon la revendication 1, caractériséeen ce que les conduites pour la circulation d'un fluide, sont connectées a un ou plusieurs tubes collecteurs (1) aptes a être reliés a une pompe de chaleur, une pompe de circulation, des moteurs endothermiques ou autres, destinés a être utilisés pour le chauffage, la production d'eau chaude, la réfrigération, l'acclimatisation ou le conditionnement d'air. 3. Toiture selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments modulaires individuels qui la composent, forment une cavité continue pour l'insertion et le logement des conduites pour la circulation d'un fluide. 4. Toiture selon la revendication 3, caractériséeen ce que la cavité formée par les éléments individuels se compose d'un élément de cavité supérieur (b), saillant de façon a créer un développement maximal de la tuile, apte a adhérer intimement a la conduite (c) et d'un élément de cavité inférieur (a) qui, a l'aide d'ergots convenables ou par l'intermédiaire d'entretoises (g) appropriées, a pour effet de serrer fortement la conduite du fluide contre l'élément de cavité supérieure tout en créant un espace libre (h) propre a recueillir d'éventuelles formations de condensation et a empêcher des formations de givre au dos-de ladite toiture. 5. Toiture selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce qu'elle n'est pas disposée en contact direct avec le plan d'appui, mais écartée de celui-ci et soutenue par des supports verticaux appropriés de façon à créer un interstice d'air entre le plan d'appui et la couche de tuiles de la toiture.