Brevet FR2516964A1 — publié le 19830527

La présente invention a pour objet un système d'assemblage de panneaux sur une ossature, et plus spécia- lement de panneaux destinés à réaliser le captage d'énergie solaire. Dans le cadre du captage d'énergie solaire, il est connu d'utiliser l'enveloppe d'un bâtiment comme zone de captage1 qutil s'agisse de la toiture ou des murs, et que l'nergie captée serve au chauffage d'air ou d'un liquide, avec ou sans stockage des calories. Généralement, le captage est réalise par l'interme- diaire de capteurs entièrement fabriquas en usine, qui présentent l'inconvénient d'être complexes, notamment puisqu'ils possèdent leur propre isolation thermiques entre très coûteux et de ne pas permettre n'importe quel type d'architecture et n'importe quel agencement, par exemple pour la realisation de fenêtre d'imposte en toiture La présente invention vise â remédier à ces inconvé- nients en fournissant un système dassemblage de panneaux permettant la réalisation in-situ d'installations de captage solaire avec une grande souplesse architecturale, tant au niveau des murs d'un bfttiinent que sur une soustoiture classique. A cet effet, dans le système d'assemblage qu'elle concerne, chaque panneau est pincé au niveau de deux de ses bords opposés entre deux profiles montés en opposition, dont chacun possède une Ame centrale prolonge par deux ailes divergentes à partir de l' & e, elles-mêmes prolongées chacune vers l'extérieur par un rebord parallèle à l'âme et présentant une gorge servant au logement d'un joint, chaque aile inclinée possèdant, à proximité de l'rne, une nervure longitudinale faisant saillie en direction de l'autre aile. Le pincement des panneaux qui, dans le cas d'un capteur solaire, sont constitués par des vitres, est réalisé entre les rebords en vis-à-vi à deux profilés superposés. En pratique, chaque paire de profilés sert au maintien des bords de deux vitres pincés entre leur rebords en vis-à-vis. La structure des profilés permet, sur une ligne de longueur correspondant à la longueur d'un pan de toiture par exemple1 de ne pas disposer seulement d'un profilé inférieur et d'un profilé de recouvrement, chacun de longueur correspondant à celle de la toiture, mais d'une pluralité de profilés, chacun dune longueur de 1 'ordre de un mètre par exemple, les différents profilés de chaque série se chevauchant avec embottement sur quelques centimètres dans leur zone de liaison. Que la structure soit légèrement inclinée par rapport à l'horizontale ou en position verticale, l'extrémité du profilé le plus haut vient en appui sur l'extrémité du profilé le plus bas, si l'on considère le chevauchement de deux profilés. Dans leurs zones de chevauchement, l'appui d'un profilé sur l'autre se fait par l'intermédiaire de l'ame de l'un des deux profilés sur les nervures de l'autre profilé. Ces nervures qui jouent un râle de raidisseur forment des butées lors de ltemboltement de deux profilés, et également pour les pièces de fixation sur la structure support, qui est la charpente elle-mAme dans le cas d'un captage en toiture. L'écartement horizontal entre deux profilés est de l'ordre de 45 centimètres, valeur GOrres- pondant à ltécartement entre chevrons dans une toiture traditionnelle, ce qui permet la fixation des profilés directement sur les chevrons sans utilisation d'un support intermédiaire.Les panneaux de verre réalisés avantageusement en un verre trempé dont I'épaisseur ne dépasse pas 3 millimètres, ont des dimensions correspondant sensiblement à la longueur des profilés et à P'cartement entre ceux-ci, soit 104 centimètres x 42,5 centimètres. Dans le cas de serres où le rapport surface d'ensoleil- lement/surface totale demande à être plus élevé, l'augmentation du pas transversal des panneaux vitrés peut nécessiter une augmentation de l'épaisseur des panneaux qui peut être alors de 4 ou 5 millimètres par exemple. Le montage de ces panneaux aura lieu à l'aide de profilés similaires, mais non identiques en ce qui concerne leurs cotes Compte tenu des faibles dimensions des panneaux de verre, le prix de revient de ceu-ci est modéré, et ils sont faciles à manipuler tant en vue de leur première mise en place que d'un éventuel remplacement. La trame de l'ossature étant d'environ 1 mètre x 45 centimètres, laisse une grande souplesse au niveau de l'architecture. Avantageusement, la fixation de chaque profilé sur la structure support est réalisée à proximité de ses extr(Rites par traversée de pièces dans des trous oblongs du profilé, allongés dans le sens de la longueur de celui-ci. La présence de trous oblongs combinée à la relativement faible longueur des profilés, évite tout dommage dû a la dilatation en raison des différences de température entre les périodes diurne et nocturne. Selon une autre caractéristique de liavention, la distance entre l'âme d'uz profilé et les nervures faisant saillie de ses ailes est telle que l'écartement entre deux rebords superposés de deux profilés emboîtés l'un dans l'antre soit sensiblement égal à l'épaisseur des panneaux à maintenir, augmentée de l'épaisseur du joint d'étanchéité. Cette caractéristique est intéressante car permettant le passage du bord d'un panneau entre les ailes correspon- dantes de deux profilés ayant la mne orientation dans leur zone de chevauchement. Afin de faciliter le positionnement des panneaux lors de leur mise en place, chaque profilé support de deux panneaux présente, au niveau de son extrémité inférieure, une lèvre transversale servant de butée pour les panneaux considérés. Dans le cas d'un captage solaire en toiture, la charpente est recouverte de plaques de bois aggloméré ou similaire, avec isolation traditionnelle entre chevrons sur la face intérieure an bâtiment, par exemple à de laine de verre, comme cela est courant dans le cas d'une toiture traditionnelle. Entre les plaques d'aggloméré et les panneaux en verre, est monté parallèlement à ceux ci un absorbeur. Dans la mesure où le fluide caloporteur est de l'air, l'absorbeur est constitué par une tble mince nervurée, le fluide caloporteur circulant entre les plaques de bois aggloméré de la sous-toiture et l'absorbeur, tandis que le volume compris entre l'absorbeur et les panneaux en verre est clos et joue le rôle de serre.Dans un tel cas, l'absorbeur joue également un rôle d'étanché- ité de secours en cas de bris d'un panneau vitré. D'un point de vue esthétique, le résultat obtenu est tout à fait intéressant, la face visible de l'absorbeur pouvant Qtre teintée de différentes couleurs, par exemple en gris, en bleu foncé ou en brun, pour s'intégrer au mieux dans le site sur lequel 1. bâtiment est construit. L'étanchéité horizontale au niveau du recouvrement de deux panneaux est obtenu par l'intermédiaire d'un joint qui, fixé sur le bord supérieur du panneau inférieur, possède une partie en forme de U venant coiffer ledit bord, l'une des ailes du joint présentant deux ivres parallèles faisant saillie vers l'extérieur, destinées à prendre appai sur l'autre panneau. Selon une forme intéressante d'excutlon due l'intention, les moyens de fixation de l'absorbeur, des panneaux et de leurs profilés de maintien, sont constitués par des tiges dont chacune comprend des aoyens de fixation sur le support, tels qu'un tire-fond si le support est constitué par une charpente en bois, chaque tige comportant, depuis son extrémité de fixation vers l'extérieur, une butée rigide servant a' l'appui de l'absorbeur, une rondelle élastique engagée sur la tige, prenant appui sur l'absorbeur et servant de support à l'âme d'un premier profilé dont ltourerture est tournée de l'autre catie une plaquette étant prévue qui, engagée sur la tige, vient prendre appui sur les nervures de ce profilé et est maintenue plaquée contre celles-ci par un écrou ou similaire, la tige traversant enfin le profilé de couverture monté en sens inverse du premier profilé, qui est maintenu plaqué contre celui-ci par serrage d'un écrou ou similaire. Cet agencement est extrêmement simple car, après montage des tiges sur la charpente, la fixation au niveau de chaque tige de 1'absorbeur, des panneaux vitrés et de leur profilé de maintien est réalisée par simple serrage de deux écrous. Dans la zone de chevauchement de deux profilés supports de panneaux, la mamie tige sert à la fixation des deux profilés, la plaquette précitée prenant appui sur les nervures du profilé supérieur qui exerce lui-mme une pression sur le profilé inférieur. La rondelle élastique associée a' chaque tige est constituée par un plot en silicone, matière qui présente l'intérêt de posséder une très bonne tenue au fluage dans le temps et de résister à de températures assez élevées, de l'ordre de 200 C. La présence du plot de silicone permet à l'empilage de tous les composants principaux, absorbeurs, profilés et panneaux, de glisser le long de chaque tige de fixation, en fonction des coefficients de- dilatation différentielle. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette structure appli quée à la réalisation d'un captage solaire en toiture Figure i est une vue d'une partie de toiture9 partiellement en coupe Figure 2 est une sue en perspective de deux profilé$ de fixation de panneaux Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un pan de toiture, le plan de coupe passant par une série de profilés de maintien des panneaux Figures 4 et 5 sont deux vues en coupe selon la ligne 5-5 de figure 3, respectivement, en position éclatée et après assemblage Figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de figure 3, d'un assemblage entre plusieurs profilés Figure 7 est une vue en coupe transversale des moyens de réalisation de l'étanchéité dans la zone de chevauche ment de deux plaques. La toiture représentée au dessin est de type traditionnel, ctest-à-dire comprenant, au niveau d'un pan de toiture, un certain nombre de chevrons en bois 2 orientés selon la ligne de plus grande pente, avec un bandeau de rive 2 Sur les chevrons 2 sont fixées un certain nombre de plaques 4 en bois aggloméré, l'isolation de la toiture étant réalisée sous les plaques 4 entre les chevrons 2 à l'aide de laine de verre 5. La partie de la toiture formant couverture et captage comprend un absorbeur 6 constitué par une tôle nervurée maintenue parallèle aux plaques 4 à une certaine distance de celles-ci, et des plaques de verre 7 maintenues parallèles à l'absorbeur 6, les plaques 7 étant fixées par l'intermédiaire de profilés 8. Le volume compris entre l'absorbeur 6 et les plaques 7 est clos et forme une serre, tandis que le volume compris entre les plaques 4 et l'absorbeur 6 6 sert à la circulation d'air qui constitue le fluide caloporteur, cet air étant amené en partie basse de la toiture et collecté en partie haute de celle-ci. Chaque profile 8 de fixation des panneaux en verre comprend une ame e, prolongée par deux ailes 10 divergentes à partir de l'âme à la façon d'un V, chaque aile 10 étant elle-même prolongée vers l'extérieur par un rebord 12 dans la face extérieure duquel est ménagée une nervure 13 semicirculaire servant au logement d'un joint 14. Chaque profilé présente, sur sa longueur, un certain nombre d'ouvertures circulaires 15 pour le passage de vis de fixation, ainsi qutà proximité de chacune de ses extrémités une ouverture oblongue 16. Chaque profilé présente également deux nervures longitudinales 17 faisant saillie de chacune de ses ailes 10, en regard de l'autre aile. La distance entre 1'âme 2 du profilé et les nervures 17 est faible, et correspond au moins à l'épaisseur des panneaux en verre 7 à fixer. Les profilés 8 ont une longueur de l'ordre de 1 mètre, et sont fixés sur les chevrons 2, qui sont, de manière traditionnelle, à un écartement de 45 centimètres environ. Les panneaux de verre 7 utilisés ont des dimensions imposées par les profilés et leur écartement, c'est-à-dire ont des dimensions d'environ 98 centimètres x 42,5 centi- mètres. D'un point de vue pratique, et cc-e montré aux figures 4 et 5 qui correspondent à un montage à l'extrémité inférieure d'un pan de toiture, la fixation des profilés au niveau des trous oblongs est réalisée par l'intermé- diaire de tiges 18 comprenant chacune une extrémité 19 en forme de tire-fond engagé dans un chevron 2, jusqu'à ce que l'écrou 30 fixé sur elle vienne en butée contre la plaque d'aggloméré 4 reposant sur les chevrons. Depuis son extrémité formant tire-fond vers son autre extrémité, la tige i8 présente une butée 22 sur laquelle vient en appui l'absorbeur 6.Sur la tige 18 est engagée une rondelle élastique Il prenant appui sur l'absorbeur 6 et servant de support à l'âme 9 d'un premier profilé 8 dont l'ouverture est tournée vers le haut. Une plaquette 23 de forme carre engagée sur la tige 18 prend appui sur les ailes 17 du profilé considéré et est maintenue en pression contre celles-ci par un écrou 24. Après mise en place des deux panneaux vitrés 7 aux- quels ce profilé 8 sert de support, qui sont positionnés à l'aide des butées 212 il est prosédé a l'engagement, sur la tige 18, d'un second profilé identique au premier, mais tourné en sens inverse, de telle sorte que les deux panneaux considérés soient pincés entre les bords correspondants des deux profilés. La fixation du second profile et son maintien en pression contre le premier sont assurés par un écrou 25. Comme montré à la figure 3, le montage est réalisé avec un léger décalage longitudinal des profilés supports et de recouvrement, de manière à permettre, dans une zone de chevauchement, telle que celle représentée a la figure 6, la superposition de trois profilés. Corme montré à cette figure, l'extrémité supérieure du profilé inférieur 8a est coiffée par l'extrémité inférieure du profilé 8b le prolongeant, ces deux profilés étant disposés dans le azyme sens. Ce chevauchement des deux profilés se fait par appui de laine 9 du profilé 8b sur les nervures 17 du profilé 8a. Le profilé 8c monté en opposition avec le profilé 8a s'arrête en retrait de celui-ci, pour permettre le chevauchement des profilés 8b et 8a. L'extrémité supérieure du profilé 8c est elle-mee recouverte par l'extrémité inférieure d'un profilé 8d disposé dans le même sens que lui, qui réalise le pincement de deux panneaux en coopération avec le profilé 8b. A ce niveau, il faut noter que la même tige 18 sert à la fixation des profilés 8a, 8b et 8d. La fixation des profilés 8a et 8b est réalisée à l'aide de la même plaquette 23 qui prend appui sur les ailes 17 du profilé 8b, lequel exerce une pression sur le profilé 8a qui est en appui sur la rondelle élastique 11. En outre, l'étanchéité du volume compris entre l'absorbeur 6 et les panneaux de verre 7 au niveau des extrémités inférieure et supérieure des pans de toiture est assurée par des profilés en bois, respectivement 26 et avec interposition de joints 28. Comme montré à la figure 7, l'étanchéité horizontale au niveau du recouvrement de deux panneaux de verre est réalisée par l'intermédiaire de joints 29. Chaque joint 29 est monté sur le bord supérieur d'un panneau 7, et présente une partie 30 en forme de U venant coiffer ledit bord, deux lèvres 32 faisant saillie de l'une des ailes du joint et venant prendre appui sur le panneau de verre recouvrant le panneau sur lequel le joint est monté. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un système d'assemblage de panneaux, et notamment de panneaux en verre, constitutifs d'un capteur solaire, qu'il s'agisse d'un captage en toiture avec présence d'un absorbeur à air ou à eau ou d'un captage en serre. L'agencement selon l'invention est très intéressant du fait que la surface de captation est réalisée in-situ sur une sous-toiture traditionnelle à l'aide d'un nombre très limité d'éléments de petites dimensions, qui peuvent être assemblés soit par des spécialistes, soit par des artisans traditionnels, tels que charpentiers ou maçons. La taille des éléments rend le remplacement de ceux-ci extrêmement facile et laisse une grande souplesse au niveau de la conception architecturale. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce système d'assemblage, décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les tiges de fixation des profilés pourraient être solidarisées, de manière différente, avec le support, par exemple par soudage Si celui-ci est métallique, ou que ces profilés pourraient être utilisés à dtautres fins, par exemple pour la réalisation d'une serre, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'inventionO - REVENDICATIONS i. - Système d'assemblage de panneaux sur une ossature, caractérisé en ce que chaque panneau (7) est pincé au niveau de deux de ses bords opposés entre deux profilés (8) montés en opposition, dont chacun possède une âme centrale (9) prolongée par deux ailes (10) divergentes à partir de l aine, elles-mmes prolongées chacune vers l'extérieur par un rebord (12) parallèle å l'ame et présentant une gorge servant au logement d'un joint (14), chaque aile inclinée possèdant, à proximité de l'âme, une nervure longitudinale (17) faisant saillie en direction de l'autre aile. 2. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation de chaque profilé (8) sur la structure support est réalisée à proximité de ses extrémités par traversée de pièces (18) dans des trous oblongs (16) du profilé, allongés dans le sens de la longueur de celui-ci. 3. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la distance entre l'âme d'un profilé et les nervures faisant saillie de ses ailes est telle que l'écartement entre deux rebords superposés de deux profilés emboîtés l'un dans l'autre, soit sensiblement égal à ltépaisseur des panneaux a maintenir, augmentée de l'épaisseur du joint d'étanchéité. 4. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque profilé (8) support de deux panneaux présente, au niveau de son extrémité inférieure, une lèvre transversale servant de butène pour les panneaux considérés 5. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ltétanchéité horizontale au niveau du recouvrement de deux panneaux est obtenue par l'intermédiaire d'un joint (29) qui, fixé su le bord supérieur du panneau inférieur, possède une partie (30) en forme de U venant coiffer ledit bord, l'une des ailes du joint présentant deux lèvres parallèles (32) faisant saillie vers l'extérieur, destinées à prendre appui sur l'autre panneau. 6. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, appliqué au captage solaire en toiture avec un absorbeur situé derrière des panneaux en verre, caractérisé en ce que les moyens de fixation de l'absorbeur (6), des panneaux (7) et de leurs profilés (8) de maintien, sont constitués par des tiges (18) dont chacune comprend de moyens de fixation sur le support, tels qu'un tire-fond (19) si le support est constitué par une charpente en bois, chaque tige comportant, depuis son extrémité de fixation vers l'extérieur, une butée rigide (22) se2sant à a' l'appui de l'absorbeur (6), une rondelle élastique (11) engagée sur la tige, prenant appui sur l'absorbeur et servant de support à l'aine d'un premier profilé (8) dont l'ouverture est tournée de l'autre côté, une plaquette (23) étant prévue qui, engagée sur la tige, vient prendre appui sur les nervures (17) de ce profilé et est maintenue plaquée contre celles-ci par un écrou (24) on similaire, la tige traversant enfin le profilé de couverture monté en sens inverse du premier profilé, qui est maintenu plaqué contre celui-ci par serrage d'un écrou (25) ou similaire. 7. - Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rondelle élastique (11) est constituée par un plot en silicone.