Brevet FR2819836A1 — publié le 20020726

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la réalisation de structures, en particulier de la construction de bâtiments et a pour objet une construction solaire. Les bâtiments existants actuellement présentent généralement tous types d'architectures, à savoir un toit en pente, plat ou bombé et un mur disposé suivant des lignes droites et à parois extérieures reliées entre elles suivant des angles droits, aigus ou obtus. Ces constructions traditionnelles répondent aux exigences habituelles d'isolation et d'éclairement. Cependant, les constructions connues ne mettent pas réellement en oeuvre des principes architecturaux permettant d'assurer une optimisation de l'utilisation de l'énergie solaire, de sorte qu'elles nécessitent d'importants apports d'énergie pour réaliser une régulation interne destinée à assurer leur confort. Il a été proposé, en particulier dans le cadre des économies d'énergie, de chercher à profiter de l'énergie solaire en équipant les constructions de moyens de captage de ladite énergie et de conversion de celle-ci en énergie de chauffage ou en énergie électrique, ce essentiellement dans des buts de climatisation des constructions et de fourniture d'une chaleur suffisante pour assurer la distribution d'eau chaude sanitaire et/ou d'une énergie électrique d'éclairage. On connaît également des moyens de régulation de la température interne des constructions faisant intervenir des artifices de constructions tendant à créer des parois favorisant une circulation d'air par thermosiphon, ledit air étant soit introduit dans la construction en vue d'un apport de chaleur ou extrait de la construction pour un abaissement de température. Cependant, les constructions connues ainsi équipées ne permettent pas, du fait même des principes architecturaux mis en oeuvre, de réellement tirer profit de l'énergie solaire. En outre, les constructions classiques ne tiennent, le plus souvent, pas compte du lieu d'implantation, à savoir de la latitude sous laquelle la construction est édifiée, ni des variations saisonnières du rayonnement solaire. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant une construction solaire permettant une prise en compte maximale du rayonnement du soleil, quels que soient le lieu d'implantation de la construction et la saison. A cet effet, la construction solaire conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par un élément conique de base sécant avec le sol par l'intermédiaire de deux génératrices et dont la partie s'étendant théoriquement sous le plan sécant, ou sol, est rapportée sur la partie supérieure restante de la base dudit cône et par un élément de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective par l'avant d'une construction conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective de la construction par le haut ; la figure 3 est une vue en perspective de la construction par l'arrière, et la figure 4 est une vue en élévation latérale et en coupe de la construction. Les figures 1 à 4 des dessins annexés représentent une construction solaire qui est essentiellement constituée par un élément conique de base 1 sécant avec le sol par l'intermédiaire de deux génératrices 2 et dont la partie 3 s'étendant théoriquement sous le plan sécant, ou sol, est rapportée sur la partie supérieure restante de la base 4 dudit cône 1 et par un élément 5 de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée 3. L'élément conique de base 1 se présente avantageusement sous forme d'un cône à large angle au sommet, de préférence supérieur à 900 eut est orienté suivant un axe nord-sud. La base 4 du cône 1 est préférentiellement tournée vers le nord dans l'hémisphère nord et vers le sud dans l'hémisphère sud. Ainsi, la construction obtenue permet de présenter une partie de surface rapportée sur la base 4 du cône 1 qui est tournée vers le sud ou vers le nord suivant la latitude par rapport à l'équateur et une partie de cône 1 qui est tournée vers le nord ou vers le sud de manière correspondante. Conformément à une caractéristique de l'invention, la partie 3 rapportée sur la partie supérieure restante de la base 4 du cône 1 et l'élément 5 de fermeture, entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée 3, forment, avantageusement, la couverture de la construction, alors que le cône 1 et sa base 4 forment une infrastructure d'appui et une ouverture d'accès à ladite construction. L'élément 5 de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée 3 est avantageusement constitué par deux parties identiques 5'se présentant sous forme de surfaces réglées convexes, dont la courbure est telle qu'elles se rattachent chacune à une extrémité sur une partie d'arc de la base 4 correspondante du cône 1, lesdites parties 5'étant reliées à leur autre extrémité à un élément de liaison et d'infrastructure 6, les bords parallèles supérieurs et inférieurs délimitant ces surfaces réglées étant respectivement reliés à la génératrice correspondante des bords de la partie rapportée 3 et au plan sécant ou sol. L'élément de liaison et d'infrastructure 6 (figure 4) est avantageusement sous forme d'un élément de structure arqué présentant une partie rectiligne 6'correspondant à une longueur de génératrice du cône 1 et une partie courbe 6"reliant la partie rectiligne 6'au sol ou au plan sécant. Les extrémités des parties 5'de l'élément 5 se rejoignent sur l'élément de liaison et d'infrastructure 6 suivant une ligne courbe correspondant à la partie courbe 6". Ainsi, les parties 5', sous forme de surfaces réglées convexes présentent visuellement une continuité, d'une part, avec la partie supérieure rapportée 3 et, d'autre part, avec les portions courbes correspondantes de la base 4 du cône 1. Selon un mode de réalisation préférentiel, le cône 1 présente une inclinaison sur le sol ou plan sécant telle que sa base 4 est orientée suivant une pente correspondant à l'inclinaison du soleil à l'équinoxe. En outre, le cône présente avantageusement un angle au sommet de 1330. Ainsi, avec une orientation telle qu'indiquée plus haut et avec une inclinaison du cône et une ouverture de son angle au sommet telles que définies ci-dessus, il est possible d'obtenir une construction, dont la partie correspondant au toit, à savoir formée par la partie rapportée 3 et par l'élément 5, est exposée au soleil de manière optimale, ce du lever au coucher et quelle que soit la saison. Par contre, le côté ouvert de la construction, qui est délimité par l'infrastructure formée par le cône 1, est exposé au soleil d'une manière croissante à partir du solstice d'été jusqu'au solstice d'hiver et d'une manière décroissante du solstice d'hiver jusqu'au solstice d'été, le rayonnement pénétrant dans la construction étant nul lors du solstice d'été et maximal lors du solstice d'hiver. Il en résulte que les ouvertures ne sont pas frappées directement par les rayons du soleil et que l'effet de rayonnement de ce dernier, ainsi qu'une grande partie de la convection des surfaces alentours les plus proches sont supprimés pendant toute la période à températures extérieures maximales, alors que pendant les périodes plus fraîches, le soleil peut frapper directement la partie ouverte de la construction et pénétrer dans celle-ci de manière plus ou moins importante avec un maximum lors du solstice d'hiver. En effet, au cours de cette période, le soleil est particulièrement rasant et peut ainsi pénétrer profondément dans l'ouverture correspondant à l'arc de cercle de la base 4 du cône 1. Dans la description ci-dessus, la partie 3 rapportée et l'élément 5 sont considérés comme formant la couverture de la construction, alors que la partie correspondant à la base 4 du cône 1 est considérée comme une ouverture. Bien entendu, les premiers éléments formant la couverture peuvent être munis d'une ou de plusieurs ouvertures plus ou moins discrètes, alors que la base 4 du cône 1 est préférentiellement largement ouverte sous forme de baies transparentes ou translucides, le cône 1 étant préférentiellement sous forme d'un certain nombre de rayons d'appui de la base 4, ancrés en position centrale dans le sol. Dans la représentation suivant les figures 1 à 4 des dessins annexés, la construction se présente sous forme d'une construction à base de poutres en bois ou métalliques, mais l'invention n'est pas limitée à une telle constitution, une réalisation en béton armé ou en un autre matériau pouvant également être prévue avec un maillage métallique, ou autre, correspondant à celui selon les figures des dessins. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser une construction solaire permettant une mise à profit maximale de l'énergie solaire, ce pour l'ensemble de ses aspects, à savoir pour le chauffage et pour l'éclairement complet de la construction, ceci en toute saison et sous toutes les latitudes. En effet, l'invention permet une adaptation de la construction telle qu'une protection solaire soit assurée en cas de grande chaleur et que le soleil participe au maximum au chauffage et à l'obtention d'une luminosité intérieure maximale pendant les périodes plus froides et à moindre exposition solaire. En outre, du fait même de l'orientation de la construction et de la forme de la couverture, cette dernière est soumise à l'éclairage solaire pendant toute la période de jour, en toute saison, de sorte que les dégradations pouvant résulter d'un manque d'exposition solaire sont évitées. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Construction solaire caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par un élément conique de base (1) sécant avec le sol par l'intermédiaire de deux génératrices (2) et dont la partie (3) s'étendant théoriquement sous le plan sécant, ou sol, est rapportée sur la partie supérieure restante de la base (4) dudit cône (1) et par un élément (5) de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée (3). 2. Construction solaire, suivant la revendication l, caractérisée en ce que l'élément conique de base (1) se présente sous forme d'un cône à large angle au sommet, de préférence supérieur à 90 . 3. Construction solaire, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément conique de base (1) est orienté suivant un axe nord-sud. 4. Construction solaire, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la base (4) du cône (1) est tournée vers le nord dans l'hémisphère nord et vers le sud dans l'hémisphère sud. 5. Construction solaire, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie (3) rapportée sur la partie supérieure restante de la base (4) du cône (1) et l'élément (5) de fermeture, entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée (3), forment la couverture de la construction, alors que le cône (1) et sa base (4) forment une infrastructure d'appui et une ouverture d'accès à la construction. 6. Construction solaire, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 5, caractérisée en ce que l'élément (5) de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée (3) est constitué par deux parties identiques (5') se présentant sous forme de surfaces réglées convexes, dont la courbure est telle qu'elles se rattachent chacune à une extrémité sur une partie d'arc de la base (4) correspondante du cône (1), lesdites parties (5') étant reliées à leur autre extrémité à un élément de liaison et d'infrastructure (6), les bords parallèles supérieurs et inférieurs délimitant ces surfaces réglées étant respectivement reliés à la génératrice correspondante des bords de la partie rapportée (3) et au plan sécant ou sol. 7. Construction solaire, suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de liaison et d'infrastructure (6) est sous forme d'un élément de structure arqué présentant une partie rectiligne (6') correspondant à une longueur de génératrice du cône (1) et une partie courbe (6") reliant la partie rectiligne (6') au sol ou au plan sécant. 8. Construction solaire, suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les extrémités des parties (5') de l'élément (5) de fermeture entre le sol ou plan sécant et la partie rapportée (3) se rejoignent sur l'élément de liaison et d'infrastructure (6) suivant une ligne courbe correspondant à la partie courbe (6). 9. Construction solaire, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cône (1) présente une inclinaison sur le sol ou plan sécant telle que sa base (4) est orientée suivant une pente correspondant à l'inclinaison du soleil à l'équinoxe. 10. Construction solaire, suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le cône (1) présente un angle au sommet de 133 .