Brevet FR2933113A1 — publié le 20100101

DISPOSITIF DE COUVERTURE DE TOITURE A PANNEAUX SOLAIRES La présente invention concerne un dispositif de couverture de toiture à panneaux solaires pour équiper des toits de bâtiments ou autres constructions telles que des vérandas. Les panneaux solaires de type photovoltaïques sont réalisés généralement par assemblage de cellules disposées entre deux films plastiques et reposant sur un substrat support tel qu'une plaque polyméthacrylate de méthyle avec une opération de fonte des films plastiques par chauffage pour maintenir l'assemblage. Cet assemblage d'une multitude de cellules sur un substrat support définit un panneau unitaire. Pour réaliser une installation de panneaux solaires, on associe plusieurs panneaux unitaires sur une surface exposée au soleil et notamment, il est intéressant d'utiliser comme support les pentes de toits orientées sud ou les toits de vérandas accolées aux habitations. La présente invention a pour but de réaliser un assemblage simple et 15 modulable permettant de couvrir de grandes surfaces de supports et notamment de supports déjà construits. Pour ce faire la présente invention propose un dispositif de couverture de toiture à panneaux solaires pour lequel au moins un panneau unitaire est fixé sur une plaque d'étanchéité au travers d'entretoises laissant un espace de ventilation 20 du panneau en sorte de former un sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire venant en remplacement d'éléments de couverture de toiture. Selon un premier mode de réalisation, la plaque d'étanchéité comporte des profils longitudinaux en crêtes, au moins certaines des entretoises étant constituées par des supports cavaliers pourvus de profils de retenue épousant le sommet des crêtes. Selon un second mode de réalisation, la plaque est une plaque porteuse lisse. Préférablement, dans le cas du premier mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend des profilés longitudinaux de support de la plaque d'étanchéité se logeant sous des crêtes de la plaque pour soutenir le sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire. Les profilés longitudinaux forment des liteaux de support du sous ensemble 10 de couverture. Ils ont préférablement une section en oméga et comportent des pieds latéraux de fixation sur des pannes de la charpente. Dans le cadre de l'invention, le dispositif de couverture à panneaux solaires comporte plus particulièrement une pluralité de sous ensembles de couverture pour lequel au moins certaines des plaques d'étanchéité débordent 15 longitudinalement de la surface occupée par le panneau unitaire les recouvrant sur au moins un côté du panneau en sorte de réaliser une zone de recouvrement entre deux sous ensembles pour assembler les sous ensembles à la manière de tuiles et réaliser une continuité pour l'écoulement des eaux de pluie. Le dispositif est avantageusement tel que au moins certaines des 20 entretoises sont des éléments de profilés à section en U dont la branche centrale est pourvue de trous adaptés à ventiler l'espace entre le panneau et la plaque. La plaque du dispositif est notamment dimensionnée pour se loger entre des chevrons d'une charpente. Dans ce cas, le dispositif comportant une pluralité de sous ensembles de 25 couverture, les sous ensembles s'intercalent entre une pluralité de chevrons et des profilés chapeau, disposés à cheval sur le sommet des chevrons, recouvrent les bords latéraux des sous ensembles de part et d'autre des chevrons. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation non limitatifs de 30 l'invention en référence aux figures qui représentent: en figure 1: une vue en éclaté d'un premier exemple de sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire selon l'invention; en figure 2: une vue en perspective représentant la pose d'un dispositif selon l'invention sur une charpente; en figure 3: une vue en perspective du dispositif de la figure 2 posé; en figure 4: un détail de la pose du dispositif de la figure 2 sur la 5 charpente; en figure 5: une vue éclatée d'un second exemple de réalisation de l'invention en cours de pose sur un second type de charpente; aux figures 6A et 6B: des vues respectivement de dessus et en perspective d'un modèle d'entretoise du dispositif de la figure 5; 10 en figure 7: une vue en perspective du dispositif de la figure 5 en cours de pose; en figure 8: une vue de face d'un profilé longitudinal de support du dispositif de la figure 5; aux figure 9A et 9B:des vues en perspectives de deux modèles de profilés 15 du premier exemple de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 5 représentent deux modes de réalisation de dispositifs d'assemblage de panneaux solaires selon l'invention en cours de pose. Le dispositif de couverture à panneaux solaires de l'invention est réalisé à partir d'un panneau unitaire 1 constitué de manière connue de cellules 20 photovoltaïques assemblées sur un substrat tel qu'un substrat PMMA. Le panneau est fixé sur une plaque d'étanchéité qui selon la figure 1 est une plaque plane 2 et selon la figure 5 une plaque ondulée 3. Dans les deux cas, l'invention prévoit de fixer le panneau 1 au travers d'entretoises repérées 4, 5 pour l'exemple de la figure 1 et 6, 7 pour l'exemple de 25 la figure 5, les entretoises laissant un espace de ventilation entre le panneau et la plaque sur laquelle il est fixé. L'ensemble panneau et plaque forme un sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire qui, comme il sera expliqué ci-après se pose avantageusement directement sur une charpente et remplace ainsi la couverture 30 de la toiture d'un bâtiment. La construction et la pose du premier exemple de réalisation de l'invention selon la figure 1 est précisé aux figures 2, 3, 4 et 9A, 9B. Pour l'assemblage du panneau 1 sur la plaque 2 de la figure 1 on utilise des entretoises formées par des profilés allongés 4 et 5 et plus particulièrement représentées aux figures 9A, 9B. Les profilés 4, dont un exemple coupé est représenté à la figure 9A, sont 5 situés en haut et en bas du panneau 1. Ces profilés sont des profilés ajourés pour permettre une ventilation de l'espace sous les panneaux et un réaliser passage pour la pluie. Selon l'exemple, ils sont munis de retours latéraux 41 permettant leur fixation aux profilés 5 disposés sous les extrémités latérales des panneaux décrits 10 ci-après. Les profilés 5, dont un exemple coupé est représenté à la figure 9B, sont disposés longitudinalement sous les extrémités latérales des panneaux et comportent une aile 51 sur laquelle s'appuie le panneau 1 et une aile 52 en appui sur la plaque 2. 15 Selon l'exemple, la fixation des panneaux sur les profilés et des profilés sur la plaque se fait avec des moyens de fixation indémontables tels des rivets. Selon cet exemple, la plaque est une plaque porteuse lisse 2 qui constitue un élément de couverture de la toiture, assure une étanchéité sous le panneau et permet l'écoulement de l'eau de pluie. 20 De retour aux figures 1 et 2, des terminaisons électriques 21 traversent la plaque 2 pour récupérer l'électricité générée dans les panneaux 1. Le panneau assemblé sur sa plaque au moyen des entretoise 4, 5 représenté à la figure 1 constitue un élément de couverture pouvant être posé directement sur la charpente de la toiture. 25 Selon l'exemple de la figure 3, l'élément de bâtiment qui reçoit le dispositif de couverture de l'invention est une véranda 60. La pose des dispositifs de couverture de l'invention est représentée à la figure 2. La charpente 16 de la véranda 60 comporte des chevrons et les plaques 30 sont dimensionnées pour se loger entre les chevrons 15. L'assemblage des plaques entre les chevrons est plus particulièrement représenté à la figure 4. Pour la lisibilité de cette figure, un chevron est représenté raccourci par rapport à la réalité dans laquelle les chevrons sont de la longueur du bâtiment à couvrir. Ils sont en appui à leurs extrémités sur des poutres 30, 31 réalisées dans 5 des profilés comme connu notamment dans la réalisation de structures métalliques de vérandas. Les plaques viennent s'appuyer sur un rebord latéral 22 des chevrons 15 dans une rainure 23 du chevron. Pour réaliser la couverture de la véranda ou de tout autre structure 10 porteuse, une pluralité de sous ensembles de couverture s'intercalent entre une pluralité de chevrons. Des profilés chapeau 17, disposés à cheval sur le sommet des chevrons 15, recouvrent les bords latéraux des sous ensembles de part et d'autre des chevrons pour compléter la toiture et éviter que la pluie s'écoule entre les plaques 15 et les chevrons. Le mode de réalisation de la figure 5 correspond à une réalisation alternative pour laquelle la plaque d'étanchéité 3 est de forme ondulée et comporte des profils longitudinaux en crêtes 8. Pour positionner les panneaux sur la plaque, au moins certaines des 20 entretoises 6 représentées aux figures 6A et 6B sont constituées par des supports cavaliers pourvus de profils de retenue 23 en V retourné épousant le sommet des crêtes. A la figure 6A, l'entretoise 6 est représentée vue de dessus. Elle comporte deux pattes latérales 25 et un nez 26 replié pour épouser les sommets des crêtes 25 de la plaque ondulée. La figure 6B représente l'entretoise 6 en perspective ce qui permet de voir que seule l'épaisseur de l'entretoise sépare le panneau unitaire du sommet des crêtes. Les entretoises comportent pour leur fixation sous les panneaux des trous 24 dans lesquels sont insérés des moyens de fixation tels que des rivets. 30 La fixation des panneaux 1 sur la plaque 3 est réalisée par des entretoises latérales 7 représentées à la figure 5 et disposées latéralement sur les côtés des panneaux. Le sous ensemble formé du panneau et de la plaque est posé sur des profilés longitudinaux 9 de support de la plaque d'étanchéité 3 se logeant sous des crêtes 8 de la plaque pour soutenir le sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire comme représenté en figure 7. Dans ce mode de réalisation, la plaque emprisonnée entre les panneaux et les profilés n'est pas nécessairement une plaque porteuse du fait que le panneau repose sur les crêtes longitudinales de la plaque qui elles mêmes reposent sur les profilés longitudinaux 10 dans le sens de la pente formant des liteaux en appui sur les pannes 25. La plaque 3 n'a de ce fait pas besoin d'être très rigide et une simple tôle ondulée peut convenir. Un exemple de section des profilés longitudinaux est représenté à la figure 8. Ils ont une section de profil général en oméga et comportent des pieds latéraux 11, 12 de fixation sur les pannes 25. La branche centrale 26 des profilés longitudinaux comporte une partie 15 centrale en creux pour la fixation des plaques 3 au moyen de pointes ou vis 27 représentées en figure 5. Le dispositif de l'invention permet de réaliser un système de couverture complet en dimensionnant les plaques d'étanchéité 2, 3 pour qu'elles débordent longitudinalement de la surface occupée par le panneau unitaire les recouvrant 20 sur au moins un côté du panneau en sorte de réaliser une zone de recouvrement 13 entre deux sous ensembles disposés l'un au dessus de l'autre sur la toiture pour assembler les sous ensembles à la manière de tuiles et réaliser une continuité pour l'écoulement des eaux de pluie. Ainsi il est possible de recouvrir la majeure partie d'un toit avec les sous 25 ensembles de l'invention et de réaliser un pan de toit entier adapté à récupérer de l'énergie solaire. L'invention ne se limite pas aux exemples représentés et notamment, les entretoises allongées 4 peuvent être remplacées par des pattes 4' comme représentées à la figure 2, l'invention couvrant les variantes entrant dans le champ 30 des revendications. REVENDICATIONS1 - Dispositif de couverture à panneaux solaires pour lequel au moins un panneau unitaire (1) est fixé sur une plaque d'étanchéité (2, 3) au travers d'entretoises (4, 5, 6, 7) laissant un espace de ventilation du panneau en sorte de former un sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire. 2 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon la revendication 1, pour lequel la plaque d'étanchéité (3) comporte des profils longitudinaux en crêtes (8), au moins certaines des entretoises (6) étant constituées par des supports cavaliers pourvus de profils de retenue épousant le sommet des crêtes. 3 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend des profilés longitudinaux (9) de support de la plaque d'étanchéité (3) se logeant sous des crêtes (8) de la plaque pour soutenir le sous ensemble de couverture à récupération d'énergie solaire. 4 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des profilés longitudinaux (10) formant des liteaux de support du sous ensemble de couverture. 5 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce que les profilés longitudinaux (9) ont une section en oméga et comportent des pieds latéraux (11, 12) de fixation sur des pannes (25) de la charpente. 6 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon l'une des revendications précédentes comportant une pluralité de sous ensembles de couverture pour lequel au moins certaines des plaques d'étanchéité (2, 3) débordent longitudinalement de la surface occupée par le panneau unitaire les recouvrant sur au moins un côté du panneau en sorte de réaliser une zone de recouvrement (13) entre deux sous ensembles pour assembler les sous ensembles à la manière de tuiles et réaliser une continuité pour l'écoulement des eaux de pluie. 7 - Dispositif de couverture selon la revendication 1, pour lequel la 30 plaque est une plaque porteuse lisse (2). 8 - Dispositif de couverture à panneaux solaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel au moins certaines des entretoises (5) sont des profilés ajourés pour permettre une ventilation de l'espace sous les panneaux. 9 - Dispositif de couverture selon la revendication 8 pour lequel la plaque est dimensionnée pour se loger entre des chevrons (15) d'une charpente (16). - Dispositif de couverture selon la revendication 9 comportant une pluralité de sous ensembles de couverture s'intercalant entre une pluralité de 10 chevrons pour lequel des profilés chapeau (17), disposés à cheval sur le sommet des chevrons (15), recouvrent les bords latéraux des sous ensembles de part et d'autre des chevrons.