Brevet FR2930304A1 — publié le 20091023

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fixation d'un 10 équipement sur un revêtement compressible recouvrant une structure de support telle que, par exemple, un bac acier ou autre support rigide de couverture monté sur une charpente. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la fixation sur une 15 couverture garnie d'un revêtement d'isolation thermique d'équipements tels que, par exemple, de panneaux solaires, par exemple photovoltaïques. D'une manière générale, on sait que la fixation d'équipements sur une couverture recouverte d'une couche de matière compressible pose de 20 nombreux problèmes si l'on veut éviter une altération des propriétés d'isolation thermique et de la tenue mécanique de la couche. Ainsi, il n'est pas envisageable d'effectuer un vissage direct de l'équipement sur la couverture du fait que ce serrage provoquerait localement un tassement 25 de la matière compressible et donc une diminution de l'isolation thermique. Par ailleurs, un arrêt de vissage au moment précis où la vis commence à engendrer une pression sur la couche de matière compressible n'est pas non plus acceptable. 1 30 En effet, cette couche sera soumise au poids de l'équipement et finira par être comprimée localement. Cet inconvénient devient particulièrement important dans le cas où un opérateur est amené à marcher à proximité ou sur l'équipement : dans ce cas, le poids de l'opérateur viendra se rajouter à celui de l'équipement:, ce qui produira un poinçonnement de la couche en matière compressible. A ces inconvénients, s'ajoutent ceux engendrés notamment par le vent : dans la mesure où il présente une prise au vent, l'équipement va se déplacer le long de la vis de fixation en venant alternativement en butée,, soit sur la tête de la vis, soit sur la couche de matière compressible, voire même après tassement de celle-ci sur la couverture sous jacente. Il est clair que cette solution n'est pas acceptable et est rejetée par l'homme du 15 métier. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer cet inconvénient grâce à un procédé et à un dispositif de fixation permettant d'assurer une fixation efficace de l'équipement sans que celui-ci ne puisse 20 exercer une pression susceptible de déformer, voire d'endommager, la couche de matière compressible, même dans le cas où l'équipement est lui-même soumis à une action extérieure. A cet effet, elle propose un dispositif de fixation faisant intervenir au moins : 25 une douille à sertir destinée à venir s'engager dans un perçage réalisé sur la structure de support, un tirant entretoise de longueur légèrement supérieure à l'épaisseur du revêtement compressible, ce tirant comportant à l'une de ses extrémités, 30 des moyens de fixation sur la douille à sertir et, à son autre extrémité, une -3- tête précédée par une conformation de verrouillage disposée à une distance axiale prédéterminée de la tête, une platine de fixation munie d'au moins un perçage épar lequel s'engage le tirant entretoise, l'épaisseur de cette platine étant sensiblement égale ou supérieure à la susdite distance axiale, - des moyens de verrouillage aptes à coopérer avec ladite conformation de verrouillage pour effectuer avec la tête du tirant, un verrouillage axial dans les deux sens de la platine de fixation. Avantageusement, la conformation de verrouillage de la tête du tirant entretoise pourra consister en une gorge annulaire. Dans ce cas, les moyens de verrouillage pourront comprendre une épingle comprenant deux bras élastiques reliés l'un à l'autre par l'une de leurs extrémités et naturellement écartés l'un de l'autre d'une distance égale ou inférieure au diamètre du fond de la gorge annulaire dans laquelle ils viennent s'engager. Cette épingle pourra comprendre, du côté de la liaison des deux bras, une première portion repliée à angle droit, d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la platine de fixation, cette première portion étant suivie par une deuxième portion repliée à angle droit qui s'étend parallèlement aux deux bras en direction de leurs extrémités libres. De même, chacun des bras de l'épingle pourra comprendre, du côté de son extrémité libre, une troisième portion repliée à angle droit, d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la platine de fixation, cette troisième portion étant suivie d'une quatrième portion, de faible longueur, repliée à angle droit, de préférence perpendiculairement à l'axe longitudinal des bras. Ces troisième et quatrième portions sont destinées à s'engager dans un perçage réalisé dans la platine de fixation en un emplacement situé à l'opposé d'un bord par rapport au perçage dans lequel s'engage le tirant entretoise. La longueur de la portion des bras comprise entre la première et la troisième portions repliées à angle droit, est sensiblement égale à la distance comprise entre ledit bord et le deuxième perçage. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non 5 limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant le principe du montage du dispositif selon l'invention sur un bac acier de couverture d'un édifice recouvert d'un revêtement isolant ; La figure 2 est une coupe axiale du dispositif illustré figure 1, à l'état assemblé ; La figure 3 est une vue en perspective schématique du dispositif à l'état 15 assemblé., illustrant le principe du verrouillage de la platine de fixation sur le tirant entretoise ; La figure 4 est une vue en perspective d'un gabarit servant à effectuer les perçages permettant le passage des tirants entretoise assurant la 20 fixation du dispositif sur l'ensemble revêtement/couverture ; Les figures 5 et 6 sont des représentations schématiques illustrant le principe général d'un écrou à sertir du type de celui utilisé dans le dispositif selon l'invention, avant sertissage (figure 5) et pendant le 25 sertissage (figure 6). Dans l'exemple illustré sur ces dessins, le dispositif selon l'invention est monté sur une couverture 1 comportant un bac acier 2 présentant des nervurations et recouvert d'une couche de matière isolante compressible 3 30 telle que, par exemple, de la laine de verre ou de la laine de roche recouverte, à l'extérieur, par une membrane d'étanchéité 4. 10 L'équipement à fixer sur la couverture peut consister en un panneau solaire (non représenté) muni de moyens (perçages 5) permettant sa fixation sur une platine de fixation 6 faisant partie du dispositif selon l'invention qui est elle- même destinée à venir se fixer sur le bac acier 2 de la couverture 1 (ou même sur des éléments de charpente sous-jacents). A cet effet, le dispositif de fixation fait intervenir des tirants entretoise 7, constitués par des tiges métalliques réalisées, par exemple., en acier inoxydable 10 et présentant un filetage 8, 9 à chacune de ses extrémités, à savoir : un premier filetage 8 destiné à venir se fixer dans un écrou à sertir 10 s'engageant dans un perçage 11 réalisé dans le bac acier, un deuxième filetage 9 sur lequel peut venir un écrou 12 s'engageant dans 15 un perçage 13 prévu dans la platine de fixation 6 et conformé de manière à assurer, grâce à la coopération d'une épingle 14 ou d'une clavette de verrouillage, un blocage axial dans les deux sens de l'écrou 12 sur la platine de fixation 6. 20 Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3, la couverture 1 a été représentée schématiquement sous la forme d'un bloc élémentaire de forme parallélépipédique, dont les faces supérieure et inférieure sont respectivement constituées par des portions élémentaires de bac acier 2 et de membrane d'étanchéité 4 et dont le volume intercalaire est constitué par une couche de 25 matière isolante 3 telle que de la laine de verre ou de la laine de roche. La platine de fixation 6 consiste ici en un plat en aluminium relativement épais, qui présente la forme d'une bande rectangulaire de largeur égale à celle du bloc élémentaire et dont seule une extrémité a été représentée. .30 Cette platine 6 comprend, au niveau de cette extrémité, un ensemble formé de quatre perçages principaux 13 disposés symétriquement par rapport à son plan longitudinal de symétrie, ces perçages 13 étant disposés dans les angles d'un carré dont les côtés s'étendent deux à deux parallèlement aux bords de la platine 6. Par ailleurs, cette platine 6 comporte deux perçages secondaires 20, 21 respectivement axés dans le plan longitudinal de symétrie et disposés à mi distance des couples de perçages 13. Cette platine 6 comporte en outre, des moyens de fixation de panneaux photovoltaïques (ici les perçages 5 pour une fixation par vissage) ainsi qu'éventuellement, un ou plusieurs autres ensembles de perçages principaux 13 pour la fixation de la platine 6 sur la couverture 1 (non représenté). Les perçages principaux 13 sont destinés à permettre le passage des tirants entretoise 7 au travers de perçages réalisés dans la membrane 4, la couche de matière isolante 3 et le bac acier 2. 20 L'écrou à sertir 10 utilisé dans le dispositif selon l'invention, peut être de type classique et comprendre comme illustré sur les figures 5 et 6 un manchon tubulaire 16 en matériau déformable présentant un collet 17 à l'une de ses extrémités et une surface intérieure taraudée. 25 Ce: manchon tubulaire 16 est destiné à venir s'engager dans un perçage 11 réalisé dans la pièce sur laquelle on désire sertir l'écrou 1.0, ici sur le bac acier 2 de la couverture 1, la longueur axiale du manchon 16 étant très supérieure à l'épaisseur du bac 2. 30 Le sertissage de l'écrou sur le bac 2 s'effectue grâce à un appareil de sertissage faisant intervenir une tige 18 dont l'extrémité comprend une tête 15 filetée 19 destinée à venir se visser dans le manchon tubulaire 16 jusqu'à son extrémité opposée au collet 17 (figure 6). Cette tige 18 passe dans un élément tubulaire 20 dont l'extrémité inférieure prend appui sur le collet 17. Bien entendu, la tige 18 et l'élément tubulaire 20 présentent une longueur supérieure à l'épaisseur de la couche de matière isolante 3. Par ailleurs, l'appareil de sertissage comprend un mécanisme (non représenté) permettant d'exercer sur la tige 18, un effort de traction FI engendrant sur l'élément tubulaire 20, un effort résistant F2 appliqué sur la collerette 17 du manchon 16. Cet effort de traction FI engendre sur le manchon tubulaire 16, qui est retenu par l'élément tubulaire 20, une déformation annulaire 21 radialement en saillie (figure 6) qui produit un sertissage du côté du bac acier 2 opposé au collet 17. De ce fait, l'écrou à sertir 10 se trouve axialement verrouillé dans les deux sens sur le bac acier 2. On. procède alors au dévissage de la tige 18 de l'appareil de sertissage. Il devient alors possible de visser le tirant entretoise 7 dans l'écrou 10 qui vient d'être serti. On répète alors cette opération pour les quatre tirants entretoise 7 servant à assurer la fixation de la platine de fixation 6 sur la couverture 1. Dans cet exemple, l'écrou 12 prévu à la partie supérieure des tirants entretoise présente une forme conique présentant deux tronçons de cône successifs 23, 24, séparés l'un de l'autre par une gorge annulaire 25, la grande base du deuxième tronçon 24 présentant un diamètre supérieur à celui de la petite base du premier tronçon 23 mais inférieur à celui de sa grande base. La hauteur du premier tronçon de cône 23 est inférieure à la hauteur de la platine de fixation 6 et s'engage dans un perçage conique 13 de ladite platine qui présente une même conicité. L'orifice de plus petit diamètre de ce perçage présente une section sensiblement égale à la section de la petite base du premier tronçon 23. La grande base (lu premier tronçon 23 porte une conformation 26 de manière à permettre le vissage du tirant entretoise 7 grâce à un outil (par exemple une 10 clé) approprié. Grâce à ces dispositions, en fin de vissage du tirant entretoise 7 dans l'écrou à sertir 10, la face conique vient s'appliquer sur la face conique du perçage en assurant ainsi un blocage axial dans un sens de la platine de fixation 6. Dans 15 cette position, la gorge annulaire 25 s'étend juste en dessous du plan de la face inférieure de la platine 6 (entre cette face inférieure et le film d'étanchéité 4 qui recouvre la couche de matière isolante 3). Le verrouillage de la platine de fixation 6 dans l'autre sens est alors obtenu 20 grâce à une épingle élastique 14 dont les deux branches longitudinales 26, 2'7 s'engagent en deux emplacements diamétralement opposés de la gorge 25. Dans cet exemple, les deux branches 26, 27 sont reliées l'une à l'autre, d'un côté par une portion transversale 28, et comprennent, au niveau de leurs 25 extrémités libres, une première portion repliée à angle droit 29, perpendiculairement au plan principal contenant les deux branches 26, 27. Les portions repliées 29 des deux branches 26, 27 sont chacune prolongées par une seconde portion repliée 30, ces deux portions repliées 30 étant colinéaires et s'étendant à l'opposé l'une de l'autre selon un axe orienté perpendiculairement 30 aux branches 26, 27. -9- Par ailleurs, dans une zone adjacente à la portion transversale 28, les deux branches 26, 27 présentent une première portion repliée à angle droit 31, 32, suivie par une deuxième portion 33, 34, repliée perpendiculairement à la première, de manière à venir en retour vers la région centrale des branches 26, 27, parallèlement à celles-ci. La longueur de la deuxième portion 31, 32 correspond sensiblement à l'épaisseur de la platine de support 6. La mise en place de l'épingle 14 sur l'écrou 12 du tirant entretoise 7 s'effectue : En disposant les deux branches 26, 27 de l'épingle 14 de part et d'autre du second tronçon conique 24 de l'écrou 12. En faisant coulisser l'épingle 14, on engage le bord de la platine support 6 dans la cavité délimitée par les portions repliées 31 à 34 de l'épingle 14. Dans cette position, les portions repliées des bras 26, 27 se trouvent sensiblement au droit du perçage 20. On fait remonter les deux branches 26, 27 le long de la deuxième portion conique jusqu'à ce qu'elles viennent s'engager dans la gorge 25. Dans cette position, les portions repliées 29 s'étendent dans le perçage, tandis que les portions repliées 30 viennent en retour sur la face supérieure de la platine 6. L'épingle 14 se trouve alors verrouillée sur la platine 6 grâce aux portions repliées 30, 33, 34 tandis qu'elle assure un blocage axial de la platine 6 sur le tirant entretoise 7. Avantageusement, les perçages 41 réalisés dans la couverture 1 seront effectués à l'aide d'un gabarit de perçage 42 constitué par une plaque métallique de forme parallélépipédique, munie de perçages 43 en correspondance avec les perçages que l'on veut réaliser sur la couverture, ces perçages servant au guidage d'un forêt présentant un diamètre approprié à celui des tirants entretoise 7 que l'on désire fixer sur le bac acier 2. - 10 - Ainsi, pour effectuer la fixation d'une platine de support 6, un opérateur devra réaliser la séquence de phases opératoires suivante : 1. Le repérage des sommets d'onde du bac acier 2 par tous les moyens 5 appropriés classiques connus sur les chantiers. 2. Le traçage des emplacements de fixation en s'aidant du gabarit 42 pour chacun des emplacements. 3. Le positionnement du gabarit 42, 4. La réalisation d'un premier perçage 41 (par exemple d'un diamètre de 9 10 mm) en utilisant le gabarit 42. 5. La mise en place d'une première pige 44 dans le premier perçage réalisé et dans le perçage 43 correspondant du gabarit 42. 6. La réalisation d'un deuxième perçage 41 (par exemple o = 9 mm) en s'aidant du gabarit 42. 15 7. La mise en place d'une deuxième pige 45 dans ce deuxième perçage 41 et dans le perçage 43 correspondant du gabarit 42, de manière à fixer la position du gabarit 42. 8. Le perçage des autres perçages 41 de passage des tirants entretoise (o = 9 mm). 20 9. Le sertissage des écrous à sertir 10 dans les perçages 41 au niveau du bac acier 2 en utilisant un appareil de sertissage, cette opération étant possible à travers le gabarit 42. 10. L'engagement des tirants entretoise 7 dans les perçages 13 de la platine 6 avec mise en place des épingles 14 de la façon précédemment décrite. 25 11. Le positionnement de la platine 6 avec engagement des tirants entretoise 7 dans les perçages 41 correspondants. 12. La fixation de la platine 6 par vissage des tirants entretoise 7 dans les écrous à sertir 10 correspondants. 30 Revendications1. Dispositif de fixation d'un équipement sur un revêtement compressible (3) recouvrant une structure de support (2), caractérisé en ce qu'il comprend au moins : une douille à sertir (10) destinée à venir s'engager dans un perçage réalisé sur la structure de support (2), un tirant entretoise (7) de longueur légèrement supérieure à l'épaisseur du revêtement compressible, ce tirant (7) comportant à l'une de ses extrémités, des moyens de fixation sur la douille à sertir (10) et, à son autre extrémité, une tête (12) précédée par une conformation de verrouillage (25) disposée à une distance axiale prédéterminée du sommet de la tête (12), une platine de fixation (6) munie d'au moins un perçage par lequel s'engage le tirant entretoise (7), l'épaisseur de cette platine (6) étant sensiblement égale ou supérieure à la susdite distance axiale, des moyens de verrouillage aptes à coopérer avec ladite conformation de verrouillage (25) pour effectuer avec la tête (12) du tirant (7), un verrouillage axial dans les deux sens de la platine de fixation (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite conformation de verrouillage de la tête (12) du tirant entretoise (7) consiste en une gorge annulaire. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les susdits moyens de verrouillage comprennent une épingle (14) comprenant deux bras élastiques (26, 27) reliés l'un à l'autre par l'une de leurs extrémités et naturellement écartés l'un de l'autre d'une distance égale ou inférieure au diamètre du fond de la gorge annulaire (25) dans laquelle ils viennent s'engager.30- 12 - 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la susdite épingle (14) comprend, du côté de la liaison des deux bras (26, 27), une première portion (31, 32) repliée à angle droit, d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la platine de fixation (6), celte première portion étant suivie par une deuxième portion (33, 34) repliée à angle droit qui s'étend parallèlement aux deux bras (26, 27) en direction de leurs extrémités libres. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chacun des bras (26, 27) de l'épingle (14) comprend, du côl:é de son extrémité libre, une troisième portion (29) repliée à angle droit, d'une longueur sensiblement égale à l'épaisseur de la platine de fixation (6), cette troisième portion (29) étant suivie d'une quatrième portion (30), de faible longueur, repliée à angle droit, de préférence perpendiculairement à l'axe longitudinal des bras (26, 27), ces troisième et quatrième portions étant destinées à s'engager dans un perçage (20) réalisé dans la platine de fixation (6) en un emplacement situé à l'opposé d'un bord par rapport au perçage (13) dans lequel s'engage le tirant entretoise (7). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite douille à sertir consiste en un écrou comportant un manchon tubulaire (16) en matériau déformable présentant un collet (17) à l'une de ses extrémités et une surface intérieure taraudée. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite platine (6) comprend, au niveau de cette extrémité, un ensemble formé de quatre perçages principaux (13) disposés syrnétriquement par rapport à son plan longitudinal de symétrie, ces perçages (13) étant disposés dans les angles d'un carré dont les côtés s'étendent deux a deux parallèlement aux bords de la platine (6).- 13 - 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la susdite platine (6) comporte deux perçages secondaires (20, 21) respectivement axés dans le plan longitudinal de symétrie et disposés à rni distance des couples de perçages (13). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite platine (6) comporte des moyens de fixation par vissage d'un équipement présentant deux tronçons de cône successifs (23, 24), séparés l'un de l'autre par une gorge annulaire (25), la grande base du deuxième tronçon (24) présentant un diamètre supérieur à celui de la petite base du premier tronçon (23) mais inférieur à celui de sa grande base. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite tête de la douille entretoise comprend un écrou 15 de forme conique. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la hauteur du premier tronçon de cône (23) est inférieure à la hauteur de la platine de fixation (6) et s'engage dans un perçage conique 20 (13) de ladite platine qui présente une même conicité. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la grande base du premier tronçon (23) porte une conformation (26) de manière à permettre le vissage du tirant entretoise (7) 25 grâce à un outil. 13. Procédé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les phases opératoires suivantes : 30- 14 - le traçage des emplacements de fixation de la platine de fixation en s'aidant d'un gabarit de perçage (42) comprenant une plaque munie d'au moins quatre perçages (43) disposés en correspondance avec les perçages que l'on veut réaliser sur la couverture, ces perçages servant au guidage d'un forêt présentant un diamètre approprié à celui des susdits tirants entretoise (7), le positionnement du gabarit (42), - la réalisation d'un premier perçage (41) en utilisant le gabarit (42), - la mise en place d'une première pige (44) dans le premier perçage (41) réalisé et dans le perçage (43) correspondant au gabarit (42), la réalisation d'un deuxième perçage (41) en s'aidant du gabarit (42), - la mise en place d'une deuxième pige (45) dans ce deuxième perçage (41) et dans le perçage (43) correspondant du gabarit (42), de manière à fixer la position du gabarit (42), le perçage des autres perçages (41) de passage des tirants entretoise (7), le sertissage des douilles à sertir (I 0) dans les perçages (41) réalisés dans la structure support de la couverture, l'engagement des tirants entretoise (7) dans les perçages (13) de la platine (6) et le verrouillage desdits tirants (7) sur ladite platine (6), - le positionnement de la platine (6) avec engagement des tirants entretoise (7) dans les perçages (41) correspondants, - la fixation de la platine (6) par vissage des tirants entretoise (7) sur les douilles à sertir (10) correspondantes.