Brevet FR2944568A1 — publié le 20101022

Pièce de fixation pour l'assemblage d'un module, notamment photovoltaïque, sur une tôle nervurée, assemblage et utilisation pour la réalisation d'une couverture de bâtiment. L'invention concerne principalement une pièce de fixation destinée à assembler un module sur une tôle nervurée. L'invention porte également sur l'assemblage du module sur la tôle nervurée et sur son utilisation pour fabriquer une couverture de bâtiment. Le module peut ro être un module photovoltaïque sans toutefois y être limité. Les modules photovoltaïques présentent généralement la forme d'un cadre portant des cellules photovoltaïques. Ces modules sont rapportés sur la couverture des bâtiments et solidarisés à cette couverture par des moyens de fixation appropriés. 15 II est connu de réaliser les couvertures de toit avec des tôles nervurées en acier, par exemple en acier galvanisé pré-laqué, dont les bords longitudinaux se chevauchent pour assurer l'étanchéité du système. La réalisation d'un assemblage de module photovoltaïque sur une tôle nervurée implique l'intervention de deux corps de métier ce qui engendre de 20 problèmes de coordination sur le chantier ainsi que des temps de réalisation de la couverture et des coûts associés trop élevés. Par ailleurs, la réalisation d'un tel assemblage doit permettre de continuer à assurer l'étanchéité de la couverture du bâtiment. Naturellement, la solidité de l'assemblage et sa résistance aux sollicitations 25 mécaniques engendrées par exemple par le vent et le poids de la neige doivent être assurées. A cet effet, l'invention se propose de pallier aux problèmes précités en proposant une pièce de fixation destinée à assembler un module sur une tôle nervurée faite d'une alternance de nervures et de plages et qui est caractérisée 30 en ce qu'elle comporte : - au moins des première et deuxième zones de fixations destinées à solidariser la dite pièce à la tôle au niveau d'au moins deux nervures, - au moins une zone de fixation au module destinée à solidariser la dite pièce au module, et en ce qu'elle est destinée à un seul module. La pièce de fixation de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes prises isolément ou en combinaison : - elle comporte au moins une zone de support du module sur laquelle repose 5 le module. - l'une de ses extrémités est formée par une partie en L comportant la zone de support du module et la zone de fixation au module. - elle comporte une zone de support de cellules photovoltaïques lorsque le module est un module photovoltaïque fait d'un cadre portant des cellules io photovoltaïques et cette zone de support est plane et située entre les première et deuxième zones de fixations à la tôle. L'invention concerne également l'assemblage d'au moins un module sur une tôle nervurée faite d'une alternance de nervures et de plages qui est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pièces de fixation qui solidarisent le module à 15 la tôle qui présentent chacune : au moins des première et deuxième zones de fixations à la tôle solidarisant la tôle à la pièce de fixation au niveau d'au moins deux nervures, au moins une zone de fixation au module, et en ce que la dite pièce de fixation est destinée à un seul module. 20 L'assemblage de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes prises isolément ou en combinaison : - la pièce de fixation comporte au moins une zone de support du module. - les bords latéraux de la tôle nervurée sont constitués de nervures ou de nervures tronquées autorisant un recouvrement étanche entre les bords latéraux 25 de deux tôles adjacentes, et la zone de support du module est située au dessus du niveau du sommet des nervures ou nervures tronquées de la tôle qui participent au recouvrement afin d'autoriser le recouvrement étanche entre deux tôles adjacentes lorsque l'une ou l'autre ou ces deux tôles sont solidarisées à un module. 30 - les pièces de fixation s'étendent depuis la nervure tronquée de l'un ou de l'autre des bords latéraux de la tôle jusqu'à une nervure adjacente de la même tôle et l'extrémité de la pièce de fixation située au niveau de la nervure tronquée du bord latéral concerné est formée par une partie en L au niveau de laquelle se trouve la zone de support du module et la zone de fixation au module. - la partie en L surplombe la nervure tronquée d'un bord latéral de la tôle, et le module présente une largeur égale ou inférieure à la largeur de la tôle sur laquelle il est fixé de sorte que la plus grande largeur de l'assemblage constitué par la tôle, les pièces de fixation et le ou les modules est définie par la largeur de la tôle. - le module est un module photovoltaïque comportant un cadre qui porte des cellules photovoltaïques, et la pièce de fixation comporte au moins une zone de support des cellules photovoltaïques. - la zone de support des cellules photovoltaïques est plane et située entre les deux zones de fixations à la tôle. Enfin, l'invention porte également sur l'utilisation de l'assemblage précédemment défini pour la réalisation d'une couverture de bâtiment. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue de coté de la pièce de fixation de l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective de la pièce de fixation de l'invention selon la flèche Il de la figure 1. la figure 3 représente une tôle nervurée sur laquelle sont solidarisées des pièces de fixation de l'invention, la figure 4 représente un assemblage selon l'invention comportant deux modules fixés sur une tôle nervurée, la figure 5 est une vue en coupe de l'assemblage de l'invention selon la ligne V-V de la figure 4. On décrit la pièce de fixation de l'invention en référence aux figures 1, et 2. Cette pièce de fixation 1 est une bande en acier rigide qui comporte des pliures parallèles conférant chacune une fonctionnalité spécifique à la pièce 1. Au niveau de l'une des extrémités de la pièce 1, une partie en L 2 forme à la fois zone de support du module 3 destinée à recevoir le cadre du module, et zone de fixation de ce module 4 pour solidariser le module à la pièce 1. La zone de support 3 est la partie horizontale de la partie en L 2 et la zone de fixation est la partie verticale de cette même partie en L 2. Après la zone de support 3, une partie verticale 5 s'étend jusqu'à une partie oblique descendante 6 qui forme la première zone de fixation de la pièce 1 sur la tôle. Depuis, cette première zone de fixation 6, une partie oblique montante 7 s'étend jusqu'à une partie plane 8 formant zone de support des cellules photovoltaïques 8. Cette zone de support 8 est située au dessus de la zone de support du module 3 et est sensiblement sous le niveau de l'extrémité libre 9 de la partie en L 2 pour des raisons qui seront expliquées plus loin. Une partie oblique descendante 10 s'étend depuis la zone de support des cellules photovoltaïques 8 jusqu'à une partie plane 11 prolongée par une partie oblique descendante 12. La partie plane 11 forme une deuxième zone de fixation 11 de la pièce de fixation 1 sur la tôle nervurée. lo Les première 6 et deuxième 11 zones de fixation de la pièce 1 sur la tôle comportent chacune un joint 13,14 par exemple en néoprène, qui s'étend sur la largeur de la pièce de fixation 1. Les joints 13,14 sont collés sur la face inférieure de la pièce 1 au niveau de la zone considéré. Ces joints 13,14 permettront de préserver l'étanchéité du système comme il sera décrit plus loin. 15 Les parties obliques 6, 10 et 12 de la pièce de fixation 1 sont sensiblement parallèles entre elles. On se réfère à présent aux figures 3 et 5 pour décrire la fonctionnalité et le positionnement de la pièce de fixation 1 dans l'environnement de l'assemblage du module sur la tôle nervuré. 20 La tôle nervurée 20 est an acier galvanisé pré-laqué et comporte une alternance de nervures de rigidification en oméga 21 et de plages 22. Dans cet exemple, les plages 22 comportent elles-mêmes des nervures de faible hauteur qui n'entrent pas dans le cadre de l'invention. Les deux bords longitudinaux de la tôle 23,24 comportent chacun une 25 nervure tronquée respectivement 21a,21b. Chaque nervure centrale 21 comporte une partie supérieure plane 25 et deux flancs inclinés 26,27 conférant la forme en oméga. Pour chaque nervure tronquée 21a,21b située au niveau d'un bord longitudinal 23,24, le deuxième flanc incliné 28 est de longueur inférieure au flanc opposé 26,27 de la nervure considérée 21a,21b. 30 Par ailleurs les nervures 21a,22a de bords longitudinaux opposés 23,24 sont symétriquement semblables selon la configuration décrite précédente de sorte que d'une part, la tôle 20 n'est soumise à aucun sens d'installation et que d'autre part, lors de la réalisation d'une couverture de bâtiment, deux tôles adjacentes sont installées par recouvrement de leur bords latéraux et plus précisément par appui de contact d'une nervure tronquée 21a du premier bord longitudinal 23 d'une première tôle sur la nervure tronquée 21b du deuxième bord longitudinal 24 de la tôle adjacente. De cette façon, l'étanchéité entre deux tôles adjacentes est assurée. Comme représenté sur les figures 3 et 5, une tôle comporte plusieurs pièces de fixation par exemple quatre par modules (figures 3 et 4). Chaque pièce de fixation 1 s'étend perpendiculairement aux rainures 21 depuis la rainure tronquée 21a,21b du bord longitudinal correspondant 23, 24 jusqu'à une rainure 21 adjacente. La partie en L 2 formant zone de fixation 4 et de support 3 du module 30 surplombe la rainure tronquée 21b depuis laquelle s'étend la pièce de fixation 1, en laissant un espace entre la zone plane de support 3 et le sommet de la rainure tronquée 21b. Cet espace autorise l'assemblage de deux tôles adjacentes comme décrit 15 précédemment par superposition des nervures tronquées 21a,21b des bords longitudinaux respectifs 23,24 de ces deux tôles. La première zone de fixation 6 de la pièce 1 sur la tôle 20 est en appui de contact sur la partie inférieure du flanc 26 de la nervure tronquée 21 b et fixée à ce flanc 26 par une vis traversante 31. L'étanchéité est assurée par la présence du 20 joint 13 précédemment décrit. La position de cette zone de fixation 6 est très avantageuse puisqu'elle ne contraint pas l'écoulement de l'eau provenant des intempéries et s'écoulant le long de la tôle 1 au niveau des plages 22. Par ailleurs, l'eau n'étant pas au contact de la vis, il n'y a pas de risques d'infiltration. 25 La deuxième zone de fixation 11 est en appui de contact sur la partie supérieure plane 25 de la rainure 21 et fixée à cette partie plane 25 par une vis traversante 32. L'étanchéité est assurée par la présence du joint 14 précédemment décrit. La partie oblique 12 en aval de la partie plane 25 épouse le flanc descendant 26 de la rainure 21. 30 Le module photovoltaïque 30 comporte un cadre 33 qui porte des cellules photovoltaïques 34 de plus faible épaisseur que le cadre 33. Comme visible sur la figure 5, le module 30 est en appui, par son cadre 33, sur la pièce de fixation 1 au niveau de la zone de support 3. Et le cadre 33 est fixé à la pièce de fixation 1 au niveau de sa zone de fixation 4 au moyen d'une vis traversante 35a. La vis 35b située d'un coté du module est positionnée au dessus du niveau de la vis 35a située de l'autre coté du module de sorte que lors de la réalisation de la couverture du bâtiment, les cadres 33 des modules 30 de deux assemblages adjacents 40 puissent être en appui de contact. Cette configuration est également rendu possible par la position de ces cadres 33 relativement aux nervures tronquées 21 a,21 b Comme visible sur la figure 5, les cellules photovoltaïques 34 sont en appui de contact sur la zone de support 8. Cette zone de support 8 vient renforcer la résistance mécanique de la pièce de fixation 1. io Sur la figure 5, un connecteur électrique 41 est raccordé aux cellules photovoltaïques 34. Les connecteurs électriques sont des éléments connus en eux-mêmes qui sont généralement pré-assemblés par collage et connectés électriquement avec les cellules photovoltaïques 34 lors de la fabrication des cellules. 15 Comme visible sur cette figure, le connecteurs 41 est muni de deux bornes de raccordement 36,37 qui permettent de relier en série comme en parallèle les cellules photovoltaïques de deux modules adjacents par l'intermédiaire de câbles 38, 39. Pour réaliser un assemblage 40 tel que celui représenté sur la figure 4 20 comportant deux modules 40 fixés sur une tôle 20, il suffit de positionner les pièces de fixation sur la tôle 20, de les fixer sur cette tôle par vissage au niveau de leur zones de fixation respective 6,11 (figure 3) puis de positionner le cadre du module 33 sur la zone de support 3 de la pièce de fixation 1, et enfin de solidariser le module 30 à la pièce de fixation 1 par vissage au niveau des zones 25 de fixation 4 prévus à cet effet. La pièce de fixation 1 aura été préalablement configurée pour que les cellules photovoltaïques soient en appui sur la zone d'appui 8. Cet assemblage 40 est ensuite transporté sur chantier ou il est solidarisé à la structure du bâtiment. 30 Son transport est facile du fait de la configuration de l'assemblage 40 puisque la largeur d'un empilement d'assemblage correspondra à la largeur de la tôle nervurée 20. Enfin, l'installation sur chantier est également simple puisque réalisée par recouvrement des bords longitudinaux des tôles adjacentes et solidarisation de ces bords, comme c'est actuellement le cas lors de la réalisation d'une couverture sèche faite uniquement de tôles nervurées. L'étanchéité entre deux tôles adjacente est donc assurée. Les perçages réalisés dans la tôle nervurée 20 pour assurer la fixation de la pièce de fixation 1 sont faits dans des zones non soumises à la circulation d'eau le long de la tôle en cas d'intempéries. Par ailleurs, l'étanchéité au niveau de ces orifices est préservée par la présence des joints d'étanchéité. Quatre pièces de fixation par module sont suffisantes pour assurer la solidité du système. II est entendu qu'il peut être utilisé une nombre de pièces de fixation io supérieur à quatre. Bien entendu, la pièce de fixation de l'invention ainsi que l'assemblage peuvent être réalisée pour des modules autres que photovoltaïque et pour des tôles nervurés de configuration différente de celle présentée précédemment. On peut envisager de remplacer la tôle nervurée par un panneau sandwich 15 20 REVENDICATIONS1. Pièce de fixation destinée à assembler un module sur une tôle nervurée faite d'une alternance de nervures et de plages, caractérisée en ce qu'elle comporte : au moins des première (6) et deuxième (11) zones de fixations destinées à solidariser la dite pièce (1) à la tôle (20) au niveau d'au moins deux nervures (21,21b), io au moins une zone de fixation au module (4) destinée à solidariser la dite pièce (1) au module (30), et en ce qu'elle est destinée à un seul module (30). 2. Pièce de fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une zone de support du module (3) sur laquelle repose le 15 module (3). 3. Pièce de fixation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'une de ses extrémités est formée par une partie en L (2) comportant la zone de support du module (3) et la zone de fixation au module (4). 4. Pièce de fixation selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, 20 caractérisée en ce que qu'elle comporte une zone de support de cellules photovoltaïques (8) lorsque le module (30) est un module photovoltaïque fait d'un cadre (33) portant des cellules photovoltaïques (34), et en ce que cette zone de support (8) est plane et située entre les première (6) et deuxième (11) zones de fixations à la tôle. 25 5. Assemblage d'au moins un module sur une tôle nervurée faite d'une alternance de nervures et de plages, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pièces de fixation (1) qui solidarisent le module (30) à la tôle (20) qui présentent chacune: - au moins des première (6) et deuxième (11) zones de fixations à la tôle 30 (20) solidarisant la tôle (20) à la pièce de fixation (1) au niveau d'au moins deux nervures (21b,21), - au moins une zone de fixation au module (4), et en ce que la dite pièce de fixation (1) est destinée à un seul module (30). 6. Assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce de fixation comporte au moins une zone de support du module (3). 7. Assemblage selon l'une quelconque des revendication 5 et 6, caractérisé en ce que les bords latéraux (23,24) de la tôle nervurée (20) sont constitués de nervures ou de nervures tronquées (21a,21b) autorisant un recouvrement étanche entre les bords latéraux (23,24) de deux tôles adjacentes (20), et en ce que la zone de support du module (3) est située au dessus du niveau du sommet des nervures ou nervures tronquées (21a,21b) de la tôle (20) qui participent au recouvrement afin d'autoriser le recouvrement étanche entre deux tôles io adjacentes lorsque l'une ou l'autre ou ces deux tôles (20) sont solidarisées à un module (30). 8. Assemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pièces de fixation (1) s'étendent depuis la nervure tronquée (21a,21b) de l'un ou de l'autre des bords latéraux (23,24) de la tôle (20) jusqu'à une nervure adjacente (21) de la 15 même tôle (20) et en ce que l'extrémité de la pièce de fixation (1) située au niveau de la nervure tronquée (21a,21b) du bord latéral concerné (23,24) est formée par une partie en L (2) au niveau de laquelle se trouve la zone de support du module (3) et la zone de fixation au module (4). 9. Assemblage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie en L 20 (2) surplombe la nervure tronquée (21a,21b) d'un bord latéral (23,24) de la tôle (20), et en ce que le module (30) présente une largeur égale ou inférieure à la largeur de la tôle (20) sur laquelle il est fixé de sorte que la plus grande largeur de l'assemblage (40) constitué par la tôle (20), les pièces de fixation (1) et le ou les modules (30) est définie par la largeur de la tôle (20). 25 10. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le module est un module photovoltaïque (30) comportant un cadre (33) qui porte des cellules photovoltaïques (34), et en ce que la pièce de fixation (1) comporte au moins une zone de support des cellules photovoltaïques (8). 30 11. Assemblage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la zone de support des cellules photovoltaïques (8) est plane et située entre les deux zones de fixations à la tôle (6,11). 12. Utilisation de l'assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 pour la fabrication d'une couverture de bâtiment.