Brevet FR2960625A1 — publié le 20111202

DISPOSITIF DE SUPPORT ETANCHE DE PANNEAUX SOLAIRES POUR TOUTES TOITURES L'invention concerne un dispositif de support de panneaux solaires étanche intégré en toiture et pouvant être fixé directement sur les pannes ou les chevrons d'origine, permettant ainsi de réduire la surépaisseur visible par rapport à la couverture existante. Le développement des énergies renouvelables , encouragé par les pouvoirs publics, conduit en particulier à utiliser en couverture d'immeubles bâtis des panneaux solaires se substituant à une partie de la couverture conventionnelle, tuiles, ardoises, ou autres. Divers problèmes liés à l'installation de ces panneaux sont susceptibles d'en limiter l'utilisation : L'aspect esthétique est important dans la mesure ou les systèmes connus conduisent à avoir un dépassement en hauteur très important des panneaux par rapport à la couverture : on parle de 10 à 15cm selon les techniques utilisées. L'étanchéité est également un problème mal solutionné dans beaucoup de cas. Enfin, afin de pouvoir bénéficier des aides pour l'écologie et le développement durable, les pouvoirs publics conditionnent de plus en plus l'attribution de celles -ci à une condition d'intégration réelle dans le gros oeuvre du bâtiment existant. Le dispositif selon l'invention répond à ces conditions, contrairement à certains autres dispositifs. On connaît par exemple le dispositif décrit dans la demande de brevet FR 2924729. Des rails sont emboîtés sur les pannes, de préférence des IPN ; ces rails ont des formes latérales permettant de recevoir les panneaux solaires côte à côte. Si l'étanchéité est respectée dans le sens longitudinal, rien n'est prévu entre les panneaux dans le sens perpendiculaire aux rails. On connaît également le dispositif décrit dans la demande FR2932830 ; des plaques autoporteuses sont destinées à recevoir les panneaux solaires ; celles-ci sont fixées par l'intermédiaire de structures de chevrons, de telle sorte qu'elles soient inclinées avec un recouvrement. On connaît également le dispositif décrit dans la demande de brevet FR 2924141. Les panneaux solaires sont supportés par des rails de forme convenable ; de plus ces rails comportent à leur base un profil destiné à recevoir des moyens de fixation d'un film destiné à faire l'étanchéité de l'ensemble. Le dispositif selon l'invention est donc conçu pour répondre à toutes les imperfections des systèmes précédemment revendiqués et en particulier : -pouvoir se fixer directement sur les pannes ou les chevrons en bois existants, sans apport de couvertures en PVC ou autres comme dans la plupart des procédés actuellement utilisés ; -assurer l'étanchéité sur toutes les faces des panneaux directement par les rails supports de ces panneaux ; -limiter au maximum la surépaisseur du dispositif, pour l'intégrer dans la toiture existante. Pour parvenir à ce résultat le dispositif selon l'invention comporte en combinaison : -des rails primaires destinés à être fixés sur les pannes ou chevrons existants ; ces rails ont une forme de préférence rectangulaire, avec deux rainures en forme de U ouvert vers le haut , situées latéralement à l'extérieur de leur semelle basse ; Ces rails primaires reçoivent sur leur face supérieure les profilés porteurs et les pièces de connexion décrits ci-après. -des profilés porteurs pour recevoir et supporter les panneaux solaires sur les quatre faces d' extrémités de ceux-ci ; ces profilés porteurs ont une forme en T. Ils comportent sur la partie supérieure des ailes du T des logements destinés à recevoir des joints sur toute leur longueur. Ils comportent également des logements destinés à recevoir des joints sur les deux faces opposées de l'âme du T. A la partie supérieure libre de l'âme du T se trouve une rainure destinée à recevoir et à centrer une nervure de forme correspondante du couvre-joint de couverture. Enfin à l'intérieur de l'âme du T se trouvent sur toute leur longueur deux goulottes débouchantes aux extrémités et superposées de forme préférentiellement carrée destinées à recevoir les barres de jonction. -des pièces de connexion « en croix »pour former les intersections des profilés porteurs installés à 90° sur les quatre faces d'extrémités des panneaux solaires ; ces pièces seront en « L » ou en « T » aux bordures de l'installation et comportent des évidements perpendiculaires superposés situés en face des goulottes prévues dans les pièces « en croix. » pour permettre la liaison avec les barres de jonction. Les dimensions fonctionnelles et de construction des profilés porteurs et des pièces de connexion seront identiques en particulier par rapport à leur base pour permettre de faire correspondre les joints, les barres de jonction les couvre joint formant le dispositif. -des barres de jonction entre les profilés porteurs et les pièces de connexion« en croix » ou en « L,T » s'emboîtant dans les goulottes des profilés porteurs et les évidements superposés de même section des pièces « en croix, en L ou en T ». -des couvre joint en forme de T pour assurer l'étanchéité supérieure ; ces couvre joint ont une nervure extérieure centrale s'insérant dans la rainure en creux des profilés porteurs et des joints sous la barre du T pour assurer l'étanchéité avec les panneaux solaires. Les dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettront de mieux comprendre les caractéristiques et les avantages du dispositif selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble des composants du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue selon AA (fig1) du rail primaire, de la pièce de connexion en croix, et de deux profilés porteurs avec leur barre de jonction. La figure 3 est une vue en perspective du rail primaire, du profilé porteur, des panneaux 40 solaires étlu couvre joint assemblés. La figure 3bis est une même représentation en coupe BB (fig3). La figure 4 est une vue de la pièce de connexion dite « pièce en croix ». La figure 5 est une vue de la pièce de connexion dite « pièce en T ». On a représenté sur la figure 1 le dispositif selon l'invention en position d'assemblage éclatée (les éléments de même dénomination sont identiques pour la description). Le rail primaire 1 repose sur la panne ou chevron 2 dont il est solidarisé par exemple par des vis non représentées. Sur ce rail primaire 1, est assemblé un profilé porteur 3 en forme de T. Ce profilé porteur 3 comporte : une âme 4 et deux ailes 5 reposant sur le rail porteur 1. Dans l'âme 4 se trouvent deux goulottes longitudinales 6 superposées de section préférentiellement carrée. Ces goulottes 6 débouchent aux deux extrémités du profilé porteur 3. Aux extrémités supérieures des ailes 5 se trouvent des rainures 7 de forme en U ouvertes pour recevoir un joint d'étanchéité 8 coopérant avec un retour des flancs du panneau solaire 9. Les flancs de l'âme 4 du profilé porteur 3 comportent également des rainures 10 destinées à recevoir un joint d'étanchéité 11 sur toute sa longueur s'appuyant contre le flanc 12 du panneau solaire 9. A la partie supérieure de l'âme 4 se trouve une rainure 13 ; cette rainure 13 coopère avec la nervure centrale 14 du couvre joint 15. Dans l'axe de ce couvre joint 15 se trouvent des orifices 16 destinés à recevoir des vis non représentées pour solidariser le couvre joint 15 avec le profilé porteur 3. Les parties inférieures des ailes du couvre joint 15 comportent des rainures 17 destinées à recevoir des joints d'étanchéité s'appuyant sur la face supérieure du (des) panneau(x) solaire(s) 9. Aux intersections des quatre profilés porteurs 3 convergeant à chaque noeud, se trouve une pièce de connexion « en croix » 18 . La forme extérieure de cette pièce correspond à celle des quatre profilés porteurs 3 venant à son contact et coopérant avec elle pour former la structure du dispositif de support étanche selon l'invention c'est à dire qu'elle comporte : -une plaque de base 19 de préférence carrée reposant sur le rail primaire 1 et de même largeur de côté que les ailes 5 du profilé porteur 3 ; -quatre âmes 20 à 90° de hauteur identique à celle de l'âme 4 du profilé porteur 3, et pourvues des mêmes dispositifs de rainures 10 bis porte joints, d'une rainure supérieure 13 bis pouvant recevoir les nervures 14 des couvre-joints 15, et d'évidements 6 bis traversant. Les barres de jonction 21,21 bis sont glissées dans les goulottes 6 et 6bis solidarisant rigidement les profilés porteurs 3 et la pièce de connexion « en croix » 18 avec un moyen complémentaire de blocage constitué par exemple par des vis auto-perceuses (ou auto-foreuses) non représentées d'axes 22 traversant verticalement les âmes 20 pour immobiliser les barres de jonction 21,21 bis pat rapport à la pièce de connexion « en croix » 18. On a ainsi réalisé -structure rigide maillée, permettant de fixer de de façon étanche les panneaux solaires 9. On a représenté sur la figure 2 une vue selon AA (fig1). Sur la panne ou chevron 2 se trouve le rail porteur 1 sur lequel repose la pièce de connexion « en croix » 18. Les profilés porteurs 3 sont solidarisés de la pièce de connexion « en croix » 18 par les barres de jonction 21,21 bis,21 ter s'emboîtant dans les évidements 6 bis traversant . On a représenté sur la figure 3 une vue en perspective de l'assemblage du rail porteurl, du profilé porteur 3, du panneau solaire 9 et du couvre joint 15 . Sur la panne ou le chevron 2 est fixé le rail primaire 1 par des vis 23 qui fixent également le profilé porteur 3 sur le rail primaire 1. Celui ci comporte des joints 11 sur les flancs de l'âme 4 et des joints 8 sur les ailes 5 pour coopérer avec les flancs 12 et leur retour horizontal 24 du panneau solaire 9. Le couvre joint 15 est solidarisé du profilé porteur 3, ses deux ailes recevant à leur partie inférieure des joints d'étanchéité dans des rainures longitudinales 17. Le rail primaire 1 comporte latéralement deux rainures 25 en forme de U ouvert vers le haut. On a représenté sur la figure 3bis une coupe BB (figure 3). On retrouve la panne ou chevron 2 qui supporte le rail primaire l avec ses deux rainures 25 en U. le profilé porteur est solidarisé du rail primaire 1 par les vis 23 . Ce profilé porteur 3 comporte sur ses ailes 5 et son âme 4 des rainures 7 et 10 recevant des joints d'étanchéité coopérant avec les flancs 12 et leur retour 24 des panneaux solaires 9.Le couvre joint 15 est fixé sur la partie supérieure de l'âme 4 et comporte sous ses ailes des rainures 17 recevant des joints d'étanchéité reposant sur la paroi supérieure des panneaux solaires 9 .Les vis auto-perceuses d'axe 22 solidarisent la pièce de 21 avec le rail porteur 3. On a représenté sur la figure 4 une pièce de connexion « en croix » 18. Celle ci comporte : - une plaque de base 19 : - quatre âmes 20 à 90° avec des rainures supérieures 13bis -des évidements 6bis traversant -des rainures porte joints 10 bis sur les flancs des âmes 20 Deux de ces âmes 20 comportent à leur intersection avec la plaque de base 19 des encoches 26. De plus, les quatre angles de la plaque de base 19 sont pourvus à leur partie supérieure de réhausses 27 formant un angle droit , dont chaque côté a la même largeur que les rainures 7 prévues sur les ailes 5 du profilé porteur 3 et la même hauteur que ces supports de rainures (figure 1). Enfin on a représenté les axes 22 des vis auto- perceuses destinées à immobiliser les barres de jonction 21,21bis non représentées dans les évidements 6bis. On a représenté sur la figure 5 une pièce de connexion en T, destinée à être installée en bordure de dispositif. Elle dispose des mêmes caractéristiques et équipements que la pièce de connexion « en croix » mais ne comporte que trois âmes sur une laque de base rectangulaire 19 bis. Ce type de pièce est disposé en bordure de dispositif ; Sans modifier l'invention une pièce en L a la même structure que les précédentes avec deux âmes perpendiculaires seulement ; on comprend que ces pièces sont disposées aux angles du dispositif On comprend donc ainsi les caractéristiques et les avantages du dispositif support de 5 panneaux solaires selon l'invention. Les profilés porteurs reposent directement sur les rails porteurs solidaires des pannes ou chevrons existants, sans avoir à rapporter de plaques de fixation. L'ensemble formé par les profilés porteurs et les pièces de connexion « en croix, en T ou en L » est parfaitement rigidifié par les barres de jonction glissant dans le goulottes 10 situées dans les âmes des profilés porteurs et dans les évidements des pièces de connexion « en croix, en L ou en T », ces barres de jonctions étant solidarisées de ces pièces par exemple par des vis auto-perceuses. L'étanchéité du système est faite par : -Des joints situés sous les ailes des couvre joint en T fixés sur le sommet des âmes des profilés porteurs ; 15 -des joints longitudinaux situés sur les flancs et les ailes des profilés porteurs et coopérant avec les parois des panneaux solaires. De plus en cas de fuites intempestives à des intersections de joints, celles ci sont collectées sur les plaques de base des pièces de connexion « en croix, L ou T » grâce aux encoches prévues à la base de certaines âmes de celles-ci, ou dans les réhausses 20 d'angle des plaques de base et dirigées vers l'extérieur par les rainures en U des rails porteurs. Le dispositif selon l'invention marque donc un progrès décisif : -les rails primaires sont intégrés dans l'épaisseur totale réduisant celle ci de 50mm environ , avec un impact esthétique décisif 25 -la gestion de l'étanchéité est réalisée dans les profilés porteurs, par des joints homologués entre -50° et +120°. -les fuites sont drainées. -la rigidité de l'ensemble est assurée par des pièces de connexion « en croix, en L ou en T ». 30 Aucun système connu et commercialisé à ce jour ne comporte les mêmes avantages, isolément ou en combinaison. Ce système permet de répondre aux exigences d'intégration des panneaux solaires dans des toitures existantes ou en construction , et aux exigences réglementaires correspondantes. REVENDICATIONS1) Dispositif de support étanche de panneaux solaires pour toutes toitures caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison : un rail primaire 1 ; solidarisés du rail primaire 1,des rails porteurs 3 supportant latéralement les panneaux solaires 9, formés d'une âme verticale 4, percée de deux goulottes longitudinales 6 débouchantes aux extrémités, et de une ou deux ailes 5 à leur base, ces ailes 5 et l'âme 4 étant pourvues sur leurs flancs au contact des parois12,24 du panneau solaire 9 de rainures 7,10 destinées à recevoir des joints d'étanchéité 8, 11 ; Des pièces de connexion « en T, L, ou croix »18,18 bis comportant sur une plaque de base 19 des âmes 20 avec des évidements 6bis intérieurs, et sur leurs flancs des rainures porte joints 10 bis de mêmes dimensions et positionnements fonctionnels que les goulottes 6 et les rainures 10 des profilés porteurs 3 ; Des barres de jonction 21, 2 ibis insérées dans les goulottes 6 et les évidements 6bis pour solidariser et aligner les profilés porteurs 3 et les pièces de connexion 18,18 bis. 2) Dispositif de support étanche de panneaux solaires pour toutes toitures selon la revendication 1 caractérisé en ce que un couvre joint 15 en forme de T est fixé à la partie supérieure de l'âme verticale 4 des profilés porteurs3. 3) Dispositif de support étanche de panneaux solaires pour toutes toitures selon la revendication 2 , caractérisé en ce que le couvre joint 15 comporte sous les ailes latérales des rainures 17 destinées à recevoir des joints d'étanchéité. 4) Dispositif de support étanche de panneaux solaires pour toutes toitures selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de connexion « en T, L ou en croix » comportent dans au moins une de leurs âmes 20 à la base de celle ci une encoche 26. 5) Dispositif de support étanche de panneaux solaires pour toutes toitures selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rail primaire 1 comporte latéralement deux rainures 25 ouvertes vers le haut. 6) Dispositif de support étariçhe de panneaux solaires pour toutes toitures selon la revendiétation 1 caractérisé en ce que tes barrés dé jonction 21,21bis sont solidarisées des pièces de connexion 18,18 bis par des vis auto perceuses.