Brevet FR2952092A1 — publié le 20110506

L'invention concerne un dispositif de couverture de toiture présentant un panneau photovoltaïque intégré, ainsi qu'une toiture pourvue d'un tel élément de couverture. Le domaine de l'invention est celui de la fixation de panneaux photovoltaïques aux toitures, plus particulièrement, mais non limitativement, lorsque la toiture comprend des éléments de couverture constitués par des plaques nervurées métalliques. Dans ce domaine, on connaît par exemple du document FR-08/04.846 un dispositif de fixation de panneaux photovoltaïques à des éléments de couverture, à savoir des plaques nervurées, par l'intermédiaire de rails rapportés et de vis notamment. D'autres documents, tels que US 2007/266672, JP 2001 140416, JP 2001 303723, enseignent d'autres techniques de fixation de panneaux photovoltaïques à des plaques nervurées constituant les éléments de couverture d'une toiture. Toutefois, le domaine d'application des techniques de fixation de ces documents se limite aux toitures dont la charpente est capable, de par sa conception, de résister aux poids des éléments de couverture, à savoir des plaques nervurées, ainsi qu'à la charge supplémentaire ajoutée par les panneaux photovoltaïques et des éléments de fixation des panneaux photovoltaïques auxdites plaques. Certaines charpentes de toitures présentent toutefois une limite à la charge surfacique insuffisante ne permettant pas la fixation de panneaux photovoltaïques par les techniques précitées. Par ailleurs, l'installation de tels panneaux photovoltaïques en 25 toiture est régie par des règlements desquels découlent le coût d'exploitation et notamment le montant du kw/h produit. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un dispositif de couverture de toiture présentant un panneau photovoltaïque intégré, de charge surfacique limitée. 30 Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif qui peut être fabriqué en usine, d'un format standard, qui en facilite l'installation. Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif qui peut être raccordé à d'autres éléments de couverture standards du marché. Un autre but de l'invention est de placer l'installation de panneaux photovoltaïques dans des conditions favorables d'exploitation. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Aussi, l'invention concerne un dispositif de couverture de toiture, présentant un panneau photovoltaïque intégré, le dispositif 10 comprenant : - un cadre support, définissant une ouverture intérieure, ledit cadre étant apte à coopérer au niveau de ses bords extérieurs par recouvrement avec d'autres éléments de couverture, - ledit panneau photovoltaïque, de dimensions suffisantes 15 pour couvrir ladite ouverture intérieure, mais inférieures aux dimensions dudit cadre support, - des moyens d'assemblage pour rapporter ledit panneau photovoltaïque sur le cadre support, en couvrant ladite ouverture intérieure du cadre support de manière étanche à l'eau. 20 Selon un mode de réalisation, les traverses et/ou les longerons du cadre support peuvent présenter des conformations choisies parmi des nervures et/ou des ondes, locales, de telle façon à pouvoir coopérer, par recouvrement, avec des éléments de couverture voisins constitués par des plaques nervurées et/ou des dispositifs, selon l'invention, présentant de telles 25 conformations. Les longerons du cadre support peuvent présenter des nervures, longitudinales auxdits longerons, les traverses dudit cadre support étant pourvues desdites ondes, locales, régulièrement réparties sur la longueur desdites traverses. 30 Selon un mode de réalisation, les bords intérieurs dudit cadre support, définissant ladite ouverture intérieure, peuvent être relevés par rapport au fond dudit cadre support, tournés vers le panneau photovoltaïque, lesdits bords intérieurs s'étendant de manière continue sur le pourtour de ladite ouverture intérieure de telle façon à constituer une lèvre de retenue contre le ruissellement d'eau. Selon un mode de réalisation, les moyens d'assemblage comprennent des profilés d'assemblage aptes à maintenir le panneau photovoltaïque par ses bords. Plus particulièrement, les profilés d'assemblage peuvent être rapportés sur les longerons et/ou les traverses dudit cadre support par l'intermédiaire d'un joint. Selon un mode de réalisation, le cadre support peut présenter une zone de réception pour ledit joint, ladite zone étant continue sur le tour dudit cadre support, intercalée entre lesdites conformations et ladite lèvre de retenue. Le cadre support peut être constitué par une tôle monobloc 15 obtenue après des opérations de découpe et de mise en forme. Le dispositif de couverture conforme à l'invention peut présenter une charge surfacique inférieure ou égale à 18 kg/m2. L'invention concerne également une toiture constituée au moins à partir d'un dispositif de couverture selon l'invention assujetti aux 20 poutres de la charpente de toit. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 est une vue d'un cadre support d'un dispositif de couverture conforme à l'invention, selon un mode de réalisation, 25 - la figure 2 est une vue de coupe illustrant la fixation d'un panneau photovoltaïque au cadre support par l'intermédiaire d'un profilé d'assemblage et d'un joint, - la figure 3 est une vue éclatée d'un dispositif de couverture conforme à l'invention dont le cadre support est fixé à deux poutres d'une 30 charpente de toit, - la figure 4 est une vue d'une toiture comprenant quatre 10 dispositifs de couverture de toiture conformes à l'invention coopérant respectivement entre eux par recouvrement de leur cadre support. L'invention concerne un dispositif de couverture 1 de toiture présentant un panneau photovoltaïque 2 intégré. Ce dispositif 1 est illustré selon un exemple à la figure 3. Le dispositif 1 comprend un cadre support 3, ledit panneau photovoltaïque 2 et des moyens d'assemblage 5, 6 respectifs. Le cadre support 3 définit une ouverture intérieure 4, et ledit cadre support 3 est apte à coopérer au niveau de ses bords extérieurs par recouvrement avec d'autres éléments de couverture, tels que par exemple plaque nervurée notamment métallique ou encore dispositif selon l'invention, Le panneau photovoltaïque 2 est de dimensions suffisantes pour couvrir ladite ouverture intérieure 4, mais inférieures aux dimensions dudit cadre support 3. Lesdits moyens d'assemblage 5, 6 permettent de rapporter ledit panneau photovoltaïque sur ledit cadre support, en couvrant ladite ouverture intérieure 4 dudit cadre support 3 de manière étanche à l'eau. Dans ce montage, le panneau photovoltaïque participe à l'étanchéité de la toiture en couvrant ladite ouverture intérieure 4 dudit cadre support 3. Ladite ouverture intérieure permet, par ailleurs, de par ses larges dimensions, de limiter la charge du dispositif. Le dispositif 1 peut ainsi présenter une charge surfacique inférieure ou égale à 18 kg/m2, notamment comprise entre 16 et 17 kg/m2 notamment. Par ailleurs, ce dispositif permet de réunir également les 25 fonctions suivantes : - étanchéité des toitures de faible pente (inférieure à 10 %), - résistance aux charges accrues de neige et de vent (conditions cycloniques). Le dispositif de couverture conforme à l'invention peut 30 coopérer avec d'autres éléments de couverture et plus particulièrement des plaques nervurées, métalliques notamment. A cet effet, les traverses 7 et/ou les longerons 8 dudit cadre support 3 peuvent présenter des conformations 9, 10 choisies parmi des nervures 9 et/ou des ondes 10, locales, de telle façon à pouvoir coopérer par recouvrement avec des éléments de couverture voisins constitués par des plaques nervurées et/ou des dispositifs 1 selon l'invention présentant de telles conformations 9, 10. Selon l'exemple de la figure 3, les longerons 8 dudit cadre support 3 présentent des nervures 9, longitudinales auxdits longerons 8 et plus particulièrement une nervure 9 pour le longeron gauche, tel qu'illustré à la figure 3 et une nervure 9 pour le longeron droit, tel qu'illustré à la figure 3. Les traverses 7 dudit cadre support 3 peuvent présenter des ondes 10, locales, régulièrement réparties sur la longueur desdites traverses 7. Plus particulièrement, sur l'exemple de la figure 3, les traverses présentent des ondes, locales, 10 au nombre de trois. Les interespaces entre deux ondes 10, successives, ou encore entre une nervure 9 et une onde locale 10 successive, sont égaux, tels qu'illustrés. Tels qu'illustrés aux figures 2 et 3 notamment, les bords intérieurs 11, 12, 13, 14 dudit cadre support 3, définissant ladite ouverture intérieure 4, peuvent être relevés par rapport au fond 15 du cadre support 3, tournés vers le panneau photovoltaïque 2. Tels qu'illustrés, les bords intérieurs 11, 12, 13, 14 s'étendent de manière continue sur le pourtour de ladite ouverture intérieure 4 de telle façon à constituer une lèvre de retenue 16 contre le ruissellement d'eau. Cette lèvre de retenue 16 permet avantageusement ainsi d'éviter le ruissellement d'eau au travers de ladite ouverture intérieure 4. Le cadre support 3 peut être constitué d'une feuille de matériau d'un seul tenant, après des opérations de mise en forme pour la création des conformations 9, 10, voire de la lèvre de retenue 16, voire des opérations de découpe pour la réalisation de ladite ouverture intérieure 4. La feuille peut être en métal ou en matériau composite, tel que la résine, ou encore le plastique. Tels qu'illustrés, notamment selon l'exemple de la figure 2, les moyens d'assemblage 5, 6 pour rapporter le panneau photovoltaïque 2 sur le cadre support peuvent comprendre des profilés d'assemblage 5 ou 6 aptes à maintenir le panneau photovoltaïque 2 par ses bords 21. Plus particulièrement ses profilés d'assemblage 5, 6 sont au nombre de quatre pour un panneau photovoltaïque de forme rectangulaire. Deux profilés 5 permettent de maintenir les deux grands côtés dudit panneau 2, les deux autres profilés 6 permettant de maintenir les deux petits côtés dudit panneau 2. Ces profilés 5, 6 peuvent être coupés à 45° au niveau de leurs extrémités afin que deux profilés d'assemblage 5, 6 successifs soient jointifs par leurs chants. Tel qu'illustré à la figure 2, le profilé 5 ou 6 est rapporté contre le cadre support 3 et assujetti à ce dernier par tout moyen de fixation adapté, tel que par exemple système vis/écrou (non illustré). Selon l'exemple de la figure 2, et afin d'améliorer l'étanchéité, les profilés d'assemblage 5, 6 peuvent être rapportés sur les longerons 8 et/ou les traverses 7 dudit cadre support 3 par l'intermédiaire d'un joint 18. Plus particulièrement, selon cet exemple, le cadre support 3 présente une zone de réception 19 pour le joint 18, cette zone étant continue sur le tour dudit cadre support 3, intercalée entre ladite conformation 9, 10 et ladite lèvre de retenue 16 notamment. Cette disposition permettra l'application d'un joint colle, continu et sensiblement rectangulaire, tel qu'illustré à la figure 3. L'invention concerne également une toiture 30 constituée au moins à partir d'un dispositif de couverture 1 selon l'invention, assujetti aux 25 poutres 31 de la charpente de toit. Selon l'exemple illustré des figures 3 ou 4, le dispositif de couverture 1 est assujetti à deux poutres parallèles 31 de la charpente grâce à des fixations 32 entre les traverses 7 du cadre support 3 et des poutres 31. Les fixations 32 peuvent notamment être constituées par des cavaliers 30 pourvus de vis et destinés à coopérer au niveau des nervures 9 ou des ondes 10 du cadre support 3. Sur cette toiture 30, le dispositif de couverture 1 coopère en recouvrement, par l'intermédiaire du cadre support 3, avec des éléments de couverture voisins constitués par des dispositifs de couverture 1 selon l'invention, tels qu'illustrés à la figure 4. Le dispositif de couverture 1 selon l'invention pourrait 5 également coopérer avec d'autres éléments de couverture, tels que des plaques nervurées, métalliques. Naturellement, d'autres modes de réalisation auraient pu être envisagés par l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Dispositif de couverture (1) de toiture, présentant un panneau photovoltaïque (2) intégré, ledit dispositif (1) comprenant : - un cadre support (3), définissant une ouverture intérieure (4), ledit cadre étant apte à coopérer au niveau de ses bords extérieurs par recouvrement avec d'autres éléments de couverture, - ledit panneau photovoltaïque (2), de dimensions suffisantes pour couvrir ladite ouverture intérieure (4), mais inférieures aux dimensions dudit cadre support (3), - des moyens d'assemblage (5, 6) pour rapporter ledit panneau photovoltaïque (2) sur le cadre support (3), en couvrant ladite ouverture intérieure (4) du cadre support de manière étanche à l'eau. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les traverses (7) et/ou les longerons (8) dudit cadre support (3) présentent des conformations (9, 10) choisies parmi des nervures (9) et/ou des ondes (10), locales, de telle façon à pouvoir coopérer par recouvrement avec des éléments de couverture voisins constitués par des plaques nervurées et/ou des dispositifs (1) présentant de telles conformations (9, 10). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les longerons (8) dudit cadre support (3) présentent des nervures (9), longitudinales auxdits longerons (8), les traverses (7) dudit cadre support (3) étant pourvues desdites ondes (10), locales, régulièrement réparties sur la longueur desdites traverses (7). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les bords intérieurs (11, 12, 13, 14) dudit cadre support (3) définissant ladite ouverture intérieure (4) sont relevés par rapport au fond (15) dudit cadre support (3), tournés vers ledit panneau photovoltaïque (2), lesdits bords intérieurs (11, 12, 13, 14) s'étendant de manière continue sur le pourtour de ladite ouverture intérieure (4) de telle façon à constituer une lèvre de retenue (16) contre le ruissellement d'eau. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens d'assemblage comprennent des profilés d'assemblage (5, 6) aptes à maintenir le panneau photovoltaïque (2) par ses bords (21). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les profilés d'assemblage (5, 6) sont rapportés sur les longerons (8) et/ou les traverses (7) 5 dudit cadre support (3) par l'intermédiaire d'un joint (18). 7. Dispositif selon les revendications 2, 4 et 6, dans lequel le cadre support (3) présente une zone de réception (19) pour ledit joint (18), ladite zone étant continue sur le tour dudit cadre support (3), intercalée entre lesdites conformations (9, 10) et ladite lèvre de retenue (16). 10 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le cadre support (3) est constitué par une tôle monobloc obtenue après des opérations de découpe et de mise en forme. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, présentant une charge surfacique inférieure ou égale à 18kg/m2. 15 10. Toiture (30) constituée au moins à partir d'un dispositif de couverture (1) selon l'une des revendications 1 à 9 assujetti aux poutres (31) de la charpente du toit. 11. Toiture selon la revendication 10, dans laquelle ledit dispositif de couverture (1) coopère en recouvrement avec des éléments de 20 couverture voisins constitués par des panneaux nervurés notamment métalliques, ou encore des dispositifs de couverture (1) selon l'une des revendications 1 à 9. 12. Toiture selon la revendication 10 ou 11, dans laquelle le cadre support (3) dudit dispositif de couverture est fixé aux poutres (31) de la 25 charpente par l'intermédiaire de fixations (32) telles que des vis.