Brevet FR2960627A1 — publié le 20111202

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne une structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) apte à être intégrée dans une toiture. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait classiquement des structures de panneaux photovoltaïques. Dans un panneau photovoltaïque, des cellules photovoltaïques sont réunies de manière jointive et solidaire entre elles. Les cellules sont donc les io éléments d'un panneau ou module photovoltaïque, insérés entre une couche de verre et un film. En général, un ou plusieurs panneaux photovoltaïques sont fixé(s) à une toiture par l'intermédiaire d'un cadre. Dans le cas de l'utilisation d'un cadre connu sous la marque déposée 15 SOLRIF, la liaison avec des éléments de la toiture (charpente) se fait par des crochets. Dans certains pays, il existe une législation quant à l'intégration de telles structures sur une toiture pour qu'elles puissent être éligibles à la prime d'intégration au bâti. 20 Cette législation définit les critères d'intégration suivants. La structure photovoltaïque est installée sur la toiture d'un bâtiment d'habitation ou à usage de bureaux et elle est installée dans le plan de ladite toiture. La structure photovoltaïque remplace des éléments du bâtiment qui 25 assurent le clos et couvert, et assure la fonction d'étanchéité. Après installation, le démontage du ou des panneau(x) photovoltaïque(s) ou du film photovoltaïque ne peut se faire sans nuire à la fonction d'étanchéité assurée par la structure photovoltaïque ou rendre le bâtiment impropre à l'usage. Pour les structures à panneau(x) photovoltaïque(s) composées d'un ou plusieurs panneau(x) rigide(s), chaque panneau constitue l'élément principal d'étanchéité de la structure. Chaque panneau doit donc assurer l'étanchéité relative à l'eau de pluie tombant sur sa surface. Cette étanchéité est assurée par chaque panneau, et le cas échéant via un recouvrement vertical de panneau à panneau dans le cas du procédé SOLRI F. Ceci n'est toutefois pas sans poser des problèmes d'étanchéité à io l'eau de pluie, notamment à la périphérie de la structure photovoltaïque où il faut assurer l'étanchéité entre les éléments de la toiture (généralement tuiles) et les panneaux eux-mêmes. Par ailleurs, il est souhaitable que de l'air puisse circuler sous la toiture et en particulier sous les panneaux photovoltaïques pour assurer une ls aération. PRESENTATION DE L'INVENTION Il existe donc un besoin pour une structure à panneau(x) photovoltaïque(s) qui permette de résoudre ces problèmes d'étanchéité et 20 d'aération sous les panneaux, tout en permettant une installation simple. L'invention concerne une structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) adaptée à être intégrée dans une toiture, la toiture présentant un faitage et un rampant, ladite structure comprenant : au moins un panneau photovoltaïque présentant un bord destiné être du côté du 25 faitage et un bord destiné à être dans le sens du rampant ; au moins une gouttière latérale s'étendant le long du côté du panneau dans le sens du rampant ; caractérisée en ce qu'elle comprend, le long du bord du panneau destiné être du côté du faitage de la toiture, une pièce dont une partie basse forme barrière d'étanchéité et qui est conformée pour dévier l'eau de pluie 30 vers la ou les gouttière(s) latérale(s) et pour assurer une aération au dessous du panneau. Une telle structure permet un meilleur écoulement de l'eau de pluie en s'intégrant dans une toiture. D'autres aspects de la structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) sont les suivants : la pièce comprend une plaque de fond disposée le long de la partie basse de la pièce au dessous du plan de la toiture et qui s'étend parallèlement au plan de la toiture pour définir une partie haute de la pièce ; la pièce comprend une plaque connectée perpendiculairement à la io partie basse et qui se prolonge en outre le long d'un bord du panneau dans les gouttières latérales ; la pièce comprend une lèvre inclinée de manière à former avec la plaque de fond un demi-W. la structure comprend deux panneaux disposés côté à côte, deux 15 pièces, les pièces étant en contact au moyen de lèvres (64) et sont connectées entre elles au moyen d'un chapeau en forme de V complémentaire à la forme des deux lèvres ; la structure comprend un capot de protection disposé au dessus de la pièce et qui est en appui sur le panneau ; 20 la partie basse formant barrière d'étanchéité est disposée sans contact avec le panneau et définit un espace entre la pièce et le panneau. la gouttière latérale est constituée d'une pluralité de pièces en forme de U selon une section droite prise selon un axe parallèle 25 au faitage de la toiture. L'invention concerne aussi une toiture comprenant une telle structure ainsi qu'un procédé d'installation de cette structure sur une toiture. Le procédé comprend les étapes suivantes : disposition d'au moins un panneau photovoltaïque ; disposition de la ou les gouttière(s) latérale(s) le 30 long d'un côté d'un panneau dans le sens du rampant ; disposition de la pièce le long d'un côté d'un panneau parallèle au faitage de la toiture. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un toit comprenant une structure à panneau(x) photovoltaïque(s) ; - la figure 2 est une vue détaillée d'une zone Z1 de la structure de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue tridimensionnelle d'une pièce d'étanchéité io de la structure de l'invention ; - la figure 4 illustre la zone Z1 de la figure 2 selon une élévation différente ; - la figure 5 illustre une vue détaillée de deux panneaux adjacents de la structure de l'invention ; 15 - la figure 6 illustre une vue détaillée d'une zone Z1 de la structure de la figure 1 ; - la figure 7 illustre schématiquement des étapes d'un procédé d'installation d'une structure à panneau(x) photovoltaïque(s) selon l'invention. 20 Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On décrit ci-dessous un exemple de réalisation d'une structure 25 mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) en relation avec les figures 1 à 7. La structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) est apte à être intégrée dans une toiture de manière à ce que le plan supérieur du panneau soit sensiblement dans le plan de la toiture. On précise ici que l'on entend par plan de la toiture le plan qui définit 30 la pente de la toiture. On rappelle par ailleurs qu'une toiture comprend une partie supérieure qui est appelée faitage F et une partie inférieure qui est parallèle au faitage F. On définit également le rampant R comme la pente de la toiture 40. La structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) illustrée sur les figures 1 à 6 comprend trois panneaux 10, 20, 30 comprenant chacun trois modules photovoltaïques 1, 2, 3. Les panneaux 10, 20, 30 sont préférence de taille et forme identiques de même que les modules photovoltaïques 1, 2, 3. Les panneaux 10, 20, 30 et les modules 1, 2, 3 sont par exemple de io forme rectangulaire ou carré. Les modules photovoltaïques 1, 2, 3 de chaque panneau 10, 20, 30 sont de type connu et sont tels que la puissance des panneaux est par exemple comprise entre 195 W et 200 W et combinée à la taille des panneaux permettent d'obtenir une puissance surfacique de plus de 140 15 W/m2. La structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) 10, 20, 30 est encadrée par des tuiles 41 de la toiture 40. La structure photovoltaïque comprend également au moins une gouttière latérale 50 qui s'étend le long d'un côté du panneau 10, 20, 30 20 dans le sens du rampant R de la toiture 40. La gouttière latérale 50 permet de créer un jeu lorsque la structure comporte au moins deux panneaux. Un tel jeu permet, lorsque la structure, est disposée sur une toiture 40 de récupérer les défauts de planéité de la toiture 40. Ceci permet de simplifier la pose de la structure. 25 Sur les figures, la structure comprend quatre gouttières latérales 50, 51 chacune disposée le long d'un côté d'un panneau 10, 20, 30. Les gouttières latérales 50, 51 sont toutefois différentes selon qu'elles sont positionnées entre des panneaux ou aux extrémités en partie droite et gauche de la structure lorsque la toiture est vue de face. 30 Les gouttières latérales 50 positionnées entre les panneaux sont telles que la section droite selon un axe perpendiculaire au rampant R du toit 40 est en forme de U, le fond du U est situé au niveau du plan de la toiture 40 en fait le U repose sur les liteaux a l'image des tuiles, les branches du U sont accolées à un panneau photovoltaïque 10, 20, 30. Les gouttières latérales 51 positionnées respectivement aux extrémités de la structure sont telles que la section droite selon un axe perpendiculaire au rampant R est en forme de L. Chaque gouttière latérale 50 et 51 est donc de préférence de dimension égale à la longueur d'un côté du panneau 10, 20, 30 prise dans le sens du rampant R de la toiture 40. io Ainsi entre les panneaux 10, 20, 30 on définit un canal 63 le long du rampant R de la toiture 40 de même qu'aux extrémités de la structure entre les panneaux et les tuiles 41 de toiture 40. Pour assurer l'étanchéité de la structure en partie supérieure de la toiture 40, la structure comprend une pièce 60 disposée le long du bord des is panneaux 10, 20, 30 qui sont du côté du faitage F de la toiture 40 et dont la partie basse 61 forme barrière d'étanchéité et qui est en outre conformée pour dévier l'eau de pluie vers la ou les gouttière(s) latérale(s) 50 ou 51. On précise qu'il y a une pièce 60 par panneau,l0, 20, 30. Ainsi, l'eau de pluie qui s'écoule du faitage F dans le sens du rampant 20 R s'écoule dans les canaux 63 ci-dessus définit. Pour assurer une aération au dessous d'un panneau 10, 20, 30, la partie basse 61 est également conformée pour assurer une aération au dessous du panneau 10, 20, 30. A cet effet, la partie basse 61 est disposée sans contact avec le 25 panneau 10, 20, 30 et perpendiculairement à la gouttière latérale 50. La partie basse 61 formant barrière d'étanchéité est de forme identique au profil du panneau et est de préférence rectangulaire. Elle présente une hauteur permettant de faire barrage à l'eau venant du faitage F, hauteur définie en fonction de la distance au faitage F. 30 Ainsi, un espace est définit entre la partie basse 61 et le panneau 10, 20, 30 le long duquel elle est disposée. Par conséquent, de l'air qui provient notamment de la partie inférieure des panneaux 10, 20, 30 grâce a une prise d'air en partie basse de ces panneaux 10, 20, 30 peut sortir de la structure au niveau de la partie située du côté du faitage F de la toiture 40 et ainsi assurer une aération des panneaux 10, 20, 30. On a représenté sur la figure 2 au moyen d'une flèche en traits discontinus l'écoulement de l'eau dans le sens du rampant R et au moyen d'une flèche en traits épais l'écoulement de l'air provenant de la partie inférieure des panneaux 10, 20, 30. Pour améliorer l'étanchéité de la structure, la pièce 60 comprend une io plaque de fond 65 disposée le long et débordant de la partie basse 61 de la pièce 60 au niveau du plan de la toiture 40 et qui s'étend parallèlement au plan de la toiture 40 pour définir une partie haute 66 de la pièce 60 (voir figure 3). Pour encore améliorer l'étanchéité de la structure, la pièce 60 is comprend de préférence une plaque 62 connectée perpendiculairement à la partie basse 61 et qui se prolonge en outre le long d'un bord du panneau 10, 20, 30 dans la gouttière latérale 50. La plaque 62 et la partie basse 61 sont disposées entre elles de sorte qu'elles forment un L et sont en outre disposées au niveau du plan de la 20 toiture 40. La plaque 62 est soit venue de matière de la partie basse 61 par pliage soit rapportée à la partie basse 61 par soudage, collage ou tout autre procédé de fixation. La plaque de fond 65 se prolonge dans la gouttière latérale 50 de sorte 25 que l'ensemble plaque de fond et plaque 62 ait une section droite en forme de L prise selon un axe parallèle au faitage F. L'ensemble plaque de fond 65 et plaque 62 est avantageusement complété par une lèvre 64 inclinée par rapport à la plaque de fond 65 de manière à former un demi W, le bras formé par la lèvre 64 a une extension 30 telle que la lèvre est en dessous du niveau atteint par la gouttière latérale 50. L'eau peut donc s'écouler entre les bras du demi-W pour aller dans la gouttière latérale 50. De manière préférée, la pièce 60 est symétrique par rapport à un plan de symétrie du panneau perpendiculaire au faitage F de manière à ce que la pièce 60 forme une structure en forme de C droit complémentaire à la forme du panneau 10, 20, 30 vu de dessus (voir figure 3). Dans le cas où la structure comporte plusieurs panneaux, on dispose plusieurs pièces 60 les unes à côté des autres. Ces pièces 60 sont en contact par l'intermédiaire de lèvres 64. io De telles lèvres 64 assurent donc la jonction entre deux pièces 60 situées côte à côte. Pour à nouveau assurer l'étanchéité de la structure, deux lèvres 64 situées côte à côte sont jointes entre elles au moyen d'un chapeau 80 en forme de V inversé complémentaire à la forme des deux lèvres 64. is Le chapeau 80 est monté par emboitement et coopération mécanique après déformation élastique. Un tel mode de connexion est exempt de toutes pièces de montages additionnelles notamment vis ou perçage nécessitant des outils spécifiques. Le montage des pièces 60 est ainsi facilité. 20 Pour compléter l'étanchéité, la structure comprend un capot 90 de protection disposé au dessus de la pièce 60 pour notamment éviter des infiltrations d'eau en dessous des panneaux 10, 20 ,30 et protéger la pièce 60 afin d'éviter un encombrement, par des feuilles ou des débris par exemple, du canal qui permet l'écoulement de l'eau de pluie. 25 Une membrane étanche 70 chevauche les tuiles et la structure de manière à ce qu'un liquide provenant des gouttières s'écoule au dessus des tuiles 40, ainsi que l'eau drainant depuis la surface supérieure des panneaux. Cette membrane étanche 70 est disposée dans la partie inférieure de 30 la toiture 40. Enfin pour également éviter que des débris ou des feuilles ne viennent gêner l'écoulement de l'eau, ou la pénétration de petits animaux, on peut disposer une grille (non représentée) devant la partie basse 61 de la pièce 60 et/ou en partie inférieure de la structure. Cette grille permet une entrée d'air sous les panneaux 10, 20, 30. On note qu'en partie inférieure de la toiture 40, il n'est pas nécessaire d'avoir une quelconque étanchéité à l'eau de pluie. Pour installer la structure ci-dessus décrite, on procède d'abord à l'installation 100 d'un ou plusieurs panneau(x) photovoltaïque(s) dans la io toiture par la mise en oeuvre de modules cadrés avec un procédé connu sous la marque déposée SOLRIF. L'installation de plusieurs panneaux est effectuée en laissant un espace entre chaque panneau. Après l'intégration du ou des panneau(x), l'étanchéité de la structure is est effectuée. Pour ce faire, les gouttières latérales sont mises en place 200 entre chaque panneau et la pièce d'étanchéité ci-dessus décrite est mise en place 300 au niveau de chaque panneau du côté du faitage F. Dans le cas où la structure comprend plusieurs panneaux 20 photovoltaïques les pièces 60 sont connectés deux à deux au moyen du chapeau triangulaire. Enfin le capot 90 de protection est disposé 400 au dessus de la pièce 60 pour la recouvrir en partie. REVENDICATIONS1. Structure mécanique à panneau(x) photovoltaïque(s) adaptée à être intégrée dans une toiture (40), la toiture (40) présentant un faitage (F) et un rampant (R), ladite structure comprenant - au moins un panneau photovoltaïque (10, 20, 30) présentant un bord destiné être du côté du faitage (F) et un bord destiné à être dans le sens du rampant (R) ; - au moins une gouttière latérale (50, 51) s'étendant le long du côté du io panneau (10, 20, 30) dans le sens du rampant (R) ; caractérisée en ce qu'elle comprend, le long du bord du panneau destiné être du côté du faitage (F) de la toiture (40), une pièce (60) dont une partie basse (61) forme barrière d'étanchéité et qui est conformée pour dévier l'eau de pluie vers la ou les gouttière(s) latérale(s) (50, 51) et pour is assurer une aération au dessous du panneau (10, 20, 30). 2. Structure selon la revendication 1 dans laquelle la pièce (60) comprend une plaque de fond (65) disposée le long de la partie basse (61) de la pièce (60) au dessous du plan de la toiture (40) et qui s'étend 20 parallèlement au plan de la toiture (40) pour définir une partie haute (66) de la pièce (60). 3. Structure selon la revendication 2 dans laquelle la pièce (60) comprend une plaque (62) connectée perpendiculairement à la partie basse 25 (61) et qui se prolonge en outre le long d'un bord du panneau (10, 20, 30) dans les gouttières latérales (50, 51). 4. Structure selon l'une des revendications 2 à 3 dans laquelle la pièce (60) comprend une lèvre inclinée (64) de manière à former avec la plaque de 30 fond (65) un demi-W. 5 . Structure selon l'une des revendications 1 à 4 comprenant deux panneaux disposés côté à côte, deux pièces (60), les pièces (60) étant en contact au moyen de lèvres (64) et sont connectées entre elles au moyen d'un chapeau en forme de complémentaire à la forme des deux lèvres (64). 6. Structure selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant un capot (90) de protection disposé au dessus de la pièce (60) et qui est en appui sur le panneau (10, 20, 30). Io 7. Structure selon l'une des revendications 1 à 6 dans laquelle la partie basse (61) formant barrière d'étanchéité est disposée sans contact avec le panneau (10, 20, 30) et définit un espace entre la pièce et le panneau. 8. Structure selon l'une des revendications 1 à 7 dans laquelle la is gouttière latérale est constituée d'une pluralité de pièces en forme de U selon une section droite prise selon un axe parallèle au faitage (F) de la toiture (40). 9. Toiture comprenant une structure selon l'une des revendications 20 précédentes. 10. Procédé d'installation d'une structure selon l'une des revendications 1 à 9 comprenant les étapes suivantes : disposition (100) d'au moins un panneau photovoltaïque (10, 20, 30) ; disposition (200) de la ou les 25 gouttière(s) latérale(s) le long d'un côté d'un panneau dans le sens du rampant (R) ; disposition (300) de la pièce (60) le long d'un côté d'un panneau parallèle au faitage (F) de la toiture (40).