Brevet FR2961301A1 — publié le 20111216

L'invention concerne un panneau photovoltaïque et son procédé de pose en toiture. La présente invention entre dans le domaine des panneaux photovoltaïques. D'une manière générale un panneau photovoltaïque destiné à être installé en toiture d'une construction se présente sous forme d'une plaque support à des cellules photovoltaïques dont le nombre dépend de la taille de ladite plaque. Celle-ci est pourvue en périphérie d'un cadre, le plus souvent sous forme de profilé aluminium. Parmi ces panneaux photovoltaïques, on distingue ceux capable d'assurer une certaine étanchéité en toiture en remplacement des moyens d'étanchéité classiques tels que tuiles ou autres de ceux qui ne sont pas en mesure de remplir cette fonction d'étanchéité. Précisément, en ce qui concerne ces derniers il est courant d'installer en toiture, sous ces panneaux photovoltaïques, des panneaux d'étanchéité sous forme d'une plaque en tôle ondulée, les panneaux photovoltaïques venant se fixer généralement sur le sommet des ondes de ces plaques. A ce propos, cette fixation nécessitant des opérations de perçage, pose en soi des problèmes d'étanchéité. Pour remédier aux inconvénients de ce type de panneaux photovoltaïques imposant une double opération de pose pour la mise en place des plaques d'étanchéité d'une part, et des panneaux photovoltaïques d'autre part, il a été imaginé des panneaux photovoltaïques supposés remplir la double fonction. Comme cela apparaitra ci-après, ce résultat n'a pu être obtenu que partiellement. Ainsi, il est connu des panneaux photovoltaïques dont le cadre comporte, en bordure inférieure, un profilé en forme de gouttière s'étendant sous le panneau et dans lequel est à même de venir s'emboiter le profilé qui équipe le bord supérieur d'un panneau placé immédiatement en dessous. En quelque sorte, à hauteur de leur jonction les panneaux d'une rangée supérieure en toiture viennent légèrement en recouvrement des panneaux d'une rangée inférieure, disposition comparable à celle des tuiles. Quant à l'étanchéité sur les bords latéraux de ces panneaux, en particulier entre deux panneaux disposés côte à côte, elle est assurée par un profilé en forme de gouttière préalablement fixé sur la structure de la toiture. Dans cette gouttière viennent s'étendre des bavettes qui équipent les profilés sur les bords latéraux d'un panneau photovoltaïque. En somme, le procédé de pose d'un tel panneau photovoltaïque consiste à fixer sur la structure de la toiture et à écartement régulier sensiblement égal à la largeur d'un panneau photovoltaïque, des profilés en forme de gouttière, puis à disposer successivement sur cette toiture les panneaux photovoltaïques en commençant par la rangée supérieure. Comme on peut le constater, si la solution décrite ci- dessus évite la mise en place de plaques d'étanchéité, deux opérations de pose distinctes sont nécessaires, une première pour la mise en place des profilés en forme de gouttière, une seconde consistant dans la pose des panneaux photovoltaïques proprement dite. Selon une autre solution technique connue, les panneaux photovoltaïques comportent un cadre dont les profilés latéraux sont du type mâle femelle pour assurer un emboitement et l'étanchéité entre deux panneaux photovoltaïques adjacents. Ainsi, par exemple, sur l'un de ces bords latéraux du panneau, le profilé comporte au moins une gouttière ouverte vers le haut dans laquelle est conçu apte à venir s'engager, à la manière d'un crochet, un profilé équipant le bord latéral opposé. De tels panneaux sont prévus pour être disposés en toiture à la manière de tuiles, le bord inférieur des panneaux d'une rangée en partie supérieure de cette toiture venant en recouvrement du bord supérieur des panneaux d'une rangée placée immédiatement en dessous. Il n'y a donc pas emboitement de ces panneaux en bordure supérieure et inférieure, leur fixation en toiture à ce niveau 35 étant assurée par des crochets. Ainsi, si le bord supérieur d'un panneau peut être directement fixé sur la structure de la toiture au travers du profilé qui l'équipe au niveau de cette bordure supérieure, en partie inférieure, il n'est maintenu que de manière discontinue à l'aide de crochets rapportés avec un écartement déterminé sur cette structure de la toiture. En conséquence, l'ensemble ne procure qu'une tenue mécanique relative, en particulier en cas de vents forts. De plus, comme cela apparait au regard de la description qui précède, les panneaux ainsi conçus nécessitent une pose en toiture, à la manière des tuiles de bas en haut, ayant pour conséquence le risque qu'un opérateur prennent appui à un moment donné ou à un autre sur un tel panneau photovoltaïque en endommageant tout ou partie des cellules ou de leur plaque support. Comme il ressort de la description de l'état de la technique qui précède, on n'a jamais su concilier l'emboitement des panneaux, à la fois, en bordure latéral et en bordure supérieure et inférieure pour permettre à ces panneaux d'assurer à eux seuls une parfaite étanchéité en toiture avec une tenue mécanique comparable, voire supérieure à celle que procure une étanchéité classique en tuile ou à base de plaques en tôle ondulée. A cet effet l'invention concerne un panneau photovoltaïque comprenant une plaque support de cellules photovoltaïques et comportant un bord supérieur, un bord inférieur pourvu d'un profilé inférieur, un bord latéral et un bord latéral opposé pourvus, respectivement, d'un profilé latéral et d'un profilé latéral opposé, caractérisé par le fait que le profilé inférieur défini, sous le panneau, une gouttière pour la réception par emboitement sensiblement dans le plan du panneau de la bordure supérieure d'un panneau situé immédiatement en dessous et que le profilé latéral défini en bordure latéral du panneau au moins une gouttière ouverte vers le haut pour la réception par emboitement dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan d'un panneau du profilé latéral opposé d'un panneau adjacent. Les avantages qui découlent de la présente invention consistent en ce que les panneaux photovoltaïques d'une même rangée horizontale sont emboîtés les uns dans les autres de manière à procurer une parfaite étanchéité de ces panneaux à hauteur de leurs zones de jonction. Par ailleurs, chaque rangée de panneaux inférieurs, peut être emboîtée et glissée sous la rangée des panneaux supérieurs, à la manière d'un tuilage, garantissant, là encore, un parfait écoulement des eaux de pluie sur ces panneaux capable de garantir une étanchéité en toiture, à la manière de couvertures plus classiques. Comme cela apparaîtra au cours de la description qui va suivre, la présente invention se veut également à même de répondre à des contraintes de standardisation de fabrication de ces panneaux photovoltaïques. Justement, d'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématisée par celle 25 en perspective d'un ensemble de quatre panneaux photovoltaïques disposés en toiture, conformément à l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématisée et en coupe verticale illustrant l'emboîtement de deux panneaux, l'un au dessus de l'autre. Cette figure représentant encore les 30 moyens d'étanchéité au niveau de la liaison, en partie supérieure et en partie inférieure, des panneaux avec une couverture classique de type tuiles ; - la figure 3 est une représentation schématisée en coupe horizontale illustrant l'emboîtement de deux panneaux, selon 35 l'invention, juxtaposés. Cette vue illustre encore les moyens d'étanchéité entre ces panneaux et une couverture classique de toiture, sur les côtés latéraux ; - la figure 4 pour but d'illustrer, de manière schématisée, le décalage entre la gouttière que définit le profilé en bordure inférieure d'un panneau par rapport au plan au dessus duquel s'inscrivent les profilés latéraux qui équipent un tel panneau ; - la figure 5 est une représentation schématisée et vue de dessus des profilés définissant le cadre d'un panneau photovoltaïque, ces profilés étant ici représentés en coupe de manière à rendre visibles les moyens de liaison reliant ces profilés entre eux, dans les coins du cadre. - les figures 6 et 7 ont pour but d'illustrer les décrochements que comporte le profilé inférieur au niveau de ses extrémités. Tel que visible dans les figures des dessins ci-joints, la présente invention concerne un panneau photovoltaïque 1. Celui-ci comporte, de manière usuelle, une plaque support 2 de cellule photovoltaïque non représentée. Par ailleurs, en périphérie, un tel panneau photovoltaïque 1 comporte au moins au niveau de son bord inférieur 3, un profilé inférieur 4, tandis que son bord latéral 5 ainsi que son bord latéral opposé 6, reçoivent, respectivement, un profilé latéral 7 et un profilé latéral opposé 8. De manière préférentielle, et non indispensable, le bord supérieur 9 de ce panneau photovoltaïque 1 peut, lui aussi, recevoir un profilé supérieur 10, de sorte que, combiné aux autres profilés 4, 7 et 8, il définit un cadre 11 venant contribuer et améliorer la tenue mécanique du panneau photovoltaïque 1. De manière préférentielle, un profilé 4, 7, 8, 10, comporte une partie en forme d'équerre 12, avec une aile horizontale 13, sur laquelle vient reposer, en bordure, la plaque 2 et une aile verticale 14, remontant le long du chant périphérique de cette plaque 2, que ce soit en bordure inférieure, supérieure ou sur les côtés latéraux de cette dernière. Eventuellement, cette aile verticale 14 peut être prolongée par une aile de retour 15, s'étendant parallèlement à l'aile horizontale 13, conférant à ce profilé une forme en U de manière à coiffer, totalement, le bord périphérique de la plaque 2. Celle-ci peut être collée sur l'aile horizontale 13 de ces profilés 4, 7, 8 et 10 ou, dans une configuration en forme de U, telle que représentée sur les figures. Dans ces profilés peut être intégré un joint d'étanchéité qui, par engagement en force de ce profilé 4, 7, 8, 10, sur le chant de la plaque 2, assure l'étanchéité en périphérie de cette dernière. De manière à augmenter l'inertie de ces profilés, ceux-ci s'étendent avantageusement sous l'aile horizontale 13, au travers d'un canal 16 susceptible de contribuer, avantageusement, à la liaison entre ces profilés 4, 7, 8, 10 entre eux. Plus exactement, dans les angles du cadre 11 que définissent ces profilés, une pièce de liaison d'angle 17 peut être insérée dans ce canal 16 de chacun desdits profilés 4, 7, 8 et 10. Comme représenté, cette pièce de liaison d'angle 17, en forme d'équerre, peut présenter, au niveau de chacune de ses branches, une section adaptée à celle de ce canal 16 sous les profilés 4, 7, 8 et 10. De plus, le long de ces branches de ces pièces de liaison d'angle 17, peuvent être ménagés des redans qui, par un engagement en force dans le canal 16 d'un profilé, évitent le déboîtement. Bien entendu, d'autres moyens de liaison ou de fixation peuvent ainsi assurer la jonction de deux profilés par l'intermédiaire d'une pièce de liaison d'angle 17. En particulier, celle-ci peut être collée, voire soudée ou fixée par vissage dans les canaux 16 de deux profilés adjacents. Selon une particularité de l'invention, le profilé inférieur 4 définit, sous le panneau 1, une gouttière 18 conçue apte à recevoir, par emboîtement, dans une direction sensiblement parallèle au plan du panneau 1, le bord supérieur 9, voire le profilé supérieur 10 qui équipe ce dernier, d'un panneau 1 disposé immédiatement en dessous. Ceci est plus particulièrement visible dans la figure 2 ou encore la figure 4. Ainsi, au travers de cette configuration, deux panneaux 1 sont installés en forme de tuilage en toiture d'une 5 construction. Selon encore une autre particularité de l'invention, le profilé latéral 7 définit, au niveau du bord latéral 5 du panneau 1, au moins une gouttière 19 pour la réception par emboîtement, dans une direction sensiblement perpendiculaire au 10 plan d'un panneau 1, du profilé latéral opposé 8 d'un panneau 1 adjacent. En somme, ce profilé latéral opposé 8, comporte, lui, des moyens d'emboîtement complémentaires 20, notamment sous forme d'un rebord, capable de venir s'insérer dans cette gouttière 19 15 par emboîtement dans la direction pré-indiquée. Comme on le voit représenté dans la figure 3, la gouttière 19 que définit le profilé latéral 7, peut être subdivisée en plusieurs canaux juxtaposés 21, 21a, qui, à la manière de feuillures multiples en menuiserie, ont pour conséquence 20 d'améliorer l'étanchéité entre panneaux adjacents. Selon encore une autre particularité, un profilé latéral 7 peut définir, à des niveaux différents, plusieurs gouttières 19, 19a, à chaque fois aptes à recevoir, par emboîtement perpendiculaire au plan des panneaux 1, des moyens d'emboîtement 25 complémentaires respectivement 20, 20a que comporte le profilé latéral opposé 8. Ainsi, ces gouttières 19, 19a en coopération avec les moyens d'emboîtement complémentaires 20, 20a, systématiquement sous forme d'un rebord retombant 22 que comporte le profilé 30 latéral opposé 8, créent l'étanchéité en cascade à la manière d'une double feuillure en menuiserie. De manière avantageuse, les moyens d'emboîtement complémentaires 20 du profilé latéral opposé 8, sont constitués par le prolongement que comporte ce dernier sous l'aile 35 horizontale 13, prolongement définissant un rebord et intégrant le canal 16. Quant aux moyens d'emboîtement complémentaires 20a, ils sont définis par un rebord retombant 22 que porte à son extrémité une aile de prolongement horizontale 23, s'étendant dans une direction opposée à la plaque 2, en bordure supérieure de l'aile verticale 14 du profilé 8. Au niveau du profilé latéral 7, la gouttière 19 s'étend latéralement et extérieurement au panneau 1, par rapport au prolongement que définit le canal 16 sous l'aile horizontale 13 de ce profilé latéral 7. Quant à la gouttière 18 que définit le profilé inférieur 4 sous le panneau 1, elle est définie sous le prolongement que définit le canal 16 sous l'aile horizontale 13 de ce profilé inférieur 4. Ainsi et comme souhaite l'illustrer la figure 4, cette 15 gouttière 18 se situe en-dessous du plan 24 au-dessus duquel s'étend la gouttière 19 du profilé latéral 7. La conséquence de cette disposition consiste en ce que le bord supérieur 9 d'un panneau inférieur, en venant s'engager dans la gouttière 18 du profilé inférieur 4 d'un panneau 20 supérieur 1 est en mesure de s'étendre sous l'extrémité inférieure du profilé latéral 7 et par voie de conséquence du profilé latéral opposé 8 d'un panneau adjacent, de manière à garantir un parfait recouvrement du bord supérieur d'une rangée de panneaux par le bord inférieur d'une rangée de panneaux 25 placés au-dessus pour une étanchéité parfaite de ces panneaux ainsi juxtaposés et superposés. Ainsi, les profilés latéraux 7, 8, sont définis pour s'étendre jusqu'au bord inférieur 3 du panneau photovoltaïque, tandis que le profilé inférieur 4, au moins dans sa partie 25 30 s'étendant sous le panneau photovoltaïque 1, comporte, lui, une longueur égale à la largeur du panneau photovoltaïque 1 diminué par l'épaisseur d'encombrement 26, 27, que représente sous les bords latéraux 5, 6, le profilé latéral 7 et le profilé latéral opposé 8. 35 En somme, sous le panneau photovoltaïque 1, le profilé inférieur 4 s'étend entre ces profilés latéraux 7, 8. Il en va de même, préférentiellement, au niveau du bord supérieur 9 du panneau 1. Là encore, le profilé latéral 7 et le profilé latéral opposé 8, s'étendent jusqu'à ce bord supérieur 9 du panneau 1, le profilé supérieur 10 s'étendant, au moins dans sa partie 28 sous le panneau 1, entre ces profilés 7, 8 le long dudit bord supérieur 9. Comme il est visible au regard des figures 2 et 3, le profilé supérieur 10 peut être de section strictement identique au profilé latéral opposé 8, ceci pour une question de standardisation de fabrication. La présente invention n'est toutefois pas limitée à une telle conception. A noter, à ce propos, que la gouttière 18 est nécessairement ajustée à la section de ce profilé supérieur 10 15 de manière apte à recevoir ce dernier. Evidemment, en périphérie de plusieurs panneaux photovoltaïques 1, conformes à l'invention, assemblés en toiture, prennent position des profilés d'étanchéité 29, 30, 31, 32, destinés à assurer la jonction et bien sûr l'étanchéité, 20 avec le restant de la toiture. Comme indiqué plus haut, le profilé inférieur 4, dans sa partie 25 venant s'étendre sous le panneau 1, est ajusté en quelque sorte à l'écartement sous ce panneau 1, des profilés latéraux 7, 8. 25 Toutefois, pour une question d'esthétisme, il peut être souhaité que ce profilé inférieur 4 s'étende, du moins en ce qui concerne son aile verticale 14, voire l'aile de recouvrement 15, sur toute la longueur du bord inférieur 3 du panneau photovoltaïque 1. Avantageusement, la forme de ce profilé 30 inférieur 4 permet également de garantir l'étanchéité en formant un barrage pour la pluie. Dans ce cas il peut être nécessaire de réaliser, sous ce profilé 4, à chacune de ses extrémités latérales, des découpes en forme décrochement pour le passage et le logement des 35 profilés latéraux 7, 8. Selon un autre mode de réalisation ce profilé inférieur 4, peut être conçu en deux parties 4a, 4b, l'une correspondant à l'aile verticale 14, voire l'aile de recouvrement 15, en adoptant, au travers de cette dernière, une forme d'équerre, conçu apte à s'emboîter sur l'autre partie 4b de ce profilé inférieur 4. Cette autre partie 4b est définie, bien sûr, par l'aile horizontale 13, son prolongement, sous le panneau 1, par le canal 16 et la gouttière 18 s'étendant encore sous ce dernier. Ainsi, si cette seconde partie 4b peut être débitée à la longueur correspondant à l'écartement, sous le panneau 1, des profilés latéraux 7, 8, l'autre partie 4a de ce profilé inférieur 4, peut, elle, être découpée à la longueur du bord inférieur 3 du panneau 1. Lors de l'assemblage du panneau, la première partie 4a vient coopérer grâce à des moyens de fixation, de type emboîtement, avec l'autre partie 4b. Evidemment, une telle solution évite les découpes fastidieuses du profilé inférieur 4 à hauteur de ses extrémités latérales. Selon une autre variante de l'invention, les profilés 4, 7, 8 et 10 sont dépourvus de l'aile de retour 15 de manière à ce que le cadre 11 du panneau 1 ne soit plus visible. Une telle construction permettrait, une fois le panneau 1 installé en toiture, d'améliorer encore l'esthétisme du fait de l'invisibilité du cadre 11. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS1. Panneau photovoltaïque (1) comprenant une plaque support (2) de cellules photovoltaïques et comportant un bord supérieur (9), un bord inférieur (3) pourvu d'un profilé inférieur (4), un bord latéral (5) et un bord latéral opposé (6) pourvus, respectivement, d'un profilé latéral (7) et d'un profilé latéral opposé (8), caractérisé par le fait que le profilé inférieur (4) défini, sous le panneau (1), une gouttière (18) pour la réception par emboitement sensiblement dans le plan du panneau (1) de la bordure supérieure (9) d'un panneau (1) situé immédiatement en dessous et que le profilé latéral (7) défini en bordure latéral (5) du panneau (1) au moins une gouttière (19) ouverte vers le haut pour la réception par emboitement dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan d'un panneau (1) du profilé latéral opposé (8) d'un panneau (1)adjacent. 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la gouttière (18) que défini le profilé inférieur (4) sous le panneau (1) s'étend en-dessous d'un plan (24) parallèle au panneau (1) au-dessus duquel s'étend la gouttière (19) que défini ledit profilé latéral (7) de manière à ce que le bord supérieur (9) d'un panneau (1) inférieur, engagé dans la gouttière (18) du profilé inférieur (4) soit en mesure de se glisser au moins en partie sous ledit profilé latéral (7). 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdits profilés (4, 7, 8, 10) comportent une partie en forme d'équerre (12), avec une aile horizontale (13), sur laquelle vient reposer, en bordure, la plaque (2), une aile verticale (14), remontant le long du chant périphérique de cette plaque (2), que ce soit en bordure inférieure, supérieure ou sur les côtés latéraux de cette dernière, cette aile verticale (14) étant prolongée par une aile de retour (15), s'étendant parallèlement à l'aile horizontale (13), conférant à ce profilé une forme en U de manière à coiffer, totalement, le bord périphérique de la plaque (2). 11 4. Panneau selon la revendication précédente, caractérisé 35 par le fait que lesdits profilés (4, 7, 8, 10) s'étendent sous l'aile horizontale (13), au travers d'un canal (16) contribuant, à la liaison entre ces profilés (4, 7, 8, 10). 5. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit profilé latéral (7) peut 40 définir, à des niveaux différents, plusieurs gouttières (19, 19a), aptes à recevoir, par emboîtement perpendiculaire au plan des panneaux (1), des moyens d'emboîtement complémentaires respectivement (20, 20a) que comporte le profilé latéral opposé 8. 45 6. Panneau selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'emboitement complémentaires (20) sont constitués par le prolongement que comporte le profilé latéral (8) sous l'aile horizontale (13), prolongement définissant un rebord et intégrant le canal (16). 50 7. Panneau selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'emboitement complémentaires (20a) sont constitués par un rebord retombant (22) que porte à son extrémité une aile de prolongement horizontale (23), s'étendant dans une direction opposée à la plaque (2), en bordure 55 supérieure de l'aile verticale (14) du profilé (8). 8. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit profilé inférieur (4) est conçu en deux parties (4a, 4b), l'une correspondant à l'aile verticale (14), voire l'aile de recouvrement (15), en adoptant, 60 au travers de cette dernière, une forme d'équerre, conçu apte à s'emboîter sur l'autre partie (4b) de ce profilé inférieur (4).