Brevet FR2958953A1 — publié le 20111021

-1- COUVERTURE PHOTOVOLTAIQUE INTEGRABLE CONSTITUEE DE PANNEAUX ASSEMBLES DE MANIERE ETANCHE ET DEMONTABLE DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à une couverture photovoltaïque constituée de panneaux assemblés de manière étanche et démontable et destinée à être intégrée à une paroi, notamment la toiture, d'un bâtiment. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les couvertures photovoltaïques connues peuvent être classées en deux catégories générales : - celles qui sont soutenues au dessus de la toiture du bâtiment par une structure intermédiaire extérieure ; - celles qui sont intégrées à la toiture du bâtiment d'une part pour des raisons esthétiques et d'autre part pour répondre à la réglementation relative au tarif d'achat préférentiel par l'opérateur chargé de la distribution du courant électrique. L'étanchéité entre les panneaux photovoltaïques et la charpente de la toiture constitue une caractéristique importante qu'il convient de traiter avec rigueur. Cette étanchéité peut être faite par des bacs en acier (ou en matière plastique) qui supportent les panneaux photovoltaïques. Ces bacs sont encombrants, difficiles à poser et alourdissent considérablement la toiture lorsqu'ils sont métalliques. En outre, leur pose constitue une opération délicate qui peut conduire à une mauvaise étanchéité si elle est mal élaborée. Malheureusement, un défaut d'étanchéité ne peut pas être décelé par un simple examen visuel général extérieur et les panneaux devront être démontés pour permettre un examen visuel particulier. Aussi bien à la pose qu'à la dépose, les temps et les coûts d'intervention sont, dans ce type de structure, importants. En outre, de telles conceptions présentent également des inconvénients liés : - à une mauvaise ventilation des panneaux ; - à la nature même des matériaux métalliques utilisés ; qui réduisent le rendement énergétique des panneaux photovoltaïques par accroissement de leur température. RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à réaliser une couverture photovoltaïque qui élimine les inconvénients susmentionnés. -2- A cet effet, ladite couverture, qui est destinée à être intégrée à une paroi, notamment la toiture, d'un bâtiment, est obtenue par : a) la juxtaposition horizontale (en lignes) et verticale (en colonnes dont l'inclinaison dépend de l'inclinaison de la paroi) d'une pluralité de panneaux photovoltaïques constitués, chacun, d'un élément laminé, pourvu d'un nombre déterminé de cellules, délimité par des profilés d'encadrement spécifiques pourvus de moyens aptes à assurer: - la liaison étanche desdits profilés d'encadrement avec chaque élément laminé ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition horizontale ; - la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée ; b) l'utilisation de profilés d'abergement spécifiques pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords horizontaux et verticaux libres des panneaux, situés à la périphérie de la couverture, avec la paroi du bâtiment adjacente. La couverture, selon l'invention, se caractérise essentiellement en ce que : 1) les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement horizontaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale, sont constitués de la forme même des sections des profilés d'encadrement horizontaux en regard qui comportent : - pour celui qui est au dessus de l'autre, une partie supérieure plane sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé correspondant et une partie femelle, en forme de « U » inversé, située dans le prolongement de la précédente ; - pour celui qui est au dessous de l'autre, une partie supérieure plane sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé correspondant et une partie mâle, située dans le prolongement de la précédente, dimensionnée pour s'emboîter dans la forme en « U » du profilé horizontal en regard ; 2) les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement verticaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition horizontale, sont constitués : a) de la forme même des sections des profilés d'encadrement verticaux en regard, qui comportent, chacun, en totale symétrie : -3- - une partie supérieure plane sur laquelle est contrecollé le côté de l'élément laminé correspondant ; - une partie inférieure en forme de « L », convexe, qui sert au positionnement des panneaux en regard latéraux d'une part entre eux et d'autre part par rapport à la paroi à recouvrir ; b) de profilés supports verticaux, en forme de rails, fixés, à intervalles réguliers, à la paroi à recouvrir, dont la section comporte, de manière symétrique, une forme en « L », concave, apte à recevoir les formes en « L », convexes, des parties inférieures des profilés d'encadrement verticaux ; 3) les moyens aptes à assurer la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée, sont constitués de dispositifs d'attaches rapides qui, par rotation, solidarisent ou désolidarisent entre elles des ailettes appartenant respectivement aux profilés d'encadrement verticaux et aux profilés supports verticaux ; 4) les profilés d'encadrement des éléments photovoltaïques laminés, sont réalisés en matière synthétique extrudée. Une telle conception présente les principaux avantages suivants : - la couverture photovoltaïque obtenue est totalement étanche et démontable panneau par panneau et parfaitement intégrée à la paroi du bâtiment qu'elle recouvre ; - le temps de pose et de dépose est fortement diminué du fait de sa conception modulaire, du fait de la suppression de la mise en place de moyens d'étanchéité qui sont directement assurés par les profilés de liaison et également du fait de la suppression de moyens de mise à la terre électrique des profilés de par leur nature diélectrique ; - le rendement énergétique des panneaux photovoltaïques est amélioré du fait de l'utilisation même de profilés en matière plastique qui sont beaucoup moins conducteurs de la chaleur que des profilés métalliques et également du fait de l'amélioration de la ventilation desdits panneaux par l'élimination des rails de fixation horizontaux ; - la couverture est plus légère que celle mettant en oeuvre des caissons en acier ainsi que des profilés horizontaux et verticaux en aluminium. De plus, les interventions de réparation et de maintenance des panneaux photovoltaïques sont facilitées. -4- PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. 5 Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue, en coupe transversale, de deux panneaux photovoltaïques adjacents emboîtés par leurs profils d'encadrement horizontaux ; - la figure 2 est une vue, en coupe transversale, de deux panneaux photovoltaïques adjacents reliés par leurs profils d'encadrement horizontaux, le rail vertical et le 10 dispositif d'attache rapide ; - la figure 3 est une vue, en perspective éclatée partielle, d'un profilé d'abergement destiné à être emboîté à un bord horizontal libre d'un panneau périphérique inférieur ; - la figure 4 est une vue, en perspective éclatée partielle, d'un profilé d'abergement destiné à être emboîté à un bord horizontal libre d'un panneau périphérique supérieur ; 15 - la figure 5 est une vue, en perspective éclatée partielle, d'un profilé d'abergement destiné à être emboîté à un rail vertical qui lui même est destiné à être emboîté aux bords verticaux libres d'une colonne de panneaux. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La couverture représentée aux figures est destinée à être intégrée à une paroi, 20 notamment la toiture, d'un bâtiment. Elle est obtenue par : a) la juxtaposition horizontale et verticale d'une pluralité de panneaux photovoltaïques constitués, chacun, d'un élément laminé (1), pourvu d'un nombre déterminé de cellules, délimité par des profilés d'encadrement spécifiques (2,3,4,5) pourvus de 25 moyens aptes à assurer : - la liaison étanche desdits profilés d'encadrement avec chaque élément laminé ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition 30 horizontale ; - la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée ; b) l'utilisation de profilés d'abergement spécifiques (6,7,8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords horizontaux et verticaux libres des panneaux, situés à la 35 périphérie de la couverture, avec la paroi du bâtiment adjacente. -5- Les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement horizontaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale, sont constitués de la forme même des sections des profilés d'encadrement horizontaux en regard qui comportent : - pour celui (2) qui est au dessus de l'autre (3), une partie supérieure plane (21) sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé (1) correspondant et une partie femelle (22), en forme de « U » inversé, située dans le prolongement de la précédente ; - pour celui (3) qui est au dessous de l'autre, une partie supérieure plane (31) sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé (1) correspondant et une partie mâle (32), située dans le prolongement de la précédente, dimensionnée pour s'emboîter dans la forme en « U » (22) du profilé horizontal (2) en regard. Les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement verticaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition horizontale, sont constitués : a) de la forme même des sections des profilés d'encadrement verticaux (4) et (5) en regard, qui comportent, chacun, en totale symétrie : - une partie supérieure plane (41,51) sur laquelle est contrecollé le côté de l'élément laminé (1) correspondant ; - une partie inférieure (42,52) en forme de « L », convexe, qui sert au positionnement des panneaux en regard latéraux d'une part entre eux et d'autre part par rapport à la paroi à recouvrir ; b) de profilés supports verticaux (9), en forme de rails, fixés, à intervalles réguliers, à la paroi à recouvrir, dont la section comporte, de manière symétrique, une forme en « L » (91,92), concave, apte à recevoir les formes en « L » (42,52), convexes, des parties inférieures des profilés d'encadrement verticaux (4,5). Les moyens aptes à assurer la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée, sont constitués de dispositifs d'attaches rapides (10) qui, par rotation, solidarisent ou désolidarisent entre elles des ailettes (43,53) et (93,94) appartenant respectivement aux profilés d'encadrement verticaux (4,5) et aux profilés supports verticaux (9). Les profilés d'abergement spécifiques (6,7,8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords horizontaux libres des panneaux périphériques supérieurs et inférieurs de la couverture avec la paroi du bâtiment, sont constitués : -6- - pour ceux (6), destinés aux bords horizontaux libres des panneaux périphériques inférieurs, d'un profilé mâle (61) destiné à s'emboîter dans la partie femelle en « U » (22) du profilé du bord horizontal (2), d'un caisson (62) fermant ledit profilé mâle et d'une lame (63) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin ; - pour ceux (7) destinés aux bords horizontaux libres des panneaux périphériques supérieurs, d'un profilé femelle en « U » destiné à recevoir la partie mâle (71) du profilé du bord horizontal, d'un caisson (72) fermant ledit profilé femelle et d'une lame (73) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin. Les profilés d'abergement spécifiques (8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords verticaux libres des panneaux périphériques de la couverture avec la paroi du bâtiment, comportent : - un caisson (81) destiné à s'emboîter sur le côté longitudinal extérieur (95) d'un profilé support vertical (9) dont l'autre côté (96) est en prise avec les bords verticaux libres des panneaux périphériques situés d'un même côté de la couverture ; - une lame (82) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin. Les profilés d'encadrement (2,3,4,5) des éléments laminés (1), sont réalisés en matière synthétique extrudée. Les profilés d'encadrement horizontaux et verticaux comportent respectivement des cavités destinées à recevoir des formes en saillie appartenant à des pièces servant de coins de fixation desdits profilés entre eux. A titre d'exemple non limitatif : - les éléments photovoltaïques laminés (1) ont des épaisseurs comprises entre 6 et 8 mm, des largeurs comprises entre 80 et 100 cm et des longueurs de 160cm ; - les parties supérieures planes (21), (31), (41) et (51) des profilés d'encadrement, sur lesquelles sont contrecollés les panneaux laminés, ont des longueurs de l'ordre de 30mm ; - l'espace compris entre deux colonnes juxtaposées d'éléments photovoltaïques (1) est de l'ordre de 12 mm et ne comporte pas de joint d'étanchéité puisque l'espace compris entre deux profilés d'encadrement verticaux (4) et (5) sert de gouttière pour les eaux pluviales. Les panneaux se posent de bas en haut. Les profilés d'encadrement horizontaux (2) et (3) comportent des cadres berceaux (23) et (33) -7- Les profilés d'encadrement verticaux (4) et (5) comportent des cadres berceaux (44) et (54). Bien entendu, l'homme de métier sera apte à réaliser l'invention telle que décrite et représentée en appliquant et en adaptant des moyens connus sans qu'il soit 5 nécessaire de les décrire ou de les représenter. Il pourra également prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention qui est déterminé par la teneur des revendications. REVENDICATIONS1- Couverture photovoltaïque destinée à être intégrée à une paroi, notamment la toiture, d'un bâtiment, et obtenue par : a) la juxtaposition horizontale et verticale d'une pluralité de panneaux photovoltaïques constitués, chacun, d'un élément laminé (1), pourvu d'un nombre déterminé de cellules, délimité par des profilés d'encadrement spécifiques (2,3,4,5) pourvus de moyens aptes à assurer : - la liaison étanche desdits profilés d'encadrement avec chaque élément laminé ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale ; - la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition horizontale ; - la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée ; b) l'utilisation de profilés d'abergement spécifiques (6,7,8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords horizontaux et verticaux libres des panneaux, situés à la périphérie de la couverture, avec la paroi du bâtiment adjacente ; caractérisée en ce que les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement horizontaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition verticale, sont constitués de la forme même des sections des profilés d'encadrement horizontaux en regard qui comportent : - pour celui (2) qui est au dessus de l'autre (3), une partie supérieure plane (21) sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé (1) correspondant et une partie femelle (22), en forme de « U » inversé, située dans le prolongement de la précédente ; - pour celui (3) qui est au dessous de l'autre, une partie supérieure plane (31) sur laquelle est contrecollé le côté en regard de l'élément laminé (1) correspondant et une partie mâle (32), située dans le prolongement de la précédente, dimensionnée pour s'emboîter dans la forme en « U » (22) du profilé horizontal (2) en regard. 2- Couverture photovoltaïque, selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens aptes à assurer la liaison étanche des profilés d'encadrement verticaux avec l'élément laminé correspondant ainsi que la liaison étanche et démontable des panneaux entre eux dans leur juxtaposition horizontale, sont constitués : a) de la forme même des sections des profilés d'encadrement verticaux (4) et (5) en regard, qui comportent, chacun, en totale symétrie :-9- - une partie supérieure plane (41,51) sur laquelle est contrecollé le côté de l'élément laminé (1) correspondant ; - une partie inférieure (42,52) en forme de « L », convexe, qui sert au positionnement des panneaux en regard latéraux d'une part entre eux et d'autre part par rapport à la 5 paroi à recouvrir ; b) de profilés supports verticaux (9), en forme de rails, fixés, à intervalles réguliers, à la paroi à recouvrir, dont la section comporte, de manière symétrique, une forme en « L » (91,92), concave, apte à recevoir les formes en « L » (42,52), convexes, des parties inférieures des profilés d'encadrement verticaux (4,5). 10 3- Couverture photovoltaïque, selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens aptes à assurer la liaison démontable des panneaux, donc de la couverture, avec la paroi du bâtiment à laquelle elle est intégrée, sont constitués de dispositifs d'attaches rapides (10) qui, par rotation, solidarisent ou désolidarisent entre elles des ailettes (43,53) et (93,94) appartenant respectivement aux profilés 15 d'encadrement verticaux (4,5) et aux profilés supports verticaux (9). 4- Couverture photovoltaïque, selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés d'abergement spécifiques (6,7,8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords horizontaux libres des panneaux périphériques supérieurs et inférieurs de la couverture avec la paroi du bâtiment, sont constitués : 20 - pour ceux (6), destinés aux bords horizontaux libres des panneaux périphériques inférieurs, d'un profilé mâle (61) destiné à s'emboîter dans la partie femelle en « U » (22) du profilé du bord horizontal (2), d'un caisson (62) fermant ledit profilé mâle et d'une lame (63) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin ; 25 - pour ceux (7) destinés aux bords horizontaux libres des panneaux périphériques supérieurs, d'un profilé femelle en « U » destiné à recevoir la partie mâle (71) du profilé du bord horizontal, d'un caisson (72) fermant ledit profilé femelle et d'une lame (73) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin. 5- Couverture photovoltaïque, selon la revendication 1, caractérisée en ce que 30 les profilés d'abergement spécifiques (8) pourvus de moyens aptes à assurer l'étanchéité des bords verticaux libres des panneaux périphériques de la couverture avec la paroi du bâtiment, comportent : - un caisson (81) destiné à s'emboîter sur le côté longitudinal extérieur (95) d'un profilé support vertical (9) dont l'autre côté (96) est en prise avec les bords verticaux libres 35 des panneaux périphériques situés d'un même côté de la couverture ;-10- - une lame (82) destinée à être posée contre la paroi du bâtiment afin de réaliser un solin. 6- Couverture photovoltaïque, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les profilés d'encadrement (2,3,4,5) des éléments 5 laminés (1), sont réalisés en matière synthétique extrudée.