Brevet FR2949147A1 — publié le 20110218

-1- Dispositif pour l'installation de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques, avec une possibilité de pivotement, sur une structure porteuse. La présente invention concerne un dispositif pour la fixation, avec une possibilité de pivotement, de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques, sur des surfaces planes ou sensiblement planes telles que, par exemple, toitures-terrasses de bâtiments, ponts de bateaux de type divers (navires, péniches, barges, etc.), plateformes de forage ou d'exploitation de gisements pétrolifères sous-marins, par l'intermédiaire d'une structure porteuse. Elle vise aussi les couvertures de surfaces constituées par des panneaux solaires ou des panneaux photovoltaïques accolés, faisant application de ce dispositif de fixation articulé. On connaît les couvertures de surfaces à l'aide de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques pour produire de l'énergie électrique à partir du 15 rayonnement solaire. Le plus souvent, ces couvertures photovoltaïques sont destinées aux toitures des bâtiments à usage d'habitation. Ces toitures étant généralement planes ou approximativement planes, l'installation des panneaux photovoltaïques est réalisée par la mise en oeuvre de dispositifs et procédés de fixation très 20 divers permettant de les orienter en fonction de la position du soleil. Il est aussi connu des dispositifs et des procédés donnant la possibilité de faire basculer les panneaux photovoltaïques en vue, par exemple, de permettre l'entretien d'un toit ou la maintenance du câblage d'un module de batterie solaire. 25 Par exemple, le document JP-2007/224.538 décrit un dispositif permettant de faire basculer les batteries solaires installées sur un toit. Le principal inconvénient de ce dispositif est que la course maximale admise est d'environ 45°, ce qui laisse une marge très limitée pour intervenir aussi bien sur la toiture que sur le câblage des panneaux solaires. -2- De plus, le système permettant ce basculement est constitué de longues pièces (de longueur égale à la largeur du panneau solaire) et de forme très complexe, impossibles à réaliser en usinage et qui nécessitent donc un moulage, par exemple par injection de métal, ce qui est très coûteux, de telle sorte que ce système de fixation basculante ne paraît pas avoir été exploité, à la connaissance de la déposante. Ainsi, dans la pratique courante, les panneaux sont installés fixement au moyen de dispositifs de fixation nécessitant leur désolidarisation de leur support et leur déplacement, lors des interventions d'entretien ou de réparation. Les panneaux étant généralement lourds, de tels déplacements impliquent la présence de plusieurs personnes, des durées d'intervention relativement longues, ainsi que des risques d'endommagement des panneaux lors des manipulations. Un but de la présente invention est de mettre à la disposition des utilisateurs, un dispositif simple, robuste, efficace et peu onéreux, de fixation pivotante des panneaux photovoltaïques ou panneaux similaires, apte à être mis en oeuvre par un nombre réduit d'exécutants, voire par une seule personne. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un dispositif d'articulation pour la fixation pivotante des capteurs solaires et des panneaux photovoltaïques, sur un support récepteur, comprenant : un premier élément inférieur ou élément d'implantation comprenant une platine de fixation inférieure agencée pour permettre sa fixation sur un support fixe, avec une aptitude de réglage en hauteur, et un charnon ou noeud supérieur muni d'un orifice pour l'introduction d'un axe d'assemblage; un deuxième élément supérieur ou élément basculant agencé pour permettre sa fixation sur la bordure d'un panneau, et comportant un orifice pour le passage dudit axe d'assemblage ; une broche amovible permettant l'assemblage avec une aptitude de pivotement, ou la séparation desdits premier et deuxième éléments ; -3- ce dispositif de fixation pivotante étant notamment remarquable en ce que l'orifice de passage de la broche d'assemblage dont est pourvu l'élément basculant, présente une section en forme d'arc de cercle. Selon un mode d'exécution préféré, le dispositif selon l'invention comprend encore une charnière destinée à être montée sur un support disposé à distance et face au support sur lequel est appelé à être fixé le dispositif de fixation précédemment décrit, cette charnière étant, de préférence identique à ce dernier, à l'exception du fait que l'orifice de passage de la broche d'assemblage et d'articulation amovible présente une section circulaire. Le dispositif de fixation selon l'invention a notamment pour avantages : une grande facilité de mise en place des panneaux sur leurs supports ; de permettre un réglage aisé et rapide de l'inclinaison des panneaux solaires ou des panneaux photovoltaïques installés sur leur supports ; - d'autoriser un réglage tout aussi facile et rapide de la hauteur d'installation des panneaux solaires ou des panneaux photovoltaïques sur leurs supports, en fonction, par exemple de la hauteur des acrotères. Selon une autre disposition caractéristique, les supports sur lesquels sont fixés les éléments d'implantation des dispositifs, sont constitués par deux côtés 20 opposés de bacs ou caissons lestables. Grâce à ce dispositif, l'installation des panneaux n'entraine pas de dégradation d'étanchéité existante des toitures. D'autre part, il est possible d'utiliser des matériaux présents de la toiture pour le lestage des bacs. En outre, chaque panneau peut être individuellement déverrouillé sur l'un 25 de ses côtés, par simple retrait des broches constituant les axes d'assemblage des éléments des dispositifs de fixation équipant ce côté, et être ensuite ouvert par pivotement, comme une porte, ce qui permet de créer des chemins de passage sur les toitures, pour les opérations de maintenance des divers équipements techniques présents sur ces dernières. -4- Selon une autre disposition caractéristique, les bacs sont exécutés en matière plastique et comportent au moins un élément de renfort extérieur constitué par une bande métallique méplate comprenant une portion centrale appliquée contre le fond desdits bacs et deux portions d'extrémité relevées appliquées contre deux côtés opposés de ces derniers, les éléments d'implantation inférieurs des dispositifs de fixation pivotante étant fixés sur lesdites portions d'extrémité relevées dudit élément de renfort. On obtient ainsi une fixation très solide et stable des panneaux sur les caissons lestables. Selon un mode d'exécution préféré, les bacs lestables présentent une forme tronco-pyramidale renversée et leur fond affecte la forme d'un parallélogramme rectangle, la portion centrale de l'élément métallique de renfort s'étendant dans le sens de la longueur du fond des bacs, tandis que les portions d'extrémité relevées dudit élément de renfort sont appliquées contre les petits côtés desdits bacs. Ce mode d'exécution permet l'empilement des bacs lestables ; cette disposition facilitant le transport et le stockage des bacs. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un exemple de réalisation du dispositif de fixation articulé selon l'invention, permettant notamment les réglages de l'inclinaison des panneaux fixés sur l'un des bords du panneau. La figure 2 est une vue en perspective éclatée, analogue à la figure 1 d'un exemple de réalisation d'un dispositif de fixation articulé destiné à être utilisé complémentairement au dispositif représenté sur la figure 1. La figure 3A est une vue en perspective d'un bac lestable. -5- La figure 3B est une vue en coupe axiale selon la ligne 3-3 de la figure 3A. La figure 4 est une vue en perspective montrant un panneau photovoltaïque monté sur deux caissons lestés. La figure 5 est une vue de détail et de face du petit côté d'un caisson montrant notamment une portion d'extrémité relevée de l'élément de ceinturage munie d'un bossage de centrage anti-rotation et d'un trou permettant le passage d'une vis de fixation. La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5. La figure 7 est une vue de détail et en coupe montrant l'élément basculant du dispositif de fixation articulé selon l'invention fixé sur la bordure d'un panneau photovoltaïque, par pincement. La figure 8 est une vue de détail, à échelle agrandie, et en coupe, selon la ligne brisée 8-8 de la figure 4, illustrant l'un des dispositifs assurant la fixation réglable et démontable d'un panneau sur un bac lestable. La figure 9 est une vue de coté, illustrant un panneau photovoltaïque fixé, dans une position inclinée, sur la partie supérieure d'un bac lestable. La figure 10 est une vue montrant un panneau dans une position de basculement extrême et reposant sur un panneau juxtaposé. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant quoique nullement limitatif, de réalisation du dispositif de fixation articulée selon l'invention et d'une couverture photovoltaïque faisant application de ce dispositif. Dans le présent exposé et dans les revendications, les mots � supérieure �, � inférieure �, � verticaux �, � relevées �, sont utilisés en référence au positionnement des différents éléments des dispositifs de fixation articulés dans la position horizontale de repos des panneaux. -6- D'autre part, les éléments ou parties identiques des deux modes d'exécution illustrés des dispositifs de fixation articulés, qui remplissent exactement les mêmes fonctions, sont désignés par les mêmes références numériques dans la description qui suit, dans les revendications et sur les dessins annexés. Le dispositif selon l'invention comprend au moins trois éléments, soit : un premier élément ou élément d'implantation 1 comprenant une platine de fixation inférieure 1 a agencée pour permettre sa fixation sur un support fixe, avec une aptitude de réglage en hauteur, et un charnon ou noeud supérieur 1 b muni d'un orifice traversant 1c pour l'introduction d'un axe d'assemblage et d'articulation 3 ; un deuxième élément ou élément basculant 2 agencé pour permettre sa fixation sur la bordure B d'un panneau P, et comportant un orifice 7 pour le passage dudit axe d'assemblage et d'articulation 3 ; une broche amovible 3 permettant l'assemblage et l'articulation, ou la séparation desdits premier et deuxième éléments. Selon le mode d'exécution représenté, l'élément d'implantation 1 comprend, dans sa platine inférieure 1 a, une fente longitudinale 1 d permettant le passage d'une vis 4, autorisant ainsi la fixation dudit élément d'implantation 1, à différentes hauteurs, sur un support vertical ou approximativement vertical. Cette fente longitudinale Id s'étend sur la majeure partie de la hauteur de la platine de fixation 1 a. Selon l'exemple illustré, notamment à la figure 7, l'élément basculant 2 est destiné à être fixé, par serrage, sur un élément B' de la bordure ou cadre B d'un panneau modulaire photovoltaïque P. A cet effet, il présente une gorge transversale 2a délimitée par un bec de retenue 2b et une plage d'appui 2c disposée en regard dudit bec de retenue. Le dispositif de fixation comporte encore une plaque de serrage 5 constituant, avec la plage d'appui 2c, les deux mâchoires d'un dispositif de -7- pincement dont les mouvements de rapprochement ou d'écartement sont obtenus au moyen d'un boulon 6, dont la tige filetée traverse des trous alignés 2d, 5' prévus dans la partie centrale de la plage d'appui 2c et de la plaque de serrage 5, respectivement. Selon une importante disposition caractéristique, l'orifice 7 de passage de la broche d'assemblage 3, dont est muni l'élément basculant 2, présente une section en forme d'arc de cercle. Cet orifice arqué s'étend sur une longueur comprise entre 15° et 60°. Cette disposition procure le jeu nécessaire pour permettre l'inclinaison des panneaux modulaires photovoltaïques P (voir notamment la figure 10), l'axe d'articulation 3 coulissant dans l'orifice ou lumière arquée, lors des mouvements de pivotement des panneaux et de l'élément basculant 2 des dispositifs de fixation 1-2-3, rigidement solidaire de ces derniers. Le dispositif de l'invention permet également le montage, à différents niveaux, des panneaux photovoltaïques, sur leur support, par exemple en fonction de la hauteur des acrotères. Le dispositif de fixation articulé des panneaux sur leurs supports, pourrait être identique pour les deux côtés opposés desdits panneaux. Cependant, préférentiellement, les dispositifs montés sur l'un des côtés du panneau peuvent être légèrement différents de ceux qui sont installés sur le 20 bord opposé desdits panneaux. Ce dispositif légèrement différent peut être assimilé à une charnière réglable en hauteur. Cette charnière comprend donc principalement un élément d'implantation 1, un élément basculant 2', une broche d'articulation amovible 3 et une plaque de serrage 5. Elle diffère du dispositif précédemment décrit par le fait 25 que l'orifice de passage 8 de la broche d'assemblage et d'articulation amovible 3, présente une section circulaire, la seule fonction de cet orifice 8 étant d'autoriser le pivotement de l'élément basculant 2' de ladite charnière. Les cadres d'entourage ou bordure B des panneaux photovoltaïques P peuvent être réalisés avec des épaisseurs variables. Pour tenir compte de ces 30 variations possibles d'épaisseur, le dispositif de l'invention peut être décliné en -8- plusieurs modèles différant notamment par la largeur de la gorge transversale 2a de l'ensemble basculant 2 ou 2', destinée à accueillir lesdits bordures ou cadres. De manière avantageuse, le dispositif de fixation articulée est réalisé en tout matériau présentant la robustesse nécessaire et pouvant résister à la corrosion. Préférentiellement, l'articulation selon l'invention est réalisée en aluminium ou en acier galvanisé. De manière avantageuse, les supports sur lesquels sont montés les éléments d'implantation 1 des dispositifs de fixation articulés, sont constitués par deux côtés opposés 9a de bacs ou caissons lestables 9. Avantageusement, le fond 9b des caissons lestables 9 est muni de perforations 9c permettant l'écoulement de l'eau qui pourrait s'accumuler dans lesdits caissons, lors des chutes de pluie. Selon une autre disposition caractéristique, les bacs 9 comportent au moins un élément de renfort extérieur 10 constitué par une bande métallique méplate comprenant une portion centrale 10b appliquée contre le fond 9b desdits bacs, et deux portions d'extrémité relevées 10a, ces portions d'extrémité relevées étant appliquées contre deux côtés opposés 9a de ces derniers. L'élément de renfort 10 est avantageusement obtenu par pliage en équerre d'une bande métallique, de sorte à présenter un profil en U. Comme illustré aux figures 5 et 6, chacune des deux portions d'extrémité relevées 10a de l'élément de renfort 10 comporte, à proximité de son sommet, un bossage anti-rotation 11, lequel peut coulisser, le long de la fente longitudinale 1d de l'élément d'implantation 1. Les deux portions d'extrémité relevées 10a de l'élément de renfort 10 comportent encore un orifice 12, pour le passage de la tige d'un boulon 4, permettant la fixation des éléments d'implantation inférieurs 1 des dispositifs de fixation pivotante sur lesdites portions d'extrémités relevées dudit élément de renfort. -9- Selon l'exemple illustré, les bacs testables 9 présentent une forme générale tronco-pyramidale renversée et leur fond 9b présente la forme d'un parallélogramme rectangle. D'autre part, la portion centrale 10b de l'élément métallique de renfort 10 s'étend dans le sens de la longueur du fond desdits bacs, tandis que les portions d'extrémité relevées 10a dudit élément de renfort 10 sont appliquées contre les petits côtés 9a desdits bacs lestables 9. La portion centrale 10b et les deux portions d'extrémité relevées 10a de l'élément de renfort métallique 10, sont encastrées dans des gorges ménagées en sous-face du fond 9b des caissons 9, et dans la face externe des petits côtés 10 9a de ces derniers, respectivement. De manière avantageuse, les bacs 9 peuvent être exécutés en tous matériaux présentant la robustesse souhaitable, par exemple en matière plastique rigide. De même, la bande de renfort 10 peut être réalisée en tout matériau 15 présentant la robustesse nécessaire et pouvant résister à la corrosion, par exemple en aluminium ou en acier galvanisé. La couverture de surfaces selon l'invention est constituée par des panneaux solaires ou des panneaux photovoltaïques P, installés côte à côte sur des surfaces réceptrices S planes, ou approximativement planes. Elle est 20 remarquable en ce que lesdits panneaux sont fixés sur des caissons lestables 9, ou autres supports, au moyen de dispositifs de fixation articulés comportant une ou plusieurs des dispositions caractéristiques décrites précédemment. Les éléments d'implantation 1 des dispositifs de fixation articulée 1-2-3 et 1-2'-3 sont fixés, à la hauteur désirée, sur deux côtés opposés des caissons 9, 25 de préférence sur les deux petits côtés 9a de ces derniers. D'autre part, les éléments basculants 2, 2', de ces dispositifs sont fixés, au moyen des plaques de serrage 5 et d'un boulon 6, sur un élément B' de la bordure B ou cadre d'entourage des panneaux photovoltaïques P. -10- Les bacs ou caissons 9 sont disposés sur la toiture ou autre surface réceptrice S à couvrir, ils sont ensuite chargés avec un matériau de lestage M, par exemple constitué par des gravillons, des dalles de béton ou encore par des matériaux présents de la toiture. Cette configuration est notamment intéressante en ce qu'elle n'entraîne pas de dégradation de l'étanchéité existante des toitures. Les panneaux modulaires photovoltaïques P sont alors disposés sur les caissons lestés 9 et fixés sur ces derniers, par assemblage des éléments d'implantation 1 et des éléments basculants 2 ou 2', respectivement, à l'aide des broches amovibles 3. Ces dernières sont bloquées en position par une goupille amovible 13. Généralement, les panneaux photovoltaïques sont entourés par un cadre d'ossature ou bordure B, la hauteur h de la gorge ménagée dans les éléments basculants 2 et 2', est sensiblement égale à celle dudit cadre. On obtient ainsi une fixation très solide et stable des panneaux P sur les caissons lestables 9. Il est possible de régler, en fonction des besoins, la hauteur desdits panneaux par des déplacements verticaux des éléments d'implantation 1 le long de leur paroi de fixation 9a. D'autre part il est aussi possible de régler leur inclinaison, par exemple, en fonction des variations d'ensoleillement suivant les saisons, en modifiant la position en hauteur de l'élément d'implantation des dispositifs dont l'axe d'articulation 3 peut se déplacer dans l'orifice ou lumière de forme arquée 7. Chaque panneau P peut être fixé sur au moins un caisson 9. Préférentiellement, un panneau P est fixé sur deux caissons 9 ; une telle installation utilise deux dispositifs de fixation dont l'élément basculant 2 comporte une lumière arquée et deux dispositifs de fixation dont l'élément basculant 2 ' est pourvu d'un orifice circulaire et disposés à l'opposé des précédents. Chaque panneau modulaire photovoltaïque P peut être individuellement déverrouillé sur l'un de ses côtés, par simple retrait de la goupille 13 et des broches 3 constituant les axes d'assemblage des éléments des dispositifs de fixation équipant ce côté, et être ensuite ouvert par pivotement, comme une -11- porte, jusqu'à ce que ledit panneau atteigne une position limite, par exemple lorsqu'il arrive en contact du sol ou d'un panneau juxtaposé. De préférence, le panneau est déverrouillé du coté comportant deux dispositifs de fixation dont l'élément basculant 2 est muni d'une lumière 7 en forme d'arc de cercle, de sorte que le pivotement dudit panneau P s'opère autour de l'axe d'articulation (broche 3) logé dans l'orifice circulaire 8 de l'élément basculant 2' desdits dispositifs. Ceci permet de créer des chemins de passage sur les toitures, pour les opérations de maintenance des divers équipements techniques présents sur ces dernières. Lorsque l'intervention d'entretien ou de maintenance au niveau du panneau est terminée, il suffit de faire basculer le panneau dans le sens contraire, afin que l'orifice 7 de l'élément basculant 2 vienne en correspondance avec l'orifice 1c du charnon lb de l'élément d'implantation 1, d'introduire la broche amovible 3 à travers ces deux orifices, puis de la bloquer à l'aide de la goupille 13. 25 30 REVENDICATIONS1. Dispositif pour l'installation de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques, avec une possibilité de pivotement, sur une structure porteuse, comprenant au moins trois éléments, soit : un premier élément ou élément d'implantation (1) comprenant une platine de fixation inférieure (1 a) agencée pour permettre sa fixation sur un support fixe, avec une aptitude de réglage en hauteur, et un charnon ou noeud supérieur (1b) muni d'un orifice (1c) pour l'introduction d'un axe d'assemblage (3) ; un deuxième élément ou élément basculant (2) agencé pour permettre sa fixation sur la bordure d'un panneau, et comportant un orifice (7) pour le passage dudit axe d'assemblage (3) ; et - une broche d'articulation amovible (3) permettant l'assemblage ou la séparation desdits premier et deuxième éléments ; caractérisé en ce que l'orifice (7) ménagé dans l'élément basculant (2) pour le passage de la broche d'assemblage (3) présente une section en forme d'arc de cercle, de sorte que ladite broche d'articulation peut se déplacer dans ledit orifice arqué. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore une charnière (1-2'-3) destinée à être montée sur un support disposé à distance et face au support sur lequel est appelé à être fixé le dispositif de fixation selon la revendication 1, cette charnière étant, de préférence, identique à ce dernier, à l'exception du fait que l'orifice (8) de passage de la broche d'assemblage et d'articulation amovible (3) présente une section circulaire. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'orifice arqué (7) de passage de la broche d'assemblage et d'articulation amovible (3), s'étend sur une distance comprise entre 15° et 60°.-13- 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la platine inférieure (la) de l'élément d'implantation (1), comporte une fente longitudinale (Id) pour le passage d'une vis de montage (4). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les supports sur lesquels sont montés les éléments d'implantation (1) des dispositifs de fixation (1-2-3 ; 1-2'-3) sont constitués par deux côtés opposés (9A) de bacs ou caissons lestables (9). l0 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les bacs (9) sont exécutés en matière plastique rigide et comportent au moins un élément de renfort extérieur (10) constitué par une bande métallique méplate comprenant une portion centrale (10b) appliquée contre le fond (9b) desdits bacs (9) et deux portions d'extrémité relevées (10a) appliquées 15 contre deux côtés opposés (9a) de ces derniers, les éléments d'implantation inférieurs (1) des dispositifs de fixation pivotante étant fixés sur lesdites portions d'extrémités relevées (10a) dudit élément de renfort (10). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les portions 20 d'extrémité relevées (10a) de la bande métallique de renfort (10) comportent un bossage (11) s'opposant à la rotation de l'élément d'implantation (1) autour des vis de montage (4) de cette dernière. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en 25 ce que les bacs lestables (9) présentent une forme tronco-pyramidale renversée et leur fond (9b) affecte la forme d'un parallélogramme rectangle, la portion centrale (10b) de l'élément métallique de renfort (10) s'étendant dans le sens de la longueur dudit fond (9b) desdits bacs, tandis que les portions d'extrémité relevées (10a) dudit élément de renfort sont appliquées 30 contre les petits côtés (9a) desdits bacs. 9. Couverture de surfaces, constituée par des panneaux solaires ou des panneaux photovoltaïques (P) disposés côte à côte, caractérisée en ce que lesdits panneaux sont installés sur les surfaces réceptrices (S) au moyen de- 14 - dispositifs de fixation articulés selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Couverture de surfaces selon la revendication 9, caractérisée en ce que des 5 dispositifs de fixation articulés (1-2-3) ; (1-21-3) sont fixés sur deux côtés opposés des panneaux (P). 11. Couverture de surfaces selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque panneaux est fixé sur deux côtés opposés de deux bacs lestables 10 (9).