Brevet FR2957953A1 — publié le 20110930

DISPOSITIF POUR SUPPORTER DES PANNEAUX SOLAIRES INTEGRES DANS UNE TOITURE La présente invention se rapporte à un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés dans une toiture. De manière connue, les panneaux photovoltciiques sont implantés au niveau des toitures des habitations. Selon un premier mode d'implantation, les panneaux photovoltciiques sont fixés sur une structure disposée au dessus de la couverture. Cette solution n'est pas pleinement satisfaisante car il est nécessaire d'implanter une structure relativement imposante au-dessus de la toiture pour supporter les panneaux et résister à la prise aux vents. Selon d'autres inconvénients, l'agencement des panneaux photovoltciiques au-dessus de la couverture n'est pas très esthétique et peut produire des bruits de sifflement lorsque le vent souffle et passe entre la couverture et les panneaux. Enfin, la structure comprend des piètements qui traversent la couverture pour assurer la reprise des efforts par la charpente et qui peuvent générer des infiltrations si l'étanchéité entre les piètements et la couverture n'est pas correctement faite. Pour pallier ces inconvénients, selon un autre mode d'implantation, les panneaux sont intégrés à la couverture. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir sous les panneaux une structure pour 20 assurer l'étanchéité et la continuité de la couverture. Selon un mode opératoire, une partie de la couverture est retirée. Généralement les liteaux de la charpente sont également retirés. En suivant, on dispose sur la charpente, plus précisément sur les chevrons ou sur les panes, un écran de sous toiture qui assure l'étanchéité et au dessus des supports pour les panneaux photovoltdiques. L'écran de sous toiture se présente sous la forme d'une bande en rouleau qu'il convient de dérouler sur la charpente puis de fixer. Les supports sont des profilés en bois ou en métal qu'il convient de découper sur site afin de les adapter au toit et aux panneaux. L'étanchéité de la toiture incorporant les panneaux photovoltaïques dépend de la qualité de la pose et donc de la dextérité du poseur. Par conséquent, l'installation des panneaux photovoltaïques est relativement longue en raison notamment de la réalisation sur site de l'écran de sous toiture et de l'adaptation des supports pour les panneaux photovoltaïques et doit être réalisée avec beaucoup de minutie pour assurer l'étanchéité. La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en 15 proposant un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés dans la toiture, modulable assurant une étanchéité optimale. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés à une toiture, comportant plusieurs éléments juxtaposés selon la direction transversale avec chacun une plaque recouverte d'une membrane 20 assurant l'étanchéité, caractérisé en ce que chaque élément comprend deux profilés rapportés sur la face supérieure de la plaque au niveau des bords longitudinaux de la plaque de manière à ce que les profilés de deux éléments juxtaposés selon la direction transversale soient accolés et en ce que pour chaque élément la membrane a une largeur adaptée de manière à s'étendre au- 25 delà de la partie supérieure d'au moins un profilé de manière à obtenir au niveau de la zone de jonction de deux éléments une zone de chevauchement des membranes au-dessus des profilés. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un toit avec des panneaux photovoltciiques intégrés dans une toiture, avec des arrachements de manière à illustrer les différents éléments superposés, - la figure 2A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltaïques assemblés selon une première variante de l'invention, - la figure 2B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 2A, - la figure 3A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltciiques assemblés selon une deuxième variante de l'invention, - la figure 3B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 3A, - la figure 4A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltaïques assemblés selon une troisième variante de l'invention, et - la figure 4B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 4A. Sur la figure 1, on a représenté une toiture composée d'une charpente et d'une couverture. De manière connue, la charpente comprend des panes 10 disposées perpendiculairement à la pente du toit selon la direction dite transversale, des chevrons 12 disposés selon la pente du toit selon la direction dite longitudinale et des liteaux 14 disposés selon la direction transversale. La couverture est constituée d'éléments comme des tuiles ou des ardoises 16. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de conception de la toiture et peut convenir à d'autres configurations de toitures. Sur la figure 1, on a représenté également des panneaux solaires 18 intégrés au niveau de la toiture. Pour donner un ordre de grandeur et de manière non limitative, un panneau solaire 18 a une longueur de l'ordre de 1,6 m, une largeur de l'ordre de 0,8 m et une épaisseur de l'ordre de 4 cm. Ces panneaux solaires 18 ont de préférence des dimensions standardisées. Pour la suite de la description, on entend par panneau solaire, un élément sensiblement plan apte à récupérer une partie de l'énergie du rayonnement solaire et à la transformer en une autre énergie, par exemple en énergie électrique dans le cas d'un panneau photovoltaïque ou en énergie thermique dans le cas d'un panneau solaire thermique. Les panneaux solaires ainsi que leurs raccordements électriques ne sont pas plus 15 décrits car ils sont connus de l'homme du métier. Le dispositif de l'invention peut s'adapter aussi bien aux nouvelles toitures qu'aux toitures existantes. Dans le cas d'une toiture existante, il convient de retirer la couverture, les liteaux 14 et les chevrons 12 sur une superficie un peu plus grande que celle 20 recouverte par les panneaux solaires 18. Selon l'invention, un dispositif pour supporter des panneaux solaires 18 comprend plusieurs éléments 20 juxtaposés (au moins deux éléments juxtaposés selon la direction transversale) comportant chacun une plaque 22 à base de bois sensiblement rectangulaire avec au niveau des côtés orientés selon la direction 25 longitudinale deux profilés 24 rapportés sur la face supérieure de la plaque 22, l'ensemble étant recouvert d'une membrane 26. Ces éléments 20 sont juxtaposés de manière à ce que les profilés 24 de deux éléments adjacents selon la direction transversale soient accolés de manière à former un chevron comme illustré sur les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A et 4B ou que les profilés 24 de deux éléments adjacents selon la direction longitudinale soient alignés. Selon un mode de réalisation, la plaque 22 est réalisée à partir d'un panneau à 5 lamelles minces orientées dit panneau OSB. De préférence, chaque plaque 22 comprend au niveau d'un premier chant disposé selon la direction longitudinale une rainure 28 en creux et au niveau du second chant disposé selon la direction longitudinale une nervure 30 en saillie apte à pénétrer dans la rainure de l'élément 20 adjacent. Cet agencement permet de 10 faciliter l'assemblage des éléments 20. De préférence, la longueur des plaques 22 (selon la direction longitudinale) varie de 1,30 à 2 m et s'adapte à la portée prévue entre les panes 10. La plaque a une épaisseur de l'ordre de 16 mm. La largeur des plaques 22 est adaptée à la largeur des panneaux solaires. De 15 préférence, la largeur est légèrement supérieure à celle des panneaux solaires de manière à obtenir un espacement entre lesdits panneaux solaires une fois posés. A titre d'exemple, pour un panneau solaire d'une largeur de 808 mm, la plaque a une largeur de 820 mm. 20 Selon un mode de réalisation, les profilés 24 sont réalisés à partir d'une lambourde en sapin de classe 2. Le profilé 24 est de préférence usiné de manière à obtenir une section régulière avec une base accolée contre la plaque 22 plus large que le côté opposé. Avantageusement, la section du profilé comprend un premier côté 32 rectiligne 25 selon la direction correspondant à la hauteur, un deuxième côté 34, accolé contre la plaque 22, rectiligne et perpendiculaire au premier côté 32, un troisième côté 36 comportant un décrochement 38 intercalé entre deux portions rectilignes sensiblement parallèles au premier côté 32 et un quatrième côté 40 perpendiculaire au premier côté 32. Le décrochement 38 permet d'obtenir un quatrième côté 40 inférieur au deuxième côté 34 de manière à obtenir une portion supérieure du profilé 24 5 réduite dont la fonction sera détaillée ultérieurement. Selon une variante simplifiée, le profilé pourrait avoir une section rectangulaire. Les profilés ont une longueur adaptée à celle de la plaque 22. Ils sont solidarisés à la plaque 22 par tous moyens appropriés, par exemple par collage, clouage ou vissage. 10 Selon un mode de réalisation, la membrane 26 est une géomembrane en élastomère de type EPDM (éthylène propylène diène monomère). En variante, la membrane peut-être un géotextile en polyester avec une enduction noire en résine acrylique stabilisée aux UV. Avantageusement, la membrane 26 a une épaisseur de l'ordre de 1,2 mm. 15 De préférence, la membrane 26 est collée sur la face supérieure de la plaque 22 et avantageusement au niveau des troisièmes côtés 36 des profilés 24. De préférence, la membrane 26 a une longueur (selon la direction longitudinale) légèrement supérieure à celle de la plaque, et va au-delà d'au moins un côté de manière à ce que lorsque les plaques sont juxtaposées selon la direction 20 longitudinale on obtienne des zones de chevauchement des membranes 26 afin d'assurer une bonne étanchéité entre les plaques 22. De préférence, la membrane 26 d'une plaque recouvre la partie supérieure de la plaque juxtaposée juste en dessous. Comme illustré sur les figure 2B, 3B et 4B, la membrane 26 a une largeur 25 adaptée de manière à s'étendre au-delà de la partie supérieure 40 d'au moins un profilé 24 de manière à obtenir au niveau de la zone de jonction de deux éléments 20 une zone de chevauchement des membranes 26 des deux plaques juxtaposées selon la direction transversale. Cet agencement permet de recouvrir les profilés 24 sur lesquels sont rapportés les panneaux solaires et d'obtenir une excellente étanchéité. De plus, le fait d'assembler plusieurs éléments modulaires fabriqués en usine permet de faciliter la mise en place des panneaux solaires et réduit le temps d'intervention. Pour le montage, les éléments 20 sont juxtaposés les uns à côté des autres de manière à recouvrir une superficie un peu plus importante que celle des panneaux solaires 18, puis sont fixés à la charpente, notamment aux panes 10 par tous moyens appropriés, comme par exemple par clouage. Après cette mise en place, les profilés 24 sont accolés deux par deux de manière 10 à former des chevrons s'étendant selon la direction longitudinale. Au niveau des zones de jonction des éléments 20, les membranes 26 sont agencées de manière à se chevaucher au dessus des profilés 24 et à se chevaucher de façon adéquate au niveau des bords haut et bas des plaques 22 pour favoriser l'écoulement de l'eau. 15 En suivant, pour maintenir assemblés les éléments 20 et améliorer l'étanchéité, des cornières en U 42 sont rapportées au dessus des profilés 24. Selon un mode de réalisation, les cornières 42 sont en alliage d'aluminium. De préférence, les cornières 42 comprennent des moyens facilitant la fixation des panneaux solaires. 20 Chaque cornière en U 42 coiffe deux profilés 24 accolés de deux éléments 20 adjacents. Selon les cas, les cornières en U 42 peuvent avoir une longueur identique à celle des plaques 22 ou peuvent être découpées de manière à s'étendre sur toute la longueur des éléments assemblés. 25 Le décrochement 38 prévu au niveau des profilés 24 est adapté de manière à permettre l'emboîtement d'une cornière 42 sur deux profilés accolés. Après l'installation des cornières 42, les panneaux solaires 18 sont solidarisés par tous moyens appropriés audites cornières 42 et/ou aux profilés 24. Selon les variantes, la hauteur des profilés peut varier afin d'adapter au mieux l'épaisseur de l'installation à la toiture. Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 2A et 2B, la hauteur des profilés 24 peut être de l'ordre de 99 mm et être supérieure à celle des profilés 24 d'une hauteur de l'ordre de 75 mm selon un autre mode de réalisation illustré sur les figures 3A et 3B. Selon une autre variante, une plaque isolante 44, par exemple en polyuréthane rigide, peut être intercalée entre la plaque support 22 et la membrane 26. De préférence, cette plaque isolante 44 a une longueur adaptée à celle de la plaque 22 et une largeur adaptée à la distance séparant les deux profilés 24. Selon un mode d'assemblage, la plaque isolante 44 est collée sur la face supérieure de la plaque 22 et la membrane 26 est collée sur la face supérieure de ladite plaque isolante 44. Pour donner un ordre de grandeur, la plaque isolante a une épaisseur de l'ordre de 15 40 mm. Le dispositif de l'invention permet de fixer rapidement les panneaux solaires et garantit une exemple étanchéité. Comme illustré sur la figure 2B ou 4B, un joint d'étanchéité 46 peut être prévu entre deux panneaux solaires. Selon un mode de réalisation, ce joint est réalisé 20 en butyl. Sur la surface supérieure des panneaux solaires, on peut appliquer une bande de butyl 48 apte à recouvrir le joint 46 en butyl intercalé entre deux panneaux et dont la largeur est adaptée pour venir recouvrir le bord de la face supérieure des deux panneaux solaires adjacents. Une parclose 50 en alliage d'aluminium est 25 ensuite apposée sur la bande de butyl, des vis 52 étant prévues pour solidariser ladite parclose aux profilés 24. REVENDICATIONS1. Dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés à une toiture, comportant plusieurs éléments (20) juxtaposés selon la direction transversale avec chacun une plaque (22) recouverte d'une membrane (26) assurant l'étanchéité, caractérisé en ce que chaque élément (20) comprend deux profilés (24) rapportés sur la face supérieure de la plaque (22) au niveau des bords longitudinaux de la plaque (22) de manière à ce que les profilés de deux éléments juxtaposés selon la direction transversale soient accolés et en ce que pour chaque élément (20) la membrane (26) a une largeur adaptée de manière à s'étendre au-delà de la partie supérieure (40) d'au moins un profilé (24) de manière à obtenir au niveau de la zone de jonction de deux éléments (20) une zone de chevauchement des membranes (26) au-dessus des profilés (24). 2. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cornière (42) en U coiffant deux profilés (24) de deux éléments adjacents. 3. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque plaque (22) comprend au niveau d'un premier chant disposé selon la direction longitudinale une rainure (28) en creux et au niveau du second chant disposé selon la direction longitudinale une nervure (30) en saillie apte à pénétrer dans la rainure de l'élément (20) adjacent. 4. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque (22) de chaque élément (20) est réalisée à partir d'un panneau à lamelles minces orientées dit panneau OSB. 5. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon l'une quelconque 25 des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés (24) ont unesection régulière comportant un premier côté (32) rectiligne selon la direction correspondant à la hauteur, un deuxième côté (34), accolé contre la plaque (22), rectiligne et perpendiculaire au premier côté (32), un troisième côté (36) comportant un décrochement (38) intercalé entre deux portions rectilignes sensiblement parallèles au premier côté (32) et un quatrième côté (40) perpendiculaire au premier côté (32). 6. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque élément, la membrane (26) est une géomembrane en élastomère de type EPDM. 7. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque élément, la membrane (26) est collée sur la face supérieure de la plaque (22) et avantageusement au niveau des côtés (36) des profilés (24) disposés en vis-à-vis. 8. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque isolante (44) intercalée entre la plaque support (22) et la membrane (26). 9. Dispositif pour supporter des panneaux solaires selon la revendication 8, caractérisé en ce que la membrane (26) est collée sur la face supérieure de ladite plaque isolante (44).