Brevet FR2964129A1 — publié le 20120302

-1 Domaine technique de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de fixation élémentaire permettant de réaliser une installation par intégration au bâti. L'invention concerne plus précisément un dispositif d'intégration de panneaux solaires photovoltaïques sur un toit à faible pente. Si l'intégration de panneaux solaires sur le toit de bâtiment est aujourd'hui de plus en plus courante, des difficultés liées à l'intégration et à l'étanchéité sont encore existantes. En effet, l'intégration des panneaux n'est pas toujours réalisée de manière idéale en ce sens où l'installateur doit trouver une solution qui lui est propre par manque de solution efficace et fiable sur le marché. Il en résulte que l'installation nécessite un temps long, et ainsi des coûts plus importants pour les utilisateurs, et aussi, de nombreux problèmes d'étanchéité si l'installateur n'a pas trouvé de solution efficace. Ces problèmes se rencontrent à la fois pour les bâtiments neufs ou existants. De plus, étant donné les nouvelles réglementations, les installateurs ont besoin d'avoir une solution permettant d'intégrer au mieux les panneaux solaires photovoltaïques sur le toit pour que ceux-ci fassent partie intégrante du toit. Ainsi, un objectif de l'invention est plus précisément de proposer un dispositif d'intégration de panneaux solaires sur le toit, pour une adaptation de type solaire photovoltaïque, permettant de résoudre ces problèmes. 25 Aussi, le système proposé permet d'installer les panneaux en les intégrant au bâti et en assurant l'étanchéité par l'ensemble de panneaux photovoltaïques. Plus généralement, l'invention pourra s'adapter à tout type de toit par différents formats du système et des profils adaptés de la pièce (1). L'objectif de l'invention est de proposer un ensemble formé par un panneau solaire et un dispositif de fixation selon l'invention. Un autre objectif est de proposer un toit comprenant au moins un tel ensemble. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration 30 -2 Un autre objectif est encore de proposer un toit comprenant une pluralité de ces ensembles, disposés les uns à côté des autres. Pour atteindre ces objectifs, l'objet de l'invention est composé d'une pluralité de modules 5 photovoltaïques, et comprenant : - des panneaux solaires, munis d'un cadre aluminium dont le profil est conçu spécifiquement pour l'invention - d'une structure en liaison complète avec le toit, et comportant des entretoises, dont la conception dépend de l'application, et peut présenter au moins trois types de profils différents, 1O qui peuvent être adaptés suivant les applications. - d'un système de fixation, nommé fixation universelle, et qui permet d'établir une liaison complète entre l'entretoise reliée au bâti et le ou les modules photovoltaïques. 15 Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -3 Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et 5 représenté dans les dessins suivants. o La figure 1 est une vue en coupe longitudinale représentant un pan de l'installation photovoltaïque, o La figure la montre une vue partielle de la figure 1 illustrant l'ensemble monté et fixé 10 avec un modèle d'entretoise selon la description de l'invention avec le système de fixation o La figure lb montre une vue partielle de la figure 1 et représente les modules assemblés et positionnés par un calibre lorsqu'ils ne sont pas maintenus par le système de fixation de la figure 1 a 15 o Les figures 2a, 2b et 2c représentent les formes des différents types d'entretoise préférentiellement installées avec le système. Leurs formes s'adaptent aux toits sur lesquels elles sont fixées. o La figure 3 représente une vue en coupe de la pièce 2 de la fixation universelle. o La figure 4 représente une vue en coupe la pièce 3 de la fixation universelle. 20 o La figure 5 représente une vue en coupe de la forme du cadre aluminium des panneaux photovoltaïques. La figure 6 représente le système de fixation maintenant un unique module photovoltaïque. o La figure 7 représente le système de fixation maintenant deux modules 25 photovoltaïques. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration Description de l'invention La présente invention consiste en un dispositif d'installation d'un système de production d'énergie électrique par panneaux photovoltaïques, intégré en toiture, incluant une étanchéité 5 de l'ensemble. Selon l'invention, le but atteint par elle permet d'assurer une étanchéité par une installation intégrée au bâti, grâce à un système permettant d'installer l'ensemble par clipsage et vissage. 10 La pièce (1) est une entretoise conçue spécialement pour le type de toit qu'elle couvre. Sa forme s'adapte à la forme du toit. La pièce (1) est positionnée puis fixée par vis tout au long des ondes correspondantes des plaques du toit ou des pièces installées à cet effet. Les différents modèles d'entretoises sont visibles sur les figures 2a, 2b et 2c . L'extrémité supérieure de ces différents types d'entretoise est identique pour tous au niveau des encoches 15 qui la composent. Ces encoches permettent d'effectuer la liaison avec les pièces (2) et (3). Les pièces (2), (3), (4), (5), (6), (7) et (8) sont assemblées avant le montage sur le toit. Les pièces (2) et (3) constituent la fixation universelle du système. Cette fixation est donc identique à tout type de toit. Cette fixation est l'objet principal de l'invention et permet ainsi 20 de relier la pièce (1) aux modules photovoltaïques (10) par l'intermédiaire de son cadre (9). Sur la figure 2a, le profilé de l'entretoise comporte une âme 40 centrale, qui peut avoir différentes formes (figure 2b et 2c). Cette âme centrale est réunie à deux ailes 41 et 42 latérales divergentes et symétriques par rapport au plan médian passant par l'âme 40. 25 L'extrémité de chaque aile 41 et 42 est dotée sur d'un rebord arrondi 43 et 44 et comprenant des gorges de rétrécissement 45 et 46 sur la longueur qui peuvent notamment être de forme semi-circulaire. Chaque aile 41 et 42 comprend une partie horizontale plane, dans le plan de l'âme, permettant de constituer une surface d'appui lors du clipsage de l'entretoise et de la fixation universelle. Les pattes 47 et 48 viennent s'adapter, sans se confondre, avec la forme 30 du toit ou du dispositif sur lequel est fixée l'entretoise. Sur la figure 3, le profilé de la fixation universelle (2) est composé d'une âme 60 de forme plane, et qui permet un contact appui plan avec le module photovoltaïque (10). L'extrémité 61 est réalisée en forme de crochet. Ce crochet présente un espacement de la largeur de la patte -4 Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -5 71 de la pièce 3 (figure 4) pour permettre le positionnement de la pièce (3) dans la pièce (2). Le profilé comporte également une butée 62 dirigée vers l'intérieur pour permettre d'avoir une surface d'appui et de positionnement des pièces (2) et (3) constituant la fixation universelle. La position de cette butée 62 permet d'avoir un espacement entre la butée 62 et l'intérieur de l'extrémité 61 de la longueur de la pièce (3). L'autre extrémité de la pièce est conçue pour s'adapter à la forme de l'entretoise (1). Ainsi, la surface 63 permet d'avoir une surface de contact avec la surface 41 de l'entretoise (1) de la figure 2a. La surface 65 a une forme identique en opposition à la gorge 45 de l'entretoise (1) (fig 2a).La surface intérieure 64 a également une forme adaptée à la patte 43 de l'entretoise (1) (fig 2a). La surface plane 66 permet d'y accoler la pièce (3). Sur la figure 4, l'aile 71 a une forme identique par opposition à la surface 61 de la pièce (2) (fig 3). La surface 70 est la plus plane possible de manière à assurer une bonne liaison de surface avec la pièce (2). Les encoches 73 et 74 permettent de maintenir l'écrou dans le système lorsque celui-ci est dévissé, de manière à ne pas perdre l'écrou pendant le montage ou le démontage. L'extrémité de la pièce 72 a une forme adaptée à l'aile 42 de l'entretoise afin de réaliser le clipsage par la suite. Sur la figure 5, le cadre aluminium a la partie inférieure 80 de son profil qui effectue un décrochement. Cela permet de remplir un double usage. Cela permet de positionner l'ensemble de la fixation universelle par serrage. Cela permet également, avec le décrochement 81, de maintenir un calibre (12) (figure lb) qui a pour objet de positionner un panneau photovoltaïque par rapport à un autre. La forme 82 permet de maintenir le vitrage du panneau photovoltaïque. Le rebord 83 est destiné à empêcher le joint (11) une fois installé, d'être retiré de l'ensemble afin d'assurer l'étanchéité du système. La pièce (2) et la pièce (3) sont positionnées l'une sur l'autre. L'aile 71 de la pièce (3) (fig (4)) est placée au creux 61 de la pièce (2) (fig (3)).La surface 70 de la pièce (3) est accolée en appui plan à la surface 66 de la pièce (2) (fig (3)). Le ressort (6) est positionné dans la pièce (3) entre les encoches 73 et 74 prévues à cet effet (fig 4). Elles sont ensuite maintenues ensemble par une vis (5), qui permet de maintenir en même temps la bride double (7), la rondelle (8) et le ressort (6). La rondelle (8) est positionnée dans la vis (5). Puis la vis s'insère dans la bride double (7). La pièce (2) est ensuite insérée dans Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -6- l'ensemble par l'orifice prévu à cet effet. La pièce (3) est ensuite insérée dans l'ensemble par l'orifice également prévu à cet effet avec l'écrou (4) déjà placé dans la pièce (3). Le tout est maintenu par l'écrou (4) qui n'est pas serré au moment de l'installation du système. Le jeu de l'ensemble de ces pièces doit être supérieur à l'épaisseur du décrochement inférieur du cadre du module photovoltaïque (9) (épaisseur de la partie 80, figure 5). Lorsque cet assemblage est effectué, il est alors possible d'assembler cette fixation universelle à l'entretoise (1) déjà installée sur le toit du bâti. Cet assemblage est effectué par clipsage. Pour réaliser ce clipsage, la pièce (2) est positionnée de manière à coincer le bec 41 (fig 2a) de l'entretoise (1) dans l'extrémité de la pièce (2), accolée à la surface 64 (fig 3). Puis l'on vient positionner le bec 42 (fig 2a) de l'entretoise (1) dans la pièce (3) qui garde une mobilité du fait que l'écrou ne soit pas resserré. Les formes permettent d'effectuer le clipsage. L'écrou peut alors être serré. La pièce (2), la pièce (3), le ressort (6), la bride double (7) et la rondelle (8) sont alors maintenus par serrage autour de la partie 80 du module (9) (fig 5). Si le système se trouve à une extrémité de l'installation solaire, à un bord ou sur une dernière rangée ou ligne de panneaux, alors l'écrou (5) n'est resserré que sur un module (9). Si il se trouve en dehors des bords, le système est donc conjoint à deux modules (9). Dans ce cas, la bride (7) se positionne sur les deux modules (9) et la pièce (2) s'appuie contre deux modules (9) également. L'écrou (5) permet de joindre cet ensemble. Pour répondre aux problématiques de dilatation des changements de température, les panneaux photovoltaïques sont montés sur des cadres aluminium dont le profil est spécialement conçu. Ainsi, en cas de dilatation, la partie inférieure du cadre (9), vient alors comprimer le ressort (6), qui peut supporter une petite compression dans le sens perpendiculaire à ses spires. Le système de fixation peut se mettre en place entre deux modules (9) ou au niveau d'un seul module (9) et le long de celui-ci. S'il s'agit d'un module positionné à l'extrémité de l'ensemble, au bord du toit, le système ne maintiendra qu'un seul module (fig 6). Si le système se trouve entre deux modules situés au milieu de l'installation, il pourra alors maintenir ces ceux modules (fig 7). Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -7 Cet ensemble est répété de manière régulière tout le long de l'installation photovoltaïque, de manière à transmettre le poids du panneau, fixer l'ensemble au bâti par intégration, et avoir un système adapté à chaque type de toit. Lorsqu'il ne semble pas nécessaire de mettre en place la fixation, selon les calculs d'efforts, ou lorsque les modules se rencontrent en dehors des ondes du toit, il est alors recommandé de les maintenir en position par un système de calibre (12). Comme représenté selon la figure lb, le calibre est adapté à la forme du module (9), et permet ainsi de positionner les modules selon le même axe et en maintenant un espace identique entre chaque modules (9) de l'installation. Une fois le système installé, le joint (11) est positionné et coincé entre deux modules photovoltaïques, au niveau supérieur des cadres de module (9). Il est recommandé de vulcaniser le joint pour assurer une étanchéité la plus parfaite possible. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration REVENDICATIONS1) Dispositif d'intégration de panneau solaire sur un toit, en particulier pour le solaire photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend : o Une structure porteuse à base de profilés en alliage d'aluminium o Des entretoises ayant une âme centrale réunie à deux ailes latéralement divergentes comportant à chaque extrémité un rebord permettant le clipsage. o Un système de fixation se positionnant par clipsage et se serrant par vissage dans le sens vertical, le positionnement des pièces se faisant grâce à l'extérieur de la pièce (2) dans laquelle est coincé le bec de l'entretoise pour constituer une liaison d'accouplement avec un écrou serré après emboitement. 2) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de fixations est monté par clipsage sur des entretoises solidaires du toit. 3) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation comprend des moyens d'emboitement avec l'entretoise, lesquels comprennent : o Deux pièces (2) et (3) constitutives de la fixation, positionnées l'une par l'autre par un emboitement et une butée o Un système de maintien de ces pièces en position dans le système et l'une envers l'autre par vissage. 4) Dispositif, selon les revendications 1 et 2 et 3, comprenant des entretoises qui sont solidarisées à la charpente par vissage. 5) Dispositif, selon la revendication 1 , dont la forme du module permet la mise en position d'un calibre de manière à maintenir une distance égale entre chaque module de l'installation, et un positionnement des modules les uns par rapport aux autres. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration25