Brevet FR3002620A1 — publié le 20140829

Panneau solaire thermique et dispositif d'intégration de panneaux solaires thermiques sur toiture en pente. L'invention concerne un panneau solaire thermique et un dispositif d'intégration de panneaux solaires thermiques sur toiture en pente, et plus particulièrement un dispositif d'intégration d'un ou plusieurs panneaux solaires thermiques, sur une toiture ayant une pente supérieure ou égale à 11°, et pouvant aller jusqu'à 30° environ. Lorsque plusieurs panneaux solaires thermiques sont disposés sur une toiture en pente, il est connu par le brevet FR 2.920.800 de disposer entre deux panneaux : un raccord supérieur, un raccord inférieur, et entre ces deux raccords un couloir central d'écoulement d'eau. Chaque panneau est pourvu à son bord supérieur d'un couvercle d'étanchéité. En cas de pluie, l'eau est acheminée d'amont en aval par un raccord supérieur, un couloir central et un raccord inférieur, ces différents composants assurant avec le panneau lui-même et le couvercle, l'étanchéité de la toiture au niveau du panneau. Les dispositifs d'intégration de panneaux solaires thermiques sur toiture en pente de l'art antérieur présentent des inconvénients. Les raccords supérieurs jouent le rôle d'entonnoirs et leur structure en relief est complexe, difficile à réaliser et onéreuse. Les couvercles qui assurent l'étanchéité en haut des panneaux ont aussi une forme complexe, adaptée à celle des raccords, ce qui les rend difficiles à réaliser et onéreux. L'un des buts de l'invention est d'éviter les inconvénients précités. Un autre des buts de l'invention est de proposer un dispositif d'intégration de panneaux solaires thermiques sur toiture en pente qui assure une facilité et une sécurité de montage. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'intégration qui assure une bonne étanchéité, notamment en parties haute et basse des panneaux. Un autre but de l'invention est de permettre la pose d'un système thermique mettant en oeuvre plusieurs panneaux alignés horizontalement.30 L'invention a pour objet un panneau solaire thermique, destiné à être placé sur une toiture en pente au moyen d'un dispositif d'intégration, constitué d'un cadre rectangulaire comportant une paroi longitudinale gauche, une paroi longitudinale droite, une paroi transversale arrière et une paroi transversale avant, et d'une face supérieure constituant le capteur d'énergie solaire, caractérisé en ce que la face supérieure présente, sur ses deux cotés latéraux et sur le côté avant, un rebord rabattu vers le bas, et espacé des parois longitudinales gauche et droite et de la paroi transversale avant. L'invention a également pour objet un dispositif d'intégration sur toiture en pente d'un panneau solaire thermique précité, comportant une bavette avant, une bavette arrière gauche, une bavette arrière droite, un couloir gauche, et un couloir droit, caractérisé en ce que chacun desdits couloirs comporte une aile intérieure appliquée contre une paroi longitudinale du panneau solaire thermique, et dont le bord supérieur est logé sous ledit rebord rabattu. De manière avantageuse, ladite aile intérieure se termine vers l'aval par un biseau dont l'extrémité est libre et destinée à être rabattue vers la paroi transversale avant du panneau. Avantageusement, le dispositif d'intégration comporte un capot avant inséré sous ledit rebord rabattu et maintenu en appui sur la bavette avant par les extrémités rabattues des ailes intérieures des couloirs gauche et droit. De manière avantageuse, la bavette avant comporte deux languettes relevables, aptes à constituer des butées d'appui du panneau lors de sa mise en place. Avantageusement, le dispositif d'intégration comporte des cornières de fixation des parois transversales arrière et avant du panneau à des liteaux de la toiture. De préférence, il comporte un capot arrière assurant l'étanchéité au niveau de la paroi transversale arrière du panneau. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention ressortent de la description qui suit d'exemples de réalisation non limitatifs, faite avec référence aux dessins annexés qui représentent : - Figure 1 : une vue en perspective de dessus d'un panneau solaire thermique dans son dispositif d'intégration selon l'invention ; - Figure 2 : une vue éclatée des composants de la figure 1 ; - Figure 3 : une vue en perspective d'une bavette arrière commune et d'un couloir central ; - Figure 4 : un schéma de disposition de quatre panneaux solaires thermiques juxtaposés ; - Figure 5 : une vue partielle en perspective de l'arrière d'un panneau solaire thermique ; - Figure 6: une vue partielle en perspective de l'avant d'un panneau solaire thermique ; - Figure 7 : une vue partielle en perspective d'un bord latéral d'un panneau solaire thermique ; - Figure 8 : une vue partielle en perspective du bord avant d'un panneau solaire thermique avec capot avant ; - Figure 9: une vue partielle en perspective de l'avant d'un panneau solaire thermique montrant le maintien du capot avant. Un panneau solaire thermique est généralement constitué sous forme d'un parallélépipède rectangle, ayant usuellement une longueur de 2 m, une largeur de 1 m, et une hauteur d'environ 0,1. Généralement, la longueur est dans la ligne de pente de la toiture. La face supérieure constitue le capteur de l'énergie solaire utilisée pour chauffer un liquide, de préférence de l'eau, circulant dans des tuyaux placés sous ladite face. Les parois latérales du panneau solaire thermique sont liées de façon étanche à la face supérieure, et leur bord inférieur est libre. Pour assurer l'intégration d'un panneau solaire thermique dans une toiture, il faut prévoir un dispositif d'intégration. Selon l'invention, ce dispositif d'intégration comprend d'une part des couloirs et des bavettes, sur lesquels est positionné le panneau solaire thermique, d'autre part un capot arrière et un capot avant pour assurer l'étanchéité au niveau des parois transversales arrière (ou amont) et avant (ou aval) du panneau solaire thermique. En se reportant aux dessins, un panneau solaire thermique 1 comporte une face supérieure 2 constituant le capteur d'énergie solaire, et un cadre rectangulaire comportant une paroi longitudinale gauche 3, une paroi longitudinale droite 4, une paroi transversale arrière (ou amont) 5, et une paroi transversale avant (ou aval) 6. Dans le cas d'un seul panneau solaire thermique 1, le dispositif d'intégration comprend un couloir gauche 7, un couloir droit 8, une bavette avant 9, une bavette arrière gauche 10 et une bavette arrière droite 11 (figure 2). Dans le cas où plusieurs panneaux solaires thermiques 1 sont juxtaposés sur la même toiture, il est avantageux de prévoir, entre deux panneaux adjacents, un couloir central 12 et une bavette arrière commune 13 (figure 3), correspondant sensiblement à l'ensemble d'une bavette arrière gauche et d'une bavette arrière droite. Dans un tel cas, il est aussi avantageux de disposer des bavettes avant qui se recouvrent, par exemple sur une zone de recouvrement 14, de 0,1 à 0,2 m, dans la partie centrale des parois transversales avant 6, tel que représenté figure 6. Il est alors avantageux de disposer sous le premier panneau de gauche une bavette et demie 15, puis de placer une bavette 9, et dans le cas de quatre panneaux, de terminer par une bavette et demie 15 (figure 4), de façon que les zones de recouvrement 14 des bavettes se trouvent toutes dans la partie centrale des parois transversales avant 6 de panneaux 1. Chaque panneau solaire thermique 1 est fixé sur des liteaux avant 16 et arrière 17 de la toiture, au moyen de deux cornières 18 sur la paroi transversale arrière 5 et deux cornières 18 sur la paroi transversale avant 6. Sur les deux côtés latéraux et sur le côté avant, la face supérieure du panneau solaire thermique 1 présente un rebord rabattu vers le bas 19, et espacé de la paroi, respectivement 3, 4, 6, du panneau 1. Un couloir latéral, gauche 7 ou droit 8, est destiné à être appliqué contre une paroi longitudinale gauche 3 ou droite 4, respectivement, du panneau 1. Le couloir 7, 8 présente une aile, dite intérieure, appliquée contre la paroi du panneau 1. Cette aile intérieure 20 est d'une hauteur suffisante pour que son bord supérieur soit logé sous le rebord rabattu 19. De cette façon, en cas de pluie, l'eau s'écoule depuis la surface supérieure du panneau 1, sur le rebord rabattu 19, et tombe dans le couloir qui l'achemine vers l'aval. La présence de l'aile intérieure 20, qui remonte sous le rebord rabattu 19, assure l'étanchéité pour le côté du panneau 1. L'aile intérieure 20 du couloir se termine vers l'aval par un biseau 21 dont l'extrémité 22 est libre et destinée à être rabattue vers la paroi transversale avant 6 du panneau 1. Les bavettes arrière, gauche 10 et droite 11, sont symétriques l'une de l'autre et comportent chacune une cloison 23 inclinée vers l'extérieur et l'aval du panneau 1, afin de guider l'eau vers les couloirs 7, 8. Cette cloison 23 se prolonge, dans l'axe du panneau 1 par une portion 24. La portion 24 de la bavette arrière gauche 10 est en appui sur la portion 24 de la bavette arrière droite 11 pour assurer d'une part le positionnement relatif correct des deux bavettes arrière, d'autre part l'étanchéité entre les deux bavettes arrière. Sur leur côté extérieur, les bavettes arrière 10, 11 présentent chacune une sortie en canal 25 destinée à s'insérer dans la partie supérieure du couloir latéral 7, 8, respectivement, pour assurer la continuité de l'écoulement de l'eau vers l'aval. Dans le cas particulier de deux panneaux 1 juxtaposés, le couloir central 12 présente deux ailes dites intérieures 20, et la bavette arrière commune 13 présente une sortie en canal 25 disposée dans sa zone centrale (figure 3), et apte à être insérée dans la partie supérieure du couloir central 12 pour assurer la continuité de l'écoulement de l'eau vers l'aval. La paroi transversale arrière 5 du panneau solaire thermique 1 est traversée par les embouts 26, 27 des tuyaux de circulation du fluide chauffé dans le panneau 1 par l'énergie solaire. Les embouts sont raccordables à des tuyaux disposés sous la toiture et reliés à une installation de récupération de chaleur de type classique. La cloison 23 de la bavette arrière 10, 11, est espacée de la paroi transversale arrière 5 du panneau 1 pour laisser un espace suffisant pour le passage des tuyaux raccordés aux embouts 26, 27. La cloison 23 vient en appui sur l'arête supérieure des couloirs latéraux 7 et 8, ce qui assure le positionnement des bavettes arrière 10 et 11. L'étanchéité au niveau de la paroi transversale arrière 5 du panneau 1 est assurée par un capot arrière 28, qui recouvre sensiblement les bavettes arrière 10, 11, l'espace entre les cloisons 23 et la paroi transversale arrière 5, et une bande de la face supérieure 2 du panneau 1. Le capot arrière 28 comporte des faces latérales 30 qui recouvrent la partie arrière de l'aile intérieure 20 des couloirs gauche et droit ou central pour assurer l'étanchéité de la paroi arrière du panneau 1. L'étanchéité au niveau de la paroi transversale avant 6 du panneau 1 est assurée par un capot avant 29. Le capot avant 29 se présente sous forme d'une tôle pliée, dont un premier bord est engagé sous le rebord rabattu 19 (figure 8), et dont un deuxième bord est en appui sur la bavette avant 9. Pour assurer le blocage en position du capot avant 29, les extrémités 22 des biseaux 21 des ailes intérieures 20 des couloirs 7, 8, sont rabattues vers le capot avant 29 (figure 9). Ainsi, le capot avant est maintenu en tension, et il exerce en permanence une pression sur la jonction entre les couloirs et la bavette avant. Avantageusement, la bavette avant 9 présente un bord libre 31 replié sous le plan moyen de la bavette. Cette disposition permet l'accrochage du bord replié par-dessus d'une feuille métallique, par exemple d'aluminium, malléable, appliquée sur les tuiles situées en aval, et assurant l'étanchéité entre la bavette avant et le toit. De préférence, la bavette avant 9 comporte deux languettes 32 pliées, aptes à constituer des butées d'appui du panneau 1 lors de sa mise en place. La séquence de montage d'un panneau solaire thermique comprend les différentes étapes suivantes : a- Pose d'une bavette avant 9 sur un liteau 16, fixation par vissage ; b- Pose d'un couloir gauche 7 et fixation aux liteaux 16, 17, par vissage ; c- Pose du panneau 1 sur la bavette avant 9 et le liteau arrière 17, en appui frontal sur les languettes 32, et en appui latéral contre l'aile intérieure 20 du couloir gauche 7. Au cours de la descente du panneau 1 vers les liteaux de support, le rebord rabattu 19 est à l'extérieur du bord supérieur de l'aile intérieure 20 ce qui assure l'étanchéité du côté gauche du panneau 1 ; d- Pose du couloir droit 8 en effectuant une rotation pour insérer le bord libre de son aile intérieure 20 sous le rebord rabattu 19 du panneau 1, pour assurer l'étanchéité du côté droit du panneau 1 ; L'aile intérieure 20 du couloir droit 8 est appliquée contre la paroi longitudinale droite du panneau 1, et le couloir droit 8 est fixé par vissage aux liteaux 16, 17. e- Fixation du panneau 1 aux liteaux 16, 17, au moyen des cornières 18, vissées chacune d'une part à un liteau, d'autre part à l'une des parois transversales du panneau 1 ; f- Pose des bavettes arrière 10, 11, avec leurs portions 24 en appui l'une contre l'autre, et en appui toutes deux contre la paroi transversale arrière 5, les sorties en canal 25 étant insérées dans les couloirs gauche 7 et droit 8 ; et fixation par vissage aux liteaux ; g- Pose du capot avant 29 en effectuant une rotation pour insérer son premier bord sous le rebord rabattu 19 du panneau 1, afin d'assurer l'étanchéité du côté avant du panneau 1, et pour appliquer son deuxième bord sur la bavette avant 9 ; et rabattement vers l'intérieur des extrémités 22 des biseaux 21 des ailes intérieures 20 des couloirs gauche 7 et droit 8 pour mettre en tension le capot avant 29 et le bloquer en position ; h- Pose du capot arrière 28 et fixation par vissage aux liteaux. Dans le cas de plusieurs panneaux solaires juxtaposés, la séquence de montage est adaptée de la manière suivante a) Pose des bavettes avant, avec zones de recouvrement, et fixation aux liteaux par vissage ; b) Pose du couloir de gauche ; c) Pose du premier panneau ; d) Pose d'un couloir central ; e) Pose du deuxième panneau ; f) Pose d'un couloir central ; g) Pose du dernier panneau ; h) Pose des bavettes arrière, gauche, communes et droite ; i) Pose des capots avant ; j) Pose des capots arrière. Dans l'exemple de réalisation décrit, le panneau solaire thermique rectangulaire a sa plus grande dimension selon la ligne de pente du toit. L'adjectif longitudinal utilisé dans la description signifie disposé selon la ligne de pente du toit. L'adjectif transversal signifie transversal à la ligne de pente du toit.10 REVENDICATIONS1- Panneau solaire thermique, destiné à être placé sur une toiture en pente au moyen d'un dispositif d'intégration, constitué d'un cadre rectangulaire comportant une paroi longitudinale gauche (3), une paroi longitudinale droite (4), une paroi transversale arrière (5) et une paroi transversale avant (6), et d'une face supérieure (2) constituant le capteur d'énergie solaire, caractérisé en ce que la face supérieure (2) présente, sur ses deux cotés latéraux et sur le côté avant, un rebord (19) rabattu vers le bas, et espacé des parois longitudinales gauche (3) et droite (4) et de la paroi transversale avant (6). 2- Dispositif d'intégration sur toiture en pente d'un panneau solaire thermique selon la revendication 1, comportant une bavette avant (9), une bavette arrière gauche (10), une bavette arrière droite (11), un couloir gauche (7), et un couloir droit (8), caractérisé en ce que chacun desdits couloirs (7, 8) comporte une aile intérieure (20) appliquée contre une paroi longitudinale (3, 4) du panneau solaire thermique (1), et dont le bord supérieur est logé sous ledit rebord rabattu (19). 3- Dispositif d'intégration selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite aile intérieure (20) se termine vers l'aval par un biseau (21) dont l'extrémité (22) est libre et destinée à être rabattue vers la paroi transversale avant (6) du panneau (1). 4- Dispositif d'intégration selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte un capot avant (29) inséré sous ledit rebord rabattu (19) et maintenu en appui sur la bavette avant (9) par les extrémités (22) rabattues des ailes intérieures (20) des couloirs gauche (7) et droit (8). 5- Dispositif d'intégration selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite bavette avant (9) comporte deux languettes (32) relevables, aptes à constituer des butées d'appui du panneau (1) lors de sa mise en place. 6- Dispositif d'intégration selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte des cornières (18) de fixation des parois transversales arrière (5) et avant (6) du panneau (1) à des liteaux de la toiture. 7- Dispositif d'intégration selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un capot arrière (28) assurant l'étanchéité au niveau de la paroi transversale arrière (5) du panneau (1).