Brevet FR3110187A1 — publié le 20211119

L’invention concerne un élément de couverture (1) de type tuile, fixé sur une structure de portage définissant un plan de pose (P), ledit élément de couverture (1) comportant un corps destiné à être fixé sur ladite structure de portage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une ouverture réalisée à travers son corps, ladite ouverture étant formée par un conduit comprenant un rétrécissement de manière à pouvoir créer un effet Venturi. Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1 Elément de couverture de type tuile pour toiture Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un élément de couverture de type tuile pour réaliser la toiture d'un bâtiment, notamment d'un habitat. Etat de la technique La toiture d'un bâtiment est réalisée par la juxtaposition d'éléments de couverture, couramment appelés tuiles, sur une charpente du bâtiment. Ces éléments de couverture viennent former la toiture pour que celle-ci soit notamment totalement étanche à l'eau. Actuellement, lorsqu’il s’agit de ventiler un habitat (sans apport d’un dispositif externe actif de type climatiseur ou ventilateur) afin d’en réduire la température à l'intérieur, il existe déjà plusieurs solutions. Une première solution peut consister à espacer les éléments de couverture afin de créer des ouvertures. Une deuxième solution peut consister à utiliser des éléments de couverture perforés. Une troisième solution peut consister à prévoir des entrées d'air spécifiques en différents points afin de laisser l'air circuler. Toutes ces solutions ne sont pas forcément satisfaisantes. La première solution et la deuxième solution ne permettent pas forcément de garantir l'étanchéité de la toiture et nécessitent un apport de vent suffisant pour ventiler correctement le bâtiment. La troisième solution est souvent sous-dimensionnée par rapport à la taille de l'habitat et nécessite des compétences particulières pour être installée et intégrée dans les éléments de couverture employés classiquement. Le but de l'invention est de proposer un élément de couverture, de type tuile, permettant de réaliser une ventilation de l'habitat de manière naturelle, sans nécessiter un apport de vent particulier, ni l'emploi de dispositifs de ventilation/climatisation spécifiques. Ce but est atteint par un élément de couverture de type tuile, fixé sur une structure de portage définissant un plan de pose, ledit élément de couverture comportant un corps destiné à être fixé sur ladite structure de portage, ledit élément de couverture comportant au moins une ouverture réalisée à travers son corps, ladite ouverture étant formée par un conduit comprenant un rétrécissement de manière à pouvoir créer un effet Venturi. Selon une particularité, le conduit est formé d'au moins deux segments adjacents : Un premier segment formant un évasement, dont la section la plus large débouche sur une partie arrière dudit élément de couverture ; Un deuxième segment rétréci par rapport au premier segment et prolongeant le premier segment pour déboucher sur une partie avant de l'élément de couverture. Selon une autre particularité, l'élément de couverture comporte une partie inférieure, destinée à venir en appui contre la structure de portage et une partie supérieure agencée sur ladite partie inférieure, ledit conduit étant ménagé entre ladite partie inférieure et ladite partie supérieure. Selon une autre particularité, la partie inférieure se présente sous la forme d'une première plaque, sur laquelle est réalisée une cavité. Selon une autre particularité, la partie supérieure se compose d'une deuxième plaque agencée sur la partie inférieure pour recouvrir partiellement ladite cavité. Selon une autre particularité, la cavité comporte une première ouverture réalisée sur une face arrière de la première plaque, formant une entrée d'air dudit conduit. Selon une autre particularité, la deuxième plaque comporte deux ailes latérales venant prendre appui sur la partie inférieure de part et d'autre de la cavité et une partie centrale venant recouvrir partiellement ladite cavité, laissant une deuxième ouverture à l'avant de manière à former une sortie d'air dudit conduit. Selon une autre particularité, l'élément de couverture intègre une grille agencée entre l'entrée d'air et la sortie d'air du conduit. Selon une autre particularité, la première plaque et la deuxième plaque sont réalisées dans un matériau choisi parmi le ciment, l'argile et un matériau recyclé. Selon une autre particularité, le matériau recyclé est du plastique. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un élément de couverture tel que défini ci-dessus, ledit procédé comportant les étapes suivantes : Une étape de chargement d'une charge dans une matrice, Une étape d'application d'un poinçon par compression contre la charge placée dans la matrice, ledit poinçon comportant au moins un élément allongé comportant une première section élargie prolongée vers son extrémité libre par une deuxième section rétrécie. Selon une particularité, la charge est formée d'un matériau choisi parmi le ciment, l'argile et du plastique recyclé. L'invention vise ainsi à utiliser l’effet Venturi pour rafraîchir l’habitat sans apport électrique et ou énergétique autre que la forme spécifique de l'élément de couverture. En cela, l'invention permet notamment de limiter son impact écologique. La solution de l'invention sera notamment parfaitement adaptée pour les toitures des bâtiments implantés dans des pays chauds. La solution de l'invention pourra notamment être fabriquée à partir de matériaux recyclés, permettant ainsi de réduire encore son impact écologique et de limiter son coût de revient. Le but de l'invention est ainsi d'utiliser la convection naturelle en accélérant le flux d’air par effet venturi pour réduire la température intérieure d'un habitat sans surcoût, ni empreinte énergétique supplémentaire. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente, vu en perspective, l'élément de couverture conforme à l'invention ; La figure 2 représente l'élément de couverture de l'invention, respectivement en vue de dessus (V1), en vue de devant (V2) et en vue de derrière (V3) ; La figure 3 montre la structure de l'élément de couverture de l'invention ; Les figures 4 et 5 illustrent le principe de fonctionnement de l'élément de couverture conforme à l'invention ; La figure 6 montre le principe de montage de plusieurs éléments de couverture conformes à l'invention, pour réaliser une toiture d'un bâtiment ; La figure 7 illustre le principe d'ajout d'une option de protection sur l'élément de couverture de l'invention ; La figure 8 illustre le procédé de fabrication de l'élément de couverture conforme à l'invention ; Description détaillée d'au moins un mode de réalisation Le but de l'invention est d'utiliser la convection naturelle pour réduire la température intérieure d'un bâtiment, par exemple un habitat. L’air chaud présent à l'intérieur d'un bâtiment est évacué naturellement vers l'extérieur, grâce à la création d'un effet Venturi. Pour rappel, le phénomène de convection (thermique) naturelle consiste en un transfert de chaleur qui s'effectue grâce à un mouvement de matière dans un milieu liquide ou gazeux. Lors de la convection, les mouvements de chaleur se produisent en général de manière spontanée sous l'effet d'une différence de température entre des zones d'un fluide. Par conséquent, un fluide chaud tel que l'air aura tendance à s'élever et un fluide froid aura tenance à descendre, ce qui provoque des courants d'air ascendants ou descendants. Pour rappel, l'effet Venturi est le nom donné à un phénomène de la dynamique des fluides où des particules gazeuses ou liquides se retrouvent accélérées à cause d'un rétrécissement de leur zone de circulation. Dans le cadre de l'invention, l'effet Venturi peut ainsi entraîner une accélération de particules dans un coin précis, permettant la création d'un courant d'air. Pour l'invention, il s'agit ainsi de permettre d'évacuer l'air chaud en dehors du bâtiment, à travers sa toiture. Pour la suite de la description, on définit un plan de pose (P) qui correspond au plan défini par la structure de portage sur lequel les éléments de couverture viennent prendre appui lorsqu'ils sont posés pour réaliser une toiture du bâtiment. Classiquement, pour réaliser une toiture, les éléments de couverture sont agencés suivant plusieurs lignes, les lignes étant juxtaposés du bas vers le haut de la structure et les éléments de couverture sont agencés en quinconce d'une ligne à l'autre (voir figure 6). Il est connu que l'air chaud a tendance à monter naturellement, notamment dans un bâtiment où il se concentre sous la toiture. L'invention vise ainsi à évacuer cette chaleur de manière naturelle, sans employer de dispositifs particuliers, par la simple forme des éléments de couverture. L'invention utilise l'effet Venturi qui permet d'accélérer un flux d'air entre son entrée et sa sortie. L'effet Venturi est généré par un rétrécissement dans un conduit, entre une entrée élargie et une sortie à section moins large. L'élément de couverture 1 de l'invention se présente sous la forme d'une tuile qui comporte un conduit présentant le rétrécissement nécessaire à la réalisation de l'effet Venturi. Le conduit comporte ainsi une entrée d'air 10 située à l'arrière de l'élément de couverture 1 pour faire entrer l'air et une sortie d'air 11 située à l'avant de l'élément de couverture pour faire sortir l'air. Entre son entrée et sa sortie, le conduit présente ledit rétrécissement de manière à pouvoir créer l'effet Venturi. L'entrée d'air 10 du conduit est destinée à communiquer avec l'intérieur du bâtiment et sa sortie d'air 11 est destinée à communiquer avec l'extérieur du bâtiment. Le conduit peut présenter différentes configurations. Il présente avantageusement au moins un premier segment et un deuxième segment, le premier segment présentant une section élargie par rapport à la section du deuxième segment. A titre d'exemple, le conduit prend une forme d'entonnoir. En référence aux figures 1 à 3, L'élément de couverture 1 s'étend dans un plan parallèle au plan de pose (P) sur la structure de portage. L'élément de couverture 1 peut se composer d'une partie inférieure 12 et d'une partie supérieure 13, assemblées entre elles ou réalisées sous la forme d'un ensemble monobloc. La partie inférieure 12 est destinée à venir en appui contre la structure de portage, suivant le plan de pose (P) et la partie supérieure 13 est destinée à être positionnée au-dessus de la partie inférieure 12 et est ainsi orientée vers l'extérieur. Le conduit nécessaire à la circulation d'air est ménagé entre la partie inférieure 12 et la partie supérieure 13 de l'élément de couverture. De manière non limitative, la partie inférieure 12 se présente sous la forme d'une plaque, sur laquelle est creusée une cavité 120. Ladite cavité 120 peut déboucher sur une ouverture 121 réalisée sur une face arrière de la plaque, orientée transversalement à son plan, formant ladite entrée d'air 10. La cavité 120 peut présenter une forme allongée de l'arrière vers l'avant, par exemple une forme en pointe, orientée de l'arrière vers l'avant de manière à définir un rétrécissement. La partie supérieure 13 se compose d'une deuxième plaque agencée sur la partie inférieure 12. Elle peut être indépendante et fixée sur la partie inférieure ou fabriquée avec la plaque inférieure en un seul élément monobloc. De manière non limitative, cette deuxième plaque comporte deux ailes latérales 130 venant prendre appui sur la partie inférieure 12 de part et d'autre de la cavité 120 et une partie centrale 131 venant recouvrir partiellement ladite cavité 120, laissant une ouverture à l'avant de manière à former la sortie d'air 11. La partie centrale peut présenter une forme se terminant à l'avant par une pointe. L'association entre la plaque inférieure 12 et la plaque supérieure 13 permet de former ledit conduit, assurant à l'arrière une section évasée et à l'avant une section plus étroite de manière à créer l'effet Venturi. La figure 4 illustre le principe de fonctionnement de l'élément de couverture de l'invention. Sur cette figure 4, on peut ainsi voir un flux d'air (AIR) qui passe à travers ledit élément de couverture. L'air chaud situé à l'intérieur du bâtiment pénètre par l'entrée d'air situé à l'arrière, est accéléré dans le conduit, grâce à l'effet Venturi, et est évacué vers l'extérieur par la sortie d'air. La figure 5 montre l'élément de couverture 1 de l'invention, en éclaté, avec sa partie supérieure 13 dissociée de sa partie inférieure 12. Le flux d'air pénètre par l'ouverture 121 arrière, formant l'entrée d'air, puis traverse la cavité 120 sur sa longueur et ressort par une deuxième ouverture ménagée à l'extrémité de la cavité 120, ménagée entre la partie inférieure et la partie supérieure 13, cette deuxième ouverture formant la sortie d'air 11. La figure 6 illustre le principe de juxtaposition de plusieurs éléments de couverture 1 conformes à l'invention, pour former une toiture d'un bâtiment. Sur cette figure 6, les éléments de couverture 1 sont juxtaposés sur le plan de pose (P) incliné, leur partie inférieure 12 en appui contre la structure de portage, et leur partie arrière orientée vers le haut de la structure de portage, permettant d'assurer également l'écoulement d'eau par gravité. On peut y voir que les flux d'air (AIR) sont amenés à traverser chaque élément de couverture 1, via leur conduit respectif. On peut noter que chaque élément de couverture 1 peut comporter à l'arrière deux trous 2 qui lui permettent de se fixer sur la structure de portage, à l'aide de vis ou de clous. De manière non limitative, en référence à la figure 7, l'élément de couverture 1 peut intégrer une grille 6, agencée entre l'entrée d'air 10 et la sortie d'air 11. Elle peut être agencée entre ses deux parties, inférieure et supérieure. Cette grille 6 peut être réalisée en matériau métallique. Elle comporte un maillage suffisamment fin, lui permettant de jouer le rôle de filtre. Elle laisse ainsi l'air traverser le conduit et elle évite que les insectes ou autres poussières en provenance de l'extérieur ne pénètrent dans le bâtiment. Cette grille 6 peut être fixée par exemple par vissage ou rivetage. Une grille 6 peut être associée de manière distincte à chaque élément de couverture. Elle peut par exemple être découpée pour suivre les contours de la cavité réalisée dans la partie inférieure et venir ainsi la recouvrir. En référence à la figure 8, l'élément de couverture 1 peut être fabriqué par moulage par compression d'une charge, en employant une matrice 3 et un poinçon 4 de formes adaptées. La matrice 3 présente un volume en creux destiné à définir la forme externe de l'élément de couverture. Elle présente par exemple un volume adapté à la fabrication d'un seul élément de couverture 1 et un éjecteur 30, par exemple agencé à travers sa paroi de fond. Le poinçon 4 présente un socle 40 et, pour former le conduit à travers la charge, une tête 41 ayant une forme complémentaire à celle du conduit à réaliser, se dressant sur le socle 40. Les étapes de fabrication de l'élément de construction sont précisées ci-dessous en liaison avec la figure 7 : E1 : La charge 5 est placée dans le volume en creux de la matrice 3, dans une quantité adaptée à la fabrication d'un seul élément de couverture. La charge 5 est dans un état suffisamment liquide pour s'écouler et remplir le volume de la matrice 3. Elle peut présenter une structure pâteuse. E2 : Le poinçon 4 est translaté vers l'intérieur de la matrice de manière à enfoncer sa tête dans le volume de charge 5. La translation du poinçon est réalisée jusqu'à ce que l'extrémité libre de la tête atteigne le fond de la cuve. Selon le matériau employé pour la réalisation de l'élément de couverture, le temps de séchage peut être plus ou moins long. E3 : Le poinçon 4 est retiré de la matrice après séchage. E4 : Grâce à l'éjecteur 30, l'élément de couverture 1 terminé peut ensuite être extrait de la matrice 3. De manière non limitative, l'élément de couverture 1 conforme à l'invention peut être réalisé dans un matériau choisi parmi le ciment, l'argile et un matériau recyclé. En matériau recyclé, il peut s'agir d'un matériau à base de plastique. La solution de l'invention présente ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels : Une solution simple pour ventiler de manière naturelle l'intérieur d'un bâtiment, sans recourir à des appareils tels que climatiseur et ventilateur, et sans nécessiter un apport externe de vent ; Une solution facile à fabriquer, par moulage par compression ; La possibilité de réaliser l'élément de couverture à base de différents matériaux, notamment à base de matériaux recyclés ; Une solution qui ne nécessite pas de compétences particulières pour être installée ; Une solution peu coûteuse ; Elément de couverture (1) de type tuile, fixé sur une structure de portage définissant un plan de pose (P), ledit élément de couverture (1) comportant un corps destiné à être fixé sur ladite structure de portage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une ouverture réalisée à travers son corps, ladite ouverture étant formée par un conduit comprenant un rétrécissement de manière à pouvoir créer un effet Venturi. Elément de couverture selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit est formé d'au moins deux segments adjacents : Un premier segment formant un évasement, dont la section la plus large débouche sur une partie arrière dudit élément de couverture ; Un deuxième segment rétréci par rapport au premier segment et prolongeant le premier segment pour déboucher sur une partie avant de l'élément de couverture. Elément de couverture selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une partie inférieure (12), destinée à venir en appui contre la structure de portage et une partie supérieure (13) agencée sur ladite partie inférieure, ledit conduit étant ménagé entre ladite partie inférieure et ladite partie supérieure. Elément de couverture selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie inférieure (12) se présente sous la forme d'une première plaque, sur laquelle est réalisée une cavité (120). Elément de couverture selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie supérieure (13) se compose d'une deuxième plaque agencée sur la partie inférieure pour recouvrir partiellement ladite cavité (120). Elément de couverture selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cavité (120) comporte une première ouverture (121) réalisée sur une face arrière de la première plaque, formant une entrée d'air (10) dudit conduit. Elément de couverture selon la revendication 6, caractérisé en ce que la deuxième plaque comporte deux ailes latérales (130) venant prendre appui sur la partie inférieure de part et d'autre de la cavité et une partie centrale (131) venant recouvrir partiellement ladite cavité (120), laissant une deuxième ouverture à l'avant de manière à former une sortie d'air (11) dudit conduit. Elément de couverture selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il intègre une grille (6) agencée entre l'entrée d'air et la sortie d'air du conduit. Elément de couverture selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la première plaque et la deuxième plaque sont réalisées dans un matériau choisi parmi le ciment, l'argile et un matériau recyclé. Elément de couverture selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau recyclé est du plastique. Procédé de fabrication d'un élément de couverture tel que défini dans l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Une étape de chargement d'une charge (5) dans une matrice (3), Une étape d'application d'un poinçon (4) par compression contre la charge (5) placée dans la matrice (3), ledit poinçon (4) comportant au moins un élément allongé comportant une première section élargie prolongée vers son extrémité libre par une deuxième section rétrécie. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la charge (5) est formée d'un matériau choisi parmi le ciment, l'argile et du plastique recyclé.