Brevet FR3154790A1 — publié le 20250502

L’invention porte sur un capteur solaire non-vitré (10) comportant au moins un collecteur hydraulique (30) et un absorbeur comprenant une pluralité d’unités hydrauliques qui sont juxtaposées et raccordées hydrauliquement au collecteur hydraulique, dans lequel ledit collecteur hydraulique comporte au moins un premier tube (40) et un deuxième tube (42) connectés hydrauliquement l’un à l’autre par un raccord hydraulique (50), les unités hydrauliques étant raccordées aux premier et deuxième tubes, le capteur solaire comportant en outre un bâti portant l’absorbeur et le collecteur hydraulique, ledit raccord hydraulique étant fixé au bâti et comportant au moins un manchon de dilatation dans lequel sont engagés de façon étanche les premier et deuxième tubes. Figure pour l’abrégé : figure 2 Capteur solaire non vitré ayant un collecteur muni d’un raccord hydraulique ayant un manchon de dilatation La présente invention a pour objet le domaine des capteurs solaires non-vitrés. Il s’agit de capteurs solaires thermiques qui ne sont pas recouverts d’une vitre ou d’un autre matériau transparent ou translucide. De façon connue en soi, un capteur solaire non-vitré comporte au moins un collecteur hydraulique et un absorbeur ayant une direction longitudinale et comprenant une pluralité d’unités hydrauliques qui sont juxtaposées et raccordées hydrauliquement au collecteur hydraulique, ledit collecteur hydraulique comportant au moins un premier tube et un deuxième tube connectés hydrauliquement l’un à l’autre, les unités hydrauliques étant raccordées aux premier et deuxième tubes. Les unités hydrauliques sont traditionnellement constituées de flexibles hydrauliques en élastomère ou en plastique, parallèles les uns aux autres, dans lesquels circule un fluide caloporteur. Le collecteur hydraulique peut être un collecteur d’entrée ou de sortie. Le fluide caloporteur froid s’écoule du collecteur d’entrée vers l’absorbeur tandis que le fluide caloporteur chaud s’écoule de l’absorbeur vers le collecteur de sortie. De façon connue, les collecteurs d’entrée et de sortie sont reliés à une installation de chauffage ou de récupération de chaleur. Un capteur solaire non-vitré est traditionnellement installé de façon permanente sur le toit d’un bâtiment. Il peut s’agir d’un toit plat ou d’une toiture inclinée. Les unités hydrauliques absorbent l’énergie solaire et/ou atmosphérique, ce qui a pour effet de chauffer le fluide caloporteur qui s’écoule via le ou les collecteurs. Chaque collecteur est donc soumis à des variations importantes de température au cours de la journée et au cours de l’année. De plus, le collecteur est généralement réalisé en matériaux plastiques, qui présentent des coefficients de dilatation importants. Ceci a pour effet que le collecteur - notamment s’il est de grande longueur - se dilate longitudinalement lorsqu’il est soumis à des températures élevées, par exemple en été, et inversement se contracte lorsqu’il est soumis à des températures faibles, par exemple en hiver. Aussi, la longueur du collecteur est susceptible de varier de façon significative entre la nuit et le jour et entre l’hiver et l’été. Par ailleurs, le collecteur est généralement monté sur un bâti, qui porte en outre l’absorbeur. Pour fixer le collecteur au bâti tout en laissant un degré de liberté au collecteur pour compenser l’effet de dilatation/rétraction, il est connu d’utiliser des sangles qui entourent le collecteur et s’engagent dans le bâti. Les sangles doivent rester modérément serrées pour permettre au collecteur de se déplacer ou s’étendre sous l’effet de la dilatation, sans quoi le collecteur, solidarisé au bâti, risquerait de casser sous l’effet de la dilatation. Les inventeurs ont constaté que les installateurs, souhaitant s’assurer que le collecteur est correctement fixé, ont parfois tendance à trop serrer les sangles ce qui a pour effet de solidariser le collecteur au bâti. Ne pouvant se déplacer sous l’effet de la dilatation thermique, le collecteur risque de casser. A l’inverse, le collecteur risque de tomber du bâti ou de se soulever sous l’effet du vent si les sangles ne sont pas suffisamment serrées. La capacité de la solution de fixation par sangle à laisser un degré de liberté suffisant au collecteur pour compenser sa dilatation ou contraction sans risque de casse est donc très dépendante de la mise en œuvre par l’installateur. Un but de l’invention est de proposer un capteur solaire non-vitré remédiant aux inconvénients précités. L’invention atteint son but par le fait que le capteur solaire comporte en outre un bâti portant l’absorbeur et le collecteur hydraulique, et les premier et deuxième tubes étant connectés hydrauliquement l’un à l’autre par un raccord hydraulique qui est fixé au bâti et qui comporte au moins un manchon de dilatation dans lequel sont engagés de façon étanche les premier et deuxième tubes. L’invention permet de se dispenser de l’utilisation des sangles de maintien de l’art antérieur, dans la mesure où le raccord hydraulique doit simplement être fixé au bâti. On évite ainsi les inconvénients liés à la difficulté d’ajuster correctement les sangles antérieures. Par ailleurs, le manchon de dilatation permet d’absorber les variations de longueur des premier et deuxième tubes résultant du phénomène de dilatation/contraction linéaire des tubes. Enfin, la fixation du collecteur au bâti via le raccord hydraulique est plus robuste et fiable qu’une fixation par sangles. Sans sortir du cadre de la présente invention, le capteur non-vitré peut comporter plusieurs collecteurs, notamment un collecteur d’entrée et un collecteur de sortie. Les collecteurs d’entrée et sortie peuvent être disposés aux deux extrémités longitudinales de l’absorbeur, ou alternativement être disposés côte à côte à l’une des deux extrémités de l’absorbeur avec un collecteur intermédiaire de jonction à l’autre extrémité de l’absorbeur. Le collecteur du capteur selon l’invention peut par ailleurs comporter plusieurs raccords hydrauliques et un nombre de tubes supérieur à deux. Les nombres de tubes et de raccords seront déterminés en fonction des dimensions de l’absorbeur. Le capteur solaire présente de préférence une direction longitudinale, parallèle aux unités hydrauliques, et une direction transversale, perpendiculaire aux unités hydrauliques. Le collecteur s’étend de préférence selon la direction transversale. Les axes des premier et deuxième tubes sont préférentiellement coaxiaux et parallèles à la direction transversale. Le manchon de dilatation présente préférentiellement une forme cylindrique donc l’axe est coaxial aux axes des premier et deuxième tubes. Dans la présente description, le terme « axial » est entendu en référence aux axes du manchon de dilatation et des premier et deuxième tubes. Avantageusement, le premier tube est monté coulissant dans le manchon de dilatation. Le premier tube peut donc coulisser selon l’axe du manchon de dilatation. Grâce à ce montage, le premier tube peut se dilater ou se contracter axialement sans exercer d’effort axial sur le raccord hydraulique. Autrement dit, le manchon de dilatation a pour effet avantageux de compenser, c’est-à-dire d’absorber, la variation de longueur axiale du premier tube. Avantageusement, le deuxième tube est également monté coulissant dans le manchon de dilatation. On comprend donc que le manchon de dilatation compense ou absorbe les variations de longueurs axiales des premier et deuxième tubes. Selon un mode de réalisation avantageux, la paroi interne du manchon de dilatation comporte en outre une butée axiale disposée entre les premier et deuxième tubes. La butée axiale constitue une limite de dilatation qui permet de stopper le déplacement axial du premier tube. De préférence, en fonctionnement, les extrémités des premier et deuxième tubes engagés dans le manchon de dilatation sont distantes de la butée axiale. Un intérêt est de laisser suffisamment de jeu axial pour compenser la dilatation des premier et deuxième tubes sans que ces derniers viennent en contact de la butée axiale. De préférence, la butée axiale est une nervure faisant saillie depuis la paroi interne cylindrique du manchon de dilatation. La nervure fait saillie radialement. De plus, elle présente préférentiellement la forme d’une portion annulaire. La paroi peut comporter plusieurs nervures. Il pourrait également s’agir d’ergots. Avantageusement, le manchon de dilatation comporte au moins un joint entourant le premier tube. Il s’agit par exemple mais non exclusivement d’un joint torique. Ce joint torique a pour effet d’assurer l’étanchéité du raccord hydraulique tout en laissant libre une élongation ou contraction axiale du premier tube. Selon un mode de réalisation avantageux, le raccord hydraulique comporte en outre un organe de fixation pour la fixation du raccord hydraulique au bâti. L’organe de fixation peut par exemple être fixé au bâti par vissage ou boulonnage. De préférence, mais non exclusivement, l’organe de fixation comporte une platine de fixation, et le raccord hydraulique comporte en outre une face d’appui, la platine de fixation faisant saillie depuis la face d’appui. Encore de préférence, la platine de fixation fait saillie latéralement par rapport à la face d’appui. La platine de fixation et la face d’appui forment préférentiellement une équerre destinée à être montée sur le bâti. Avantageusement, le bâti comporte un support sur lequel est monté le raccord hydraulique. On comprend que le support sert notamment à supporter le collecteur. Lorsque le collecteur comporte plusieurs raccords hydrauliques, ces derniers sont fixés au même support. De préférence, le support comprend un rail. Par « rail » on entend ici un élément longiligne qui peut également être par exemple une poutre, un profilé ou bien encore une cornière. Ce rail s’étend selon une direction perpendiculaire aux unités hydrauliques. Selon un autre aspect avantageux de l’invention, le rail avec le collecteur sont mobiles en translation selon la direction longitudinale de l’absorbeur. Un intérêt est de pouvoir compenser la dilatation ou la contraction des unités hydrauliques qui sont fixées au collecteur. Ceci permet d’éviter que les unités hydrauliques ne se détachent du collecteur sous l’effet d’une contraction des unités hydrauliques par temps froid. Pour ce faire, le bâti comporte préférentiellement un élément de guidage permettant de guider le rail en translation selon la direction longitudinale par rapport au reste du bâti. Avantageusement, le collecteur hydraulique comporte au moins une extrémité munie d’un manchon de terminaison qui est équipé d’un bouchon ou bien d’un élément tubulaire muni d’un accessoire, tel un purgeur, un manomètre ou bien encore un élément de liaison à une tuyauterie d’entrée ou de sortie du fluide. Le bouchon permet d’obturer l’extrémité du collecteur. Le manchon de terminaison comporte également une platine de fixation, similaire à celle du collecteur hydraulique précité, pour sa fixation au support. De préférence, l’élément tubulaire est mobile en rotation par rapport au manchon de terminaison. Un intérêt est de pouvoir ajuster la position angulaire de l’élément tubulaire par rapport au manchon de terminaison, par exemple lorsque le capteur solaire est installé sur un toit incliné. Cela permet aussi de faciliter l’installation de la tuyauterie. Avantageusement, les unités hydrauliques sont des flexibles hydrauliques en élastomère ou en plastique. Description des dessins L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue en perspective d’un exemple de capteur solaire non-vitré selon l’invention en cours d’installation ; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue de détail du collecteur du capteur solaire de la FIG. 1 ; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en perspective d’un raccord hydraulique du collecteur de la FIG. 2 ; FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en coupe longitudinale du collecteur de la FIG. 2 , les tubes dilatés axialement ; FIG. 5 La FIG. 5 est une vue en coupe longitudinale du collecteur de la FIG. 2 , les tubes étant contractés axialement ; et FIG. 6 La FIG. 6 illustre un manchon de terminaison équipé d’un accessoire. Description détaillée Sur la FIG. 1 , on a illustré un exemple de réalisation d'un capteur solaire non vitré 10 conforme à l'invention, en cours d’installation. Le capteur solaire non vitré 10 comporte un absorbeur 12 comprenant une pluralité d'unités hydrauliques 14 qui sont juxtaposées et qui s'étendent selon une direction longitudinale L de l’absorbeur. Les unités hydrauliques 14 illustrées sont des flexibles hydrauliques 15 en élastomère ou en plastique dans lesquels s’écoule un fluide caloporteur. Le capteur solaire 10 comporte par ailleurs une direction transversale T qui est perpendiculaire à la direction longitudinale L . Dans cet exemple, l’absorbeur est en cours d’installation. On a représenté une première nappe hydraulique 16 qui est déroulée selon la direction longitudinale L , et une deuxième nappe hydraulique 18 qui est enroulée et qui est destinée à être déroulée selon la direction longitudinale L comme la nappe 16 . Les unités hydrauliques de la deuxième nappe hydraulique sont référencées 14’ . On constate que chacune des première et deuxième nappes hydrauliques 16 et 18 comportent, dans cet exemple, une dizaine d'unités hydrauliques 14 , 14’ . L’installateur positionne ensuite d’autres nappes hydrauliques afin de former l’absorbeur. L'absorbeur 12 s'étend ainsi, selon la direction longitudinale L , entre une première extrémité 12 a et une seconde extrémité 12 b. Le capteur solaire 10 comporte en outre un bâti 20 qui porte l'absorbeur 12 . Le bâti est constitué, dans cet exemple, d'éléments de support longitudinaux 22 , qui s'étendent selon la direction longitudinale L , et d'une pluralité d'éléments de support transversaux 24 qui s'étendent selon la direction transversale T , perpendiculairement aux éléments de support longitudinaux 22 . Le capteur solaire non vitré 10 comporte par ailleurs des piètements 26 qui sont reliés aux éléments de support longitudinaux 22 . Dans cet exemple, le capteur solaire non vitré 10 comporte un premier collecteur hydraulique 30 situé à la première extrémité 12 a de l'absorbeur 12 , et un deuxième collecteur hydraulique 32 disposé à la seconde extrémité 12 b de l'absorbeur 12 . Comme on le comprend à l'aide de la FIG. 1 , chacun des premier et deuxième collecteurs 30 , 32 s'étend axialement selon la direction transversale T du capteur solaire non vitré 10 . Comme expliqué ci-dessus, le capteur solaire non vitré 10 illustré en FIG. 1 est en cours d'installation, seule la première nappe hydraulique ayant été déroulée. On comprend que lorsque l'installation est terminée, la surface du bâti est recouverte d'unités hydrauliques. On constate par ailleurs que les unités hydrauliques 14 ,14’ sont raccordées hydrauliquement aux premier et second collecteurs hydrauliques 30 , 32 . Sur la FIG. 2 , on a illustré une vue de détail du premier collecteur hydraulique 30 qui, dans cet exemple, comporte un premier tube 40 et un deuxième tube 42 . Le deuxième collecteur hydraulique 32 est similaire au premier collecteur hydraulique 30 . Les unités hydrauliques 14 de la première nappe 16 sont raccordées hydrauliquement au premier tube 40 , tandis que les unités hydrauliques 14 ' de la seconde nappe hydraulique 18 sont raccordées hydrauliquement au deuxième tube 42 , de manière à permettre l’écoulement du fluide caloporteur. Les premier et deuxième tubes 40 , 42 sont connectés hydrauliquement l'un à l'autre par un raccord hydraulique 50 . On constate par ailleurs que le bâti 20 comporte un support 21 sur lequel est monté le raccord hydraulique 50 . Dans cet exemple, le support 21 comprend un rail 23 qui s'étend selon la direction transversale T du capteur. Le raccord hydraulique 50 et, dans cet exemple, est vissé au rail 23 , de sorte que le raccord hydraulique est fixé solidairement au bâti 20 . On comprend que le bâti 20 porte également, par l’intermédiaire de raccords hydrauliques, les premier et deuxième collecteurs hydrauliques 30 , 32 . Afin de pouvoir compenser la dilatation ou contraction des unités hydrauliques selon la direction longitudinale L de l’absorbeur, le rail 23 avec le premier collecteur 30 sont mobiles en translation selon la direction longitudinale L . Pour ce faire, dans cet exemple, le rail peut par exemple être équipé de fixations en « U » coopérant avec les éléments de support longitudinaux 22 pour guider le déplacement du rail 23 selon la direction longitudinale L . Le connecteur hydraulique 50 , mieux visible en FIG. 3 , comporte un manchon de dilatation 52 qui présente une forme générale cylindrique ayant un axe A . Le raccord hydraulique 50 comporte en outre un organe de fixation 56 au bâti 20 . Dans cet exemple, l'organe de fixation 56 comporte une platine de fixation 58 munie d'orifices 60 destinés à recevoir des éléments de fixation 62 , visibles en FIG. 2 . Le manchon de dilatation 52 est ouvert à ses deux extrémités. Il comporte une première ouverture 52 a disposée à une première extrémité axiale, et une seconde ouverture 52 b disposée à l'extrémité axiale opposée. Le manchon de dilatation 52 comporte au moins un premier joint 68 , torique dans cet exemple, qui est disposé au niveau de la première ouverture 52 a. Il comporte également un second joint 70 , également torique dans cet exemple, qui est disposé au niveau de la seconde ouverture 52 b du manchon de dilatation. On comprend que les premier et deuxième tubes 40 , 42 sont engagés axialement de façon étanche dans le manchon de dilatation 52 . L'étanchéité est, dans cet exemple, assurée par les premier et deuxième joints toriques 68 ,70 qui entourent respectivement les premier et deuxième tubes 40 , 42 . Le raccord hydraulique 50 comporte en outre une face d'appui 64 , qui se trouve en dessous du manchon de dilatation 52 , la platine de fixation 58 faisant saillie depuis un bord latéral de la face d'appui 64 . On comprend à l'aide des figures 2 et 3 que la face d'appui 64 est destinée à venir en appui contre une face supérieure 23 a du rail 23 , tandis que la platine de fixation 58 vient en appui contre une face latérale 23 b du rail 23 . Lorsque le raccord hydraulique 50 est monté au bâti 20 , l'axe A du manchon de dilatation est sensiblement parallèle à la direction transversale T du capteur solaire. En référence à la FIG. 3 , on constate par ailleurs que le manchon de dilatation 52 présente une paroi interne 52 a, de forme cylindrique, qui comporte une butée axiale 66 qui se situe axialement sensiblement au milieu du manchon de dilatation. La butée axiale 66 fait saillie radialement vers l’axe A du manchon. Les vues en coupe longitudinales des figures 4 et 5 permettent de mieux comprendre la coopération des premier et deuxième tubes 40 , 42 avec le raccord hydraulique 50 . On conçoit à l'aide de ces figures 4 et 5 que les premier et deuxième tubes 40 , 42 sont montés coulissants dans le manchon de dilatation 52 , selon la direction axiale A . Sur la FIG. 4 , on a représenté un état du collecteur lorsque les premier et deuxième tubes 40 , 42 sont dans un état dilaté, sous l'effet de la chaleur, par exemple par temps chaud. Sur la FIG. 5 , on a illustré les premier et deuxième tubes 40 , 42 , dans un état contracté, par exemple par temps froid. Dans l'état dilaté, illustré en FIG. 4 , les extrémités 40 a et 42 a des premier et deuxième tubes qui se trouvent en vis-à-vis à l'intérieur du manchon de dilatation 52 sont séparées d'une distance d1 , qui est non nulle. On constate également que les extrémités 40 a, 42 a des premier et deuxième tubes engagés dans le manchon de dilatation sont distantes de la butée axiale 66 . Les distances d2 et d3 qui séparent respectivement les extrémités 40 a et 42 a des premier et deuxième tubes de la butée axiale sont non nulles, afin de laisser une marge de sécurité pouvant absorber une dilatation plus grande. Dans l'état contracté, illustré en FIG. 5 , les extrémités 40 a et 42 a des premier et deuxième tubes 40 , 42 sont distantes l'une de l'autre d'une distance e 1 qui est supérieure à la distance d1 . Dans l’état contracté, les distances e 2 et e3 qui séparent les extrémités 40 a, 42 a des premier et deuxième tubes 40 , 42 de la butée axiale 66 sont supérieures aux distances d2 et d3 .La distance e2 (respectivement e3 ) reste inférieure à la distance qui sépare la butée axiale 66 du joint torique 68 (respectivement 70 ), de façon à assurer le maintien des tubes et l'étanchéité entre les premier et deuxième tubes 40 , 42 . La butée axiale 66 fait saillie radialement à l'intérieur du manchon de dilatation. En se référant maintenant à la FIG. 6 , on constate que le premier collecteur hydraulique 30 comporte une extrémité 30 a qui est munie d'un manchon de terminaison 80 . Le manchon de terminaison peut être équipé d'un bouchon d'extrémité afin de boucher l'extrémité du collecteur. Dans cet exemple, le manchon de terminaison est équipé d'un élément tubulaire 82 muni d'un accessoire 84 , qui est dans cet exemple un manomètre. Toujours dans cet exemple, l'élément tubulaire 82 est collé dans le manchon afin de ne pas sortir sous l’effet de la pression. Alternativement, l'élément tubulaire 82 est mobile en rotation autour de l'axe A par rapport au manchon de terminaison 80 afin, le cas échéant, de pouvoir ajuster la position de l'accessoire du manomètre, par exemple pour faciliter la lecture de la pression du collecteur. Il est dans ce cas maintenu par une butée qui l’empêche de sortir du manchon 80 tout en autorisant la rotation autour de l’axe A . Capteur solaire non-vitré (10) comportant au moins un collecteur hydraulique (30,32) et un absorbeur (12) ayant une direction longitudinale (L) et comprenant une pluralité d’unités hydrauliques (14,14’) qui sont juxtaposées et raccordées hydrauliquement au collecteur hydraulique, dans lequel ledit collecteur hydraulique comporte au moins un premier tube (40) et un deuxième tube (42) connectés hydrauliquement l’un à l’autre par un raccord hydraulique, les unités hydrauliques (14,14’) étant raccordées aux premier et deuxième tubes, le capteur solaire (10) comportant en outre un bâti (20) portant l’absorbeur (12) et le collecteur hydraulique (50), ledit raccord hydraulique étant fixé au bâti et comportant au moins un manchon de dilatation (52) dans lequel sont engagés de façon étanche les premier et deuxième tubes (40,42). Capteur solaire non-vitré selon la revendication 1 , dans lequel le premier tube (40) est monté coulissant dans le manchon de dilatation (52). Capteur solaire non-vitré selon la revendication 1 ou 2 , dans lequel le deuxième tube (42) est monté coulissant dans le manchon de dilatation (52). Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi interne (52a) du manchon de dilatation comporte en outre une butée axiale disposée entre les premier et deuxième tubes. Capteur solaire non-vitré selon la revendication 4 , dans lequel, en fonctionnement, les extrémités (40a,42a) des premier et deuxième tubes engagés dans le manchon de dilatation sont distantes de la butée axiale. Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le manchon de dilatation (52) comporte au moins un joint (68) entourant le premier tube (40). Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le raccord hydraulique (50) comporte en outre un organe de fixation (56) pour la fixation du raccord hydraulique au bâti (20). Capteur solaire non-vitré selon la revendication 7 , dans lequel l’organe de fixation (56) comporte une platine de fixation (58), et dans lequel le raccord hydraulique comporte en outre une face d’appui, la platine de fixation (58) faisant saillie depuis la face d’appui (64). Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (20) comporte un support (21) sur lequel est monté le raccord hydraulique (50). Capteur solaire non-vitré selon la revendication 9 , dans lequel le support (21) comprend un rail (23). Capteur solaire non-vitré selon la revendication 10 , dans lequel le rail avec le collecteur sont mobiles en translation selon la direction longitudinale (L) de l’absorbeur. Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le collecteur hydraulique (30) comporte au moins une extrémité (30a) munie d’un manchon de terminaison (80) qui est équipé d’un bouchon ou bien d’un élément tubulaire muni d’un accessoire. Capteur solaire non-vitré selon la revendication 12 , dans lequel l’élément tubulaire (82) est mobile en rotation par rapport au manchon de terminaison. Capteur solaire non-vitré selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les unités hydrauliques (14) sont des flexibles hydrauliques (15) en élastomère ou en plastique.