FR 2958379 A1 20111007 FR 1003060 A 20100719 Système d'étanchéité et support pour l'intégration de panneaux solaires L'intégration des panneaux photovoltaïques (ou autres éléments) en place de la couverture de toit (différentes tuiles, ardoises, etc.) constitue une solution esthétiquement plus acceptable que la simple superposition en toiture. Cette intégration, pour les réalisations en France, doit répondre à des critères bien précis pour bénéficier de tarifs de vente particulièrement intéressants de l'électricité produite au moyen de panneaux photovoltaïques. Cf : Arrêté du 12 janvier 20101 l'article 2 du décret ne 2000-1196 du 6 décembre 2000. Il nous parait évident que les applications dans ce domaine, après une période de rodage, en France, plus ou moins précipitée et désordonnée, vont connaitre un développement important. Les performances des panneaux photovoltaïques sont en constante progression et la fiabilité est telle que la durée de vie, avec un rendement acceptable, annoncée par les fabricants, est actuellement de deux décennies au minimum. Les conditions générales d'implantation de ces systèmes devront offrir toutes les garanties correspondantes, tant en durée comme en fonctionnalité, dans la mesure où ces constructions sont, par définition, exposées aux aléas climatiques. La présente invention, qui se distingue dans sa conception des solutions que nous ont permis de voir une recherche d'antériorité récente, répond à la préoccupation de garantir: a/- Pour l'ensemble de l'installation réalisée, une fiabilité au moins à la hauteur de celle donnée pour les panneaux, en ce qui concerne la qualité intrinsèque des structures support des panneaux. b/- Des conditions d'étanchéité pérennes. cl- Une production industrielle des différents composants. dl- La mise en place rationnelle, sur toiture, du fait : - de la conception modulaire, - de la taille et poids réduits des composants, - de la facilité des réglages d'alignement et fixations correspondantes. 30 L'intégration de panneaux solaires (Pv) sur toiture, doit remplir, selon nous, les conditions suivantes : - S'intégrer en lieu et place des éléments couvrants, dans la surface concernée. - Assurer l'étanchéité de la toiture, en continuité dans l'espace occupé. - Permettre une bonne ventilation sous jacente. 35 - Assurer l'amovibilité des panneaux, sans incidence sur les organes d'étanchéité. La liaison panneau/ support ne sera pas déterminante pour l'étanchéité. - Prévoir l'implantation d'un dispositif de sécurité électrique sur cette zone, potentiellement dangereuse, à cause des tensions générées par le système. La présente invention, conceptualise les parties et le mode d'agencement d'un 40 système complet de support avec panneaux solaires intégrés, au sein de différents types de couverture : tuiles, ardoises, etc... L'ensemble constitue une solution universelle et industrielle d'intégration de toutes les parties constitutives de générateurs énergétiques solaires en toiture (photovoltaïques ou/et thermiques) y compris les éléments de mesure, contrôle et régulation électronique, disposés à la 45 source, qui apparaissent dans les développements les plus récents. Principe (Planchel):. Le support à proprement parler, des panneaux, est constitué de rails parallèles fixés sur la charpente, sur lesquels sont disposés des appuis qui constitueront les noeuds d'un quadrillage formé par un ensemble de panneaux. La construction posée sur 50 les rails, fixés à la charpente, s'articule autour d'un élément, unique, que nous appellerons: croisillon (Cr). Les croisillons sont fixés sur des rails (Ra). L'entraxe entre rails et la distance entre croisillons sont déterminés par la dimension des panneaux. Ces derniers (Pv) sont fixés, à leur extrémité, sur un appui (Ac) adapté sur le croisillon. Les croisillons supportent et intègrent un 55 réseau de canalisations (chenaux), qui recueille et évacue l'eau infiltré dans les intervalles entre panneaux. Les chenaux s'adaptent et sont fixés sur les croisillons. Les chenaux descendants, dans le sens de la pente du toit, (Cav), drainent l'eau infiltrée à l'endroit de la jonction correspondante, des panneaux, en amont. Les chenaux horizontaux (Cah), recueillent les infiltrations à l'endroit de la 60 jonction horizontale des panneaux, et les déversent dans les chenaux descendants (Cav), au niveau des croisillons. Une bavette horizontale sur la partie haute (Bh), en tête de la structure intégrée, récupère l'eau ruisselant des tuiles (ou ardoises) en amont pour la drainer vers les chenaux verticaux. 65 Des bavettes latérales (Bl) assurent l'étanchéité sur les marges gauche et droite, à la limite (Lim) des éléments couvrants. La jonction entre bavette latérale et chenal descendant correspondant se fait par recouvrement. Dans notre dessin, un couvre joint (Cj). Une bavette horizontale (Bb) sur la partie basse, au pied de la structure, récupère 70 l'eau drainée par les chenaux descendants et les bavettes latérales pour la déverser sur la toiture. Des coiffes haute (Cs) et basse (Ci), au dessus des bavettes horizontales, empêchent les entrées d'eau intempestives ainsi que la pénétration des feuilles mortes ou autres souillures, sous les panneaux et dans les canalisations. 75 La mise en place de l'ensemble des éléments de cette structure, reposant sur les rails, fixés sur les chevrons, nécessite le sectionnement des liteaux (Li) sur la zone correspondante. Le repositionnement des éléments couvrants (tuiles ou ardoise), après la pose de la structure et au plus prés decelle-ci, nécessite la reconstruction d'un appui qui est réalisé avec des embouts spécifiques (El) fixés sur les liteaux. 80 1/- Description générale de la structure, support de panneaux (planche 2). A/-Les rails (fig.A): Les rails, d'un profil spécifique, sont posés horizontalement, fixés sur les chevrons. Limitée par l'épaisseur, leur tenue à la charge, entre deux chevrons, sera renforcée éventuellement, par un soutien, dans l'intervalle correspondant : une simple traverse ( planche 2, fig.G) ou voliges/panneaux 85 sous-jacent (planche 2, So, fig.F). Cette précaution s'impose dans les régions où des risques de surcharge importante (neige) sont à ereandre. L'écartement des rails est déterminé, en fonction de la hauteur (longueur) des panneaux, avec précision (gabarit). La longueur des éléments de rails sera limitée en fonction des conditions de transport et d'installation. La pose et la fixation, peuvent s'effectuer raboutés sur un 90 chevron. Iéalisation : Bien que de nombreux profils de rail soient disponibles sur le marché, cette pièce importante, avec son profil particulier, nécessitera probablement une réalisation spécifique. Les rails ne sont pas directement exposés à la corrosion et recevront le traitement correspondant à leur position 95 abritée. B/- Les croisillons ( )• Ces éléments, carrefour d'écoulement, qui reçoivent les chenaux, repose° les rails. Cinq saillies, sont disposées, isolées, dans le canal que constitue le cr9$tlon. La saillie centrale (Sa) intègre et protège le dispositif de fixation sur le rail, es quatre autres (Ap), identiques, serviront d'appui. 100 Le croisillon reçoit les chenaux de récupération de l'eau infiltrée. La figure D illustre le positionnement des clx descendants et horizontaux, sur le croisillon. La figure E est une variante qui illustre l'accrochage des chenaux et la consolidation sur le rail (croisillon plastique...) au moyen de brides (Bi) préformées et intégrables dans les flancs du croisillon. Le croisillon, figuré ici 105 ainsi qu'il doit être disposé, dans le sens de la pente du toit, reçoit dans son axe, les chenaux correspondants à l'intervalle de jonction latérale (fig.D, Cav) des panneaux en amont et en aval. Les chenaux qui recueillent l'eau sous l'intervalle de jonction horizontale (Cah) des panneaux, pénètrent dans l'espace central du croisillon, pour s'y déverser. 110 Réalisation : La fabrication de cette pièce est concevable en utilisant une des trois techniques suivantes : sous forme métallique la fonderie ou l'estampage, l'injection pour une pièce en matière plastique, ou composée. Cette dernière solution étant indiquée pour obtenir certaines caractéristiques mécaniques et se protéger dans une certaine mesure de la corrosion . 115 Fixation sur le rail support (fig. B). La fixation sur le rail est assurée, par un système de blocage (griffe) intégré dans la saillie (Sa) et solidarisée avec le croisillon. Le positionnement horizontal, sur le rail, est ajustable, en fonction de la largeur des panneaux (gabarit), par glissement et blocage une fois en place. 120 Le choix des techniques de réalisation et du matériau (métal, composite, plastique, composé...), en ce qui concerne le croisillon étant ouvert, nous représentons le dispositif d'accrochage sur le rail sous la forme d'une pièce métallique dédiée, que nous appellerons : griffe (Gr). Ce dispositif, intégré sous la saillie (Sa) et dont le croisillon est solidair'Ç, PM( Prendre différentes fomtes selon la technique de 125 fabriegion du croisillon (sur notre dessin, solidarisé par vis (4.1, Vs) avec le orots1llon). Des vis (Vg), apcessibles de la partie supérieure permettent de serrer la griffe et, par conséquent, de fixer le croisillon sur le rail, à l'eplacement défini. Dans le cas d'un croisillon métallique, ou d'une rigidité suffisante, cette fixation sera suffisante. Dans le cas d'un croisillon en matière plastique, une 130 fixation supplémentaire de maintien au niveau des flancs latéraux peut être incorporé. Nous suggérons une solution (fig.E) au moyen de brides latérales (Bi), préformées, encastrées dans l'épaisseur des flancs. La griffe, présente, en son axe, un trou borgne (Tb) taraudé destiné à recevoir la platine (fig.C) sur laquelle reposeront les panneaux solaires. 135 Réalisation : La griffe n'est pas directement exposée à la corrosion. La fonction qu'elle remplit implique des caractéristiques mécaniques qui devront être assurées. La visserie attenante, sera inoxydable. Ci- chenaux (fig.D et E). Le chenal descendant (Cav) a un profil en U, à ailes égales, tandis que le chenal 140 horizontal (Cah) présente des ailes de hauteur différentes (fig. E). L'aile la plus haute (h) étant placée en bas, constitue du fait de la pente une gouttière qui déversera l'eau vers les chenaux descendants latéraux, à l'endroit des croisillons. Cette aile (h, fig.F et G,) s'insère, en partie, à l'intérieur du panneau, dans l'espace libre entre l'épaisseur des modules photovoltaïques (Pv, fig.G), à proprement 145 parler, et le cadre enveloppant (Ce) dans lequel ils sont insérés, constitué d'un profilé en U. La largeur des chenaux est telle que l'arête intérieure et inférieure (Ai, fig.E et F) du cadre (Ce) du panneau est toujours largement à l'intérieur de l'espace de réception des eaux de ruissellement déterminé par les bords des chenaux. Les chenaux descendants sont, en amont, simplement fixés à leur emplacement dans le croisillon, en recouvrement, par une patte maintenue par des vis (Vi, fig.D) ou des brides (Bi, fig.E). En aval, les chenaux s'insèrent dans leur emplacement, sous la branche correspondante du croisillon fixés par une bride (Co, fig.E), ou simplement en appui sur les chevrons, ou les voliges, le cas échéant. Les chenaux horizontaux sont saisis sur le bord des ailes, à chaque 155 extrémité, par des pattes tenues par des vis (fig.D, Vi) ou des brides (Bi, fig.E). Le profil des chenaux est toujours le même. Les longueurs se déduisent des dimensions des panneaux (Ces dimensions, sont bien définies, selon les puissances et le fabriquant). La section est déterminée, par la quantité d'eau à évacuer. Les calculs sont faits en connaissance des précipitations majeures et en appliquant les 160 formules et coefficients de sécurité d'usage. La profondeur des chenaux , dans le sens de la pente(Cav), est limitée par l'impératif d'intégration du système support, au mieux, dans la toiture. On en déduit la largeur, qui n'est pas limitée. La largeur doit être supérieure à l'intervalle entre deux bords (Ai,fig. E) contigus des cadres enveloppant les panneaux, par ou se déversent les eaux de ruissellement. Selon nos 165 calculs, cette largeur estimée avec une marge de sécurité suffisante (pour déborder au-delà de l'intervalle Ai/Ai), permet de retenir une profondeur des chenaux (Cav) compatible avec une parfaite intégration, dans la toiture. Réalisation:.Les chenaux peuvent être réalisés, comme dans diverses applications de couverture, dans le bâtiment, en matière plastique ou métalliques. 170 Les caractéristiques et propriétés des matériaux détermineront le profil et les épaisseurs correspondants. Compte tenue de la portée, la rigidité serait renforcée, éventuellement, par des nervures longitudinales. Cette disposition, dans tous les cas, contribuera, aux bonnes conditions d'écoulement Les éventuels traitements anticorrosion ou 175 caractéristiques des matériaux sont définis par des normes. D/- Platine (fig.C). Support et fixation des panneaux. La griffe (Gr, fig.B) intégrée dans le croisillon reçoit dans sa partie centrale, percée et taraudée, une pièce dédiée sur laquelle reposeront les panneaux et que nous appellerons: platine (Ac, fig.C). 180 Cet élément comporte une base d'appui et une croix centrale, dans laquelle viennent se positionner les panneaux (Bu, fig.D). Dans la partie inférieure un axe fileté (Ax, fig.C) permet la fixation, sur la griffe (Tb, fig.B), dans l'axe du croisillon. La fixation sur un axe taraudé nous donnera une latitude de réglage en hauteur, de la platine, à même de compenser des variations 185 légères dans l'alignement des chevrons. Situation fréquente en ce qui concerne les charpentes bois. Cet alignement est important pour assurer un écoulement bien réparti, en surface. Pour des défauts d'alignement importants (vieilles charpentes), ce dispositif viendra en compensation du calage réalisé avec des cales d'épaisseur standardisée (contre plaqués...). 190 Le diamètre de cet axe (Ax) est calculé en fonction des efforts maximums auxquels il peut être soumis; de même la longueur, en tenant compte de la latitude de réglage évoquée ci-dessus, limitée par l'épaisseur du croisillon. Sur la base de cet élément d'appui, et les branches de la croix, des emplacements (fig.C, Tm) sont ménagés pour recevoir des tampons 195 souples, qui isolent les panneaux de la structure, réservent des marges de dilatation et amortissent les chocs éventuels auxquels seraient soumis les panneaux (grêle..). Des perçages (planche 3, fig.N, Fi), seront destinés à la fixation d'éléments périphériques. Les perçages (Po) viennent en regard des saillies (Ap) du croisillon qui-seront utilisées comme base d'appui pour des 200 colonnettes (fig.I, Ta), ajustabies, afin de compenser le déséquilibre des charges sur les platines périphériques de la structure. En effet, en périphérie, seulement deux panneaux prennent appui et la charge n'est plus répartie, sur l'axe et, de même, aux extrémités l'angle d'un seul panneau repose sur la platine. La charge est en porte à faux (fig.I et J), et doit être soutenue, pour éviter tout effort 205 dommageable sur l'axe (Ax). Enfin, lors des réglages d'alignement (laser), la position des platines en hauteur sera retenue, au quart de tour prés, en attendant la pose des panneaux, par le blocage de la rotation des platines, à l'aide d'une colonnette introduite en (Po/Ap) et récupérée, ensuite. Une variante (Va) de platine est envisageable, pour disposer des cornières d'appui si les risques de surcharge 210 (neige...) le recommandaient. Dans l'axe de la platine, un dispositif de fixation des panneaux par le haut est adapté. Le mode de fixation dépendra de la technique de fabrication de l'ensemble platine (plastique, composite, métallique, composé...). Notre dessin représente l'expression la plus simple, une tige filetée (fig.C, Ti) en prolongement de l'axe 215 (Ax), avec fixation des panneaux par rondelle large et écrou (fig.I, Ro). Pour des raisons pratiques, facilité, rapidité et sureté de fixation, cet élément aura une forme spécifique, en fonction de la technique de réalisation retenue pour la platine. Réalisation : la platine, exposée, sera inoxydable, en surface. L'axe central (Ax) ne sera pas nécessairement en matériau inoxydable. En effet, il est à l'abri des 220 infiltrations directes d'eau du fait d'un profil particulier de la base de la platine (Ev, fig.C). Cette bordure (Ev) évacue l'eau. L'axe (Ti, fig.C), ou tout autre dispositif de maintien des panneaux au dessus de la platine, sera nécessairement inoxydable. El- Par-closes et fermetures latérales (figH, F, G, I). 225 Afin d'assurer au maximum l'évacuation des eaux en surface, la mise en place de par-closes est préconisée. Ces éléments, dûment préparés en longueur, en fonction des dimensions des panneaux, sont posés en recouvrement de la jointure des panneaux et pris dans le système de fixation des panneaux, sur les platines. Si la portée est importante (grandes dimensions de panneaux),une fixation intermédiaire 230 de soutien, en pincement dans l'épaisseur des panneaux est concevable. Nous représentons (fig.H) un profilé (Pa) dont la rigidité est assurée par des nervures. Ces nervures sont utilisées pour placer des éléments tampons (W, Le, fig. H planche 2) pour: - préserver une ouverture de ventilation. 235 - créer un écran thermique, protégeant l'encadrement métallique des panneaux de l'échauffement du au rayonnement solaire, direct. - acheminer au mieux l'eau de ruissellement. a/- Pour les pare-closes latéraux (sens de la pente du toit), sur les nervures en correspondance d'appui avec la bordure des panneaux, sont disposés à intervalle 240 régulier, des éléments d'appuis souples (W, fig.G). L'écran thermique est établi et un espace de ventilation reste ouvert. b/- Pour les pare-closes horizontaux, en utilisant le même profilé, une gomme de profil spécifique, en forme de lèvre, est fixée sur toute la longueur du bord supérieur (Le, fig.H). Cette disposition permet de conduire l'eau, sur toute la 245 largeur des panneaux, directement sur la bavette horizontale principale (Bb), au bas de la structure. Sur la nervure du bas de ces par-closes sont disposés les mêmes éléments (W), que pour les par-closes verticaux, à intervalles régulier, assurant ainsi une ouverture pour la ventilation. Les infiltrations directes à l'endroit des chenaux horizontaux et verticaux sont 250 réduites, considérablement, tout en assurant la ventilation. Enfin, de cette façon, le mode de maintien par le haut, des panneaux, est en concordance avec notre proposition de reposer les panneaux sur des appuis souples, pour amortir des chocs éventuels (grêle...) Entretoises: Des entretoises (En, fig.I), ajustables en hauteur (selon épaisseur des 255 panneaux), s'insérant et fixés à l'endroit (Tm) de l'appui croisé, permettent : a/- De poser les par-closes en périphérie (bordures) (fig.I). b/- La fixation de flancs/écrans (Fa, fig.I) sur les bords latéraux de la structure. Ce profilé (Fa) en L, ferme la structure, verticalement (côtés latéraux), limitant ainsi les entrées latérales de pluie et de projections encombrantes (feuilles mortes....), 260 dans les chenaux. c/- La fixation du même profilé (Fa) disposé renversé, sur le bord horizontal inférieur (Fa, fig.J), qui servira d'appui à une coiffe de finition(Ci). 2/- Liaisons d'étanchéité entre la toiture et la structure (Planche 3). Prédisposition des liteaux : Pour la pose de la structure support des panneaux, 265 les liteaux, correspondants à l'espace occupé par celle-ci, sont sectionnés et enlevés. Le sectionnement est fait à une distance du bord de la structure, telle que l'emplacement des bavettes latérales, Bg et Bd est libéré. Celles-ci reposent sur les rails. De même les liteaux correspondants aux espaces occupés par les bavettes horizontales, haute et basse, sont éliminés. Ces dernières reposent, au même 270 niveau que les rails, directement sur les chevrons ou les voliges. Bavettes: La réalisation de ces éléments d'étanchéité est généralement inspirée des techniques de couvreurs et adaptée sur mesure à la structure. Nous préconisons, et notre concept rend possible, la réalisation d'éléments préfabriqués livrables en kit. Comme dans d'autres applications de canalisations, en 275 construction de bâtiments, ces éléments peuvent être en matière plastique ou métalliques. Les normalisations des éléments de couverture (tuiles, ardoises..) permettent la préfabrication des bavettes. Dans les cas d'installations au sein d'anciennes toitures, et plus particulièrement pour les bavettes basses qui épousent la forme extérieure de la couverture, l'adaptation peut poser des 280 problèmes et la solution nécessiter l'intervention sur site d'un couvreur. a/- Bavette haute (Bh, fig.K)): L'eau ruisselant au dessus de la structure, en quantité limitée, en général, du fait du positionnement à proximité de la ligne faitière, est récupérée par une bavette horizontale. Celle-ci pénètre, en amont, sous la rangée des éléments couvrant de la toiture (fig.M). Cette 285 bavette, fermée dans sa partie basse, entre les chenaux descendants, conduit l'eau dans ceux-ci par autant de becs adaptés (Be). L'aile qui ferme, en aval, l'espace entre les chenaux (fig.K et L) descendants est surélevée, pour obtenir l'effet de gouttière comparable aux chenaux horizontaux (C2, fig.K). Réalisation :Sur site : travail de zingueur. Préfabrication : des éléments, 290 identiques (Ea, fig.K), (profil en u, aile inférieure surélevée) réalisés selon les dimensions en largeur des panneaux, sont juxtaposés. Les extrémités, en becs (Be) adaptées dans les chenaux descendants et se juxtaposent, raboutés sur l'axe des chenaux. Les extrémités, dans l'axe des chenaux, sont fermées. Un couvre joint (Jo, fig.K) assure la liaison étanche entre les éléments, en remontant 295 jusqu'à la bordure supérieure, en butée sur le liteau d'appui de couverture (Am, fig.M). Deux éléments distincts, symétriques, s'adaptent aux extrémités (Eb, fig.K). Il est à noter que ces deux derniers éléments seront toujours les mêmes et utilisables dans toutes les configurations, quelles que soient les dimensions du maillage (des panneaux). Un couvre-joint (Cb, figK.) 300 assure la continuité de l'étanchéité entre bavettes latérales et chenaux descendants (Cav). b/- Coiffe haute (Cs, fig.M) Cette coiffe rejette le totalité de l'eau tombant dans cet espace sur la surface des panneaux et protège des refoulements, en amont. Un jeu d'écrans (Ec,), fixés dans la partie inférieure, dévie l'eau provenant 305 du toit, en amont, sur la bavette haute dans l'espace entre les chenaux verticaux. Fixée à cette coiffe, une grille (Gi, fig.M) empêche la pénétration de tout élément encombrant (feuilles mortes...etc.) dans l'espace de ventilation. L'ouverture (Ou, fig.M, N) entre le haut de cette coiffe et le nez de la rangée de couverture du toit (To, fig.N û lim, fig. M) favorise. la montée de la 310 ventilation naturelle sous jacente. L'ensemble constitue un écran de protection contre le soulèvement, par le vent des éléments de couverture en amont. Des innovations récentes ont pour objet de contrôler et optimiser, à la source, le flux électrique produit par les panneaux photovoltaïques. L'espace abrité disponible sous la coiffe, permet de disposer outre un chemin de câbles (Cc, 315 fig.N), des boitiers électriques de connexion ou électroniques de contrôle et régulation, ainsi qu'un système de sécurité électrique, comportant des sectionneurs (Sr, fig. N planche 3). Pour faciliter les opérations de maintenance, la coiffe est articulée sur des bras (Fi, fig.N) munis de charnières qui permettent son ouverture. Les bras sont fixés 320 sur les branches de croix disponibles, sur les platines. L'ouverture et la fermeture de la coiffe sont sécurisés par une combinaison, mécanique, avec le système de commande de sécurité électrique (Ds, Sr, fig. N planche 3) lors de la coupure et du réarmement des sectionneurs. Réalisation Pour des raisons pratiques (installation et maintenance) la 325 coiffe est constituée d'éléments, identiques, de largeur en fonction de l'entraxe des chenaux descendants, et de deux éléments distinct latéraux symétriques. Il convient de noter, aussi que ces deux derniers éléments seront toujours les mêmes et utilisables dans toutes les configurations, quelles que soient les dimensions du maillage (des panneaux). Eléments fixes (fig.M) 330 ou ouvrants (fig.N), la fixation de la coiffe se fait sur les platines. Entre parties de la coiffe, des couvres joints (Jo, fig.K) et/ou des profilés adaptés en bordure des éléments, assurent la continuité de l'étanchéité sur toute la largeur de la structure. c/- Bavette basse (jupe) (Bb, fig.L, M et R) : La récupération de l'eau, provenant 335 des chenaux descendants et des bavettes latérales, s'effectue, de manière classique, sur une jupe qui remonte, en amont, à l'abri de la structure, dans l'espace réservé, sous les croisillons. L'emplacement réservé remonte au dessus de la limite de l'emplacement en aval, des chenaux descendants (De, planche 2, fig.J), largement à l'abri des chenaux horizontaux. Le maintien, de la 340 partie haute de la jupe, nécessite, à défaut de volige, la mise en place des traverses correspondantes, entre chevrons, sur toute la largeur concernée, sous le rail (So, fig.R, S). Ainsi, aussi, ces traverses étant fixées, le rail support des croisillons, au pied de la structure, est soutenu sur toute la longueur. Réalisation : la réalisation en kit, selon le même procédé que pour la bavette 345 haute, est possible _Dans ce cas la jonction entre les éléments s'effectue dans l'espace entre chenaux verticaux.(C6, fig. L planche 3). Cependant l'adaptation nécessaire, dans ce cas, au profil de la toiture, implique une définition parfaite de ce dernier. d/- Coiffe basse (Ci, fig.M): Pour limiter les refoulements dans l'espace ouvert à 350 ce niveau, et pour conduire une partie importante de l'écoulement de l'eau, provenant de la surface des panneaux, directement sur la toiture, une coiffe (Ci, fig.J et M) est placée à cet endroit, fixée sur le profilé Fa (Fa, fig.J) et le bas des croisillons (Pi, fig.M). Les caractéristiques de cette coiffe, et son positionnement devront optimiser l'entrée d'air de ventilation sous les panneaux. 355 Réalisation : L'ensemble est réalisé par la juxtaposition d'éléments identiques, de largeur en fonction de l'entraxe entre chenaux descendants, et toujours, deux éléments symétriques aux extrémités. Les infiltrations d'eau entre éléments sont recueillies par la bavette basse et aucun joint ne s'impose entre éléments. La réalisation des coiffes haute et basse (dimensions, forme, matériau) devra 360 prendre en compte le fait qu'une des fonctions de ces éléments est de favoriser le renforcement du flux d'air ascendant dans l'espace de ventilation sous les panneaux photovoltaïques. Les coiffes seront adaptées esthétiquement à l'ensemble de la couverture concernée. Il est concevable de faire de ces éléments parfaitement intégrés, l'assise de modules photovoltaïques additionnels. 365 el- Bavettes latérales : A gauche et à droite, de la structure, sont disposées des bavettes (Bg, Bd, fig.K) qui recueilleront les infiltrations d'eau à ces endroits de jonction des éléments couvrant (tuile ou ardoise) avec la structure intégrée. Ces bavettes reposent sur les rails. Compte tenu de la portée, dans le cas de panneaux de grandes dimensions, des appuis intermédiaires, entre rails, fixés sur les 370 chevrons, seront nécessaires. La réalisation de ces bavettes est en général confiée à des professionnels (zingueurs, couvreurs...). Une solution peut consister en une bavette de profil en U (fig.K) qui couvre toute la hauteur de la structure. Un couvre joint (Cb, fig.K,) assure la liaison avec le chenal descendant correspondant de la structure. Le 375 couvre joint peut être fixé sur les croisillons (Vf, planche 2, fig.B). Cependant, nous proposons une solution, qui reprend la méthode du croisillon, pour construire cette bavette par éléments, et assurer la continuité de l'écoulement avec des adaptateurs (Ad, fig.P) fixés (Vf) sur les croisillons. De cette façon, ces bavettes au profil bien défini (Bd, fig.P) sont préparées, en longueur et livrées en kit. Les 380 adaptateurs sont les mêmes pour toutes les applications et se fixent sur le croisillon au moyen de vis (Vf, Planche 2, fig.B). Ces lieux de fixation utilisés pour saisir les chenaux horizontaux, sont libres en périphérie. f/- Embouts de liteaux (El): Afin de reconstituer la base d'appui des liteaux nécessaire au maintien des éléments couvrants (tuile ou ardoise), jusqu'en 385 bordure de la structure intégrée, des embouts spécifiques (Planche 3, fig.O, Q et S), inoxydables ou en plastique, sont fixés sur les extrémités des liteaux sectionnés. L'enjeu est esthétique, mais aussi, cette disposition permet de conduire l'essentiel de l'écoulement en surface. Les bavettes sous- jacentes recueillent les infiltrations inévitables. 390 Les liteaux ont des dimensions normalisées différentes, notamment en hauteur, selon qu'il s'agit d'ardoise ou de tuile. Un seul modèle d'embout, pour tout type de liteau (donc de toiture) est concevable, nous disposons le niveau intérieur de la bavette latérale toujours à la même hauteur, par rapport au niveau supérieur des liteaux. La référence est la hauteur des liteaux pour 395 ardoise, dont la hauteur est de 18mm (27mm pour les tuiles). La dimension (u) de l'embout (u, fig.0) correspondant à la profondeur des bavettes, les éléments couvrants superposés seront dans l'alignement déterminé par les liteaux, à la surépaisseur prés (Ep, négligeable) de la fixation de l'embout . Dans le cas d'une toiture en tuile, avec des liteaux 400 dont l'épaisseur est de 27mm, les bavettes seront posées avec un calage (Ca, fig.R) de 9mm (27-18) sur les rails. La largeur (1) correspond à la plus grande largeur (liteau tuile) et l'adaptation se fait en reposant l'aile supérieure sur le bord correspondant du liteau (fig.0). Le modèle est réversible et s'adapte à gauche ou à droite indifféremment. La dimension L (fig.0) correspond à la 410 largeur utile intérieure de la bavette. Application toiture tuile(fig.R): La structure est disposée de telle sorte que l'un des bords, gauche ou droit, coïncide avec le bord des tuiles, dans le sens de la pente. En finition, cette rangée de tuile initialement enlevée pour la pose de la structure et des bavettes latérales, est reposée en appui sur les 415 embouts de liteaux, qui chevauchent les bavettes (fig.R). La largeur de la zone libérée pour l'intégration, par déposition et au pas des éléments de toiture, ne coïncide pas, en général, avec les dimensions de la structure. Pour une raison purement esthétique cet écart demande à être comblé. Dans le cas des tuiles, une bavette (Be, fig.S) permet de combler cet écart. Cette 420 tache peut être exécutée, sur site, par un couvreur. Une solution préfabriquée livrable en kit est réalisable. Application toiture ardoise : L'embout de liteau permet de poser et d'ajuster les ardoises sur le bord gauche ou droit de la structure. Les ardoises sont fixées sur les embouts par des rivets « pop » inoxydables dédiés. 425 3/- Chemins de câble, boitiers de connexion et réceptacles, sécurité électrique (Planche 3). Une goulotte (Go, fig.N) reposant sur les rails, remonte sur toute la hauteur de la structure, adossée à chaque chenal descendant. Au niveau de chaque panneau, un boitier de connexion (St, fig.N) posé sur une semelle (Se) fixée au 430 rail permet le branchement du panneau correspondant. Tous les câbles aboutissent sous la coiffe haute (fig.N). A cet endroit, et sur toute la longueur peuvent être disposés boitiers de connexion et réceptacles (Cc) des modules électroniques, souhaitables. Des dispositifs pour l'optimisation du flux énergétique à la source, sont au coeur de certaines innovations en cours. 435 Système de sécurité électrique. Cette zone (Ae) est le lieu de tensions électriques dangereuses, produite par l'assemblage des panneaux. Un sectionneur pour chaque panneau (ou groupe), permet de réduire ce risque à un niveau acceptable. Sur cet espace rectiligne, sont alignés autant de sectionneurs (Sr) que nécessaire, sur un axe (// à AxeDs, fig. N planche 3). Une commande unique - barre guidée 440 par des percements (Ds) sur les branches de la croix des platines, coupe, ou rétablit, simultanément, les connexions (Sr, fig. N planche 3) à la sortie des panneaux. La commande est, soit manuelle, sur site, soit électromagnétique, à distance. 4/- Conditions de ventilation (photovoltaique) ou isolation (thermique). 445 Protection des phénomènes de condensation. Le rendement des panneaux photovoltaïques en dépendant, nous attachons une attention particulière à la ventilation sous jacente. Cette considération a été prise en compte et est servie par les dispositions suivantes : - La pose des panneaux sur leurs extrémités, en appui sur les tampons (Tn) 450 intégrés dans les platines, libérant ainsi les intervalles entre panneaux - L'interposition de tampons(W) entre les pare-closes et les cadres des panneaux permettant une ventilation latérale. - La présence des coiffes hautes et basses qui protègent et optimisent les entrées et sorties du courant d'air sous jacent aux panneaux. 455 - Les tampons (W) sous les pare-closes, conjugués avec les tampons d'appui (Tm) sur les platines assurent l'isolation thermique des cadres métalliques des panneaux, par rapport au rayonnement direct du soleil. Cette disposition assure par ailleurs l'isolement électrique des panneaux. Dans la mesure où l'efficacité de la ventilation est fonction de la température de 460 l'air circulant sous les panneaux, dans certaines circonstances il sera judicieux d'isoler l'espace sous jacent des panneaux de l'espace sous toiture. Des écrans de sous toiture, fermant l'espace correspondant, fixés sur les chevrons, avant la pose de la structure, constituerait une solution. D'une façon plus générale le projet doit nécessairement tenir compte des spécificités du lieu de l'installation 465 (Combles ouverts, combles isolés, bâtiment agricole, industriel, etc....). Le concept de système intégral préconisé permet une adaptation à tous les cas de figures. Dans le cas des capteurs thermiques, ceux-ci seront insérés dans un cadre, dûment isolés, thermiquement, par rapport à celui-ci et, dont le profil sera 470 identique au cadre des panneaux photovoltaïques, afin de présenter une arrête comparable (Ai, fig. E et G planche 2), qui assure le dévers, dans les chenaux, des infiltrations latérales aux panneaux. De fait, contrairement aux panneaux photovoltaïques encadrés qui peuvent être intégrés quelle qu'en soit l'origine, l'adaptation des panneaux thermiques sera à 475 considérer avec les fabricants de ces derniers L'isolation, sous le panneau, est assurée par un matériau isolant, partie intégrante éventuellement du panneau, qui s'incère dans le périmètre constitué par les chenaux, avec une épaisseur minimum correspondant à la hauteur des liteaux. Dans un ensemble combinant des panneaux photovoltaïques et thermiques, ces 480 derniers occuperont la rangée verticale à droite ou à gauche de la structure, sur toute la hauteur. La hauteur occupée par ces panneaux (photovoltaïque ou thermique) -distance entre rails- sera identique mais la largeur pourra être différente ( déterminé par la distance entre croisillons). -51- Caractéristiques principales : 485 - Eléments préfabriqués. - Préparation en kit, selon la configuration de la structure. - Facilité et rapidité de mise en oeuvre sur la toiture. - Protection des composants de fixation, sur la charpente, de tout contact avec l'eau. 490 - Utilisable quel que soit l'élément couvrant à remplacer : différents formats de tuiles, ardoises, etc. - Réservation d'un espace de ventilation efficace sous les panneaux photovoltaïques. - Adaptabilité à toute dimension de surface à couvrir. Y compris des formes 495 rectangulaires contigües, à différents niveaux du toit (Ex: contournement de cheminée). - Possibilité de démontage pour réutilisation (réfection de charpente). Récupération totale (panneaux identiques) ou partielle (panneaux différents) des éléments pour une nouvelle installation. 500 - Précision mécanique dans la pose des structures. - Amovibilité des panneaux sans incidence sur les conditions d'étanchéité. - Protection des câbles électriques, boitiers de connexion et contrôle. - Accès aisés pour la maintenance et sécurité des opérateurs de tous services. Revendications1/- Système d'intégration, en toiture, d'un ensemble de panneaux solaires énergétiques caractérisé par le fait que le support des panneaux solaires rectangulaires et de mêmes dimensions, est structuré autour et sur des éléments identiques (Cr, planche 1) ; ces éléments que nous appellerons, croisillons (Cr, planche 1 et fig. B planche 2), sont positionnés (gabarits de distance/largeur des panneaux) et accrochés au moyen de griffes (Gr, fig. B planche 2) sur des rails (Ra, planche 1 et fig. A et B, planche 2), parallèles (gabarit d'entraxe/longueur des panneaux), disposés perpendiculaires aux chevrons et vissés dessus (Ch,Vis planche 1) ; les croisillons, déterminent ainsi les noeuds du quadrillage constitué par les panneaux solaires, et sont conçus pour remplir deux fonctions : - Recevoir la platine (Ac, planche 1 et fig. C planche 2) qui fixe les panneaux solaires, sous un réseau de pare-closes, (fig. h planche 2) - Constituer un élément intégré du maillage de canalisations des eaux de ruissellement, infiltrées sous la surface des panneaux en reliant et soutenant les autres parties du réseau d'évacuation comprenant d'une part, des éléments centraux, que nous appellerons, chenaux (Cah, Cav, planche 1 et fig. D planche 2), et, d'autre part, des éléments périphériques composés de bavettes (Bh, Bb, Bl, planche 1), de coiffes (Cs, Ci, fig. M planche 3) et d'écrans (Fa, fig. I et J planche 2) ; l'ensemble assurant, en utilisant la couverture des panneaux solaires, la continuité de l'étanchéité de la toiture dans l'espace occupé. 2l-Système d'intégration pour panneaux solaires, selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que la platine (Ac, planche 1 et fig.0 planche 2) reposant sur les croisillons permet le maintien et la fixation des panneaux solaires de part sa conception qui assure : - la pose sur une embase (Em, fig. C planche 2), de même que le positionnement, déterminé par les nervures en croix (Nu,fig.0 planche 2), de façon non contraignante (tampons Tn, fig C planche 2), des panneaux (Pv, planche 1), ainsi, protégés des chocs (grêle...) et isolés, thermiquement et électriquement, les uns par rapport aux autres, avec une marge de dilatation, dans l'espace occupé, - le réglage de la hauteur, par rapport au croisillon, du fait de la fixation obtenue par l'adaptation de l'axe central fileté (Ax, fig. C planche 2) sur le trou borgne, taraudé, correspondant, sur le croisillon (Tb, fig. B planche 2), - la fixation des panneaux, reposant à leurs extrémités sur la platine, 40 au moyen d'un blocage (Ro fig. F, fig. I planche 2) dans l'axe des platines, en appui sur des pare-closes (pa, fig. H planche 2) quirecouvrent, les intervalles entre panneaux ; cette disposition permet à la structure de recevoir des ensembles de panneaux ayant des épaisseurs différentes (selon modèle, marque ou origine). 45 3/ Système d'intégration pour panneaux solaires, selon les revendications let 2 caractérisé en ce que des pare-closes, nervurés, (pa, fig. H planche 2) contribuent à ce que l'écoulement du volume essentiel de l'eau de pluie s'effectue sur la surface des panneaux, sans aucune contrainte d'étanchéité absolu ; en effet, l'intervalle entre panneaux est recouvert 50 par ces pare-close, centrés par des éléments intercalaires (Ti, fig. F et H planche 2), empêchant l'entrée directe de l'eau, et reposant sur des éléments tampons espacés (W, fig H et F), de telle sorte qu'un espace reste ouvert, autour des panneaux par rapport à l'espace en dessous, - dans le sens de la pente, les intervalles entre panneaux, sont 55 recouverts par un pare-close (Pa, fig.H, planche 2) reposant sur deux rangées de tampons W, espacés, - par dessus les intervalles horizontaux entre panneaux, l'écoulement de l'eau, suivant la pente est assuré par un recouvrement continu en forme de lèvre (Le, fig.H planche 2), disposé en amont, sur les pare 60 closes, tandis qu'en aval sont disposés les éléments tampons (W), espacés. 4l- Système d'intégration pour panneaux solaires, selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'optimisation de la récupération de l'eau en surface des panneaux est obtenue par la disposition de deux coiffes et 65 des écrans: - La coiffe haute (Cs, fig.N planche 3) qui reçoit l'eau tombée entre la limite du bord de toiture horizontal supérieur (lim, fig M planche 3) et la surface des panneaux, pour la déverser sur ceux-ci ; des écrans (Ec, fig. M et N, planche 3), solidaires de cette coiffe Cs 70 conduisent la quantité d'eau limitée déversée par les tuiles faitières (ou proches du faîte) dans la bavette haute (Bh, fig. k, planche 3) ; l'espace abrité (Ae, figN planche 3), ainsi constitué, sera le cas échéant, valorisé (revendication 9) ; - la coiffe basse (Ci, fig. J planche 2, fig. M planche 3) qui recueille 75 les eaux de ruissellement, provenant de la surface des panneaux pour les porter sur la toiture, - les écrans (Fa, fig. I et J planche 2), par leur profil en L, assurent la continuité de la couverture constituée par les panneaux solaires, latéralement (fig.I) et en bordure inférieure (fig.J, tout en limitant les 80 projections latérales intempestives, sous les panneaux, provoquées par le vent. Ces deux coiffes sont éventuellement le siège de modules additionnels, photovoltaïques, procurant ainsi, en outre, une intégrationesthétique parfaite du système solaire dans la toiture. 5/- Système d'intégration pour panneaux solaires, selon la revendication 1 85 et 2 caractérisé en ce que la récupération des infiltrations d'eau admises s'effectue grâce à un maillage de chenaux (Cav, Cah) et des bavettes (Bi, Bh, Bb planche 1) attenants et fixés aux croisillons (Vi,Bi, fig. D et E planche 2) : - les chenaux placés horizontalement entre croisillons (Cah, fig. D et 90 E planche 2) remplissent une fonction de gouttière et ont une aile plus haute (h, fig. E, F, G planche 2) en aval. La même disposition est prise avec la bavette haute (Bh, C2, fig. K planche 3), dans les intervalles entre chenaux verticaux (Cav), - les chenaux dans le sens de la pente (Cav, fig. D planche 2) sont 95 des canalisations au profil en U, à ailes égales, ainsi que les bavettes latérales exécutées d'un seul tenant (latérale gauche (Bg) et latérale droite (Bd), fig. K planche 3), recouvertes d'un joint (Cb, fig. K planche 3), - les bavettes basses qui constituent une jupe présentent un profil 100 plat en amont et adapté à la toiture, en aval, - les bavettes latérales (Bg et Bd) réalisées en éléments raccordés (Bg, fig. P planche 2) ont le bord extérieur en L et un profil spécifique pour le bord intérieur adossé aux chenaux.(Bg, fig. P planche 2.). 6/ Système de pose et intégration pour panneaux solaires, selon les 105 revendications 1 et 5, caractérisé en ce que pour repositionner les éléments de couverture (tuile, ardoise ou autre), au plus prés de la structure support, par dessus les bavettes latérales (Bl, planche 1), des embouts (El, planche 1 et fig. O, Q, R et S planche 3) sont fixés à l'extrémité des liteaux sectionnés, pour libérer l'espace à intégrer. 110 7/-Système d'intégration pour panneaux solaires, selon les revendications 1, 2, 3, et 4 caractérisé en ce que la ventilation des panneaux solaires est optimisé par la conception et la disposition des différentes parties du système : - la faible épaisseur des rails et la disposition des panneaux sur les 115 croisillons libère un espace maximum, sous les panneaux solaires photovoltaïque, - les panneaux appuyés, à leurs extrémités, sur des tampons (Tn, fig C planche 2), sont isolés, thermiquement, les uns des autres et les intervalles entre panneaux sont totalement ouverts, sur toute la 120 longueur, - la pose des pare-closes sur des tampons isolants(W), prolonge l'ouverture autour des panneaux et isole l'encadrement de ces derniers du rayonnement solaire, direct, reçu par les pare-closes,- les coiffes basses participent de l'optimisation de l'entrée d'air 125 sous les panneaux(forme, matériaux, pente différente du toit) les coiffes hautes conforment une large bouche d'aération et portent les grilles préservant de l'introduction intempestive de souillures sous les panneaux. 8/-Système d'intégration pour panneaux solaires, selon les revendications 130 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce que dans le cas de panneaux solaires thermiques (ou capteurs pour pompe à chaleur), seuls ou combinés avec des panneaux photovoltaïques, la partie correspondante, sous jacente aux panneaux thermiques est nantie de plaques isolantes, adaptées dans l'espace délimité, sous chaque panneau, par les chenaux, 135 afin d'éviter toute ventilation et optimiser la capacité d'accumulation des panneaux solaires thermiques (fig ). 9/-Système d'intégration pour panneaux solaires, selon la revendication 4 caractérisé en ce que sur la partie haute, sous la coiffe (Cs, fig. M et N planche 3) un espace abrité (Ae), rectiligne, aisément accessible, est 140 préparé pour recueillir les réceptacles (Cc) pour modules de contrôle, et régulation électroniques souhaitables, et un dispositif de sécurité éléctrique intégré au support, consistant en une barre (axe Ax, fig. N) traversant toute la partie haute (Ae), guidée par des percements (Ax), dans les branches de la croix, sut les platines, et destiné à manoeuvrer, 145 simultanément, une suite de sectionneurs (Sr, fi g N planche 3), alignés (//axe Ds, fig.N), correspondants chacun à un panneau solaire, ou un groupe la commande est manuelle, sur site, ou électromagnétique, à distance. Le déverrouillage des accès (Cs) à l'espace abrité (Ae), lieu de 150 tensions électriques potentiellement dangereuses, sera sécurisé rnécanigtiement par le système d'actiotihement global (fis) des sectionneurs. De même le réarmement (fermeture des sectionneurs) sera sécurisé et empêché, mécaniquement, lorsque les accès (Cs) à l'espace 155 abrité (Ae) qui reçoit les modules électriqueslélectroniques seront ouverts. 10/ Système de pose et intégration pour panneaux solaires, selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que des éléments spécifiques de raccordement (fig.P, planche 3) des bavettes latérales (B1, pla. 1) 160 - latérale gauche ou droite (Bg, Bd planche 3) - fixés sur les croisillons (Cr), permettent une préparation de ces éléments, en kit. De même en ce qui concerne les bavettes haute et basse: (Bah fig. K- C5 solution kit, et (Bab fig. L, C6 planche 3) des éléments adaptés aux croisillons, valables pour toutes les applications, permettent de préparer, en atelier,165 toutes les parties à assembler, sur site. Tous les éléments, constitutifs du support de panneaux solaires, intégré en toiture, répondent à une conception modulaire globale ; tous les éléments son réutilisables