EP4677152A1 - Structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une chaussée - Google Patents

Structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une chaussée

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Publication number
EP4677152A1
EP4677152A1 EP24708232.4A EP24708232A EP4677152A1 EP 4677152 A1 EP4677152 A1 EP 4677152A1 EP 24708232 A EP24708232 A EP 24708232A EP 4677152 A1 EP4677152 A1 EP 4677152A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
functionalized
functionalized structure
slab
clamping element
interface layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24708232.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe HARELLE
Jean Rodiere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Colas SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Colas SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Colas SA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4677152A1 publication Critical patent/EP4677152A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C9/00—Special pavings; Pavings for special parts of roads or airfields
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of functionalized structures, for example multilayer structures, comprising electronic components, such as photovoltaic cells or light-emitting diodes for example.
  • the term “functionalized”, in a non-limiting manner, means the provision of a function of the electrical energy generator type and/or of the electrical energy receiver type.
  • the invention finds a preferred application in the field of solar roads.
  • the invention can, for example, be integrated into surfaces traveled by pedestrians and/or vehicles, whether motorized or not, such as roadways or roads, cycle paths, industrial or airport platforms, squares, sidewalks, pontoons, terraces or car parks.
  • the invention relates more particularly to a functionalized structure intended to be fixed to a trafficable surface.
  • Functionalized pavements are pavements comprising electrically or optically active elements such as photovoltaic cells or other electrically or optically active elements such as light-emitting diodes (LEDs), electrical, electronic, optical, optoelectric, piezoelectric and/or thermoelectric elements.
  • active element means an element that transmits and/or receives electrical signals. These elements can be used to generate, receive and/or communicate data, or to generate and transfer energy.
  • the principle of solar roads consists of using roads or pavements as a means of producing electrical energy, from solar irradiation during the day.
  • solar modules are inserted into so-called circulation surfaces (roads, sidewalks, etc.), and covered with a transparent textured surface, resistant to the passage of vehicles, and meeting the grip requirements applicable to roads and other traffic routes.
  • known photovoltaic modules include:
  • This type of photovoltaic module has a so-called thin thickness, generally less than 5 millimeters.
  • This method of fixing has many disadvantages. First of all, it requires very specific weather conditions for installation, with a moderate temperature (no cold or heat) and limited ground humidity.
  • this bonding of the photovoltaic module on the road is quite complex. For example, it requires the use of specific chemicals and requires in-depth training of the operators involved in this installation process. The installation is also particularly difficult for untrained operators.
  • dismantling operations necessarily require the breakage of the photovoltaic module itself. It is therefore difficult to implement non-destructive maintenance operations on a photovoltaic module installed on the roadway.
  • the present invention proposes to improve the fixing of a functionalized structure on the roadway in order to remedy the aforementioned drawbacks.
  • the invention thus relates to a functionalized structure intended to be fixed to a trafficable surface, comprising:
  • the interface layer and the functionalized slab being fixed to the trafficable surface by means of at least one fixing means configured to cooperate with a part of the functionalized structure such that a surface of cooperation between the fixing means and a face of the functionalized structure is less than 20% of the total surface of said face of the functionalized structure.
  • the fixing of the functionalized structure on the trafficable surface is carried out locally, without requiring the involvement of the entire total surface of the face concerned of the functionalized structure.
  • This feature ensures easy attachment of the functionalized structure to the trafficable surface while also allowing easy disassembly, without requiring the breakage of this functionalized structure. This facilitates maintenance operations on the functionalized structure.
  • the use of such fixing means does not require specific installation conditions or special training of operators for the installation of the functionalized structure on the trafficable surface. This also prevents degradation of the trafficable surface when installing the functionalized structure on the trafficable surface.
  • the fixing means comprises at least one screw passing through the functionalized structure through a fixing opening
  • the fixing means comprises two screws positioned, in a central part of the functionalized structure, symmetrically with respect to a center of symmetry of the functionalized structure;
  • the fixing means comprises at least one profiled clamping element which is fixed to the trafficable surface by fixing members to tighten the functionalized slab and the interface layer against the trafficable surface, the section of the profiled clamping element comprising: a) an external part bearing on the trafficable surface, b) an internal clamping part pressed against the upper face of the functionalized slab to keep the functionalized slab and the interface layer bearing against the trafficable surface, and c) an intermediate part connecting the external support part and the internal clamping part;
  • the profiled clamping element is in the form of a threshold bar, the outer part of its section comprising an oblique portion to connect the level of the trafficable surface to that of the upper face of the functionalized slab;
  • the outer part of the section of the profiled clamping element comprises, below the oblique portion, facing the trafficable surface, at least one vertical portion forming on the profiled clamping element a vertical base rib for the reinforcement and support of the oblique portion;
  • the intermediate part of the section of the profiled clamping element comprises, opposite the walkable surface, at least one vertical portion forming on the profiled clamping element a vertical base rib for the reinforcement and support of the oblique portion;
  • an internal compartment is formed between a vertical rib of the profiled clamping element and an external edge of the assembly formed by the interface layer and at least one functionalized slab, said internal compartment forming a passage for electric cables;
  • the fixing members cooperate with the intermediate part of the section of the profiled clamping element to tighten it towards the trafficable surface, the internal clamping part of the section of the profiled clamping element thus being held in abutment against the functionalized slab;
  • the fixing members comprise screws passing through the profiled clamping element through openings having an oblong shape
  • the profiled clamping element comprises a metallic material
  • the profiled clamping element is made of aluminum
  • the profiled clamping element is formed from a composite material comprising a mixture of polymers and glass fibres; - the internal bridle part has a width greater than or equal to 1 cm;
  • At least one screw is also provided passing through the functionalized structure through a fixing opening, said screw being positioned in a central part of the functionalized structure;
  • the fixing means comprises a plurality of fixing elements positioned in a peripheral portion of the functionalized structure
  • the fixing means being formed by an adhesive element positioned on a rear face of the functionalized structure and passing through said plurality of bonding openings.
  • FIG. 1 represents a front view of an example of a functionalized structure according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a cross-sectional view of the functionalized structure of Figure 1
  • FIG. 3 represents a front view of an example of a functionalized structure according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents a partial cross-sectional view of the functionalized structure of Figure 3,
  • FIG. 8 represents a front view of an example of a functionalized structure according to a fourth embodiment of the invention.
  • front and rear will be used in relation to the roadway.
  • front of an element designates the side facing away from the roadway while the rear designates the side facing the roadway.
  • FIGS 1 to 4, 6 to 8 schematically represent different views of a functionalized structure 1; 2; 3; 4 according to four embodiments of the invention.
  • This functionalized structure 1; 2; 3; 4 is for example intended to be fixed on a trafficable surface 200 such as a trafficable or pedestrian roadway. In the remainder of this description, we will speak of roadway 200 in general.
  • the functionalized structure 1; 2; 3; 4 here has a generally rectangular shape. Alternatively, it can be of any other shape, for example circular.
  • this functionalized structure 1; 2; 3; 4 comprises at least one functionalized slab 100, an interface layer 20 (associated with each functionalized slab 100) and at least one fixing means 70; 30.
  • the functionalized slab 100 is in the form of a single-piece element, i.e. forming only one piece. It has a first face, called the upper face 100A (also called the front face 100A hereinafter), intended to form the external face of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 and a lower face 100B opposite and preferably parallel to the upper face 100A.
  • the upper face 100A also called the front face 100A hereinafter
  • the lower face 100B opposite and preferably parallel to the upper face 100A.
  • the upper face 100A represents, for example, the rolling surface of the traffic area.
  • the functionalized slab 100 comprises several electronic components. More particularly, these electronic components are encapsulated between the upper face 100A and the lower face 100B of the functionalized slab 100. Its upper face 100A is advantageously flat.
  • the functionalized slab 100 comprises, for example, an electrical functionalization assembly which makes it possible to give the slab an electrical function of the electrical energy generator type and/or an electrical function of the electrical energy receiver type (i.e. consumer), for example an electrical signal receiver such as an antenna.
  • an electrical functionalization assembly which makes it possible to give the slab an electrical function of the electrical energy generator type and/or an electrical function of the electrical energy receiver type (i.e. consumer), for example an electrical signal receiver such as an antenna.
  • the functionalized structure 1; 3 may comprise several functionalized slabs 100. These different functionalized slabs 100 are for example fixed together by means of elements 105 positioned in the interstices present between two adjacent functionalized slabs 100.
  • each functionalized slab 100 may be provided with one or more functions, depending on the type of slabs used.
  • the functionalization assembly of the functionalized slabs 100 takes different configurations depending on the generator or receiver type functionality to be provided to the functionalized slab 100 and to the functionalized structure 1; 2; 3; 4.
  • the electrical functionalization assembly (and therefore the functionalized slab 100) is in the form of a photovoltaic module.
  • This photovoltaic module is for example in the form of a multilayer stack of the type described in patent FR3093116.
  • the electrical functionalization assembly exclusively comprises an electrical energy receiving circuit.
  • the electrical functionalization assembly comprises, for example, an electronic light and/or sound signaling circuit.
  • the electronic light signaling circuit comprises, for example, one or more light-emitting diodes for providing lighting.
  • the structure of the electrical functionalization assembly is similar to that of the first photovoltaic type configuration (in particular for example in the multilayer structure).
  • the differences lie in the fact that it uses a signaling block including light-emitting diodes.
  • the electrical functionalization assembly includes an induction electric vehicle charging module. This solution makes it possible to charge an electric vehicle when it is stationary on the road or in a parking space.
  • the electrical functionalization assembly includes sensors allowing the acquisition of meteorological data so as to form a weather station.
  • the electrical functionalization assembly comprises all types of sensors, for example temperature sensor type, pollution sensor type or vehicle counting type.
  • the electrical functionalization assembly comprises one or more terminals for connection to one or more wireless communication networks.
  • This will be, for example, a terminal operating according to a known communication protocol such as WIFI, Bluetooth, 3G, 4G, Lora (for “Long Range” according to the original Anglo-Saxon name), LTE M1, NB-loT (for “Narrowband Internet of Things” according to the original Anglo-Saxon name) or other equivalent protocol. It will then be a question of proposing a functionalized slab equipped with one or more of these communication functions.
  • the electrical functionalization assembly comprises a heating structure comprising, for example, resistors or a mesh enabling the infrastructure to be heated, in particular to defrost it in winter.
  • the functionalized slab 100 according to the invention has a thickness less than or equal to 10 millimeters.
  • the invention therefore applies advantageously to so-called thin functionalized slabs. Intrinsically, due to their low thickness, these functionalized slabs are flexible.
  • the interface layer 20 is positioned between the functionalized slab 100 and the roadway 200.
  • the functionalized slab 100 is placed on the interface layer 20. More particularly, the lower face 100B of the functionalized slab 100 is positioned in contact with an upper face 20A of the interface layer 20. A lower face 20B of the interface layer 20 is positioned in contact with the roadway 200.
  • This interface layer 20 plays a “buffer” role between the functionalized slab 100 and the roadway 200 (the name “interface layer” illustrates this intermediate nature of this layer between the functionalized slab and the roadway). Indeed, when vehicles pass over the functionalized structure 1, the functionalized slab 100 undergoes in particular the mechanical load induced by the vehicles. In particular, it makes it possible to transfer the mechanical forces to the rear of the functionalized structure. It therefore has a function of absorbing and distributing the mechanical forces.
  • this interface layer 20 also makes it possible to compensate for any granular aspect of the roadway 200, thus making it possible to avoid weakening the functionalized slab 100. In particular, it makes it possible to avoid any punching from the rear of the functionalized structure. It then has a damping function.
  • the functionalized slab 100 includes materials allowing it to be resistant to impacts and mechanical loads, it is nevertheless not sufficiently so if it is fixed directly to the roadway.
  • This interface layer 20 therefore makes it possible to reinforce the resistance of the functionalized structure 1; 2; 3; 4.
  • this interface layer 20 comprises for example an elastomeric material.
  • This is for example a regenerated rubber, an elastomer of the EPDM rubber type (for ethylene-propylene-diene monomer) or an elastomer of the NBR rubber type (for butadiene-acrylonitrile).
  • the interface layer is therefore elastic.
  • This interface layer 20 has a thickness of between 1 and 10 mm, preferably between 3 and 7 mm.
  • the interface layer 20 has a thickness of the order of 5 mm.
  • the interface layer is in the form of a honeycomb structure. More specifically, in this second example, the interface layer comprises two thin plates between which is positioned a layer having a honeycomb structure characteristic of the honeycomb structure.
  • the two thin plates are, for example, formed from polymer materials or metal (e.g. aluminum).
  • the layer with the honeycomb structure is, for example, formed from polymer materials or metal (e.g. aluminum).
  • the interface layer has a thickness of between 5 and 15 mm, preferably between 8 and 13 mm.
  • the interface layer 20 has a thickness of the order of 1 cm (centimeter).
  • This honeycomb structure is particularly advantageous because it allows the mechanical forces undergone by the functionalized structure to be distributed while avoiding punching from behind it. In particular, it allows the absorption of possible deformations due to the presence of stones on the roadway, for example, without deforming (thanks in particular to the presence of the cells).
  • the interface layer may be formed from the layer comprising the elastomeric material and the layer having a honeycomb structure.
  • the present invention relates more particularly to the manner in which the functionalized slab 100 and the interface layer 20 are fixed to the roadway 200.
  • the functionalized structure 1 comprises at least one fixing means 70; 30, 30A configured to cooperate with a portion of the functionalized structure 1.
  • This fixing means 70; 30, 30A allows the functionalized slab 100 and the interface layer 20 to be held on the roadway 200 (the functionalized slab 100 and the interface layer 20 here not being fixed to each other elsewhere).
  • This fixing means 70; 30, 30A also makes it possible to prevent the rotation of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 but also to prevent the functionalized slab 100 from sliding or lifting off the roadway.
  • a surface of cooperation is defined between the fixing means and a face of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 (for example, the external face (or upper or front) of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 corresponding to the upper face 100A of the functionalized slab 100 or the internal face (or lower or rear) of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 corresponding to the lower face 20B of the interface layer 20).
  • this cooperation surface is less than 20% of the total surface of the relevant face of the structure.
  • functionalized 1; 2; 3; 4. This is for example the upper face of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 corresponding to the upper face 100A of the functionalized slab or the lower face of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 corresponding to the lower face of the interface layer 20.
  • the fixing of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 on the roadway 200 is carried out locally, without requiring the involvement of the entire total surface of the face concerned of the functionalized structure 1; 2; 3; 4.
  • this fixing is preferably carried out in a quasi-punctual or locally surface manner.
  • quasi-punctual it is meant here that the cooperation surface is less than 5% of the total surface of the face concerned of the functionalized structure 1; 2; 3; 4.
  • This feature makes it possible to ensure easy fixing of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 on the roadway 200 while also allowing easy disassembly, without requiring the breakage of this functionalized structure 1; 2; 3; 4. This makes it possible to facilitate maintenance operations on the functionalized structure 1; 2; 3; 4.
  • the use of such fixing means does not require specific installation conditions or special training of operators for the installation of the functionalized structure 1; 2; 3; 4 on the roadway 200.
  • the functionalized slab and the interface layer could be fixed together, for example by gluing.
  • the fixing means makes it possible to fix the integral assembly formed by the functionalized slab and the interface layer to the roadway.
  • Figures 1 and 2 represent a first embodiment of the fixing means according to the invention.
  • the fixing of the assembly formed by the functionalized slab 100 and the interface layer 20 on the roadway 200 is carried out by at least one fixing element 70.
  • This fixing element 70 is for example positioned in a central part of the functionalized structure 1 (i.e. at a distance from the free edges of the functionalized structure 1).
  • this fixing element 70 is positioned between the active elements of the functionalized slab 100 (in particular so as not to damage them).
  • two fixing elements 70 are provided. This makes it possible in particular to reinforce the maintenance of the functionalized structure 1 on the roadway 200 while distributing the mechanical forces exerted on the functionalized structure 1.
  • these two fixing elements 70 are positioned here in a central part of the functionalized structure 1, symmetrically with respect to the center of symmetry O of the functionalized structure 1.
  • the fixing elements 70 are for example screws passing through the entire thickness of the assembly formed by the functionalized slab 100 and the interface layer 20 (FIG. 2).
  • fixing openings 72 passing through the assembly formed by the functionalized slab 100 and the interface layer 20 are present.
  • the fixing openings 72 intended to receive the fixing elements 70 have a circular shape.
  • Each fixing opening 72 receiving a fixing element 70 is therefore characterized by a diameter.
  • this diameter is greater than a characteristic dimension of the fixing element 70.
  • the diameter of the fixing opening 72 is greater than the diameter of the screw head.
  • This larger dimension of the fixing opening 72 then allows the creation of a functional clearance between the edges of the fixing opening 72 and the fixing element 70. This then allows for a slight displacement during the expansion of the functionalized slab or the roadway, thus avoiding the formation of support zones that could cause the functionalized slab to break. Thanks to these fixing openings 72 having a characteristic dimension greater than the dimension of the fixing elements 70 that are introduced therein, the functionalized slab 100 can, when expansion constraints are applied to it or to the roadway 200, slide freely on the roadway 200. In this case, the fixing element 70 is not subjected to any force.
  • each fixing opening 72 is at least 12% greater than the characteristic dimension of the fixing element 70.
  • the diameter of each fixing opening 72 is 15% greater than the characteristic dimension of the fixing element 70.
  • an expansion joint e.g. comprising a polymeric material
  • This expansion joint makes it possible to reinforce the effect according to which the fastening element is not subjected to any force when expansion stresses are applied to the functionalized structure.
  • the fixing elements may be nails, self-drilling dowels (more generally called “spit"), glue dots or self-gripping type fasteners (such as "velcro").
  • two screws 70 are provided to allow the functionalized structure 1 to be fixed to the roadway 200.
  • the cooperation surface introduced previously is here defined by the section of the oblong-shaped fixing openings 72.
  • the fixing is said to be quasi-point-shaped because the section of the two oblong-shaped fixing openings 72 is less than 2% of the total surface area of the external face of the functionalized structure 1 (which corresponds to the front face 100A of the functionalized slab 100).
  • This first embodiment of the fixing means is particularly advantageous because the fixing of the functionalized structure on the roadway is easy to implement.
  • the fixing of the screws does not require specific conditions or special training for the operator implementing it.
  • the dismantling of the functionalized structure from the roadway is also easy to implement.
  • the functionalized structure 4 may comprise a plurality of fixing elements 70.
  • a plurality of fixing elements 70 may be provided positioned in a peripheral portion of the functionalized structure 4.
  • peripheral portion here is meant an area close to the lateral free ends of the functionalized structure 4.
  • the fixing elements are here positioned close to the edges of the functionalized structure 4.
  • This plurality of fixing elements 70 is for example here formed of a plurality of screws.
  • the fixing elements can be positioned in the peripheral part and the central part of the functionalized structure.
  • This variant is particularly advantageous in the case of large functionalized slabs, i.e. those with a total surface area greater than or equal to 0.4 m2 (square meter).
  • this variant corresponds for example to a combination of the embodiments shown in Figures 1 and 8.
  • a plurality of screws are positioned in the peripheral part of the functionalized structure and two screws are positioned in the central part of the functionalized structure.
  • FIGS 3 to 5 illustrate a second embodiment of the fixing means according to the invention.
  • the fixing of the functionalized slab 100 and the interface layer 20 on the roadway 200 is carried out by means of at least one profiled clamping element 30, 30A.
  • profiled clamping elements 30, 30A are provided here for practical design reasons.
  • the invention is not limited to the number of profiled clamping elements 30, 30A shown in FIG. 3. Any other design, in particular with different dimensions (for example in length) of the profiled clamping elements, is conceivable in the present invention.
  • two types of profiled clamping elements 30, 30A are used here to fix the functionalized slab 100 and the interface layer 20 on the roadway 200.
  • the profiled clamping element 30, is shaped to be positioned at the sides of the rectangle formed by the functionalized structure 2. This first example is in particular shown in FIG. 5.
  • the profiled clamping element 30 is in a rectilinear shape. Its dimensions are less than or equal to the length of the side of the rectangular shape of the functionalized structure 2.
  • the length of the profiled clamping element 20 is less than 80 centimeters (cm).
  • the profiled clamping element 30A is shaped to be positioned at the corners of the functionalized structure 2 (FIG. 3).
  • the profiled clamping element 30A has an angled portion and in particular makes it possible to connect two profiled clamping elements 30 together according to the first example (as can be seen in FIG. 3).
  • the profiled clamping element 30, 30A has a threshold bar shape allowing the connection between the roadway 200 and the upper face 100A of the functionalized slab 100 (figure 4).
  • the profiled clamping element 30, 30A therefore makes it possible to ensure that the roadway 200 and the functionalized structure 2 are contiguous, so as to ensure continuity of the traffic lane.
  • the section of the profiled clamping element 30, 30A comprises an external support part 32, an intermediate part 34 and an internal clamping part 36.
  • the outer part 32 allows the profiled clamping element 30, 30A to rest on the roadway. It has an oblique portion with an angle of inclination a. This angle of inclination is here less than 30 degrees.
  • a low value of the inclination angle a makes it possible to ensure that the functionalized structure 2 integrates properly into the roadway, in particular by avoiding the formation of a possible step on the roadway that would be felt by vehicles or pedestrians traveling on the functionalized structure 2.
  • the inner clamping part 36 is pressed against the upper face 100A at a contact zone 30B (FIG. 4). This inner clamping part 36 makes it possible to maintain the assembly formed by the functionalized slab 100 and the interface layer 20 in abutment against the roadway 200. In other words, this inner clamping part 36 makes it possible to maintain the functionalized slab 100 and the interface layer 20 in position against the roadway 200.
  • This inner clamping part 36 has a width I greater than 1 centimeter (cm). Preferably, this width I is of the order of 2 cm.
  • the contact zone 30B has a width le of between 3 and 7 millimeters (mm).
  • the contact zone 30B has a width le of the order of 5 mm. This width of the contact zone makes it possible to guarantee good support, on the roadway, of the assembly formed by the functionalized slab 100 and the interface layer 20.
  • the intermediate portion 34 connects the outer support portion 32 and the inner clamping portion 36.
  • the intermediate portion 34 connects the level of the roadway 200 to that of the upper face 100A of the functionalized slab 100.
  • the intermediate part 34 is in the extension of the internal clamping part 36.
  • the intermediate part 34 and the internal clamping part 36 form a part generally parallel to the front face 100A of the functionalized slab 100.
  • the length L (figure 4) of the intermediate part 34 and the internal part 36 of the clamping is between 50 and 80 mm, preferably between 50 and 65 mm.
  • the length L is of the order of 60 mm.
  • the intermediate part 34 comprises, towards the rear of the profiled clamping element 30, 30A, at least one vertical portion 41, 42.
  • Each vertical portion 41, 42 forms, at the rear of the intermediate part 34, a vertical base rib 41, 42.
  • the intermediate part 34 of the profiled clamping element 30, 30A rests on the roadway via these vertical base ribs 41, 42.
  • the intermediate part 34 has increased resistance to support the mechanical loads to which the functionalized structure 1 is exposed and also to support the assembly and fixing of the profiled clamping elements without crushing or excessive tightening of the functionalized structure.
  • the vertical portions 41, 42 are flush with the roadway 200.
  • the vertical portion 43 has a vertical dimension h of between 6 and 15 mm, preferably between 8 and 12 mm.
  • this vertical dimension h is of the order of 9 mm.
  • an interior compartment 45 is defined between one of the vertical base ribs, here the rib 41, and an outer edge 50 of the assembly formed here by the functionalized slab 100 and the interface layer 20.
  • This interior compartment 45 here allows the passage of electrical cables (not shown in the figures). These electrical cables are for example installed under a set of profiled elements 30C (FIG. 3) which is not described in more detail here.
  • the outer support portion 32 also comprises, towards the rear of the profiled clamping element 30, 30A, at least one vertical portion 43.
  • This vertical portion 43 forms, at the rear of the outer support portion 32, a vertical base rib 43.
  • the outer support portion 32 of the profiled clamping element 30, 30A rests on the roadway via this vertical base rib 43 (in the same way as for the intermediate portion 34).
  • This rib also makes it possible to reinforce the support of the profiled clamping element 30, 30A on the roadway and to support the external support part 32 (which has an oblique shape).
  • the profiled clamping element 30, 30A comprises a metallic material. It is for example formed in one piece by molding. It can also be formed by extrusion. This is particularly advantageous because it makes it possible to precisely form the different parts of the profiled clamping element (in particular the vertical ribs) while guaranteeing the solidity of the entire profiled clamping element 30. This solidity is then passed on when using the functionalized structure 2, with improved resistance to impacts and mechanical loads.
  • the profiled clamping element 30, 30A is made of aluminum.
  • the use of aluminum also makes it possible to guarantee sufficient flexibility of the functionalized structure 2.
  • the profiled clamping element may be formed from a composite material comprising a mixture of polymers and glass fibers.
  • the profiled clamping element may be formed from a composite material comprising a mixture of polymers and mineral fillers.
  • the assembly formed here by the functionalized slab 100 and the interface layer 20 is held on the roadway 200 by the profiled clamping element 30, 30A which is itself fixed to the roadway by means of fixing members 80 (figures 3 and 4).
  • the surface of cooperation between the fixing means (here the profiled clamping element 30, 30A) and the front face 100A is defined by the contact surface between the inner clamping part 36 and the front face 100A.
  • This surface of cooperation here has a generally rectangular shape.
  • the surface of cooperation is less than 20% of the total surface of the front face 100A of the functionalized structure 2.
  • the fixing members 80 are here distributed along the entire periphery of the functionalized structure 2 (figure 3).
  • a profiled clamping element 30 according to the first example rectilinear shape
  • several fixing members 80 are provided (per profiled clamping element 30), spaced apart from each other by a distance of less than 50 cm, for example of the order of 30 cm.
  • the fixing member 80 cooperates with the intermediate part 34 of the profiled clamping element 30, 30A to tighten this intermediate part 34 (and therefore the profiled clamping element 30) towards the roadway 200.
  • This also makes it possible to keep the internal clamping part 36 in abutment against the front face 100A of the functionalized slab 100.
  • This cooperation also makes it possible to keep the external support part 32 in abutment against the roadway 200.
  • the fixing member 80 extends into the rib 42. This configuration further reinforces the resistance to shocks and mechanical loads undergone by the profiled clamping element 30.
  • the fixing member could pass through the profiled clamping element through a compartment formed between two adjacent ribs present at the rear of the intermediate part.
  • the fixing members 80 are for example screws passing through the profiled clamping element 30.
  • openings 82 are present in the intermediate part 34 (figure 5).
  • the openings 82 intended to receive the fixing members 80 have an oblong shape.
  • This oblong shape makes it possible to authorize a slight displacement during expansion of the functionalized slab or the profiled clamping element or the roadway, thus preventing the formation of support zones that could cause the functionalized slab to break. Thanks to these oblong openings, the functionalized slab can, when expansion constraints apply to it or to the profiled clamping element or to the roadway, slide freely on the roadway. In this case, the fixing member is not subjected to any force.
  • each oblong-shaped opening 82 receiving a fixing member 80 is characterized by two dimensions: a length and a width.
  • each oblong opening 82 is between 8 and 15 mm, preferably between 8 and 12 mm.
  • the length of each oblong opening 82 is of the order of 10 mm.
  • each oblong-shaped opening 82 is between 3 and 10 mm, preferably between 4 and 8 mm.
  • the width of each oblong-shaped opening 82 is of the order of 6 mm.
  • oblong-shaped machining can be carried out around each opening 82.
  • This machining here forms a recess in the profiled clamping element 30, 30A. It then makes it possible to prevent a portion of the corresponding fixing member 80 from protruding from the front face of the profiled clamping element. For example, in the case of a screw, the head of the latter remains contained in the recess formed by this machining.
  • FIGS. 6 and 7 illustrate a third embodiment of the fixing means according to the invention.
  • the configuration implemented in this third embodiment makes it possible to further strengthen the maintenance of the functionalized slab 100 and the interface layer 20 on the roadway 200.
  • This third embodiment is particularly advantageous in the case of a large functionalized slab, that is to say whose total surface area is greater than or equal to 0.4 m2.
  • the functionalized slab has a total surface area of the order of 0.7 m2 .
  • the fixing of the functionalized slab and the interface layer on the roadway is carried out by means of at least one adhesive element.
  • This adhesive element is for example positioned on a rear face of the functionalized structure (i.e. on a lower face of the interface layer).
  • the interface layer comprises a plurality of bonding openings. These bonding openings are for example positioned opposite the spaces formed between the active elements of the functionalized structure.
  • the fixing of the functionalized slab is therefore implemented by introducing the adhesive elements through the adhesive openings.
  • the fixing of the functionalized structure on the roadway is therefore carried out here by means of adhesive points extending through these adhesive openings, from the functionalized slab to the roadway.
  • This embodiment variant is particularly advantageous in the context of solar farms (i.e. a large area in which photovoltaic panels are installed). In particular, this embodiment variant is particularly advantageous in areas where traffic, for example road traffic, is reduced.
  • a rear plate can be positioned at the rear of the functionalized slab 100. More particularly, this rear plate is positioned between the functionalized slab 100 and the interface layer 20. More particularly still, the rear plate is positioned between the lower face 100B of the functionalized slab 100 and the upper face 20A of the interface layer 20.
  • the back plate has a thickness of between 0.5 and 5 millimeters (mm), preferably between 1 and 3 mm.
  • the back plate has a thickness of around 2 mm.
  • the back plate is for example metallic.
  • it may be formed from a composite material or a plastic material (i.e. comprising polymers) or even from a thermoplastic polymer called “Kevlar” (poly(p-phenyleneterephthalamide)).
  • the backplate may have a honeycomb structure as described above.
  • the backplate comprises two thin plates between which is positioned a layer having a honeycomb structure characteristic of the honeycomb structure.
  • the two thin plates are, for example, formed from polymer materials or metal (e.g. aluminum).
  • the layer with the honeycomb structure is, for example, formed from polymer materials or metal (e.g. aluminum).
  • the interface layer has a thickness of between 5 and 15 mm, preferably between 8 and 13 mm.
  • the interface layer 20 has a thickness of the order of 1 cm.
  • the present invention advantageously relates to functionalized structures for solar roads.
  • the invention also advantageously applies to functionalized structures intended to be positioned on a roadway and integrating other active or passive elements.
  • the functionalized structure can be integrated into the surface of trafficable roadways - for any means of rolling, motorized and/or non-motorized, and/or pedestrian transport. More details on the characteristics of such a roadway can be found in document FR3093116.

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Abstract

L'invention concerne une structure fonctionnalisée (2) destinée à être fixée sur une surface circulable (200), comportant: - une couche d'interface (20), et - au moins une dalle fonctionnalisée (100) posée sur la couche d'interface (20), la dalle fonctionnalisée présentant une épaisseur inférieure ou égale à 10 millimètres, la couche d'interface (20) et la dalle fonctionnalisée (100) étant fixées sur la surface circulable (200) par l'intermédiaire d'au moins un moyen de fixation (30, 30A) configuré pour coopérer avec une partie de la structure fonctionnalisée (2) de telle sorte qu'une surface de coopération entre le moyen de fixation (30, 30A) et une face (100A) de la structure fonctionnalisée (2) est inférieure à 20% de la surface totale de ladite face (100A) de la structure fonctionnalisée (2).

Description

Description
Titre de l'invention : Structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une chaussée
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des structures fonctionnalisées, par exemple des structures multicouches, comprenant des composants électroniques, tels que des cellules photovoltaïques ou des diodes électroluminescentes par exemple.
Par le terme « fonctionnalisée », de manière non limitative, on entend l’apport d’une fonction de type générateur d’énergie électrique et/ou de type récepteur d’énergie électrique.
L’invention trouve une application privilégiée dans le domaine des routes solaires. L’invention est par exemple intégrable dans des surfaces circulâmes par des piétons et/ou des véhicules, motorisés ou non, telles que des chaussées ou routes, des pistes cyclables, des plateformes industrielles ou aéroportuaires, des places, des trottoirs, des pontons, des terrasses ou des parkings.
L’invention concerne plus particulièrement une structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une surface circulable.
Etat de la technique
Les chaussées fonctionnalisées sont des chaussées comprenant des éléments électriquement ou optiquement actifs tels que des cellules photovoltaïques ou d’autres éléments électriquement ou optiquement actifs tels que des diodes électroluminescentes (LEDs), des éléments électriques, électroniques, optiques, opto- électriques, piézoélectriques et/ou thermoélectriques. Dans cette description, on entend par « élément actif » un élément qui transmet et/ou reçoit des signaux électriques. Ces éléments peuvent permettre de générer, de recevoir et/ou de communiquer des données, ou encore de générer et transférer de l’énergie.
En particulier, le principe des routes solaires consiste à utiliser les routes ou chaussées comme moyens de production d’énergie électrique, à partir de l’irradiation solaire pendant la journée.
Pour cela, des modules solaires sont insérés dans des chaussées dites circulâmes (routes, trottoirs, etc.), et recouverts par une surface texturée transparente, résistante au passage des véhicules, et répondant aux exigences d’adhérence applicables aux routes et autres voies circulées.
Par exemple, des modules photovoltaïques connus comprennent :
-une plaque transparente en face avant du module ; la face avant étant celle exposée au rayonnement solaire incident lors de l'implantation des modules sur le terrain,
-un ensemble de cellules photovoltaïques interconnectées, enrobées dans une couche d’encapsulation,
-une plaque en face arrière du module photovoltaïque, ou en un « backsheet » formé de polymères multi-couches.
Ce type de module photovoltaïque présente une épaisseur dite fine, généralement inférieure à 5 millimètres.
Actuellement, pour ce type de module photovoltaïque fin (et donc souple), il est connu de fixer le module photovoltaïque sur la chaussée par collage. La colle est répartie sur l’ensemble de la surface du module photovoltaïque en contact avec la chaussée.
Ce mode de fixation présente de nombreux inconvénients. Tout d’abord, il nécessite des conditions météorologiques de pose très spécifiques, avec une température modérée (pas de froid ou de chaleur) et une humidité au sol limitée.
De plus, la mise en œuvre de ce collage du module photovoltaïque sur la chaussée est assez complexe. Elle impose par exemple l’utilisation de produits chimiques particuliers et nécessite une formation approfondie des opérateurs impliqués dans ce processus d’installation. L’installation est d’ailleurs particulièrement difficile pour des opérateurs non formés.
Par ailleurs, il est important qu’aucune bulle ne se forme dans la colle afin d’assurer une bonne durabilité de la fixation. Cela est d’autant plus difficile à réaliser que le module photovoltaïque présente de larges dimensions.
Enfin, les opérations de démontage nécessite forcément la casse du module photovoltaïque lui-même. Il est donc difficile de mettre en œuvre des opérations de maintenance non destructive sur un module photovoltaïque installé sur la chaussée.
Présentation de l'invention
Dans ce contexte, la présente invention propose d’améliorer la fixation d’une structure fonctionnalisée sur la chaussée afin de remédier aux inconvénients précités. L’invention concerne ainsi une structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une surface circulable, comportant :
- une couche d’interface (typiquement d’amortissement élastique), et
- au moins une dalle fonctionnalisée posée sur la couche d’interface, la dalle fonctionnalisée présentant une épaisseur inférieure ou égale à 10 millimètres, la couche d’interface et la dalle fonctionnalisée étant fixées sur la surface circulable par l'intermédiaire d’au moins un moyen de fixation configuré pour coopérer avec une partie de la structure fonctionnalisée de telle sorte qu’une surface de coopération entre le moyen de fixation et une face de la structure fonctionnalisée est inférieure à 20% de la surface totale de ladite face de la structure fonctionnalisée.
Selon l’invention, grâce à un moyen de fixation selon l’invention, la fixation de la structure fonctionnalisée sur la surface circulable est réalisée de manière locale, sans nécessiter l’implication de l’ensemble de la surface totale de la face concernée de la structure fonctionnalisée.
Cette caractéristique permet de garantir une fixation aisée de la structure fonctionnalisée sur la surface circulable tout en permettant également un démontage facile, sans nécessiter la casse de cette structure fonctionnalisée. Cela permet de faciliter les opérations de maintenance sur la structure fonctionnalisée. De plus, l’utilisation de tels moyens de fixation ne nécessite pas de conditions spécifiques de pose ni de formation particulière des opérateurs pour l’installation de la structure fonctionnalisée sur la surface circulable. Cela permet également d’éviter une dégradation de la surface circulable lors de l’installation de la structure fonctionnalisée sur la surface circulable.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la structure fonctionnalisée conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le moyen de fixation comprend au moins une vis traversant la structure fonctionnalisée au travers d’une ouverture de fixation ;
- le moyen de fixation comprend deux vis positionnées, dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée, de manière symétrique par rapport à un centre de symétrie de la structure fonctionnalisée ;
- le moyen de fixation comprend au moins un élément profilé de bridage qui est fixé sur la surface circulable par des organes de fixation pour serrer la dalle fonctionnalisée et la couche d’interface contre la surface circulable, la section de l’élément profilé de bridage comprenant : a) une partie extérieure d’appui sur la surface circulable, b) une partie intérieure de bridage plaquée contre la face supérieure de la dalle fonctionnalisée pour maintenir la dalle fonctionnalisée et la couche d’interface en appui contre la surface circulable, et c) une partie intermédiaire reliant la partie extérieure d’appui et la partie intérieure de bridage ;
- l’élément profilé de bridage est en forme de barre de seuil, la partie extérieure de sa section comportant une portion oblique pour relier le niveau de la surface circulable à celui de la face supérieure de la dalle fonctionnalisée ;
- la partie extérieure de la section de l’élément profilé de bridage comprend, en- dessous de la portion oblique, en regard de la surface circulable, au moins une portion verticale formant sur l’élément profilé de bridage une nervure verticale de piétement pour le renfort et le soutien de la portion oblique ;
- la partie intermédiaire de la section de l’élément profilé de bridage comprend, en regard de la surface circulable, au moins une portion verticale formant sur l’élément profilé de bridage une nervure verticale de piétement pour le renfort et le soutien de la portion oblique ;
- un compartiment intérieur est formé entre une nervure verticale de l'élément profilé de bridage et une bordure extérieure de l’ensemble formé par la couche d’interface et au moins une dalle fonctionnalisée, ledit compartiment intérieur formant un passage de câbles électriques ;
- les organes de fixation coopèrent avec la partie intermédiaire de la section de l’élément profilé de bridage pour serrer celle-ci vers la surface circulable, la partie intérieure de bridage de la section de l’élément profilé de bridage étant ainsi maintenue en appui contre la dalle fonctionnalisée ;
- les organes de fixation comportent des vis traversant l’élément profilé de bridage au travers d’ouvertures présentant une forme oblongue ;
- l'élément profilé de bridage comprend un matériau métallique ;
- l’élément profilé de bridage est en aluminium ;
- l’élément profilé de bridage est formé d’un matériau composite comprenant un mélange de polymères et de fibres de verre ; - la partie intérieure de bridage présente une largeur supérieure ou égale à 1 cm ;
- il est également prévu au moins une vis traversant la structure fonctionnalisée au travers d’une ouverture de fixation, ladite vis étant positionnée dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée ;
- le moyen de fixation comprend une pluralité d’éléments de fixation positionnés dans une partie périphérique de la structure fonctionnalisée ; et
- il est prévu une pluralité d’ouvertures de collage dans la couche d’interface, le moyen de fixation étant formé par un élément de colle positionné sur une face arrière de la structure fonctionnalisée et traversant ladite pluralité d’ouvertures de collage.
Les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description détaillée de l'invention
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur les dessins. Par conséquent, il faut comprendre que, lorsque les caractéristiques mentionnées dans les revendications sont suivies de signes de référence, ces signes sont inclus uniquement dans le but d'améliorer l'intelligibilité des revendications et ne limitent aucunement la portée des revendications.
Sur les dessins annexés :
[Fig. 1 ] représente une vue avant d’un exemple d’une structure fonctionnalisée selon un premier mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 2] représente une vue en coupe de la structure fonctionnalisée de la figure 1 ,
[Fig. 3] représente une vue avant d’un exemple d’une structure fonctionnalisée selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 4] représente une vue en coupe partielle de la structure fonctionnalisée de la figure 3,
[Fig. 5] représente une vue en perspective avant d’un exemple d’un élément profilé de bridage conforme à l’invention,
[Fig. 6] représente une vue avant d’un exemple d’une structure fonctionnalisée selon un troisième mode de réalisation de l’invention, [Fig. 7] représente une vue en coupe de la structure fonctionnalisée de la figure
6,
[Fig. 8] représente une vue avant d’un exemple d’une structure fonctionnalisée selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l’invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
Dans la description qui va suivre, les termes « avant » et « arrière » seront utilisés par rapport à la chaussée. Ainsi, l’avant d’un élément désigne le côté tourné à l’opposé de la chaussée tandis que l’arrière désigne le côté tourné vers la chaussée.
Les figures 1 à 4, 6 à 8 représentent, de manière schématique, différentes vues d’une structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 selon quatre modes de réalisation de l’invention. Cette structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 est par exemple destinée à être fixée sur une surface circulable 200 telle qu’une chaussée circulable ou piétonne. Dans la suite de cette description, on parlera de chaussée 200 de manière générale.
La structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 présente ici une forme globalement rectangulaire. En variante, elle peut être de toute autre forme, par exemple circulaire.
Comme le montrent les figures 2, 4, 7 et 8, cette structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 comprend au moins une dalle fonctionnalisée 100, une couche d’interface 20 (associée à chaque dalle fonctionnalisée 100) et au moins un moyen de fixation 70 ; 30.
Dalle fonctionnalisée 100 :
La dalle fonctionnalisée 100 se présente sous la forme d’un élément monobloc, c’est-à-dire ne formant qu’une seule pièce. Elle présente une première face, dite face supérieure 100A (également appelée face avant 100A dans la suite), destinée à former la face externe de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 et une face inférieure 100B opposée et préférentiellement parallèle à la face supérieure 100A.
La face supérieure 100A représente par exemple la surface de roulement de la zone circulable.
Entre ses deux faces, la dalle fonctionnalisée 100 comporte plusieurs composants électroniques. Plus particulièrement, ces composants électroniques sont encapsulés entre la face supérieure 100A et la face inférieure 100B de la dalle fonctionnalisée 100. Sa face supérieure 100A est avantageusement plane.
La dalle fonctionnalisée 100 comporte par exemple un ensemble de fonctionnalisation électrique qui permet de conférer à la dalle, une fonction électrique de type générateur d'énergie électrique ou/et une fonction électrique de type récepteur d'énergie électrique (c'est-à-dire consommateur), par exemple un récepteur de signal électrique telle qu’une antenne.
Comme le montrent les figures 3 et 6, la structure fonctionnalisée 1 ; 3 peut comporter plusieurs dalles fonctionnalisées 100. Ces différentes dalles fonctionnalisées 100 sont par exemple fixées entre elles par l’intermédiaire d’éléments 105 positionnés dans les interstices présents entre deux dalles fonctionnalisées 100 adjacentes.
Dans une telle configuration, chaque dalle fonctionnalisée 100 peut être dotée d'une ou plusieurs fonctions, selon le type des dalles employées.
Selon l’invention, l’ensemble de fonctionnalisation des dalles fonctionnalisées 100 prend différentes configurations selon la fonctionnalité de type générateur ou récepteur à apporter à la dalle fonctionnalisée 100 et à la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4.
Selon une première configuration, conférant exclusivement à la dalle un type générateur d'énergie électrique, l’ensemble de fonctionnalisation électrique (et donc la dalle fonctionnalisée 100) se présente sous la forme d’un module photovoltaïque. Ce module photovoltaïque se présente par exemple sous la forme d’un empilement multicouche du type de celui décrit dans le brevet FR3093116.
Selon une autre configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte de manière exclusive un circuit récepteur d'énergie électrique.
Ainsi, dans une deuxième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte par exemple un circuit électronique de signalisation lumineux et/ou sonore.
Le circuit électronique de signalisation lumineux comprend par exemple une ou plusieurs diodes électroluminescentes permettant de fournir un éclairage.
Dans cette deuxième configuration, la structure de l'ensemble de fonctionnalisation électrique est similaire à celle de la première configuration de type photovoltaïque (notamment par exemple dans la structure multicouche). Les différences résident dans le fait qu'il emploie un bloc de signalisation incluant des diodes électroluminescentes.
Dans une troisième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte un module de recharge de véhicule électrique par induction. Cette solution permet de recharger un véhicule électrique lorsque celui-ci est immobile sur la chaussée ou sur une place de parking.
Dans une quatrième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte des capteurs permettant l’acquisition de données météorologiques de manière à former une station météorologique.
Dans une cinquième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte tous types de capteurs, par exemple de type capteur de température, de type capteur de pollution ou de type comptage de véhicules.
Dans une sixième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte une ou plusieurs bornes de connexion à un ou plusieurs réseaux de communication sans fil. Il s'agira par exemple d'une borne fonctionnant selon un protocole de communication connu tel que WIFI, Bluetooth, 3G, 4G, Lora (pour « Long Range » selon l’appellation d’origine anglosaxonne), LTE M1 , NB-loT (pour « Narrowband Internet of Things » selon l’appellation d’origine anglosaxonne) ou autre protocole équivalent. Il s'agira alors de proposer une dalle fonctionnalisée dotée d'une ou plusieurs de ces fonctions de communication.
Dans une septième configuration, l'ensemble de fonctionnalisation électrique comporte une structure chauffante comprenant par exemple des résistances ou une résille permettant de chauffer l'infrastructure, pour notamment la dégivrer en hiver.
Quelle que soit la configuration adoptée, la dalle fonctionnalisée 100 conforme à l’invention présente une épaisseur inférieure ou égale à 10 millimètres. L’invention s’applique donc de manière avantageuse aux dalles fonctionnalisées dites fines. Intrinsèquement, de par leur faible épaisseur, ces dalles fonctionnalisées sont souples.
Couche d’interface 20:
Comme le montrent les figures 2, 4 et 7, la couche d’interface 20 est positionnée entre la dalle fonctionnalisée 100 et la chaussée 200. La dalle fonctionnalisée 100 est posée sur la couche d’interface 20. Plus particulièrement, la face inférieure 100B de la dalle fonctionnalisée 100 est positionnée en contact d’une face supérieure 20A de la couche d’interface 20. Une face inférieure 20B de la couche d’interface 20 est quant à elle positionnée au contact de la chaussée 200.
Cette couche d’interface 20 joue un rôle de « tampon » entre dalle fonctionnalisée 100 et la chaussée 200 (l’appellation « couche d’interface » illustre d’ailleurs ce caractère intermédiaire de cette couche entre la dalle fonctionnalisée et la chaussée). En effet, lors du passage des véhicules sur la structure fonctionnalisée 1 , la dalle fonctionnalisée 100 subit notamment la charge mécanique induite par les véhicules. En particulier, elle permet de transférer les efforts mécaniques vers l’arrière de la structure fonctionnalisée. Elle présente donc une fonction d’absorption et de répartition des efforts mécaniques.
Par ailleurs, cette couche d’interface 20 permet également de compenser un éventuel aspect granulaire de la chaussée 200, permettant alors d’éviter de fragiliser la dalle fonctionnalisée 100. En particulier, elle permet d’éviter un éventuel poinçonnement par l’arrière de la structure fonctionnalisée. Elle présente alors une fonction d’amortissement.
Bien que la dalle fonctionnalisée 100 comprenne des matériaux lui permettant d’être résistants aux chocs et aux charges mécaniques, il ne l’est malgré tout pas suffisamment s’il est fixé directement sur la chaussée. Cette couche d’interface 20 permet donc de renforcer la résistance de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4.
Selon un premier exemple, cette couche d’interface 20 comprend par exemple un matériau élastomère. Il s’agit par exemple d’un caoutchouc régénéré, d’élastomère de type caoutchouc EPDM (pour éthylène-propylène-diène monomère) ou d’élastomère de type caoutchouc NBR (pour butadiène-acrylonitrile). Dans ce premier exemple, la couche d’interface est donc élastique.
Cette couche d’interface 20 présente une épaisseur comprise entre 1 et 10 mm, de préférence comprise entre 3 et 7 mm. Ici, la couche d’interface 20 présente une épaisseur de l’ordre de 5 mm.
Selon un second exemple, la couche d’interface se présente sous la forme d’une structure en nid d’abeille. Plus précisément, dans ce second exemple, la couche d’interface comprend deux plaques minces entre lesquelles est positionnée une couche présentant une structure alvéolaire caractéristique de la structure en nid d’abeille. Les deux plaques minces sont par exemple formées en matériaux polymères ou en métal (par exemple en aluminium). La couche présentant la structure alvéolaire est par exemple formée en matériaux polymères ou en métal (par exemple en aluminium).
Dans ce second exemple, la couche d’interface présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 mm, de préférence comprise entre 8 et 13 mm. Ici, la couche d’interface 20 présente une épaisseur de l’ordre de 1 cm (centimètre).
Cette structure en nid d’abeille est particulièrement avantageuse car elle permet de répartir les efforts mécaniques subis par la structure fonctionnalisée tout en évitant un poinçonnement par l’arrière de celle-ci. Elle permet notamment d’absorber d’éventuelles déformations dues à la présence de cailloux sur la chaussée par exemple, sans se déformer (grâce notamment à la présence des alvéoles).
En variante, la couche d’interface peut être formée de la couche comprenant le matériau élastomère et de la couche présentant une structure en nid d’abeille.
Moyen de fixation 70 ; 30, 30A :
La présente invention porte plus particulièrement sur la façon dont la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 sont fixées sur la chaussée 200.
La structure fonctionnalisée 1 comprend au moins un moyen de fixation 70 ; 30, 30A configuré pour coopérer avec une partie de la structure fonctionnalisée 1 . Ce moyen de fixation 70 ; 30, 30A permet le maintien de la dalle fonctionnalisée 100 et de la couche d’interface 20 sur la chaussée 200 (la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 n’étant ici pas fixées entre elles par ailleurs). Ce moyen de fixation 70 ; 30, 30A permet également d’éviter la rotation de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 mais également d’éviter que la dalle fonctionnalisée 100 ne glisse ou ne se soulève de la chaussée.
Plus particulièrement, comme cela sera illustré par la suite pour les différents modes de réalisation de l’invention, on définit une surface de coopération entre le moyen de fixation et une face de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 (par exemple, la face externe (ou supérieure ou avant) de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 correspondant à la face supérieure 100A de la dalle fonctionnalisée 100 ou la face interne (ou inférieure ou arrière) de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 correspondant à la face inférieure 20B de la couche d’interface 20).
De manière avantageuse selon l’invention, cette surface de coopération est inférieure à 20% de la surface totale de la face concernée de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4. Il s’agit par exemple ici de la face supérieure de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 correspondant à la face supérieure 100A de la dalle fonctionnalisée ou de la face inférieure de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 correspondant à la face inférieure de la couche d’interface 20.
En pratique, grâce à un tel moyen de fixation, la fixation de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 sur la chaussée 200 est réalisée de manière locale, sans nécessiter l’implication de l’ensemble de la surface totale de la face concernée de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4.
Plus particulièrement, comme cela sera vu par la suite, cette fixation est, de préférence, réalisée de manière quasi ponctuelle ou surfacique de manière locale. Par quasi ponctuelle, on entend ici que la surface de coopération est inférieure à 5% de la surface totale de la face concernée de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4.
Cette caractéristique permet de garantir une fixation aisée de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 sur la chaussée 200 tout en permettant également un démontage facile, sans nécessiter la casse de cette structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4. Cela permet de faciliter les opérations de maintenance sur la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4. De plus, l’utilisation de tels moyens de fixation ne nécessite pas de conditions spécifiques de pose ni de formation particulière des opérateurs pour l’installation de la structure fonctionnalisée 1 ; 2 ; 3 ; 4 sur la chaussée 200.
En variante, la dalle fonctionnalisée et la couche d’interface pourrait être fixées entre elles, par exemple par collage. Dans ce cas, le moyen de fixation permet de fixer l’ensemble solidaire formé par la dalle fonctionnalisée et la couche d’interface à la chaussée.
Premier mode de réalisation de l’invention :
Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation du moyen de fixation selon l’invention.
Dans ce mode de réalisation, la fixation de l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 sur la chaussée 200 est réalisée par au moins un élément de fixation 70. Cet élément de fixation 70 est par exemple positionné dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée 1 (c’est-à-dire à distance des bords libres de la structure fonctionnalisée 1 ).
En pratique, cet élément de fixation 70 est positionné entre les éléments actifs de la dalle fonctionnalisée 100 (afin notamment de ne pas les détériorer). De préférence ici, comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, il est prévu deux éléments de fixation 70. Cela permet notamment de renforcer le maintien de la structure fonctionnalisée 1 sur la chaussée 200 tout en répartissent les efforts mécaniques exercés sur la structure fonctionnalisée 1 .
Comme le montrent les figures 1 et 2, ces deux éléments de fixation 70 sont positionnés ici dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée 1 , de manière symétrique par rapport au centre de symétrie O de la structure fonctionnalisée 1 .
En pratique, les éléments de fixation 70 sont par exemple des vis traversant toute l’épaisseur de l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 (figure 2). Pour cela, des ouvertures de fixation 72 traversant l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 sont présentes.
De manière avantageuse, les ouvertures de fixation 72 destinées à recevoir les éléments de fixation 70 présentent une forme circulaire. Chaque ouverture de fixation 72 recevant un élément de fixation 70 est donc caractérisée par un diamètre.
De manière avantageuse, ce diamètre est supérieur à une dimension caractéristique de l’élément de fixation 70. Par exemple, dans le cas où l’élément de fixation 70 est une vis, le diamètre de l’ouverture de fixation 72 est supérieur au diamètre de la tête de vis.
Cette dimension supérieure de l’ouverture du fixation 72 permet alors la création d’un jeu fonctionnel entre les bords de l’ouverture de fixation 72 et l’élément de fixation 70. Cela permet alors d’autoriser un léger déplacement lors de la dilation de la dalle fonctionnalisée ou de la chaussée, permettant ainsi d’éviter la formation de zones d’appui risquant d’entraîner la casse de la dalle fonctionnalisée. Grâce à ces ouvertures de fixation 72 présentant une dimension caractéristique supérieure à la dimension des éléments de fixation 70 qui y sont introduits, la dalle fonctionnalisée 100 peut, lorsque des contraintes de dilatation s’applique sur elle ou sur la chaussée 200, glisser librement sur la chaussée 200. Dans ce cas, l’élément de fixation 70 ne subit aucun effort.
En pratique, le diamètre de chaque ouverture de fixation 72 est supérieur d’au moins 12% à la dimension caractéristique de l’élément de fixation 70. De préférence, le diamètre de chaque ouverture de fixation 72 est supérieur de 15% à la dimension caractéristique de l’élément de fixation 70. De manière optionnelle, un joint de dilatation (par exemple comprenant un matériau polymère) peut être positionné dans l’espace formé entre les bords de l’ouverture de fixation 72 et l’élément de fixation 70. Ce joint de dilatation permet de renforcer l’effet selon lequel l’élément de fixation ne subit aucun effort lorsque des contraintes de dilatation s’applique sur la structure fonctionnalisée.
En variante, les éléments de fixation peuvent être des clous, des chevilles autoforeuses (plus généralement appelées « spit »), des points de colle ou des fermetures de type autogrippantes (tel qu’un « velcro »).
De manière préférentielle selon ce premier mode de réalisation, deux vis 70 sont prévues pour permettre la fixation de la structure fonctionnalisée 1 sur la chaussée 200. La surface de coopération introduite précédemment est ici définie par la section des ouvertures de fixation 72 de forme oblongue. Dans cette configuration, la fixation est dite quasi ponctuelle car la section des deux ouvertures de fixation 72 de forme oblongue est inférieure à 2% de la surface totale de la face externe de la structure fonctionnalisée 1 (qui correspond à la face avant 100A de la dalle fonctionnalisée 100).
Ce premier mode de réalisation des moyens de fixations est particulièrement avantageux car la fixation de la structure fonctionnalisée sur la chaussée est facile à mettre en œuvre. La fixation des vis ne nécessite pas de conditions spécifiques ni de formation particulière pour l’opérateur la mettant en œuvre. De plus, de par le caractère amovible des vis, le démontage de la structure fonctionnalisée de la chaussée est également aisé à mettre en œuvre.
En variante de ce premier mode de réalisation, la structure fonctionnalisée 4 peut comprendre une pluralité d’éléments de fixation 70. Comme cela est représenté sur la figure 8, il peut être prévu une pluralité d’éléments de fixation 70 positionnés dans une partie périphérique de la structure fonctionnalisée 4. Par partie périphérique, on entend ici une zone proche des extrémités libres latérales de la structure fonctionnalisée 4. En d’autres termes, dans ce mode de réalisation, par opposition aux éléments de fixation du premier mode de réalisation positionnés dans une partie centrale, les éléments de fixation sont ici positionnés à proximité des bords de la structure fonctionnalisée 4.
Cette pluralité d’éléments de fixation 70 est par exemple ici formée d’une pluralité de vis. En variante encore (non représentée), les éléments de fixation peuvent être positionnés dans la partie périphérique et la partie centrale de la structure fonctionnalisée.
Cette variante est particulièrement avantageuse dans le cas de dalle fonctionnalisée de grande taille, c’est-à-dire dont la surface totale est supérieure ou égale à 0,4 m2 (mètre carré).
Par exemple, cette variante correspond par exemple à une combinaison des modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 8. Ainsi, dans cet exemple, une pluralité de vis est positionnée dans la partie périphérique de la structure fonctionnalisée et deux vis sont positionnées dans la partie centrale de la structure fonctionnalisée.
Deuxième mode de réalisation de l’invention :
Les figures 3 à 5 illustrent un deuxième mode de réalisation du moyen de fixation selon l’invention.
Dans ce deuxième mode de réalisation, la fixation de la dalle fonctionnalisée 100 et de la couche d’interface 20 sur la chaussée 200 est réalisée par l’intermédiaire d’au moins un élément profilé de bridage 30, 30A.
Comme cela est visible sur la figure 3, il est ici prévu, pour des raisons pratiques de conception, une pluralité d’éléments profilés de bridage 30, 30A. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au nombre d’éléments profilés de bridage 30, 30A représentés sur la figure 3. Toute autre conception, notamment avec des dimensions différentes (par exemple en longueur) des éléments profilés de bridage est envisageable dans la présente invention.
Comme le montre également la figure 3, deux types d’éléments profilés de bridage 30, 30A sont utilisés ici pour fixer la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 sur la chaussée 200.
Un premier exemple, l’élément profilé de bridage 30, est conformé pour être positionné au niveau des côtés du rectangle formé par la structure fonctionnalisée 2. Ce premier exemple est en particulier représenté sur la figure 5. Dans ce cas, l’élément profilé de bridage 30 se présente sous une forme rectiligne. Ses dimensions sont inférieures ou égales à la longueur du côté de la forme rectangulaire de la structure fonctionnalisée 2. Par exemple, la longueur de l’élément profilé de bridage 20 est inférieure à 80 centimètres (cm). Un deuxième exemple, l’élément profilé de bridage 30A, est conformé pour être positionné au niveau des coins de la structure fonctionnalisée 2 (figure 3). Dans ce cas, l’élément profilé de bridage 30A présente une portion en angle et permet notamment de raccorder entre eux deux éléments profilés de bridage 30 selon le premier exemple (tel que cela est visible sur la figure 3).
Quel que soit le type d’élément profilé de bridage 30, 30A considéré, l’élément profilé de bridage 30, 30A présente une forme en barre de seuil permettant la liaison entre la chaussée 200 et la face supérieure 100A de la dalle fonctionnalisée 100 (figure 4).
De manière avantageuse selon l’invention, l’élément profilé de bridage 30, 30A permet donc de s’assurer que la chaussée 200 et la structure fonctionnalisée 2 sont jointives, de manière à assurer une continuité de la voie de circulation.
Comme cela est particulièrement visible sur la figure 4, la section de l’élément profilé de bridage 30, 30A comprend une partie extérieure 32 d’appui, une partie intermédiaire 34 et une partie intérieure 36 de bridage.
La partie extérieure 32 permet l’appui sur la chaussée de l’élément profilé de bridage 30, 30A. Elle présente une portion oblique avec un angle d’inclinaison a. Cet angle d’inclinaison est ici inférieur à 30 degrés.
Une faible valeur d’angle d’inclinaison a permet de s’assurer que la structure fonctionnalisée 2 s’intégre convenablement sur la chaussée, notamment en s’affranchissant de la formation d’une éventuelle marche sur la chaussée que ressentiraient les véhicules ou piétons circulant sur la structure fonctionnalisée 2.
La partie intérieure 36 de bridage est plaquée contre la face supérieure 100A au niveau d’une zone de contact 30B (figure 4). Cette partie intérieure 36 de bridage permet de maintenir l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 en appui contre la chaussée 200. En d’autres termes, cette partie intérieure 36 de bridage permet de maintenir en position la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 contre la chaussée 200.
Cette partie intérieure 36 de bridage présente une largeur I supérieure à 1 centimètre (cm). De préférence, cette largeur I est de l’ordre de 2 cm.
Par ailleurs, la zone de contact 30B présente une largeur le comprise entre 3 et 7 millimètres (mm). Ici, la zone de contact 30B présente une largeur le de l’ordre de 5 mm. Cette largeur de la zone de contact permet de garantir un bon maintien, sur la chaussée, de l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20.
Comme le montre la figure 4, la partie intermédiaire 34 relie la partie extérieure 32 d’appui et la partie intérieure 36 de bridage. En pratique, la partie intermédiaire 34 relie le niveau de la chaussée 200 à celui de la face supérieure 100A de la dalle fonctionnalisée 100.
Ici, la partie intermédiaire 34 se trouve dans le prolongement de la partie intérieure 36 de bridage. En d’autres termes, la partie intermédiaire 34 et la partie intérieure 36 de bridage forment une partie globalement parallèle à la face avant 100A de la dalle fonctionnalisée 100.
La longueur L (figure 4) de la partie intermédiaire 34 et la partie intérieure 36 de bridage est comprise entre 50 et 80 mm, de préférence entre 50 et 65 mm. Ici, la longueur L est de l’ordre de 60 mm.
De manière avantageuse selon l’invention, la partie intermédiaire 34 comprend, vers l’arrière de l’élément profilé de bridage 30, 30A, au moins une portion verticale 41 , 42. Chaque portion verticale 41 , 42 forme, à l’arrière de la partie intermédiaire 34, une nervure 41 , 42 verticale de piètement. En d’autres termes, la partie intermédiaire 34 de l’élément profilé de bridage 30, 30A repose sur la chaussée par l’intermédiaire de ces nervures 41 , 42 verticales de piètement.
Ces nervures permettent de renforcer l’appui de l’élément profilé de bridage 30, 30A sur la chaussée et de soutenir la partie intermédiaire 34. De cette manière, la partie intermédiaire 34 présente une résistance accrue pour supporter les charges mécaniques auxquelles est exposée la structure fonctionnalisée 1 et également pour supporter le montage et la fixation des éléments profilés de bridage sans écrasement ni serrage excessif de la structure fonctionnalisée. Pour que cet effet soit observé, il faut noter, qu’en position de repos, c’est-à-dire sans charges ni contraintes de compression exercées sur la structure fonctionnalisée 2, les portions verticales 41 , 42 affleurent la chaussée 200.
La portion verticale 43 présente une dimension verticale h est comprise entre 6 et 15 mm, de préférence entre 8 et 12 mm. Ici, cette dimension verticale h est de l’ordre de 9 mm. Comme cela est représenté sur la figure 4, un compartiment intérieur 45 est défini entre l’une des nervures verticales de piètement, ici la nervure 41 , et une bordure extérieure 50 de l’ensemble formé ici par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20. Ce compartiment intérieur 45 permet ici le passage des câbles électriques (non représentés sur les figures). Ces câbles électriques sont par exemple installés sous un ensemble d’éléments profilés 30C (figure 3) qui n’est pas décrit plus en détails ici.
Comme cela est visible sur la figure 4, la partie extérieure 32 d’appui comprend également, vers l’arrière de l’élément profilé de bridage 30, 30A, au moins une portion verticale 43. Cette portion verticale 43 forme, à l’arrière de la partie extérieure 32 d’appui, une nervure 43 verticale de piètement. En d’autres termes, la partie extérieure 32 d’appui de l’élément profilé de bridage 30, 30A repose sur la chaussée par l’intermédiaire de cette nervure 43 verticale de piètement (de la même façon que pour la partie intermédiaire 34).
Cette nervure permet également de renforcer l’appui de l’élément profilé de bridage 30, 30A sur la chaussée et de soutenir la partie extérieure 32 d’appui (qui présente une forme oblique).
De manière avantageuse selon l’invention, l’élément profilé de bridage 30, 30A comprend un matériau métallique. Il est par exemple formé d’une seule pièce par moulage. Il peut également être formé par extrusion. Cela est particulièrement avantageux car cela permet de former de manière précise les différentes parties de l’élément profilé de bridage (notamment les nervures verticales) tout en garantissant la solidité de l’ensemble de l’élément profilé de bridage 30. Cette solidité est ensuite répercutée lors de l’utilisation de la structure fonctionnalisée 2, avec une résistance améliorée aux chocs et aux charges mécaniques.
De préférence, l’élément profilé de bridage 30, 30A est en aluminium. L’utilisation de l’aluminium permet également de garantir une flexibilité suffisante de la structure fonctionnalisée 2.
En variante, l’élément profilé de bridage peut être formé d’un matériau composite comprenant un mélange de polymères et de fibres de verre. En variante encore, l’élément profilé de bridage peut être formé d’un matériau composite comprenant un mélange de polymères et de charges minérales. Avantageusement selon l’invention, l’ensemble formé ici par la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20 est maintenu sur la chaussée 200 par l’élément profilé de bridage 30, 30A qui est lui-même fixé sur la chaussée par l’intermédiaire d’organes de fixation 80 (figures 3 et 4).
Dans ce mode de réalisation, la surface de coopération entre le moyen de fixation (ici l’élément profilé de bridage 30, 30A) et la face avant 100A est définie par la surface de contact entre la partie intérieure 36 de bridage et la face avant 100A. Cette surface de coopération présente ici une forme globalement rectangulaire. De manière avantageuse selon l’invention, de par les dimensions de la partie intérieure 36 de bridage, la surface de coopération est inférieure à 20% de la surface totale de la face avant 100A de la structure fonctionnalisée 2.
Les organes de fixation 80 sont ici répartis le long de l’ensemble de la périphérie de la structure fonctionnalisée 2 (figure 3). Par exemple, dans le cas d’un élément profilé de bridage 30 selon le premier exemple (forme rectiligne), il est prévu plusieurs organes de fixations 80 (par élément profilé de bridage 30), espacés les uns par rapport aux autres d’une distance inférieure à 50 cm, par exemple de l’ordre de 30 cm.
Comme le montre la figure 4, l’organe de fixation 80 coopère avec la partie intermédiaire 34 de l’élément profilé de bridage 30, 30A pour serrer cette partie intermédiaire 34 (et donc l’élément profilé de bridage 30) vers la chaussée 200. Cela permet également de maintenir la partie intérieure 36 de bridage en appui contre la face avant 100A de la dalle fonctionnalisée 100. Cette coopération permet également de maintenir la partie extérieure 32 d’appui en appui contre la chaussée 200.
En pratique, comme le montre la figure 4, l’organe de fixation 80 s’étend dans la nervure 42. Cette configuration renforce d’autant plus la résistance aux chocs et charges mécaniques subis par l’élément profilé de bridage 30.
En variante, l’organe de fixation pourrait traverser l’élément profilé de bridage au travers d’un compartiment formé entre deux nervures adjacentes présentes à l’arrière de la partie intermédiaire.
En pratique, les organes de fixation 80 sont par exemple des vis traversant l’élément profilé de bridage 30. Pour cela, des ouvertures 82 sont présentes dans la partie intermédiaire 34 (figure 5).
De manière avantageuse, les ouvertures 82 destinées à recevoir les organes de fixations 80 présentent une forme oblongue. Cette forme oblongue permet d’autoriser un léger déplacement lors de la dilation de la dalle fonctionnalisée ou de l’élément profilé de bridage ou de la chaussée, permettant ainsi d’éviter la formation de zones d’appui risquant d’entraîner la casse de la dalle fonctionnalisée. Grâce à ces ouvertures de forme oblongue, la dalle fonctionnalisée peut, lorsque des contraintes de dilatation s’applique à elle ou à l’élément profilé de bridage ou à la chaussée, glisser librement sur la chaussée. Dans ce cas, l’organe de fixation ne subit aucun effort.
Ici, chaque ouverture 82 de forme oblongue recevant un organe de fixation 80 est caractérisée par deux dimensions : une longueur et une largeur.
La longueur de chaque ouverture 82 de forme oblongue est comprise entre 8 et 15 mm, de préférence entre 8 et 12 mm. Ici, la longueur de chaque ouverture 82 de forme oblongue est de l’ordre de 10 mm.
La largeur de chaque ouverture 82 de forme oblongue est comprise entre 3 et 10 mm, de préférence entre 4 et 8 mm. Ici, la largeur de chaque ouverture 82 de forme oblongue est de l’ordre de 6 mm.
De manière optionnelle, comme visible sur la figure 5, un usinage de forme oblongue peut être réalisé autour de chaque ouverture 82. Cet usinage forme ici un renfoncement dans l’élément profilé de bridage 30, 30A. Il permet alors d’éviter qu’une partie de l’organe de fixation 80 correspondant ne fasse saillie de la face avant de l’élément profilé de bridage. Par exemple, dans le cas d’une vis, la tête de celle-ci reste contenue dans le renfoncement formé par cet usinage.
En variante, l’élément profilé de bridage peut être fixé par collage sur la chaussée. Plus précisément, un élément de colle est introduit entre la partie extérieure d’appui et la chaussée de sorte que l’élément profilé de bridage maintienne en appui, contre la chaussée, l’ensemble formé par la dalle fonctionnalisée et la couche d’interface. Dans cette variante, la surface de coopération est également définie par la surface de contact entre la partie intérieure de bridage et la face avant de la structure fonctionnalisée.
Troisième mode de réalisation :
Les figures 6 et 7 illustrent un troisième mode de réalisation du moyen de fixation selon l’invention.
Ce troisième mode de réalisation de l’invention correspond à une combinaison des premier et deuxième modes de réalisation décrits précédemment. En d’autres termes, dans ce troisième mode de réalisation, la fixation de la dalle fonctionnalisée 100 et de la couche d’interface20 sur la chaussée 200 est réalisée, d’une part, par au moins un élément de fixation 70 (comme dans le premier mode de réalisation décrit précédemment) et, d’autre part, par l’intermédiaire d’au moins un élément profilé de bridage 30, 30A (comme dans le deuxième mode de réalisation décrit précédemment).
Les éléments caractéristiques du premier et du deuxième mode de réalisation ne sont pas décrits à nouveau ici.
La configuration mise en œuvre dans ce troisième mode de réalisation permet de renforcer encore plus le maintien de la dalle fonctionnalisée 100 et de la couche d’interface20 sur la chaussée 200.
Ce troisième mode de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas de dalle fonctionnalisée de grande taille, c’est-à-dire dont la surface totale est supérieure ou égale à 0,4 m2 Par exemple, la dalle fonctionnalisée présente une surface totale de l’ordre de 0,7 m2.
Autre mode de réalisation :
En variante (non représentée) des modes de réalisation de l’invention introduits précédemment, la fixation de la dalle fonctionnalisée et de la couche d’interface sur la chaussée est réalisée par l’intermédiaire d’au moins un élément de colle. Cet élément de colle est par exemple positionné sur une face arrière de la structure fonctionnalisée (c’est-à-dire sur une face inférieure de la couche d’interface).
Plus particulièrement, pour permettre la fixation de la dalle fonctionnalisée et de la couche d’interface sur la chaussée, la couche d’interface comprend une pluralité d’ouvertures de collage. Ces ouvertures de collage sont par exemple positionnées en regard des espaces formés entre les éléments actifs de la structure fonctionnalisée.
En pratique, la fixation de la dalle fonctionnalisée est donc mise en œuvre par introduction des éléments de colle au travers des ouvertures de collage. La fixation de la structure fonctionnalisée sur la chaussée est donc réalisée ici par l’intermédiaire de points de colle s’étendant au travers de ces ouvertures de collage, depuis la dalle fonctionnalisée jusqu’à la chaussée.
Cette variante de réalisation est particulièrement avantageuse dans le contexte des fermes solaires (c’est-à-dire une zone étendue dans laquelle sont installés dans panneaux photovoltaïques). En particulier, cette variante de réalisation est particulièrement avantageuse dans les zones dans lesquelles le trafic, par exemple routier, est réduit.
Plaque arrière :
Quel que soit le mode de réalisation de l’invention présenté précédemment, selon une variante non représentée, de manière optionnelle, une plaque arrière peut être positionnée à l’arrière de la dalle fonctionnalisée 100. Plus particulièrement, cette plaque arrière est positionnée entre la dalle fonctionnalisée 100 et la couche d’interface 20. Plus particulièrement encore, la plaque arrière est positionnée entre la face inférieure 100B de la dalle fonctionnalisée 100 et la face supérieure 20A de la couche d’interface 20.
La plaque arrière présente une épaisseur comprise entre 0,5 et 5 millimètres (mm), de préférence entre 1 et 3 mm. Par exemple, la plaque arrière présente une épaisseur de l’ordre de 2 mm.
La plaque arrière est par exemple métallique. Elle est par exemple ici formée en acier.
En variante, elle peut être formée d’un matériau composite ou d’un matériau plastique (c’est-à-dire comprenant des polymères) ou encore d’un polymère thermoplastique dit « Kevlar » (poly(p-phénylènetéréphtalamide)).
En variante, la plaque arrière peut présenter une structure en nid d’abeille telle que décrite précédemment. Par exemple, dans ce cas, la plaque arrière comprend deux plaques minces entre lesquelles est positionnée une couche présentant une structure alvéolaire caractéristique de la structure en nid d’abeille.
Les deux plaques minces sont par exemple formées en matériaux polymères ou en métal (par exemple en aluminium). La couche présentant la structure alvéolaire est par exemple formée en matériaux polymères ou en métal (par exemple en aluminium).
Ici, la couche d’interface présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 mm, de préférence comprise entre 8 et 13 mm. Ici, la couche d’interface 20 présente une épaisseur de l’ordre de 1 cm.
Cela est particulièrement avantageux car elle permet de garantir une planéité de la structure fonctionnalisée et d’en limiter sa déformation lorsque que celle-ci est soumise à des charges dues par exemple au passage de véhicules.
Applications La présente invention concerne de manière avantageuse les structures fonctionnalisées pour des routes solaires. L’invention s’applique également de manière avantageuse à des structures fonctionnalisées destinées à être positionnés sur une chaussée et intégrant d’autres éléments actifs ou passifs. En particulier, la structure fonctionnalisée est intégrable à la surface de chaussées circulâmes - pour tout moyen de transport roulant, motorisé et/ou non motorisé, et/ou piéton. Plus de détails sur les caractéristiques d’une telle chaussée peuvent être trouvés dans le document FR3093116.

Claims

Revendications
1. Structure fonctionnalisée (1 ; 2 ; 3) destinée à être fixée sur une surface circulable (200), comportant :
- une couche d’interface (20), et
- au moins une dalle fonctionnalisée (100) posée sur la couche d’interface (20), la dalle fonctionnalisée présentant une épaisseur inférieure ou égale à 10 millimètres, la couche d’interface (20) et la dalle fonctionnalisée (100) étant fixées sur la surface circulable (200) par l'intermédiaire d’au moins un moyen de fixation (70 ; 30, 30A) configuré pour coopérer avec une partie de la structure fonctionnalisée (1 ; 2 ; 3) de telle sorte qu’une surface de coopération entre le moyen de fixation (70 ; 30, 30A) et une face (100A) de la structure fonctionnalisée (1 ; 2 ; 3) est inférieure à 20% de la surface totale de ladite face (100A) de la structure fonctionnalisée (1 ; 2 ; 3).
2. Structure fonctionnalisée (1 ; 3) selon la revendication 1 , dans laquelle le moyen de fixation (70) comprend au moins une vis traversant la structure fonctionnalisée (1 ; 3) au travers d’une ouverture de fixation (72).
3. Structure fonctionnalisée (1 ; 3) selon la revendication 2, dans laquelle le moyen de fixation (70) comprend deux vis positionnées, dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée (1 ; 3), de manière symétrique par rapport à un centre de symétrie (O) de la structure fonctionnalisée (1 ; 3).
4. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon la revendication 1 , dans laquelle le moyen de fixation comprend au moins un élément profilé de bridage (30, 30A) qui est fixé sur la surface circulable (200) par des organes de fixation (80) pour serrer la dalle fonctionnalisée (100) et la couche d’interface (20) contre la surface circulable (200), la section de l’élément profilé de bridage (30, 30A) comprenant :
- une partie extérieure (32) d’appui sur la surface circulable (200),
- une partie intérieure (36) de bridage plaquée contre la face supérieure (100A) de la dalle fonctionnalisée (100) pour maintenir la dalle fonctionnalisée (100) et la couche d’interface (20) en appui contre la surface circulable (200), et
- une partie intermédiaire (34) reliant la partie extérieure (32) d’appui et la partie intérieure (36) de bridage.
5. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon la revendication 4, dans laquelle l’élément profilé de bridage (30, 30A) est en forme de barre de seuil, la partie extérieure (32) de sa section comportant une portion oblique pour relier le niveau de la surface circulable (200) à celui de la face supérieure (100A) de la dalle fonctionnalisée (100).
6. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon la revendication 5, dans laquelle la partie extérieure (32) de la section de l’élément profilé de bridage (30) comprend, en-dessous de la portion oblique, en regard de la surface circulable (200), au moins une portion verticale (43) formant sur l’élément profilé de bridage (30, 30A) une nervure verticale de piétement pour le renfort et le soutien de la portion oblique.
7. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans laquelle la partie intermédiaire (34) de la section de l’élément profilé de bridage (30, 30A) comprend, en regard de la chaussée (200), au moins une portion verticale (41 , 42) formant sur l’élément profilé de bridage (30, 30A) une nervure verticale de piétement pour le renfort et le soutien de la portion oblique.
8. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle un compartiment intérieur (45) est formé entre une nervure verticale (43) de l'élément profilé de bridage (30, 30A) et une bordure extérieure (50) de l’ensemble formé par la couche d’interface (20) et au moins une dalle fonctionnalisée (100), ledit compartiment intérieur (45) formant un passage de câbles électriques.
9. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans laquelle les organes de fixation (80) coopèrent avec la partie intermédiaire (34) de la section de l’élément profilé de bridage (30, 30A) pour serrer celle-ci vers la surface circulable (200), la partie intérieure (36) de bridage de la section de l’élément profilé de bridage (30, 30A) étant ainsi maintenue en appui contre la dalle fonctionnalisée (100).
10. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, dans laquelle les organes de fixation (80) comportent des vis traversant l’élément profilé de bridage (30, 30A) au travers d’ouvertures (82) présentant une forme oblongue.
11. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 10, dans laquelle l'élément profilé de bridage (30, 30A) comprend un matériau métallique.
12. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 11 , dans laquelle l’élément profilé de bridage (30, 30A) est en aluminium.
13. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 10, dans laquelle l’élément profilé de bridage (30, 30A) est formé d’un matériau composite comprenant un mélange de polymères et de fibres de verre.
14. Structure fonctionnalisée (2 ; 3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 13, dans laquelle la partie intérieure (36) de bridage présente une largeur supérieure ou égale à 1 cm.
15. Structure fonctionnalisée (3) selon l’une quelconque des revendications 4 à 14, dans laquelle il est également prévu au moins une vis (70) traversant la structure fonctionnalisée (3) au travers d’une ouverture de fixation (72), ladite vis (70) étant positionnée dans une partie centrale de la structure fonctionnalisée (3).
16. Structure fonctionnalisée selon la revendication 2, dans laquelle le moyen de fixation (70) comprend une pluralité d’éléments de fixation positionnés dans une partie périphérique de la structure fonctionnalisée.
17. Structure fonctionnalisée selon la revendication 1 , dans laquelle il est prévu une pluralité d’ouvertures de collage dans la couche d’interface, le moyen de fixation étant formé par un élément de colle positionné sur une face arrière de la structure fonctionnalisée et traversant ladite pluralité d’ouvertures de collage.
EP24708232.4A 2023-03-06 2024-03-05 Structure fonctionnalisée destinée à être fixée sur une chaussée Pending EP4677152A1 (fr)

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