FR2933999A1 - Procede et dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaiques sur une surface plate - Google Patents

Procede et dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaiques sur une surface plate Download PDF

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Abstract

Procédé pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur une surface plate, en particulier sur une toiture-terrasse, caractérisé en ce que des caissons (1) présentant une ouverture supérieure (2) délimitée par une bordure supérieure (3), sont posés sur la surface réceptrice à couvrir (S), ces caissons (1) sont ensuite chargés avec un matériau de lestage (L), par exemple constitué par des gravillons, et les panneaux modulaires photovoltaïques (7) sont enfin posés et fixés rigidement et de manière démontable sur les caissons lestés, au moyen d'organes complémentaires de fixation (9, 10).

Description

-1- Procédé et dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur une surface plate.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur une surface plate ou à peu près plate. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur des toits plats, tels que, par exemple, des toitures-terrasses. On connaît les couvertures de surfaces à l'aide de panneaux 10 photovoltaïques pour produire de l'énergie électrique à partir du rayonnement solaire. Le plus souvent, ces couvertures photovoltaïques sont destinées aux toitures des habitations. Ces toitures étant généralement inclinées, l'installation des panneaux photovoltaïques est réalisée par la mise en oeuvre de dispositifs et 15 procédés très divers. Il est aussi connu d'installer des panneaux photovoltaïques sur des surfaces horizontales ou approximativement horizontales telles que toits-terrasses (WO-03087493), ponts de bateaux (FR-2.830.835), etc. Par exemple, le document WO-03087493 décrit des modules 20 photovoltaïques rectangulaires installés sur le toit d'un bâtiment, à l'aide de supports et de dispositifs de fixation disposés en colonnes et en rangées. Chaque support comprend un socle posé sur le toit du bâtiment, et une première et une seconde pattes de fixation fixées à des extrémités opposées du socle. Chaque patte de fixation comprend des éléments doubles pouvant recevoir deux modules 25 photovoltaïques différents, et chaque module photovoltaïque présente une cheville de fixation à proximité de chacun de ses quatre coins. Chaque module est posé et fixé par deux chevilles de fixation à des premières pattes de fixation différentes. L'inconvénient de ce dispositif est qu'il nécessite la mise en place d'une structure porteuse complexe utilisant un nombre important de composants de 30 nature et de conformation variées, et implique, d'une part le recours à des installateurs spécialisés et, d'autre part, des temps de montage et, en cas de besoin, de dépose, relativement longs, ce qui influe défavorablement sur le coût des installations. En outre, l'utilisation de nombreux composants différents entraîne des problèmes d'approvisionnement et de stockage. -2- Un autre inconvénient de tels dispositifs est qu'ils ne dispensent pas de la mise en place d'une protection lourde, généralement par une couche de gravillons, de l'étanchéité des surfaces plates réceptrices. Un but de la présente invention est de mettre à la disposition des constructeurs et installateurs, un procédé et un dispositif de pose de panneaux modulaires photovoltaïques exempts des inconvénients des procédés et systèmes de pose actuellement proposés. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé suivant lequel des caissons présentant une ouverture supérieure délimitée par une bordure supérieure, sont posés sur la surface réceptrice à couvrir, ces caissons sont ensuite chargés avec un matériau de lestage, par exemple constitué par des gravillons, et les panneaux modulaires photovoltaïques sont enfin posés et fixés rigidement et de manière démontable sur les caissons lestés, au moyen d'organes complémentaires de fixation.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, les panneaux modulaires photovoltaïques sont posés et fixés, de manière démontable, sur des platines d'appui constituant la partie supérieure de l'un des éléments de dispositifs de fixation équipant au moins deux bords opposés de la bordure supérieure des caissons.
Suivant une autre disposition caractéristique, les panneaux modulaires photovoltaïques sont posés et fixés sur des platines d'appui réglables en hauteur. Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend des caissons présentant une ouverture supérieure délimitée par une bordure supérieure et susceptibles d'être garnis d'un matériau de lestage, au moins deux bords opposés de ladite bordure supérieure étant munis, chacun, de l'un des organes d'un système de fixation, coopérant avec un organe de serrage complémentaire pour assurer la fixation du cadre d'un panneau modulaire photovoltaïque sur les caissons. Selon un mode d'exécution avantageux, les systèmes de fixation comprennent un premier élément fixé sur l'un des cotés des caissons et dont la partie supérieure est constituée par une platine d'appui, et un deuxième élément se fixant sur ledit premier élément et dont la partie supérieure est constituée par une mâchoire permettant le serrage du cadre d'un panneau modulaire photovoltaïque contre ladite platine d'appui.
Selon une autre disposition caractéristique, les premiers éléments comportant la platine d'appui sont fixés de manière réglable en hauteur, sur deux parois latérales opposées des caissons. Selon une autre disposition caractéristique, les caissons présentent une forme rectangulaire, et au moins les deux bords longitudinaux et/ ou au moins les deux bords transversaux sont munis d'au moins un système de fixation des panneaux modulaires photovoltaïques. Le procédé et le dispositif selon l'invention procurent plusieurs avantages intéressants. Notamment : - ils permettent une grande facilité de pose des couvertures photovoltaïques sur des surfaces horizontales telles que toitures-terrasses ; ils autorisent une dépose de ces couvertures photovoltaïques avec les mêmes facilité et rapidité ; ils respectent pleinement l'intégrité des surfaces étanches sur lesquelles sont posées les couvertures photovoltaïques, la pose des supports de panneaux ne nécessitant, en effet, l'exécution d'aucun orifice d'ancrage dans lesdites surfaces ; les caissons de support sont conformés de façon à être empilables ce qui permet une facilité de stockage et de transport de ces derniers ; ils permettent une mise en place de la structure porteuse et la fixation sur celle-ci des panneaux photovoltaïques, par des exécutants non spécialisés ou peu spécialisés. D'autre part, la couverture photovoltaïque réalisée selon l'invention assure la protection lourde des ouvrages d'étanchéité des surfaces à couvrir (par exemple : toiture terrasse) contre les chocs thermiques et les rayons ultra-violets (U.V.) de plus, la lame d'air présente entre les caissons lestés et l'arrière des panneaux photovoltaïques permet une régulation de la température. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un caisson support de panneaux photovoltaïques selon l'invention, muni de l'élément fixe de ses systèmes de fixation seulement La figure 2 est une vue en plan de ce caisson. 2933999 -4- La figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue de face du caisson. Les figures 5A et 5B sont des vues en perspective éclatées de deux 5 exemples de réalisation du système de fixation des panneaux photovoltaïques sur les caissons de lestage. La figure 6 est une vue en perspective montrant le positionnement des caissons de lestage sur une toiture plate. La figure 7 montre le lestage des caissons au moyen d'un matériau de 10 lestage constitué, selon l'exemple illustré, par des gravillons. La figure 8 est une vue en plan avec arrachement partiel, représentant la pose d'un panneau modulaire photovoltaïque sur deux caissons lestés juxtaposés. La figure 9 est une vue en perspective montrant le positionnement et la fixation de deux panneaux photovoltaïques adjacents sur quatre caissons lestés. 15 Les figures 10A et 10B sont des vues de détail, en coupe verticale et à échelle agrandie, montrant le serrage du cadre de bordure d'un panneau photovoltaïque au moyen, respectivement, des deux dispositifs de fixation représentés aux figures 5A et 5B. La figure 11 est une vue en perspective montrant un empilement de 20 caissons de lestage. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant quoique nullement limitatif, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation du dispositif de pose de couverture photovoltaïque sur une surface horizontale ou approximativement horizontale telle qu'un toit plat, selon l'invention. 25 Une toiture-terrasse de ce genre peut présenter une légère pente, généralement comprise entre 1 % et 5 %. Dans le présent exposé et dans les revendications, les mots supérieure , inférieure , verticale sont utilisés en référence au positionnement fonctionnel des éléments constitutifs du dispositif revendiqué. 30 Le dispositif selon l'invention comprend des caissons 1 qui peuvent être exécutés en tous matériaux présentant la robustesse souhaitable, par exemple en acier galvanisé, en matière plastique rigide, etc. Les formes et dimensions de ces caissons sont fonction de la forme et des dimensions des panneaux modulaires photovoltaïques qu'ils sont appelés à 2933999 -5- supporter. Compte tenu du fait que ces derniers ont le plus souvent une forme rectangulaire, les caissons 1 ont, de manière préférée et avantageuse, une forme approximativement parallélépipédique et sont conformés de manière connue en soi pour être empilables. Ils comportent un fond et quatre parois latérales. Le fond 5 pouvant être muni de perforations. De manière intéressante, les caissons de lestage peuvent comporter une partie supérieure 1b de forme parallélépipédique et une partie inférieure 1c de forme tronco-pyramidale, de sorte à permettre un empilement d'une pluralité de caissons (figures11), afin de faciliter leur stockage et leur transport. 10 A titre indicatif seulement, ils peuvent présenter une longueur de l'ordre de 770 mm, une largeur de l'ordre de 500 mm et une hauteur de l'ordre de 120 mm, de sorte à délimiter une cavité intérieure permettant leur chargement avec un volume de lest de poids suffisant pour assurer la stabilité de leur positionnement sur la surface réceptrice. 15 Ces caissons 1 comportent une ouverture supérieure 2 délimitée par une bordure supérieure 3. Au moins deux bords opposés 4 de la bordure supérieure 3 des caissons, sont munis d'un système de fixation 5 permettant l'appui et le serrage de l'un des côtés du cadre 6 d'un panneau photovoltaïque 7. 20 Selon l'exemple illustré, les deux bords opposés de la bordure 3 du caisson munis d'un système de fixation, sont les deux bords transversaux 4 dudit caisson. Cependant, alternativement ou conjointement, au moins un système de fixation 5 pourrait équiper les deux bords longitudinaux 8 des caissons. Les systèmes de fixation 5 peuvent être réalisés en tous matériaux rigides 25 présentant la robustesse adéquate, par exemple en aluminium. Selon le mode d'exécution représenté, les systèmes de fixation 5 sont réalisés en deux parties, à savoir : une platine horizontale 9 destinée à permettre l'appui du cadre 6 d'un panneau photovoltaïque 7, cette platine d'appui constituant la partie 30 supérieure d'une patte en forme d'équerre dont la partie inférieure 9a est fixée sur la partie supérieure de la paroi latérale concernée du caisson, et une mâchoire 10 qui peut être avantageusement constituée par une pièce en forme d'équerre (figure 5A), ou par une pièce en forme de cornière contre-coudée (figure 5B). 2933999 -6- Les systèmes de fixation 5 sont positionnés dans la partie médiane des bords opposés du caisson 1. D'autre part, la platine d'appui 9 est orientée en direction de l'extérieur du caisson. Selon la figure 10A, l'assemblage de la platine d'appui 9 et de la mâchoire 5 de serrage 10 est réalisé au moyen d'une vis 11 (schématisée par l'axe en traits interrompus) traversant un trou 12 ménagé dans la mâchoire 10 et se vissant dans un taraudage 13 ménagé dans la platine 9. Cet assemblage peut également être réalisé. Selon la figure 10B, l'assemblage de la platine d'appui 9 et de la mâchoire 10 de serrage 10 est réalisé au moyen d'une vis ou de la tige d'un boulon (schématisée par l'axe en traits interrompus) traversant un trou 16 ménagé dans le talon 10a de la pièce en forme d'équerre contre-coudée et un trou ou taraudage 13 ménagé dans la platine d'appui 9. Lorsqu'on souhaite positionner les panneaux modulaires photovoltaïques 7 15 de manière très rapprochée, c'est-à-dire en ménageant un espace très réduit entre deux panneaux juxtaposés, la mâchoire de serrage peut être constituée par une simple plaque pourvue d'un trou central pour le passage d'une vis ou de la tige d'un boulon. De manière avantageuse, la platine d'appui 9 est réglable en hauteur. A cet 20 effet, la partie inférieure 9a de la patte constituant la platine d'appui comporte une fente verticale 14 traversée par la tige d'un boulon 15 permettant la fixation de ladite patte sur la paroi latérale concernée 1 a du caisson, dans la position souhaitée. Le dispositif de fixation constitué par la platine d'appui 9 et la mâchoire de 25 serrage 10 permet de réserver un espace entre la surface inférieure des panneaux photovoltaïques 7 et le contenu des caissons de lestage 1, de sorte à autoriser une ventilation sous lesdits panneaux et la présence d'une lame d'air régulatrice de température, entre ces derniers et les caissons lestés. D'autre part, la possibilité de réglage en hauteur de la platine d'appui 9 30 permet, lorsque cela est nécessaire (par exemple lors de la pose des panneaux sur une surface réceptrice à pente nulle), de positionner lesdits panneaux avec une faible inclinaison, par exemple de l'ordre de 1 % à 5 %, afin de favoriser l'écoulement des eaux pluviales sur la couverture photovoltaïque réalisée. -7 une faible inclinaison, par exemple de l'ordre de 1 % à 5 %, afin de favoriser l'écoulement des eaux pluviales sur la couverture photovoltaïque réalisée. Selon le procédé de l'invention, des caissons 1 présentant une ouverture supérieure, sont posés et positionnés sur la surface réceptrice plate S à couvrir (figure 6). Dans l'application à l'installation de panneaux photovoltaïques sur une toiture-terrasse et dans le cas de bâtiments existants, il est préalablement procédé à une intervention de remise à niveau ou de réfection des ouvrages d'étanchéité. Les caissons 1 sont ensuite chargés avec un matériau de lestage L (figure 7), par exemple constitué par des gravillons, ou du gravier, ou du sable ou autre.
Les panneaux modulaires photovoltaïques 7 sont enfin posés et fixés rigidement et de manière démontable sur les caissons lestés, au moyen des organes de fixation complémentaires 9 et 10. De préférence et avantageusement, les panneaux modulaires photovoltaïques 7 sont posés et fixés, de manière démontable, sur les platines 15 d'appui 9 des dispositifs de fixation précédemment décrits. Les panneaux modulaires photovoltaïques 7 ont, préférentiellement, une forme rectangulaire, et il est prévu que la largeur des caissons 1 soit plus de deux fois plus petite que la longueur desdits panneaux de sorte que chacun de ceux-ci puisse être posé transversalement sur deux caissons juxtaposés (figure 8).
20 Suivant une autre disposition caractéristique de l'invention, la couverture photovoltaïque constituée par les caissons lestées 1 et les panneaux photovoltaïques 7, est utilisée pour constituer une protection lourde des ouvrages d'étanchéité contre les chocs thermiques et les rayons ultra-violets (UV), à la place de la protection habituelle par couche de gravillons. 25 30

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur une surface plate, en particulier sur une toiture-terrasse, caractérisé en ce que des caissons (1) présentant une ouverture supérieure (2) délimitée par une bordure supérieure (3), sont posés sur la surface réceptrice à couvrir (S), ces caissons (1) sont ensuite chargés avec un matériau de lestage (L), par exemple constitué par des gravillons, et les panneaux modulaires. photovoltaïques (7) sont enfin posés et fixés rigidement et de manière démontable sur les caissons lestés, au moyen d'organes complémentaires de fixation (9, 10).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux modulaires photovoltaïques (7) sont posés et fixés, de manière démontable, sur des platines d'appui (9) constituant la partie supérieure de l'un des éléments de dispositifs de fixation (9, 10) équipant au moins deux bords opposés (4) de la bordure supérieure (3) des caissons (1).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les panneaux modulaires photovoltaïques (7) sont posés et fixés sur des platines d'appui (9) réglables en hauteur, de sorte à permettre un positionnement desdits panneaux avec une faible inclinaison favorisant l'écoulement des eaux pluviales.
  4. 4. Utilisation de panneaux modulaires photovoltaïques posés sur une surface plate, selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour la protection lourde des ouvrages d'étanchéité contre les chocs thermiques et les rayons ultra-violets (UV), à la place de la protection habituelle par couche de gravillons.
  5. 5. Dispositif pour la pose de panneaux modulaires photovoltaïques sur une surface plate, en particulier sur une toiture-terrasse, caractérisé en ce qu'il comprend des caissons (1) présentant une ouverture supérieure (2) délimitée par une bordure supérieure (3) et susceptibles d'être garnis d'un matériau de lestage, au moins deux bords opposés (4) de ladite bordure supérieure étant munis, chacun, de l'un (9) des organes d'un système de fixation (9, 10), coopérant avec un organe de serrage complémentaire (10) 2933999 -9- pour assurer la fixation du cadre (6) d'un panneau modulaire photovoltaïque (7) sur les caissons (1).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les systèmes de fixation (9, 10) comprennent un premier élément fixé sur l'un des cotés des 5 caissons et dont la partie supérieure (9) est constituée par une platine d'appui, et un deuxième élément (10) se fixant sur ledit premier élément et dont la partie supérieure est constituée par une mâchoire permettant le serrage du cadre (6) d'un panneau modulaire photovoltaïque (7) contre ladite platine d'appui (9). 10
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers éléments comportant la platine d'appui (9) sont fixés de manière réglable en hauteur, sur deux parois latérales opposées (la) des caissons (1).
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les caissons présentent une forme rectangulaire, et au moins leurs 15 deux bords transversaux (4) sont munis d'au moins un système de fixation (5) des panneaux modulaires photovoltaïques (7).
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les systèmes de fixation (5) sont disposés dans la partie médiane des bords transversaux (4) des caissons. 20
  10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les caissons (1) sont conformés de sorte à permettre leur empilement.
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