FR2949487A1 - Structure d'integration de panneaux photovoltaiques, profil filant, traverses et pinces pour une telle structure - Google Patents

Structure d'integration de panneaux photovoltaiques, profil filant, traverses et pinces pour une telle structure Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés comprenant au moins un profil filant (1) selon l'invention, comprenant des premiers moyens de fixation aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'intérieur du bâtiment. La structure d'intégration peut en outre comprendre une ou plusieurs traverses disposées de façon à relier deux profils filants (1) afin de supporter un bord d'au moins un panneau photovoltaïque encadré (P), le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) pouvant notamment être fixés à la ou aux traverses depuis l'intérieur du bâtiment. La fixation du ou des panneaux photovoltaïques encadrés (P) aux profils filants (1) ou aux traverses peut se faire par une ou des pinces (4) selon l'invention.

Description

STRUCTURE D'INTEGRATION DE PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES, PROFIL FILANT, TRAVERSES ET PINCES POUR UNE TELLE STRUCTURE La présente invention concerne le domaine des panneaux photovoltaïques ou solaires, et porte en particulier sur une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques comprenant des profils filants et des traverses permettant l'installation de tout type de panneaux photovoltaïques depuis l'intérieur du bâtiment. L'installation de panneaux photovoltaïques sur les toitures des maisons, immeubles d'habitation ou bâtiments industriels, s'est largement répandue ces dernières années, pour des raisons économiques et de 15 protection de l'environnement. Il est en général nécessaire de retirer la surface de la couverture de la toiture, couverture constituée de tuiles ou de tôles, afin de permettre un accès à la charpente, constituée en générale de pannes 20 horizontales dans le même plan dans le cas de bâtiments industriels et de pannes horizontales et de chevrons dans le cas des maisons dont le toit est incliné. Les panneaux photovoltaïques, qui constitueront donc la couverture de la toiture, ne sont pas fixés 25 directement à la charpente mais le sont par l'intermédiaire d'une structure dite d'intégration de panneaux photovoltaïques. De plus, les panneaux photovoltaïques sont disposés dans des cadres prenant en sandwich les bords des 30 panneaux photovoltaïques afin de permettre une fixation à la structure d'intégration. Une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques classique est en général composée de tubes en aluminium fixés aux pannes par vissage, de façon à s'étendre perpendiculairement à celles-ci. Les cadres des panneaux photovoltaïques encadrés sont ensuite fixés aux tubes en aluminium par vissage.
Il est important de noter que ces structures sont installées et peuvent être démontées depuis l'extérieur du bâtiment, c'est-à-dire que les différents opérations de fixation des tubes en aluminium à la charpente et des panneaux photovoltaïques encadrés aux tubes en aluminium sont effectuées par un opérateur se trouvant sur la toiture du bâtiment. S'ensuit bien entendu des risques d'accidents graves, par exemple la chute d'un opérateur. De plus, lors de l'installation des panneaux photovoltaïques, l'opérateur n'a dans la majorité des cas pas d'autres choix que de marcher sur les panneaux photovoltaïques déjà installés, détériorant et/ou salissant ces derniers et réduisant ainsi leur rendement. Bien que d'importants développements ont été apportés à la technologie des panneaux photovoltaïques, leurs coûts restent élevés et représentent un investissement important. Un phénomène de vol de panneaux photovoltaïques est donc apparu en raison de la valeur de ces panneaux photovoltaïques et du fait que ces derniers sont disposés à l'extérieur, souvent, en particulier lorsqu'ils sont installés sur des bâtiments industriels, dans des zones non surveillées et généralement isolées. En outre, étant donné que la structure d'intégration est fixée à la charpente d'une manière telle qu'elle est peut être démontée depuis l'extérieur, le vol des panneaux photovoltaïques est grandement facilité.
Se pose en outre un problème d'étanchéité de la liaison entre les panneaux photovoltaïques encadrés dans la structure d'intégration. En particulier, aucun moyen d'étanchéité n'est prévu à la liaison entre un panneau photovoltaïque encadré et le tube en aluminium. De plus, les structures d'intégration classiques ne comprennent pas de traverses reliant les tubes en aluminium, et l'étanchéité de l'intervalle entre les bords, non fixés aux tubes en aluminium, de deux panneaux photovoltaïques encadrés adjacents est uniquement assurée par un joint d'étanchéité, en général collé au dos de chaque panneau photovoltaïque encadré. La disposition de ces joints d'étanchéité, réalisée depuis l'extérieur, n'est souvent pas aisée et le joint peut être mal positionné ou peut se décoller, conduisant à une non étanchéité de l'intervalle entre des panneaux photovoltaïques encadrés. Il est ainsi très fréquent qu'une bâche soit positionnée au-dessous de la structure d'intégration supportant les panneaux photovoltaïques encadrés, qui n'assurent pas leur fonction de couverture, afin de recueillir l'eau de pluie passant à travers les liaisons entre les panneaux photovoltaïques encadrés et la structure d'intégration. Cependant, la pose d'une bâche entraîne d'importants problèmes de ventilation insuffisante des panneaux photovoltaïques, ce qui génère une montée en température de ces derniers ayant pour effet de réduire leurs performances. Étant donné l'investissement important que constituent l'achat et l'installation de panneaux photovoltaïques, il est primordial de rendre minimaux les risques de détérioration, de salissure et de vol de ceux-ci. L'objectif principal de la présente invention est par conséquent de pallier ces inconvénients, en proposant une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques comprenant de nouveaux profils filants et de nouvelles traverses, autorisant un montage aussi bien de l'extérieur que de l'intérieur du bâtiment et assurant une étanchéité parfaite entre les panneaux photovoltaïques encadrés et les éléments la composant. La présente invention a donc pour objet une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un profil filant comprenant un profil en U apte à être fixé à la charpente du bâtiment sur lequel la structure d'intégration doit être installée, et des premiers moyens de fixation de profil filant portés par le profil en U et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés au profil filant depuis l'intérieur du bâtiment. Les premiers moyens de fixation de profil filant peuvent comprendre : deux gorges à vis latérales s'étendant le long de chaque côté du profil filant et apte à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés au profil filant depuis l'intérieur du bâtiment, notamment à l'aide d'une ou plusieurs pinces facultativement indémontables, la face inférieure externe des gorges à vis latérales pouvant en particulier être inclinée, et deux gorges porte-joint s'étendant le long de chaque bord longitudinal supérieur du profil filant et aptes à recevoir un joint d'étanchéité empêchant l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés et le profil filant de pénétrer dans le bâtiment, ou une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés au profil filant depuis l'intérieur du bâtiment. Le profil filant peut en outre comprendre des seconds moyens de fixation de profil filant portés par le profil en U et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés au profil filant depuis l'extérieur du bâtiment, ces seconds moyens de fixation de profil filant étant notamment constitués par deux gorges à vis supérieures qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint et aptes à recevoir une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés au profil filant depuis l'extérieur du bâtiment. Le profil filant peut également comprendre une toile inférieure reliant les deux branches du profil en U de façon à créer un canal interne apte à canaliser de l'eau, et par le fait qu'une ou plusieurs lumières sont pratiquées dans le fond de chaque gorge à vis supérieure de façon à constituer un ou plusieurs passages permettant à l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés et le profil filant d'être recueillie dans le canal interne.
La structure d'intégration de panneaux photovoltaïques peut en outre comprendre une ou plusieurs traverses disposées de façon à relier deux profils filants afin de supporter un bord d'au moins un panneau photovoltaïque encadré, chaque traverse étant constituée d'un profil plat comportant deux gorges porte-joint s'étendant le long de chaque bord longitudinal du profil plat et aptes à recevoir un joint d'étanchéité empêchant l'eau s'infiltrant entre le panneau photovoltaïque encadré et la traverse de pénétrer dans le bâtiment, le profil plat pouvant en outre comporter deux gorges de canalisation d'eau qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint et aptes à recueillir l'eau s'infiltrant entre le panneau photovoltaïque encadré et la traverse et, le cas échéant, à communiquer avec une gorge à vis supérieure des profils filants. Cette traverse est destinée à être utilisée dans le cas de panneaux photovoltaïques encadrés ayant une largeur petite par comparaison à leurs longueurs, l'inertie pouvant par conséquent être reprise par la traverse sans moyens de fixation. La structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés peut en outre comprendre une ou plusieurs traverses à fixation disposées de façon à relier deux profils filants afin de supporter un bord d'au moins un panneau photovoltaïque encadré, chaque traverse à fixation comprenant un profil creux, dont l'intérieur forme un canal interne apte à canaliser de l'eau, et des premiers moyens de fixation de traverse portés par le profil creux et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés à la traverse à fixation depuis l'intérieur du bâtiment. Cette traverse à fixation est en particulier destinée à supporter des panneaux photovoltaïques encadrés de grande dimension ou lorsque le bâtiment sur lequel est positionnée la structure d'intégration est soumis à des conditions de vent fort, auxquels cas il est nécessaire que les bords des panneaux photovoltaïques encadrés supportés par les traverses soient fixés à ces dernières afin de reprendre l'inertie des panneaux. Les premiers moyens de fixation de traverse comprennent . deux gorges à vis latérales s'étendant le long de chaque côté de la traverse à fixation et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés à la traverse à fixation depuis l'intérieur du bâtiment, notamment à l'aide d'une ou plusieurs pinces facultativement indémontables, la face inférieure externe des gorges à vis latérales pouvant en particulier être inclinée, et deux gorges porte-joint s'étendant le long de chaque bord supérieur longitudinal de la traverse à fixation et aptes à recevoir un joint d'étanchéité empêchant l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés et la traverse à fixation de pénétrer dans le bâtiment, ou une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés à la traverse à fixation depuis l'intérieur du bâtiment. La traverse à fixation peut en outre comprendre des seconds moyens de fixation de traverse portés par le profil creux et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés à la traverse à fixation depuis l'extérieur du bâtiment, ces seconds moyens de fixation de traverse étant notamment constitués par deux gorges à vis supérieures qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint et aptes à recevoir une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés à la traverse à fixation depuis l'extérieur du bâtiment, une ou plusieurs lumières pouvant notamment être pratiquées dans le fond de chaque gorge à vis supérieure de façon à constituer un ou des passages permettant à l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés et la traverse à fixation d'être recueillie dans le canal interne.
La structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés peut également comprendre une ou plusieurs pinces aptes à coopérer avec les premiers moyens de fixation de profil filant ou de traverse de façon à serrer le ou les panneaux photovoltaïques encadrés contre un ou des profils filants ou une ou des traverses à fixation. Selon une première variante, la pince présente un alésage traversant permettant de l'enfiler sur le corps d'une vis, dont la tête est placée dans une gorge à vis latérale, de telle sorte que la pince prend à la fois appui sur la face inférieure externe de la gorge à vis latérale et sur une partie d'un panneau photovoltaïque encadré, la face inférieure externe de la gorge à vis latérale étant notamment inclinée. Selon une seconde variante, la pince comprend des moyens aptes à coopérer avec une gorge à vis latérale, dont les bords libres externes présentent des rebords dirigés vers l'intérieur, de façon à bloquer d'une manière indémontable la pince dans la gorge à vis latérale une fois installée, ces moyens étant notamment constitués par une première languette dont le bord libre s'achève en un redent apte à venir appuyer contre l'intérieur du rebord supérieur de la gorge à vis latérale, et une seconde languette s'étendant de façon à prendre appui dans l'angle inférieur du fond de la gorge à vis latérale. La structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés peut en outre comprendre une échelle de toit apte à être fixée de chaque côté à un profil filant, par une liaison vis-écrou dans l'une des gorges porte-joint ou l'une des gorges à vis latérales du profil filant, l'échelle de toit permettant à un opérateur de se déplacer sur la toiture sans avoir à marcher sur les panneaux photovoltaïques encadrés. La présente invention a également pour objet un profil filant pour structure d'intégration de panneaux 5 photovoltaïques tel que défini ci-dessus. La présente invention a également pour objet une traverse pour structure d'intégration de panneaux photovoltaïques telle que définie ci-dessus, à savoir les traverses ne présentant pas de moyens de fixation et les 10 traverses à fixation présentant des moyens de fixation. La présente invention a également pour objet une pince pour structure d'intégration de panneaux photovoltaïques telle que définie ci-dessus. Les profils filants, traverses et pinces tels que 15 définis ci-dessus sont, de préférence, réalisés en aluminium. La fixation du panneau photovoltaïque encadré à la structure d'intégration selon l'invention depuis l'intérieur du bâtiment permet d'empêcher le vol du panneau 20 photovoltaïque encadré, ce dernier ne pouvant être démonté depuis l'extérieur du bâtiment. En outre, une installation de la structure d'intégration et des panneaux photovoltaïques encadrés depuis l'intérieur permet de réduire les risques 25 d'accidents dus à la présence d'opérateurs sur la toiture du bâtiment et les risques de détérioration associés à l'installation des panneaux photovoltaïques encadrés, les opérateurs n'ayant plus à marcher sur ces derniers. La présence de gorges porte-joint permet un 30 positionnement sûr et précis de joints d'étanchéité en des positions permettant d'empêcher l'eau de pluie de pénétrer dans le bâtiment. Le fait de prévoir des canaux internes aptes à canaliser l'eau de pluie et de disposer les traverses et les profils filants de façon à créer un réseau de canalisation de l'eau de pluie qui se serait néanmoins introduit dans la structure d'intégration, permet d'éviter la nécessité de prévoir une bâche au-dessous de la structure d'intégration selon la présente invention, évitant ainsi de réduire les performances des panneaux photovoltaïques. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après plusieurs modes de réalisation particuliers avec référence aux dessins annexés. Sur ces dessins .
la Figure 1 est une vue en coupe transversale du profil filant selon l'invention, sur lequel sont montés deux panneaux encadrés d'un premier type avec fixation depuis l'extérieur ;
la Figure 2 est une vue en coupe transversale du profil filant selon l'invention, sur lequel est monté un panneau encadré d'un second type avec fixation depuis l'extérieur ;
la Figure 3 est une vue en coupe transversale du profil filant selon l'invention, sur lequel est monté un panneau encadré du second type avec fixation depuis l'intérieur à l'aide d'une première variante de pinces selon l'invention ; - la Figure 4 est une vue en coupe transversale du profil filant selon l'invention, sur lequel est monté un panneau encadré du second type avec fixation depuis l'intérieur à l'aide d'une deuxième variante de pinces, indémontables, selon l'invention ;
la Figure 5 est une vue en coupe transversale du profil filant selon l'invention, sur lequel est monté un panneau encadré du second type avec fixation depuis l'intérieur à l'aide d'une liaison vis-écrou ;
la Figure 6 est une vue en coupe transversale d'une première variante de traverse selon l'invention, supportant un panneau encadré du second type ;
la Figure 7 est une vue en coupe transversale d'une seconde variante de traverse, à fixation, selon l'invention, sur laquelle est montée un panneau encadré du second type avec fixation depuis l'intérieur à l'aide de pinces de la première variante ;
la Figure 8 est une vue en perspective représentant le montage de la traverse et du profil filant sur un profilé de type IPN constituant une panne de la charpente métallique ;
la Figure 9 est une vue en coupe d'un profil filant selon l'invention, auquel sont reliés une traverse de la première variante et une traverse de la seconde variante, dite à fixation ; et
la Figure 10 est une vue en coupe d'une échelle de toit selon l'invention, fixée à un profil filant selon l'invention.
Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir qu'il y est représenté un profil filant 1 selon l'invention, supportant deux panneaux P chacun encadré par un premier type de cadre P1.
Le profil filant 1 est un profil en U à symétrie longitudinale, comportant un canal interne 10 délimité par deux branches 11 et une toile 12. Les bords libres des branches 11 s'achèvent en pattes 13 destinées à être fixées aux pannes de la charpente. Ces pattes 13 constituent des gorges présentant à leur bord libre des rebords 13a dirigés vers l'intérieur. Une gorge à vis latérale 14 s'étend le long de chaque côté latéral du profil filant 1. Les gorges à vis latérales 14 ont en outre des bords libres externes présentant des rebords 14a dirigés vers l'intérieur, et une face inférieure externe 14b qui est inclinée. Deux gorges porte-joint 15 s'étendent le long de chaque bord longitudinal supérieur du profil filant 1. Sont également prévues deux gorges à vis supérieures 16 qui s'étendent chacune suivant la direction longitudinale du profil filant 1 et sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint 15. Des lumières 16a sont pratiquées dans le fond des gorges à vis supérieures 16 suivant la direction longitudinale du profil filant 1 et à des intervalles réguliers. Elles permettent au canal interne 10 de communiquer avec chaque gorge à vis supérieure 16. Les différentes gorges à vis latérales 14, gorges porte-joint 15 et gorges à vis supérieures 16 sont disposées de telle sorte que le profil filant 1 est symétrique. Une partie de toile médiane 17 s'étend entre les deux gorges à vis supérieures 16, des saillies longitudinales 17a s'étendant à partir de celle-ci et s'achevant à leur bord libre en rebord 17b. Le premier type de cadre P1 est un cadre dont la base P1a est en T et dont la partie supérieure P1b pince le 5 bord du panneau photovoltaïque P. Dans la vue représentée sur la Figure 1, les cadres P1 sont fixés au profil filant 1 depuis l'extérieur, par des vis 60 se vissant dans des manchons 61 placés dans les gorges à vis supérieures 16 et appuyant les bases P1a 10 des cadres P1 contre les parties supérieures des manchons 61. Il est également à noter qu'un joint d'étanchéité 62 est disposé dans chaque gorge porte-joint 15 de façon à assurer l'étanchéité entre les bases P1a des cadres P1 et 15 le profil filant 1. Ainsi, l'eau de pluie qui viendrait à s'infiltrer dans les gorges à vis supérieures 16 en passant à travers les liaisons vis 60 - manchons 61, est bloquée par les joints d'étanchéité 62 et ne peut donc pas pénétrer à 20 l'intérieur du bâtiment. Les Figures 2 à 5 représentent chacune une vue en coupe transversale d'un profil filant 1 selon l'invention supportant deux panneaux P chacun encadré par un deuxième type de cadre P2, ces derniers étant fixés au profil filant 25 1 de diverses manières. Le deuxième type de cadre P2 est un cadre dont la base P2a est en L et dont la partie supérieure P2b, identique à la partie supérieure P1b du premier type de cadre P1, pince le bord du panneau photovoltaïque P. 30 Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir que les cadres P2 sont fixés au profil filant 1 depuis l'extérieur du bâtiment par des vis 63 dont les corps 63a se vissent dans la partie de toile médiane 17 et dont les têtes 63b appuient une plaque de recouvrement 64 contre les faces externes supérieures des parties supérieures P2b des cadres P2. On constate donc que la configuration du profil filant 1, à savoir la disposition de gorges porte-joint 15, de gorges à vis supérieures 16 et d'une partie de toile médiane 17, permet la fixation de tout type de cadre pour panneau photovoltaïque, les deux types de cadre représentés sur les Figures 1 et 2 ne constituant que deux exemples de cadre. De plus, un joint d'étanchéité 62 est disposé dans chaque gorge porte-joint 15 de façon à assurer l'étanchéité entre les bases P2a des cadres P1 et le profil filant 1.
Ainsi, l'eau de pluie qui viendrait à s'infiltrer dans les gorges à vis supérieures 16 en passant à travers la liaison plaque de recouvrement 64 - parties supérieures P2b, est bloquée par les joints d'étanchéité 62 et ne peut donc pas pénétrer à l'intérieur du bâtiment. L'eau est en outre amenée à s'écouler dans le canal interne 10 par l'intermédiaire des lumières 16a. Elle s'écoule ensuite vers l'extérieur du bâtiment, et le profil filant 1 peut en particulier être disposé pour que son extrémité s'étende au-dessus du chéneau, de telle sorte que l'eau de pluie est correctement évacuée. Les dimensions du profil filant sont définies de telle sorte que celui-ci s'adapte à la charpente du bâtiment et, de préférence, que les panneaux photovoltaïques encadrés sont sensiblement à la même hauteur que la couverture du toit entourant le cas échéant la structure d'intégration selon l'invention. Ainsi, à titre d'exemple, la distance entre la face externe inférieure des pattes 13 et la face externe supérieure des gorges porte-joint 15 et des gorges à vis supérieures 16 est 91,5 mm, la largeur du canal interne 10 est de 78 mm, la largeur et la profondeur de chaque gorge à vis latérale 14 et de chaque gorge porte-joint 15 sont de 13,5 mm et de 9 mm, la largeur et la profondeur de chaque gorge à vis supérieure 16 sont de 13,5 mm et de 16mm, la distance entre la face externe supérieure des pattes 13 et la toile 12 est de 43,5 mm, et la toile constituant le profil filant 1 a une épaisseur sensiblement constante de 1,5 mm. De plus, l'angle formé par la face externe inférieure 14b et l'horizontale peut être de 10°. Les Figures 3 à 5 représentent des vues en coupe transversale d'un profil filant 1 selon l'invention auquel sont fixés deux cadres P2 depuis l'intérieur du bâtiment, et ce de diverses manières empêchant un démontage depuis l'extérieur. Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir les cadres P2 sont fixés depuis l'intérieur par deux pinces 4 d'une première variante.
La pince 4 est une pièce monobloc composée d'une partie supérieure 41 reliée à une partie inférieure 42 par une partie de liaison 43. La face supérieure de la partie inférieure 42 est inclinée en vue de coopérer avec la face inférieure externe 25 14b de la gorge à vis latérale 14. La face inférieure de la partie supérieure 41 appuie sur la face supérieure de la base P2b du cadre P2 pour la plaquer contre le joint d'étanchéité 62 placé dans la gorge porte-joint 15. 30 La partie de liaison 43 présente un alésage à travers lequel passe le corps d'une vis 65 dont la tête est placée dans la gorge à vis latérale 14.
Un écrou 66 vient serrer la partie de liaison 43 contre les rebords 14a de la gorge à vis latérale 14, la pince 4 plaquant alors davantage la base P2b contre le joint d'étanchéité 62 en raison de la coopération entre la face inférieure de la partie supérieure 41 et la face inférieure externe 14b de la gorge à vis latérale 14. La fixation du cadre P2 au profil filant 1 est donc réalisée depuis l'intérieur du bâtiment, l'opérateur devant installé la pince 4 et serrer l'écrou 65 en étant au-dessous des panneaux photovoltaïques P. Il est également impossible d'enlever la pince 4 depuis l'extérieur, aucun accès n'étant fourni. A titre d'exemple, pour une pince 4 destinée à être utilisée avec un profil filant 1 dont les dimensions sont données ci-dessus à titre d'exemple, la distance entre la face externe inférieure de la partie inférieure 42 et la face externe supérieure de la partie supérieure 41 est de 31 mm, la largeur de la partie supérieure 41 est de 33 mm, l'angle formé par la face supérieure de la partie inférieure 42 et l'horizontale est de 10°, et la pince 4 a une épaisseur sensiblement constante de 3 mm. Si l'on se réfère maintenant à la Figure 4, on peut voir que les cadres P2 sont fixés au profil filant 1 par une pince 5 d'une deuxième variante.
La pince 5 est une pièce monobloc comprenant une partie supérieure 51 et une partie latérale 52 s'étendant approximativement à 90° de la partie supérieure 51. Une première languette 53 s'étend à partir de la face interne de la partie latérale 52 de façon à se situer dans la gorge à vis latérale 14 lorsque la pince 5 est en position installée. Le bord libre de la première languette 53 s'achève en un redent 53a venant en butée contre le rebord 14a de la gorge à vis latérale 14 et présentant une face externe inclinée de façon à favoriser l'introduction de la languette 53 dans la gorge à vis latérale 14. Une seconde languette 54 s'étend également à partir de la face interne de la partie latérale 52 de façon à venir prendre appui dans l'angle inférieur du fond de la gorge à vis latérale 14. La distance entre la partie supérieure 51 de la pince 5 et la languette 53 est telle qu'en position installée, la partie supérieure 51 de la pince 5 plaque la base P2b contre le profil filant 1. On obtient ainsi une fixation indémontable du panneau photovoltaïque encadré P au profil filant 1, empêchant ainsi un vol des panneaux photovoltaïques encadrés P depuis l'intérieur du bâtiment. A titre d'exemple, pour une pince 5 destinée à être utilisée avec un profil filant 1 dont les dimensions sont données ci-dessus à titre d'exemple, la hauteur de la partie latérale 52 est de 22,5 mm, la largeur de la partie supérieure 51 est de 32 mm, la distance entre le redent 53a et la face interne de la partie latérale 52 est de 6,5 mm, la distance entre l'extrémité libre de la languette 54 et la face interne de la partie latérale 52 est de 8 mm, la distance entre l'extrémité libre de la languette 54 et la base de la languette 54 est de 5 mm, et la pince 5 a une épaisseur sensiblement constante de 2 mm. Il est également envisageable de disposer des joints d'étanchéité dans les gorges porte-joint 15 afin d'accroître l'étanchéité entre le profil filant 1 et le cadre P2. Dans ce cas, la distance entre la partie supérieure 51 de la pince 5 et la languette 53 est telle qu'en position installée, la partie supérieure 51 de la pince 5 plaque la base P2b contre le joint d'étanchéité.
Si l'on se réfère maintenant à la Figure 5, on peut voir que les cadres P2 sont fixés au profil filant 1 par des vis 69 dont les têtes 69a sont disposées dans les gorge porte-joint 15 et dont les corps 69b s'étendent hors des gorges porte-joint 15 en passant à travers des joints d'étanchéité 70. Les bases P2a des cadres P2 sont serrées contre les joints d'étanchéité 70 par des écrous 71 vissés sur les corps de vis 69b.
L'opérateur doit ainsi serrer les écrous 71 depuis l'intérieur du bâtiment, comprimant les joints d'étanchéité 71, assurant de ce fait une liaison étanche entre les cadres P2 et le profil filant 1. Il est également à noter que, sur les Figures 3 à 5, un joint d'étanchéité 67, supporté par une rehausse de joint 68 venant se clipser sur les rebords 17b des saillies longitudinales 17a, assure l'étanchéité entre les deux panneaux photovoltaïques encadrés P fixés au même profil filant 1.
L'eau de pluie qui viendrait tout de même à s'infiltrer entre les cadres P2 est, le cas échéant, bloquée par les joints d'étanchéité 62 ou la liaison entre la base P2a, le profil filant 1 et la pince indémontable 5. Elle est par conséquent amenée à s'écouler dans le canal interne 10 par l'intermédiaire des lumières 16a des gorges à vis supérieures 16. L'eau de pluie s'écoule ensuite vers l'extérieur du bâtiment comme décrit ci-dessus. Les Figures 6 et 7 représentent chacune une vue en coupe transversale d'une première et d'une seconde variante de traverse 2, 3 selon l'invention, destinées à relier deux profils filants 1 à la perpendiculaire de ces derniers.
Si l'on se réfère à la Figure 6, on peut voir que la première variante de traverse 2 est constituée d'un profil plat 20 comportant deux gorges porte-joint 21 s'étendant le long de chaque bord longitudinal du profil plat 20. Deux gorges de canalisation d'eau 22 s'étendent chacune suivant la direction longitudinale de la traverse 2 et sont adjacentes à une gorge porte-joint 21. Une partie de toile médiane 23 s'étend entre les deux gorges de canalisation d'eau 22, des saillies longitudinales 23a s'étendant à partir de celle-ci et s'achevant à leur bord libre en rebord 23b. La traverse 2 a ainsi un profil symétrique. Chaque gorge porte-joint 21 reçoit un joint 15 d'étanchéité 24. Les bases P2a des cadres P2 sont placés sur les joints d'étanchéité 24 et ne sont pas fixés à la traverse 2. Cette première variante de traverse 2 est 20 destinée à être utilisée pour des panneaux photovoltaïques encadrés P dont la largeur n'est pas grande par rapport à leurs longueurs et dont l'inertie peut donc être reprise par la traverse 2 sans moyens de fixation. Les dimensions des traverses 2 sont définies de 25 telle sorte que celles-ci s'adaptent au ou aux profils filants 1 avec lesquels elles peuvent former la structure d'intégration selon l'invention. Ainsi, à titre d'exemple, pour une traverse 2 destinée à être utilisée avec un profil filant 1 dont les 30 dimensions sont données ci-dessus à titre d'exemple, la distance entre les faces latérales externes des gorges porte-joint 21 est de 78 mm, la profondeur des gorges porte-joint 21 et des gorges de canalisation d'eau 22 est de 9 mm, la largeur des gorges porte-joint 21 et des gorges de canalisation d'eau 22 est respectivement de 13,5 mm et de 16 mm, et la toile constituant la traverse 2 a une épaisseur sensiblement constante de 1,5 mm.
La Figure 7 représente une seconde variante de traverse 3, dite à fixation, présentant des moyens permettant la fixation du panneau photovoltaïque encadré P à cette dernière. La traverse à fixation 3 est en particulier destinée à être utilisée dans le cas de panneaux photovoltaïques de grande dimension, dont l'inertie doit donc également être reprise par les traverses, ou lorsque la structure d'intégration selon l'invention est soumise à des conditions de vent fort.
Le profilé de la traverse à fixation 3 correspond au profil filant 1 représenté sur les Figures 1 à 5, auquel les branches en U 11 ont été retirées. La traverse à fixation 3 comprend donc un profil creux dont l'intérieur constitue un canal interne 30, deux gorges à vis latérales 31, deux gorges porte-joint 32 et deux gorges à vis supérieures 33. Les gorges à vis latérales 31 s'étendent chacune le long d'un côté latéral de la traverse à fixation 3. Elles ont en outre des bords libres externes présentant des rebords 31a dirigées vers l'intérieur, et une face inférieure externe 31b qui est inclinée. Les gorges porte-joint 32 s'étendent le long de chaque bord longitudinal supérieur de la traverse à fixation 3.
Les gorges à vis supérieures 33 s'étendent chacune suivant la direction longitudinale de la traverse à fixation 3 et adjacente à une gorge porte-joint 32.
Des lumières 33a sont pratiquées dans le fond des gorges à vis supérieures 33, permettant au canal interne 30 de communiquer avec les gorges à vis supérieures 33. Les différentes gorges porte-joint 32, gorges à vis latérales 31 et gorges à vis supérieures 33 sont disposées de telle sorte que la traverse à fixation 3 est symétrique. Le cadre P2 est fixé à la traverse à fixation 3 à l'aide d'une pince 4 de la manière décrite en liaison avec 10 la Figure 3. Cependant, le cadre P2 peut être fixé à la traverse à fixation 3 à l'aide d'une pince indémontable 5 de la manière décrite en liaison avec la Figure 4 ou de vis 69 de la manière décrite en liaison avec la Figure 5. 15 De plus, une partie de toile médiane 34 s'étend entre les deux gorges à vis supérieures 33, des saillies longitudinales 34a s'étendant à partir de celle-ci et s'achevant à leur bord libre en rebord 34b. Comme dans le cas des profils filants 1 20 représentés sur les Figures 3 à 5, un joint d'étanchéité 67, supporté par une rehausse de joint 68 venant se clipser sur les rebords 17b des saillies longitudinales 17a, assure l'étanchéité entre les deux panneaux photovoltaïques encadrés P fixés au même profil filant 1. 25 La configuration de la traverse à fixation 3 permet également la fixation du cadre P2 depuis l'extérieur, par exemple de la même manière que celle représentée sur la Figure 2, ou la fixation d'un cadre P1 du premier type depuis l'extérieur, par exemple de la même 30 manière que celle représentée sur la Figure 1. Les dimensions des traverses à fixation 3 sont définies de telle sorte que celles-ci s'adaptent au ou aux profils filants 1 avec lesquels elles peuvent former la structure d'intégration selon l'invention. Ainsi, à titre d'exemple, pour une traverse à fixation 3 destinée à être utilisée avec un profil filant 1 dont les dimensions sont données ci-dessus à titre d'exemple, la distance entre le fond du canal interne 30 et la face externe supérieure des gorges porte-joint 32 et des gorges à vis supérieures 33 est 24 mm, la largeur du canal interne 30 est de 78 mm, la largeur et la profondeur de chaque gorge à vis latérale 31 et de chaque gorge porte-joint 32 sont de 13,5 mm et de 9 mm, la largeur et la profondeur de chaque gorge à vis supérieure 33 sont de 13,5 mm et de 16mm, et la toile constituant la traverse à fixation 3 a une épaisseur sensiblement constante de 1,5 mm. De plus, l'angle formé par la face externe inférieure 31b et l'horizontale peut être de 10°. La structure d'intégration de panneaux photovoltaïques selon l'invention comprend des profils filants 1, fixés aux pannes de la charpente, et des traverses 2 et/ou des traverses à fixation 3. La Figure 8 représente une vue en perspective du montage d'une traverse à fixation 3 et d'un profil filant 1 sur un profilé de type IPN constituant une panne de la charpente.
On peut voir que le profil filant 1 est fixé à la panne à l'aide d'une clé de fixation 72. Une partie de la clé de fixation 72 se situe sous l'aile du profilé IPN en position fixée, le corps d'une vis 73, dont la tête est disposée dans la gorge constituée par la patte 13 et bloquée à l'intérieur de celle-ci par les rebords 13a, traversant un alésage pratiqué dans la partie de la clé de fixation 72 ne se trouvant pas sous l'aile du profilé IPN.
Un écrou 74 vient se visser sur le corps de la vis 74 de façon à rendre la clé de fixation 72 solidaire du profil filant 1. Le profil filant 1 est ainsi solidement fixé au profilé IPN.
En variante, la patte 13 peut être simplement constituée par un rebord plat traversé par des vis se vissant dans le profilé IPN. Si l'on se réfère maintenant à la Figure 9, on peut voir que deux traverses 2, 3 sont disposées sur un profil filant 1 de telle sorte que leurs faces supérieures constituent un plan. Afin de recevoir une traverse 2, la partie latérale du profil filant 1 est découpée horizontalement sur une distance correspondant à la largeur de la traverse 2 et à mi-hauteur de la gorge à vis latérale 14, c'est-à-dire à une hauteur correspondant au fond de la gorge porte-joint 15. La traverse 2 est ainsi posée sur le fond de la gorge porte-joint 15 et est fixé au profil filant 1 par exemple par vissage, comme représenté sur la Figure 9. Grâce à cette disposition, les gorges de canalisation d'eau 22 de la traverse 2 communiquent avec la gorge à vis supérieure 16 du profil filant 1. L'eau de pluie s'infiltrant entre le cadre P1, P2 et la traverse 2, recueillie dans les gorges de canalisation d'eau 22, est ainsi canalisée vers le canal interne 10, puis évacuée vers l'extérieur comme décrit ci-dessus. Afin de recevoir une traverse à fixation 3, la partie latérale du profil filant 1 est découpée horizontalement sur une distance correspondant à la largeur de la traverse à fixation 3 et à deux niveaux de hauteur. Le profil filant 1 est découpée sur l'extérieur à une hauteur correspondant à la face inférieure externe de la gorge à vis latérale 14 et à une profondeur de découpe correspondant à la moitié de la gorge porte-joint 15. Le profil filant 1 est également découpée à une hauteur correspondant au fond de la gorge porte-joint 15.
En outre, l'extrémité de la traverse à fixation 3 destinée à reposer sur le profil filant 1 est également découpée de façon à correspondre à la découpe du profil filant 1. De cette façon, lorsque l'extrémité de la traverse à fixation 3 est disposée sur le profil filant 1, et fixée à ce dernier par exemple par vissage, le canal interne 30 et les gorges à vis supérieures 33 de la traverse 3 communiquent respectivement avec le canal interne 10 et les gorges à vis supérieures 16 du profil filant 1. Il est ainsi constitué un réseau de canalisation de l'eau de pluie qui viendrait à s'infiltrer entre les panneaux photovoltaïques encadrés P et la structure d'intégration selon la présente invention, l'eau étant recueillie dans les profils filants 1 et les traverses 2, 3 et canalisée vers l'extérieur par le canal interne 10 des profils filants 1. Les panneaux photovoltaïques P devant être nettoyés et pouvant tombés en panne pour diverses raisons, il est parfois nécessaire qu'un opérateur se rende sur la toiture pour effectuer ces opérations de nettoyage ou de réparation. Si l'on se réfère à la Figure 10, on peut voir qu'une échelle de toit 8 selon l'invention peut être fixée 30 à un profil filant 1. L'échelle de toit 8 est une toile 80 ayant une forme globale de U, dont les bords libres présentent des rebords 81 s'étendant à 90° vers l'extérieur des branches de la toile 80. Des barreaux 82 sont disposés en travers du fond de la toile 80 suivant la direction longitudinale de celle-5 ci et à des intervalles réguliers. L'échelle de toit 8 est fixée de chaque côté à un profil filant 1, par des vis 69 dont les têtes 69a sont disposées dans une gorge porte-joint 15 du profil filant 1 et bloquées à l'intérieur de celle-ci par les rebords 15a, 10 et dont les corps 69b font saillie hors de la gorge porte-joint 15 et passent à travers un joint d'étanchéité 70 et des trous prévus dans le rebord 81. Des écrous 71 viennent serrer le rebord 81 contre le joint d'étanchéité 70 par vissage sur les corps de vis 69b.
15 Un opérateur peut ainsi montée sur la toiture et nettoyer et/ou réparer les panneaux photovoltaïques encadrés P sans marcher sur ces derniers, étant donné qu'il peut marcher sur les barreaux 82 de l'échelle de toit 8. Ceci permet donc d'éviter d'endommager les panneaux 20 photovoltaïques encadrés P et ainsi de réduire leurs performances. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent 25 être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un profil filant (1) comprenant un profil en U apte à être fixé à la charpente du bâtiment sur lequel la structure d'intégration doit être installée, et des premiers moyens de fixation de profil filant portés par le profil en U et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'intérieur du bâtiment. 2 Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les premiers moyens de 15 fixation de profil filant comprennent : deux gorges à vis latérales (14) s'étendant le long de chaque côté du profil filant (1) et apte à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'intérieur du 20 bâtiment, notamment à l'aide d'une ou plusieurs pinces (4, 5) facultativement indémontables, la face inférieure externe (14b) des gorges à vis latérales (14) pouvant en particulier être inclinée, et deux gorges porte-joint (15) s'étendant le long de 25 chaque bord longitudinal supérieur du profil filant (1) et aptes à recevoir un joint d'étanchéité (62) empêchant l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) et le profil filant (1) de pénétrer dans le bâtiment, ou une ou plusieurs vis (69) 30 fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'intérieur du bâtiment. 3 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une des revendications 1et 2, caractérisée par le fait que le profil filant (1) comprend en outre des seconds moyens de fixation de profil filant portés par le profil en U et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'extérieur du bâtiment, ces seconds moyens de fixation de profil filant étant notamment constitués par deux gorges à vis supérieures (16) qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint (15) et aptes à recevoir une ou plusieurs vis (60) fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) au profil filant (1) depuis l'extérieur du bâtiment. 4 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le profil filant (1) comprend également une toile inférieure (12) reliant les deux branches (11) du profil en U de façon à créer un canal interne (10) apte à canaliser de l'eau, et par le fait qu'une ou plusieurs lumières (16a) sont pratiquées dans le fond de chaque gorge à vis supérieure (16) de façon à constituer un ou plusieurs passages permettant à l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) et le profil filant (1) d'être recueillie dans le canal interne (10). 5 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une ou plusieurs traverses (2) disposées de façon à relier deux profils filants (1) afin de supporter un bord d'au moins un panneau photovoltaïque encadré (P), chaque traverse (2) étant constituée d'un profil plat (20) comportant deux gorges porte-joint (21) s'étendant le long de chaque bord longitudinal du profil plat (20) et aptes à recevoir un joint d'étanchéité (24) empêchant l'eau s'infiltrant entrele panneau photovoltaïque encadré (P) et la traverse (2) de pénétrer dans le bâtiment, le profil plat (20) pouvant en outre comporter deux gorges de canalisation d'eau (22) qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint (21) et aptes à recueillir l'eau s'infiltrant entre le panneau photovoltaïque encadré (P) et la traverse (2) et, le cas échéant, à communiquer avec une gorge à vis supérieure (16) des profils filants (1). 6 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une ou plusieurs traverses à fixation (3) disposées de façon à relier deux profils filants (1) afin de supporter un bord d'au moins un panneau photovoltaïque encadré (P), chaque traverse à fixation (3) comprenant un profil creux, dont l'intérieur forme un canal interne (30) apte à canaliser de l'eau, et des premiers moyens de fixation de traverse portés par le profil creux et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) à la traverse à fixation (3) depuis l'intérieur du bâtiment. 7 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les premiers moyens de fixation de traverse comprennent : - deux gorges à vis latérales (31) s'étendant le long de chaque côté de la traverse à fixation (3) et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) à la traverse à fixation (3) depuis l'intérieur du bâtiment, notamment à l'aide d'une ou plusieurs pinces (4, 5) facultativement indémontables, la face inférieure externe (31b) des gorges à vis latérales (31) pouvant en particulier être inclinée, etdeux gorges porte-joint (32) s'étendant le long de chaque bord supérieur longitudinal de la traverse à fixation (3) et aptes à recevoir un joint d'étanchéité (62) empêchant l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) et la traverse à fixation (3) de pénétrer dans le bâtiment, ou une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) à la traverse à fixation (3) depuis l'intérieur du bâtiment. 8 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que la traverse à fixation (3) comprend en outre des seconds moyens de fixation de traverse portés par le profil creux et aptes à permettre la fixation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques encadrés (P) à la traverse à fixation (3) depuis l'extérieur du bâtiment, ces seconds moyens de fixation de traverse étant notamment constitués par deux gorges à vis supérieures (33) qui sont chacune adjacentes à une gorge porte-joint (32) et aptes à recevoir une ou plusieurs vis fixant le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) à la traverse à fixation (3) depuis l'extérieur du bâtiment, une ou plusieurs lumières (33a) pouvant notamment être pratiquées dans le fond de chaque gorge à vis supérieure (33) de façon à constituer un ou des passages permettant à l'eau s'infiltrant entre le ou les panneaux photovoltaïques encadrés et la traverse à fixation (3) d'être recueillie dans le canal interne (30). 9 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend également une ou plusieurs pinces (4, 5) aptes à coopérer avec les premiers moyens de fixation de profil filant ou de traversede façon à serrer le ou les panneaux photovoltaïques encadrés (P) contre un ou des profils filants (1) ou une ou des traverses à fixation (3). 10 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la pince (4) présente un alésage traversant permettant de l'enfiler sur le corps d'une vis (65), dont la tête est placée dans une gorge à vis latérale (14, 31), de telle sorte que la pince (4) prend à la fois appui sur la face inférieure externe (14b, 31b) de la gorge à vis latérale (14, 31) et sur une partie d'un panneau photovoltaïque encadré (P), la face inférieure externe (14b, 31b) de la gorge à vis latérale (14, 31) étant notamment inclinée. 11 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la pince (5) comprend des moyens aptes à coopérer avec une gorge à vis latérale (14, 31), dont les bords libres externes présentent des rebords (14a, 31a) dirigés vers l'intérieur, de façon à bloquer d'une manière indémontable la pince (5) dans la gorge à vis latérale (14, 31) une fois installée, ces moyens étant notamment constitués par une première languette (53) dont le bord libre s'achève en un redent (53a) apte à venir appuyer contre l'intérieur du rebord supérieur (14a, 31a) de la gorge à vis latérale (14, 31), et une seconde languette (54) s'étendant de façon à prendre appui dans l'angle inférieur du fond de la gorge à vis latérale (14, 31). 12 - Structure d'intégration de panneaux photovoltaïques encadrés selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une échelle de toit (8) apte à être fixéede chaque côté à un profil filant (1), par une liaison vis-écrou dans l'une des gorges porte-joint (15) ou l'une des gorges à vis latérales (14) du profil filant (1), l'échelle de toit (8) permettant à un opérateur de se déplacer sur la toiture sans avoir à marcher sur les panneaux photovoltaïques encadrés (P). 13 - Profil filant (1) pour une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques telle que définie à l'une des revendications 1 à 4. 10 14 - Traverse (2, 3) pour une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques telle que définie à l'une des revendications 5 à 8. 15 - Pince (4, 5) pour une structure d'intégration de panneaux photovoltaïques telle que définie 15 à l'une des revendications 9 à 11.
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