FR2966854A1 - Profile et systeme d'integration de panneaux photovoltaiques en toiture et toiture integrant ces elements. - Google Patents

Profile et systeme d'integration de panneaux photovoltaiques en toiture et toiture integrant ces elements. Download PDF

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Abstract

Profilé porteur (6) de panneaux photovoltaïques (P1 à P8) pour une toiture de bâtiment (1) Ce profilé présente une paroi inférieure (9) pour sa fixation sur un élément de structure (5) de la toiture, des parois latérales (10a, 10b) et une paroi supérieure (11), l'ensemble des dites parois formant un contour fermé autour d'une cavité (12), la paroi inférieure (9) comprenant des ailes latérales (13a, 13b) formant des gouttières (8a, 8b) de part et d'autre des parois latérales (10a, 10b), la paroi supérieure (11) présente une surface supérieure (15) destinée à recevoir les bords de deux panneaux photovoltaïques adjacents, un axe milieu A étant défini au niveau de la surface supérieure (15) et à égale distance entre les dites parois latérales (10a, 10b), la paroi supérieure (11) présente une partie en surépaisseur (17) pour le vissage de vis de maintien (18) des panneaux, la surépaisseur s étendant entre les parois latérales (10a, 10b) de sorte que la vis puisse être fixée indifféremment dans l'axe milieu A du profilé (6) ou de façon décalée latéralement par rapport à l'axe milieu A. L'invention vise également un ensemble et une toiture comprenant un tel profilé porteur.

Description

PROFILE ET SYSTEME D'INTEGRATION DE PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES EN TOITURE ET TOITURE INTEGRANT CES ELEMENTS. La présente invention concerne l'intégration de 5 panneaux solaires photovoltaïques en toitures de tous types bâtiments. La présente invention concerne la facilité de pose de panneaux photovoltaïques au sein d'une toiture. La présente invention concerne aussi la réalisation 10 d'une toiture intégrant des panneaux photovoltaïques. Plus particulièrement, l'invention vise un profilé porteur de panneaux photovoltaïques un ensemble comprenant au moins un profilé porteur ainsi qu'une toiture. Des dispositifs permettant l'intégration de panneaux 15 solaires dans des toitures sont connus par exemple dans EP0905795. Les profilés utilisés dans ces dispositifs ont généralement des formes très complexes. Ces formes impliquent un montage très précis et complexe des panneaux dans des situations d'intervention très délicate sur des toitures en 20 hauteur. Il est notamment nécessaire de positionner les panneaux précisément sur des parois d'appui en proéminence sur les profilés. De telles opérations sont extrêmement délicates et peuvent même conduire à casser des panneaux par choc contre les parois en proéminence. Ces dernières peuvent 25 représenter une source de danger pour les personnes travaillant sur le toit qui risquent de trébucher sur les parois en proéminence. L'utilisation de tels profilés rend le montage très coûteux en temps d'intervention mais aussi en coût de 30 matériel. Le but de l'invention est de proposer un profilé porteur ayant une structure extrêmement simple, un ensemble comprenant un profilé porteur dont la mise en oeuvre permet de simplifier les opérations de montage des panneaux solaire dans une toiture et enfin la réalisation d'une toiture intégrant des panneaux photovoltaïques. L'invention permet de diminuer sensiblement à la fois le coût du profilé et le coût d'intégration des panneaux solaires dans une toiture. Selon l'invention, le profilé porteur de panneaux photovoltaïques pour une toiture de bâtiment présente une paroi inférieure pour sa fixation sur un élément de structure de ladite toiture, des parois latérales et une paroi supérieure, l'ensemble des dites parois formant un contour fermé autour d'une cavité, la paroi inférieure comprenant des ailes latérales formant des gouttières de part et d'autre des parois latérales, la paroi supérieure présente une surface supérieure destinée à recevoir les bords de deux panneaux photovoltaïques adjacents, un axe milieu A étant défini au niveau de la surface supérieure et à égale distance entre les dites parois latérales, la paroi supérieure présentant une partie en surépaisseur pour le vissage de vis de maintien des panneaux, la surépaisseur s'étendant entre les parois latérales de sorte que la vis puisse être fixée indifféremment dans l'axe milieu A du profilé ou de façon décalée latéralement par rapport à l'axe milieu A. Ces caractéristiques autorisent une grande souplesse de montage car elles permettent d'effectuer un rattrapage des écarts de position de montage des profilés sur la structure du toit au moment de la fixation des panneaux sur les profilés. Avantageusement, la surface supérieure est dépourvue d'obstacles en protubérance pour les panneaux photovoltaïques, ce qui permet de poser les panneaux sur les profilés puis de les faire coulisser librement jusqu'à leur position de fixation.
Selon une autre caractéristique, les parois supérieure, inférieure et latérales ont une épaisseur constante le long du contour fermé et l'épaisseur de la partie en surépaisseur est au maximum de trois fois ladite épaisseur de profilé. On obtient ainsi une forme simple pour le profilé qui permet d'obtenir la résistance et une bonne tenue pour les vis. Selon une caractéristique particulière, la partie en surépaisseur est sensiblement centrée sur l'axe milieu et s'étend sur une largeur correspondant à au moins 40 % de la distance entre les parois latérales permettant ainsi d'obtenir un décalage suffisant pour le montage des panneaux. Selon une autre caractéristique, les ailes formant gouttière possèdent une paroi montante qui se prolonge par une paroi en retour sensiblement parallèle à la paroi inférieure et tournée vers la paroi latérale adjacente permettant ainsi de protéger la paroi en retour lors du transport et de la manutention. Selon une caractéristique complémentaire, la paroi en 20 retour est suffisamment large pour recevoir des vis de fixation de goulottes transversales aux profilés. Selon une caractéristique complémentaire, les ailes latérales présentent une aile gauche et une aile droite, l'aile gauche et l'aile droite ayant des profils différents. 25 Cette caractéristique permet d'identifier facilement le côté gauche et droit du profilé afin d'assurer le montage dans le bon sens. Selon une autre caractéristique, chaque aile latérale possède une paroi plane située dans le prolongement de la 30 paroi inférieure, la paroi plane possédant sur son bord extérieur une partie en débord permettant de recevoir une bride pour la fixation du profilé sur la structure de toiture. Cette caractéristique permet un montage simple du profilé sur l'élément de structure du toit ne nécessitant aucun perçage du profilé. Est également visé un ensemble comprenant au moins un profilé porteur selon l'invention, la paroi inférieure du profilé étant fixée sur un élément de structure de ladite toiture, des panneaux photovoltaïques étant fixés côte à côte sur la paroi supérieure du profilé par un pare-close maintenu par des vis de maintien vissées dans ladite partie en surépaisseur, la surépaisseur s'étendant entre les parois latérales de sorte que la vis ait pu être fixée indifféremment dans l'axe milieu du profilé ou de façon décalée latéralement par rapport à l'axe milieu. On réalise ainsi un assemblage très simple à mettre en oeuvre puisqu'il permet de corriger d'éventuelles erreurs de montage qui auraient pu avoir lieu avant la fixation des panneaux. Selon une caractéristique particulière, la partie en surépaisseur est suffisamment large pour que les vis de maintien puissent occuper des positions décalées latéralement par rapport à l'axe milieu tout en restant en prise dans cette partie en surépaisseur. Cette caractéristique offre une plage de réglage pour le positionnement final des panneaux sur les profilés. Selon une autre caractéristique, l'ensemble présente une ou plusieurs goulottes transversales fixées sur la paroi en retour par des vis de fixation permettant ainsi de simplifier l'assemblage. Selon une caractéristique particulière, dans l'ensemble, le profilé porteur est fixé sur l'élément de structure par des brides en appui sur la partie en débord du profilé permettant ainsi de simplifier encore l'assemblage. Selon une caractéristique spécifique, les vis de 2966854 maintien et/ou de fixation sont des vis auto-taraudeuse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple et faite 5 en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente en perspective une toiture intégrant des panneaux solaires selon l'invention, la figure 2 montre en agrandi le montage des panneaux solaire de la figure 1, 10 la figure 3 représente une perspective selon l'axe III de la figure 2 d'un dispositif de montage avec un profilé selon l'invention, la figure 4 représente une vue en bout selon IV de la figure 2 du dispositif de montage, 15 la figure 5 représente une vue en coupe transversale du profilé selon l'invention, la figure 6 représente une vue en coupe transversale du pare close. 20 La figure 1 représente une toiture 1 intégrant des panneaux solaires P de P1 à P8. Les tuiles 3 ont été retirées à l'emplacement recevant les panneaux solaires. La structure 2 de la toiture comprend des appuis 4 disposés dans le sens du rampant et recevant des pannes 5 horizontales sur 25 lesquelles sont fixés des profilés 6 recevant les panneaux solaires P. Les profilés 6 sont disposés selon la ligne L de pente du toit et à la jonction verticale de deux panneaux solaires P adjacents. Le panneau Pl est en cours d'installation. Les panneaux P2 à P8 sont déjà installés. Il 30 reste quatre emplacements sur la droite pour recevoir quatre panneaux. Des goulottes 7 sont fixées entre deux profilés 6 juste en dessous de la jonction horizontale de deux panneaux adjacents. Les goulottes 7 servent à collecter les eaux provenant de la condensation ou d'éventuelles fuites et de canaliser l'eau vers des gouttières 8a,8b prévues sur les bords des profilés 6. Par profilé on entend ici une poutre ayant un profil transversal constant sur toute sa longueur. Le profilé selon l'invention est obtenu par extrusion d'un alliage d'aluminium. La figure 2 représente de manière agrandie le montage des panneaux solaires de la figure 1. Les figures 3 et 4 montrent le montage du panneau P5 sur le profilé 6. Le profilé est porteur, c'est-à-dire que sa forme lui permet de supporter des panneaux photovoltaïques P , sur la structure de toiture 2. Le profilé 6 présente une paroi inférieure 9 pour sa fixation sur un élément de structure, ici une panne 5 de la toiture 1, des parois latérales 10a,10b et une paroi supérieure 11. L'ensemble des parois 9,10a,10b,11 forme un contour fermé autour d'une cavité 12 dont la forme est essentiellement rectangulaire et s'étend horizontalement. La paroi inférieure 9 se prolonge par des ailes latérales 13a,13b formant les gouttières 8a,8b de part et d'autre des parois latérales 10a,10b. La paroi supérieure 11 présente une surface supérieure 15 qui reçoit les bords de deux panneaux photovoltaïques P adjacents. Les deux panneaux adjacents sont séparés et maintenu par un pare close 16 illustré à la figure 6. Le pare close 16 est un profilé en forme de U dont les parois verticales 26a,26b se prolongent par des équerres 27a,27b venant en appui sur le bord latéral des panneaux photovoltaïques P.
Un axe milieu A est défini au niveau de la surface supérieure 15. Cet axe A se situe à égale distance des parois latérales 10a,10b. La paroi supérieure 11 présente une partie 17 en surépaisseur pour le vissage de vis de maintien 18 des panneaux P par l'intermédiaire du pare close 16. La surépaisseur 17 s'étend entre les parois latérales 10a,10b de sorte que les vis 18 puissent être fixées indifféremment dans l'axe milieu A du profilé 6 ou de façon décalée latéralement jusqu'à une distance d (voir figure 4) de part et d'autre de l'axe milieu A. La distance d pourra être comprise entre 10 et 30 mm selon les applications. Cette caractéristique offre une grande souplesse de montage car elle autorise une certaine liberté de montage pour le pare close 16 et les panneaux P. Cette liberté de montage sera utile au moment du montage des profilés 6 sur les pannes 5. En effet, on pourra monter les profilés 6 avec une moins grande précision sur la structure du toit 2, cette moindre précision sera rattrapée par le décalage autorisé au moment de la fixation du pare close 16 sur le profilé 6. De plus, la surface supérieure 15 du profilé 6 est dépourvue d'obstacles en protubérance. Cette surface est de préférence plane. Ainsi les panneaux photovoltaïques P pourront être posés sur cette surface 15 et on pourra les faire coulisser sur cette surface jusqu'à ce qu'ils arrivent dans leur position précise de montage dans laquelle on pourra les fixer à l'aide du pare close 16. L'absence d'obstacles sur la surface supérieure du profilé 6 permet en outre d'éviter d'endommager les panneaux photovoltaïques P lors de la pose et d'éviter de faire trébucher les personnes travaillant sur la toiture. L'ensemble des caractéristiques citées précédemment permettent de simplifier et d'accélérer le montage des panneaux P sur la structure du toit 2.
Le profilé porteur 6 présente des parois supérieures 11, inférieure 9 et latérales 10a,10b d'épaisseur sensiblement constante le long du contour fermé et l'épaisseur de la partie en surépaisseur 17 est au maximum de trois ladite épaisseur de profilé. La partie en surépaisseur 17 à une épaisseur sensiblement égale au diamètre de la vis de maintien 18. Ces caractéristiques permettent d'assurer la résistance du profilé 6 pour porter les panneaux P tout en offrant une surface de vissage suffisamment large et suffisamment épaisse pour tenir la vis 18 tout en limitant au minimum la quantité de matière nécessaire à la constitution du profilé 6. La surépaisseur limitée permet en outre un forage et un taraudage aisé en une seule opération par la vis auto-taraudeuse de maintien 18. La forme du profilé 6 est ainsi optimisée. Afin d'offrir une largeur suffisante pour le décalage d possible des vis maintien 18, la partie en surépaisseur 17 est sensiblement centrée sur l'axe milieu A et s'étend sur une largeur correspondant à au moins 40 % de la distance entre les parois latérales 10a,10b. Les ailes 13a,13b formant gouttière 8a,8b possèdent une paroi montante 19a,19b qui se prolonge par une paroi en retour 20a,20b sensiblement parallèle à la paroi inférieure 9 et tournée vers la paroi latérale adjacente 10a,10b. Les extrémités des goulottes transversales 7a,7b sont posés sur les parois en retour 20a,20b dont la largeur est suffisante pour recevoir des vis de fixation 21a,21b des goulottes 7a,7b sur les parois en retour 20a,20b. Grâce à cette construction on pourra utiliser avantageusement des vis 21a,21b auto-taraudeuse. Le fait que les parois en retour 20a,20b soient tournées vers les parois latérales 10a,10b du profilé 6 permet d'éviter tout endommagement lors du transport et de la manutention.
En outre, les ailes latérales 13 présentent une aile gauche 13a et une aile droite 13b, l'aile gauche et l'aile droite ayant des profils de forme différentes permettant de distinguer les deux côtés du profilé 6. Cette caractéristique est utile lors du montage car les parois en retours gauches 10a et droite 10b sont situées à des hauteurs différentes de manière à mettre la goulotte 7 en pente pour assurer l'écoulement de l'eau. Dans notre cas la paroi en retour droite 10b se trouve à un niveau inférieur à la paroi en retour gauche 10a (voir figure 4). Chaque aile latérale 13a,13b possède une paroi plane 22a,22b située dans le prolongement de la paroi inférieure 9, chaque paroi plane 22a,22b possédant sur son bord extérieur une partie en débord 23a,23b permettant de recevoir une bride 24a,24b pour la fixation du profilé sur la panne 5. Les brides 24a,24b sont fixées par des vis de blocage 25a,25b. On notera que la paroi inférieure 9 ainsi que les parois planes 22a,22b sont dépourvues de tout orifice afin d'empêcher tout écoulement d'eau vers l'intérieur du bâtiment. L'ensemble des caractéristiques décrites permettent d'obtenir une structure très simple pour le profilé 6 tout en assurant l'ensemble des fonctions qu'il doit remplir, à savoir résistance, rattrapage de jeu, écoulement des eaux, fixation, montage, étanchéité et manutention. On notera que le montage selon l'invention ne nécessite qu'un seul profilé 6: un empilage de plusieurs profilés n'est donc pas nécessaire. On notera aussi que le montage selon l'invention ne nécessite pas d'élément de joint entre les panneaux P et la surface supérieure 15 du profilé 6 ce qui représente un avantage. On utilisera de préférence des vis de maintien 18 et/ou de fixation 21 auto-foreuse et auto-taraudeuse.30

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1) Profilé porteur (6) de panneaux photovoltaïques (P1 à P8) pour une toiture (1) de bâtiment, ce profilé présentant une paroi inférieure (9) pour sa fixation sur un élément de structure (5) de ladite toiture (1), des parois latérales (10a,10b) et une paroi supérieure (11), l'ensemble des dites parois formant un contour fermé autour d'une cavité (12), la paroi inférieure (9) comprenant des ailes latérales (13a,13b) formant des gouttières (8a,8b) de part et d'autre des parois latérales (10a,10b), la paroi supérieure (11) présente une surface supérieure (15) destinée à recevoir les bords de deux panneaux photovoltaïques P adjacents, un axe milieu A étant défini au niveau de la surface supérieure (15) et à égale distance entre les dites parois latérales' (10a,10b) caractérisé en ce que la paroi supérieure (11) présente une partie en surépaisseur (17) pour le vissage de vis de maintien (18) des panneaux, la surépaisseur s'étendant entre les parois latérales (10a,10b) de sorte que la vis puisse être fixée indifféremment dans l'axe milieu A du profilé (6) ou de façon décalée latéralement par rapport à l'axe milieu A.
  2. 2) Profilé porteur (6) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface supérieure (15) est dépourvue d'obstacles en protubérance pour les panneaux photovoltaïques P.
  3. 3) Profilé porteur (6) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les parois supérieures (11), inférieure (9) et latérales (10a,10b) ont une épaisseur constante le long du contour fermé et l'épaisseur de la partie en surépaisseur (17) est au maximum de trois fois ladite épaisseur de profilé.
  4. 4) Profilé porteur (6) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie en surépaisseur (17) est sensiblement centrée sur l'axe milieu A et s'étend sur une largeur correspondant à au moins 40 % de la distance entre les parois latérales (10a,10b).
  5. 5) Profilé porteur (6) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les ailes (13a,13b)formant gouttière possèdent une paroi montante (19a,19b) qui se prolonge par une paroi en retour (20a,20b) sensiblement parallèle à la paroi inférieure (9) et tournée vers la paroi latérale adjacente (10a,10b).
  6. 6) Profilé porteur (6) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la paroi en retour (20a,20b) est suffisamment large pour recevoir des vis de fixation (21a,21b) pour des goulottes (7a,7b) transversales au profilé (6).
  7. 7) Profilé porteur (6) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les ailes latérales (13a,13d) présentent une aile gauche (13a) et une aile droite (13b), l'aile gauche et l'aile droite ayant des profils différents.
  8. 8) Profilé porteur (6) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque aile latérale (13a,13d) possède une paroi plane (22a,22b) située dans le prolongement de la paroi inférieure (9), la paroi plane 22a,22b) possédant sur son bord extérieur une partie en débord (23a,23b) permettant de recevoir une bride (24a,24b) pour la fixation du profilé (6) sur l'élément de structure (5) de toiture.
  9. 9) Ensemble comprenant au moins un profilé porteur (6) selon l'une des revendications 1 à 8, la paroi inférieure (9) du profilé étant fixée sur un élément de structure (5) de ladite toiture (1), des panneaux photovoltaïques P étant fixés côte à côte sur la paroi supérieure (11) du profilé (6) par un pare-close (16) maintenu par des vis de maintien (18) vissées dans ladite partie en surépaisseur (17), la surépaisseur s'étendant entre les parois latérales (10a,10b) de sorte que les vis de maintien (18) aient pu être fixées indifféremment dans l'axe milieu A du profilé ou de façon décalée latéralement par rapport à l'axe milieu A.
  10. 10) Ensemble selon la revendication 9 caractérisé en ce que la partie en surépaisseur (17) est suffisamment large pour que les vis de maintien (18) puissent occuper des positions décalées latéralement par rapport à l'axe milieu A tout en restant en prise dans cette partie en surépaisseur (17).
  11. 11) Ensemble selon la revendication 9 ou 10 dépendant de l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce qu'une ou plusieurs goulottes (7a,7b) transversales sont fixées sur la paroi en retour (20a,20b) par des vis de fixation (21a, 21b) .
  12. 12) Ensemble selon l'une des revendications 9 à 11 dépendant de la revendication 8 caractérisé en ce que le profilé porteur (6) est fixé sur l'élément de structure (5) 25 par des brides (24a,24b) en appui sur la partie en débord (23a, 23b) du profilé (6).
  13. 13) Ensemble selon l'une des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que les vis de maintien (18) et/ou de fixation (21) sont des vis auto-taraudeuse. 30
  14. 14) Toiture (1) incorporant au moins un profilé porteur (6) selon l'une des revendications 1 à 8 ou au moins un ensemble selon l'une des revendications 9 à 13.
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