FR2970997A1

FR2970997A1 - METHOD FOR PROTECTING A ZONE AGAINST SOLAR RADIATION, ASSOCIATED DEVICE, AND ZENITHAL LIGHTING DEVICE COMPRISING THE ASSOCIATED DEVICE

Info

Publication number: FR2970997A1
Application number: FR1100304A
Authority: FR
Inventors: Christophe Lamarque
Original assignee: INNOVATION PARTNERS
Current assignee: Hisl Fr
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-08-03
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: PL2481876T3; FR2970997B1; EP2481876B1; PT2481876E; EP2481876A1; ES2559618T3

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de protection solaire d'une zone (2) de toiture (1), dans lesquels un écran (3) est : disposé au-dessus de la zone (2) pour l'occulter du Soleil en été, monté fixe, et disposé de sorte à former une ouverture équatoriale du côté de l'équateur terrestre, et une ouverture polaire du côté du pôle plus haute que l'ouverture équatoriale ; la forme, l'orientation et la position de l'écran (3) étant choisies pour que : moins d'un quart de la zone (2) soit éclairé par le Soleil au solstice d'été, au moins un quart de la zone (2) soit éclairé par le Soleil au solstice d'hiver. L'invention concerne également un dispositif d'éclairage zénithal comportant un tel dispositif.The invention relates to a method and a device for solar protection of a zone (2) of roofing (1), in which a screen (3) is: placed above the zone (2) for the occult of the Sun in summer, mounted fixed, and arranged so as to form an equatorial opening on the side of the terrestrial equator, and a polar opening on the side of the pole higher than the equatorial opening; the shape, orientation and position of the screen (3) being chosen so that: less than a quarter of the area (2) is illuminated by the Sun at the summer solstice, at least a quarter of the area (2) be illuminated by the Sun at the winter solstice. The invention also relates to a zenith lighting device comprising such a device.

Description

i PROCÉDÉ DE PROTECTION D'UNE ZONE CONTRE LE RAYONNEMENT SOLAIRE, DISPOSITIF ASSOCIÉ, ET DISPOSITIF D'ÉCLAIRAGE ZÉNITHAL COMPORTANT LE DISPOSITIF ASSOCIÉ L'invention concerne un procédé de protection d'une zone susceptible d'être exposée au rayonnement direct du soleil, notamment d'une zone de toiture ou d'une fenêtre, contre le rayonnement solaire direct en été, ainsi qu'un dispositif de protection obtenu par la mise en oeuvre dudit procédé. Elle s'étend à un dispositif d'éclairage zénithal comportant un tel dispositif de protection. La protection d'une telle zone, notamment d'une zone de toiture, en particulier d'une zone délimitée par un châssis équipé par exemple d'un vitrage (par exemple un lanterneau), contre les rayonnements directs du Soleil permet de limiter le réchauffement de l'air de la pièce située sous la toiture. En effet, occulter le rayonnement direct du Soleil permet d'éviter l'effet de serre dû à la présence d'un vitrage monté dans le châssis de toiture. FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method of protecting an area liable to be exposed to direct radiation from the sun, in particular a roof area or a window, against the direct solar radiation in summer, and a protective device obtained by the implementation of said method. It extends to a zenith lighting device comprising such a protective device. The protection of such a zone, in particular of a roof zone, in particular of an area delimited by a frame equipped for example with a glazing unit (for example a skylight), against the direct radiations of the Sun makes it possible to limit the warming the air in the room under the roof. Indeed, obscure the direct radiation of the Sun avoids the greenhouse effect due to the presence of glazing mounted in the roof frame.

Or, si l'on souhaite souvent éviter un tel éclairage direct sur un vitrage en toiture en été, en hiver ce rayonnement direct peut être recherché tant pour la lumière qu'il apporte que pour le réchauffement naturel qu'il procure, notamment par effet de serre. Le même problème se pose avec d'autres zones susceptibles d'être exposées au rayonnement solaire (ouverture en toiture, puits de lumière, ouvrants de bâtiments,...). De nombreux dispositifs connus sont mobiles et orientables en fonction de l'heure et des saisons de façon à protéger une zone des rayons du Soleil en été tout en permettant au soleil de frapper cette zone en hiver. Cependant ces dispositifs connus sont consommateurs d'énergie et ils sont complexes et fragiles à cause de leurs parties mobiles. Ils présentent aussi l'inconvénient d'être coûteux tant à fabriquer qu'à entretenir. D'autres dispositifs connus fixes permettent d'occulter une fenêtre en toiture des rayons du Soleil, mais soit ils occultent les rayons directs du Soleil tant en été qu'en hiver, soit ils ne permettent pas un éclairage naturel suffisant de la pièce située sous la toiture lorsqu'ils occultent les rayons solaires en été. Ces dispositifs connus empêchent la pénétration de la lumière à travers le châssis de la fenêtre en toiture en toute saison. L'invention vise donc à proposer un procédé de protection d'une zone, telle qu'une zone de toiture, susceptible d'être exposée au rayonnement direct du Soleil, permettant de protéger ladite zone du rayonnement direct du Soleil en été et permettant à ladite zone de recevoir un rayonnement direct du Soleil en hiver. L'invention vise aussi à proposer un procédé de protection d'une telle zone de toiture permettant à ladite zone de recevoir une quantité importante de lumière indirecte en été, bien qu'elle soit occultée du rayonnement direct du Soleil en cette saison. L'invention vise à proposer un tel procédé de protection simple et facile à mettre en oeuvre. L'invention vise en particulier un procédé de protection 15 économique. L'invention vise également à proposer un dispositif de protection d'une telle zone qui présente les mêmes avantages. Elle vise en particulier un dispositif de protection qui ne nécessite qu'un entretien minimum correspondant au nettoyage courant. 20 L'invention vise aussi un dispositif d'éclairage zénithal comprenant un tel dispositif de protection dont la pose soit simple et ne demande pas de réglages. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de protection solaire d'une zone, dite zone éclairée, sur un site d'installation susceptible d'être 25 exposé au rayonnement direct du Soleil, dans lequel : - un écran est disposé au-dessus de la zone éclairée de façon à l'occulter d'au moins une partie des rayons directement issus du Soleil à midi solaire au solstice d'été, - l'écran est monté fixe par rapport au site d'installation, 30 caractérisé en ce que : - l'écran est disposé de sorte qu'il forme, avec la zone éclairée, une première ouverture, dite ouverture équatoriale, du côté de l'équateur terrestre, et une deuxième ouverture, dite ouverture polaire, du côté du pôle terrestre le plus proche du site d'installation, l'ouverture polaire étant plus haute que l'ouverture équatoriale par rapport à la zone éclairée, - l'écran est continu entre l'ouverture équatoriale et l'ouverture polaire, - la forme, l'orientation et la position de l'écran sont choisies pour que : o moins d'un quart de la zone éclairée soit éclairé par des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'été, o au moins un quart de la zone éclairée soit éclairé par des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver. Dans tout le texte, on désigne par « équatorial » tout élément situé du côté de l'équateur terrestre par rapport aux autres éléments. Par exemple, pour un site d'installation situé dans l'hémisphère Nord, le bord équatorial de l'écran est le bord situé du côté sud de l'écran. De même on désigne par « polaire » tout élément situé du côté du pôle terrestre le plus proche du site d'installation. Par exemple, dans l'hémisphère Nord, le bord polaire d'un écran est le bord situé du côté nord de l'écran. De plus, dans tout le texte, on désigne par « midi solaire » l'heure de midi selon l'horaire solaire, parfois aussi appelé « midi vrai ». C'est le point de culmination du Soleil dans le ciel terrestre un jour donné, vu depuis un site d'installation terrestre donné. C'est aussi le point auquel l'angle horaire du Soleil est nul au site d'installation considéré. Un site d'installation selon l'invention est fixe dans le référentiel terrestre, c'est-à-dire que sa latitude, sa longitude et son orientation azimutale sont fixes. Ainsi un site d'installation selon l'invention peut notamment être une toiture d'immeuble ou un sol. However, if we often want to avoid such direct lighting on a roof glazing in summer, in winter this direct radiation can be sought both for the light it provides and for the natural warming it provides, including by effect Greenhouse. The same problem arises with other areas likely to be exposed to solar radiation (opening on the roof, skylights, opening of buildings, ...). Many known devices are mobile and time-and-season orientable to protect an area from the sun's rays in the summer while allowing the sun to hit that area in the winter. However these known devices are energy consumers and they are complex and fragile because of their moving parts. They also have the disadvantage of being expensive to manufacture and maintain. Other known fixed devices allow to hide a window on the roof of the sun's rays, but either obscure the direct rays of the Sun both in summer and winter, or they do not allow sufficient natural lighting of the room under the sun. the roof when they obscure the sun's rays in summer. These known devices prevent the penetration of light through the frame of the roof window in any season. The invention therefore aims at providing a method of protecting an area, such as a roof area, which can be exposed to the direct radiation of the sun, making it possible to protect said area from direct sunlight in the summer and allowing said area to receive direct radiation from the Sun in winter. The invention also aims at providing a method of protecting such a roofing zone enabling said zone to receive a significant amount of indirect light in summer, although it is obscured by the direct radiation of the Sun in this season. The invention aims to provide such a simple protection method and easy to implement. The invention aims in particular at an economical protection method. The invention also aims at providing a device for protecting such a zone which has the same advantages. It aims in particular a protection device which requires only a minimum maintenance corresponding to the current cleaning. The invention also relates to a zenith lighting device comprising such a protection device whose installation is simple and does not require adjustments. To this end, the invention relates to a method of solar protection of an area, called the illuminated area, at an installation site liable to be exposed to the direct radiation of the sun, in which: a screen is arranged above the lighted area so as to conceal at least a portion of the rays directly from the sun at solar noon at the summer solstice, the screen is fixedly mounted relative to the installation site, characterized in that what: - the screen is arranged so that it forms, with the illuminated area, a first opening, called equatorial opening, on the side of the terrestrial equator, and a second opening, called polar opening, on the pole side closest to the installation site, the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated area, - the screen is continuous between the equatorial opening and the polar opening, - the shape, the orientation and position of the screen are chosen so that: o less than a quarter of the illuminated area is illuminated by direct sunlight at solar noon on the summer solstice, or at least a quarter of the illuminated area is illuminated by direct sunlight at noon solar at the winter solstice. Throughout the text, we denote by equatorial any element situated on the Earth's equator side with respect to the other elements. For example, for an installation site in the Northern Hemisphere, the equatorial edge of the screen is the edge on the south side of the screen. Likewise, "polar" means any element located on the side of the terrestrial pole closest to the installation site. For example, in the Northern Hemisphere, the polar edge of a screen is the edge on the north side of the screen. In addition, throughout the text, the term "solar noon" designates the hour of noon according to the solar time, sometimes also called "true midi". This is the culmination point of the Sun in the Earth's sky on a given day, seen from a given land installation site. It is also the point at which the hour angle of the sun is zero at the site of installation considered. An installation site according to the invention is fixed in the terrestrial reference, that is to say that its latitude, longitude and azimuthal orientation are fixed. Thus an installation site according to the invention may in particular be a building roof or a floor.

Une zone éclairée est en particulier une surface immeuble susceptible d'être exposée au rayonnement direct du Soleil et d'être réchauffée par celui-ci. Ladite zone éclairée est en particulier située sensiblement sous un écran de protection disposé selon un procédé conforme à l'invention. On souhaite protéger cette zone éclairée (et/ou un volume d'air se trouvant au-dessous) de tout réchauffement dû au rayonnement du Soleil en été, et on souhaite au contraire favoriser son réchauffement par le rayonnement du Soleil en hiver. Une zone éclairée selon l'invention s'étend à tous types de surfaces, et comprend en particulier des surfaces s'échauffant sous l'effet du rayonnement solaire et des surfaces vitrées laissant passer au moins certaines composantes de la lumière du Soleil. Par exemple, une zone éclairée selon l'invention située en toiture est en particulier susceptible de permettre un réchauffement par effet de serre d'un volume d'air situé sous la toiture. Dans un procédé selon l'invention, l'écran est monté fixe par rapport au site d'installation et par conséquent il est fixe par rapport à la zone éclairée. Il s'agit d'un procédé d'obtention d'un dispositif simple et économique, sans aucune partie mécanique mobile dès lors qu'il est installé et tant qu'il assure ses fonctions. Dans un procédé selon l'invention on profite pleinement de la variation de la position du Soleil dans le ciel terrestre en fonction de l'heure mais aussi et surtout en fonction des saisons pour que varie l'éclairage direct de la zone éclairée en fonction de l'heure et des saisons. Dans un tel procédé, l'écran est disposé au-dessus de la zone éclairée, c'est-à-dire qu'il est placé sensiblement au-dessus de la zone éclairée selon une direction orthogonale à un plan tangent à ladite zone éclairée. En particulier, pour une zone éclairée horizontale, l'écran est globalement verticalement au-dessus de la zone éclairée. En revanche la projection orthogonale de l'écran ne présente généralement pas la même forme que la zone éclairée. De plus, l'écran est disposé à distance de la zone éclairée, c'est-à-dire qu'il est généralement disjoint de cette dernière. Chaque écran disposé selon l'invention l'est au-dessus d'une zone éclairée. An illuminated area is in particular a building surface likely to be exposed to the direct radiation of the Sun and to be heated by it. Said illuminated area is in particular located substantially under a protective screen disposed according to a method according to the invention. We want to protect this lit area (and / or a volume of air below) any warming due to the radiation of the Sun in summer, and we wish instead to promote its warming by the radiation of the Sun in winter. An illuminated zone according to the invention extends to all types of surfaces, and in particular comprises surfaces heated by the effect of solar radiation and glazed surfaces allowing at least some components of the sun's light to pass through. For example, an illuminated area according to the invention located on the roof is particularly likely to allow greenhouse heating of a volume of air located under the roof. In a method according to the invention, the screen is fixedly mounted relative to the installation site and therefore it is fixed relative to the illuminated area. It is a method of obtaining a simple and economical device, without any mobile mechanical part as soon as it is installed and as long as it performs its functions. In a method according to the invention, we take full advantage of the variation of the position of the Sun in the Earth's sky according to the time but also and especially according to the seasons so that the direct illumination of the illuminated zone varies according to time and seasons. In such a method, the screen is disposed above the illuminated area, that is to say it is placed substantially above the illuminated area in a direction orthogonal to a plane tangent to said illuminated area . In particular, for a horizontal illuminated area, the screen is generally vertically above the illuminated area. On the other hand, the orthogonal projection of the screen does not generally have the same shape as the illuminated area. In addition, the screen is arranged at a distance from the illuminated area, that is to say, it is generally disjoint from the latter. Each screen disposed according to the invention is above an illuminated area.

En outre, les bords de l'écran, c'est-à-dire les pourtours extérieurs délimitant la surface de l'écran, ne sont pas nécessairement situés à la verticale des bords de la zone éclairée. En particulier l'écran peut être décalé vers le nord ou vers le sud par rapport à l'écran. Par exemple, dans les zones situées entre un pôle et le tropique le plus proche de ce pôle on peut choisir de décaler le bord équatorial de l'écran en direction de l'équateur par rapport à la verticale du bord équatorial de la zone éclairée. C'est-à-dire qu'entre le pôle Nord et le tropique du Cancer par exemple, le bord sud de l'écran est avantageusement décalé en direction du Sud par rapport au bord sud de la zone éclairée. En effet, dans cette partie du globe terrestre, les rayons issus du Soleil, à midi solaire au solstice d'été en particulier, présentent un angle non-nul par rapport à la verticale (à condition de ne pas se trouver juste au tropique). Ainsi, si on souhaite protéger toute la zone éclairée des rayons directs du Soleil, l'écran doit être disposé légèrement décalé par rapport au bord équatorial de la zone éclairée. L'écran est d'autant plus décalé dans ce sens que le site d'installation est éloigné du tropique en direction du pôle le plus proche. De même, l'écran est d'autant plus décalé dans ce sens qu'il est disposé haut par rapport à la zone éclairée. L'écran est disposé de sorte qu'il forme, avec la zone éclairée en particulier et avec le site d'installation en général, une ouverture équatoriale formée par le bord équatorial de l'écran et une courbe de la surface éclairée, ou du site d'installation. Ladite courbe est formée des points les plus proches de chaque point du bord équatorial de l'écran. De même, le bord polaire de l'écran forme avec la zone éclairée et/ou le site d'installation une ouverture polaire. L'ouverture polaire est en moyenne plus haute par rapport à la zone éclairée et/ou au site d'installation que l'ouverture équatoriale. De sorte que l'ouverture polaire est plus grande que l'ouverture équatoriale (notamment si l'encombrement est-ouest du bord équatorial de l'écran est similaire à l'encombrement est-ouest du bord polaire de l'écran). Ainsi, par exemple, pour une zone éclairée et un site d'installation sensiblement plans, et pour un écran sensiblement plan, l'écran est avantageusement installé incliné selon une direction nord-sud par rapport au plan du site d'installation. In addition, the edges of the screen, that is to say the outer perimeters delimiting the surface of the screen, are not necessarily located vertically to the edges of the illuminated area. In particular, the screen may be shifted north or south relative to the screen. For example, in areas between a pole and the nearest tropic of this pole one can choose to shift the equatorial edge of the screen towards the equator with respect to the vertical equatorial edge of the illuminated area. That is to say between the North Pole and the Tropic of Cancer for example, the southern edge of the screen is advantageously shifted towards the South with respect to the southern edge of the illuminated area. In fact, in this part of the terrestrial globe, the rays coming from the Sun, at solar noon at the summer solstice in particular, have a non-zero angle with respect to the vertical (provided they are not just in the tropics) . Thus, if it is desired to protect the entire illuminated area from the direct rays of the Sun, the screen must be arranged slightly offset from the equatorial edge of the illuminated area. The screen is further offset in that the installation site is far from the tropic towards the nearest pole. Similarly, the screen is all the more offset in that it is arranged high relative to the illuminated area. The screen is arranged so that it forms, with the illuminated area in particular and with the installation site in general, an equatorial opening formed by the equatorial edge of the screen and a curve of the illuminated surface, or the installation site. Said curve is formed of the points closest to each point of the equatorial edge of the screen. Similarly, the polar edge of the screen forms with the illuminated area and / or the installation site a polar opening. The polar opening is on average higher compared to the illuminated area and / or the installation site than the equatorial opening. So the polar aperture is larger than the equatorial aperture (especially if the east-west clutter of the equatorial edge of the screen is similar to the east-west clutter of the polar edge of the screen). Thus, for example, for a light area and a substantially flat installation site, and for a substantially flat screen, the screen is advantageously installed inclined in a north-south direction relative to the plane of the installation site.

Le bord équatorial de l'écran est donc généralement installé plus bas que son bord polaire. Ainsi, par exemple, dans l'hémisphère Nord, un écran est disposé bord supérieur au nord, et bord inférieur au sud. Le bord inférieur de l'écran est donc disposé du côté sud dans l'hémisphère Nord et du côté nord dans l'hémisphère Sud. Cette disposition de l'écran permet, en été, de protéger la zone éclairée des rayons directs du Soleil tout en permettant à une lumière diffuse ou réfléchie (donc non-directe) d'éclairer la zone éclairée. Cette lumière diffuse ou réfléchie pénètre par l'ouverture polaire. En particulier, si le site d'installation est une toiture, et la zone éclairée une fenêtre, cette disposition de l'écran permet d'assurer un éclairage naturel important d'une pièce située sous la zone éclairée, tout en évitant un chauffage par effet de serre en été. La forme, la direction azimutale et la position de l'écran sont notamment choisies de telle sorte qu'au moins les trois quarts de la zone éclairée soient occultés des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'été et qu'au moins un quart de la zone éclairée soit éclairé par des rayons directs du Soleil passant par l'ouverture équatoriale à midi solaire au solstice d'hiver. De plus un écran selon l'invention est avantageusement choisi continu entre son bord équatorial et son bord polaire. Il n'y a donc qu'un seul écran, 20 d'une seule pièce, entre le bord équatorial et le bord polaire. Ainsi, la forme de l'écran est choisie, en combinaison avec son orientation et sa disposition finale au-dessus de la zone éclairée, d'une part de telle sorte que son bord équatorial soit au moins en partie à distance de la surface de la zone éclairée et de celle du site d'installation. Par l'ouverture équatoriale ainsi 25 formée, des rayons directs du Soleil peuvent passer et de l'air peut circuler. Plus particulièrement, la forme, la direction azimutale et la position de l'écran peuvent, par exemple, être choisies de telle sorte que : aucun rayon direct du Soleil ne passe par l'ouverture équatoriale à midi solaire au solstice d'été, - la zone éclairée soit entièrement éclairée par des rayons directs du Soleil passant par l'ouverture équatoriale à midi solaire au solstice d'hiver. L'invention permet ainsi de minimiser l'effet de serre à travers 5 une zone éclairée formée d'une surface vitrée translucide ou transparente en été, et de maximiser l'effet de serre par une telle zone éclairée en hiver. Par exemple avec un écran absolument opaque et non percé, on peut choisir la forme, la direction azimutale et la position de l'écran pour qu'aucun rayon direct du Soleil n'impacte la zone éclairée à midi solaire au solstice 10 d'été. Par exemple, la forme et la disposition d'un écran peuvent être choisies de telle sorte que la projection de son ombre à midi solaire au solstice d'été couvre au moins la zone éclairée, en particulier de sorte que le contour de l'ombre de l'écran corresponde parfaitement au contour de la zone éclairée à midi solaire au 15 solstice d'été. Dans un procédé selon l'invention, la forme, la direction azimutale et la position de l'écran peuvent être choisies de telle sorte qu'au solstice d'été aucun rayon direct du Soleil n'impacte la zone éclairée et ce quelle que soit l'heure entre le lever et le coucher du Soleil. 20 Grâce à un procédé selon l'invention, la zone éclairée impactée par des rayons directs du Soleil à midi solaire va croissant entre le solstice d'été et le solstice d'hiver et va décroissant entre le solstice d'hiver et le solstice d'été. Avantageusement et selon l'invention, dans certains modes de 25 réalisation particulièrement simples, la forme, l'orientation et la position de l'écran sont choisies pour que le bord de l'écran délimitant l'ouverture équatoriale, dit bord équatorial, se trouve en tout point à une hauteur minimale h par rapport à la zone éclairée, telle que : h > p.L.tan(a) 30 avec : - a l'angle entre la zone éclairée et les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver, - L la dimension de la zone éclairée selon la direction nord- sud au point considéré, et - 1/4 < p < 1 la proportion de la zone éclairée à éclairer à midi solaire au solstice d'hiver par des rayons directs du Soleil. Aussi, dans un mode de réalisation avantageux d'un procédé selon l'invention, l'écran est disposé de façon à occulter la zone éclairée de tout rayon direct du Soleil à midi solaire au solstice d'été. Dans un autre mode de réalisation particulièrement avantageux d'un procédé selon l'invention, la quantité de lumière passant à travers l'écran en toute saison est ajustée en choisissant un écran présentant des trous autorisant le passage de rayons directs du Soleil. The equatorial edge of the screen is usually installed lower than its polar edge. Thus, for example, in the northern hemisphere, a screen is disposed upper edge north, and lower edge south. The lower edge of the screen is thus located on the south side in the northern hemisphere and on the north side in the southern hemisphere. This arrangement of the screen makes it possible, in summer, to protect the lighted area from the direct rays of the Sun while allowing a diffuse or reflected (and therefore non-direct) light to illuminate the illuminated area. This diffuse or reflected light penetrates through the polar opening. In particular, if the installation site is a roof, and the illuminated area a window, this arrangement of the screen provides a significant natural lighting of a room under the illuminated area, while avoiding heating by greenhouse effect in summer. The shape, the azimuthal direction and the position of the screen are chosen in such a way that at least three-quarters of the illuminated area are obscured from the direct rays of the Sun at solar noon at the summer solstice and that at least a quarter of the illuminated area is illuminated by direct rays of the Sun passing through the equatorial opening at solar noon at the winter solstice. In addition, a screen according to the invention is advantageously chosen continuously between its equatorial edge and its polar edge. There is therefore only one screen, in one piece, between the equatorial edge and the polar edge. Thus, the shape of the screen is chosen, in combination with its orientation and its final disposition above the illuminated area, on the one hand so that its equatorial edge is at least partly at a distance from the surface of the screen. the illuminated area and that of the installation site. Through the equatorial opening thus formed, direct rays of the sun can pass and air can flow. More particularly, the shape, the azimuthal direction and the position of the screen may, for example, be chosen such that: no direct ray of the Sun passes through the equatorial opening at solar noon at the summer solstice; the illuminated zone is entirely illuminated by direct rays of the Sun passing through the equatorial opening at solar noon at the winter solstice. The invention thus makes it possible to minimize the greenhouse effect through an illuminated zone formed of a translucent or transparent glazed surface in summer, and to maximize the greenhouse effect by such a zone illuminated in winter. For example, with an absolutely opaque and undrilled screen, one can choose the shape, the azimuthal direction and the position of the screen so that no direct ray of the Sun impacts the illuminated area at solar noon at summer solstice 10 . For example, the shape and layout of a screen can be chosen so that the projection of its solar midday shadow to the summer solstice covers at least the illuminated area, especially so that the outline of the shadow of the screen corresponds perfectly to the contour of the lit area at solar noon at 15 summer solstice. In a method according to the invention, the shape, the azimuthal direction and the position of the screen can be chosen so that at the summer solstice no direct ray of the Sun impacts the illuminated area and whatever the time between sunrise and sunset. By means of a method according to the invention, the illuminated zone impacted by direct sun rays at solar noon increases between the summer solstice and the winter solstice and decreases between the winter solstice and the solstice. 'summer. Advantageously and according to the invention, in certain particularly simple embodiments, the shape, orientation and position of the screen are chosen so that the edge of the screen delimiting the equatorial opening, called the equatorial edge, located at all points at a minimum height h with respect to the illuminated area, such as: h> pLtan (a) 30 with: - at the angle between the illuminated area and the solar rays at solar noon at the solstice of winter, - the size of the area illuminated in the north-south direction at the point in question, and - 1/4 <p <1 the proportion of the illuminated area to be lit at midday solar at the winter solstice by direct rays of the Sun. Also, in an advantageous embodiment of a method according to the invention, the screen is arranged so as to obscure the illuminated area of any direct ray of the Sun at solar noon at the summer solstice. In another particularly advantageous embodiment of a method according to the invention, the amount of light passing through the screen in any season is adjusted by choosing a screen having holes allowing the passage of direct rays of the sun.

Ainsi, bien que l'effet de serre soit fortement limité en été par un ombrage réalisé sur la quasi-totalité de la zone éclairée, quelques trous dans l'écran permettent d'obtenir un éclairage naturel plus important. Le choix d'un tel écran est particulièrement avantageux lorsque la zone éclairée est une surface de pénétration de lumière dans une pièce située sous la toiture, telle qu'une fenêtre par exemple. Le nombre de trous, leurs dimensions, leurs formes, leurs mode de réalisation et leurs dispositions sur l'écran sont des paramètres qui peuvent être choisis en fonction de différents critères tels que, par exemple : la quantité de lumière qui doit passer au travers de l'écran, l'esthétique de l'écran, etc. Thus, although the greenhouse effect is strongly limited in summer by shading performed on almost the entire lit area, a few holes in the screen provide more natural lighting. The choice of such a screen is particularly advantageous when the illuminated area is a light penetration surface in a room under the roof, such as a window for example. The number of holes, their dimensions, their shapes, their embodiments and their arrangements on the screen are parameters that can be chosen according to different criteria such as, for example: the amount of light that must pass through the screen, the aesthetics of the screen, etc.

On peut alternativement choisir, dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un écran non percé mais partiellement translucide. De plus, avantageusement et selon l'invention, la forme, la direction et la position de l'écran sont choisies pour que la majeure partie - notamment la totalité - de la zone éclairée soit éclairée par des rayons directs du Soleil passant par l'ouverture équatoriale à midi solaire au solstice d'hiver. s Dans le cas particulier où la totalité de la zone éclairée est éclairée à ce moment, p=1. Cette configuration permet de maximiser les récupérations thermiques en hiver. Une zone éclairée selon l'invention peut être de tout type, et se trouver sur tout type de site d'installation. En particulier, elle peut être une zone d'une toiture ou d'un sol. Avantageusement et selon l'invention, le site d'installation est une toiture et en ce que la zone éclairée est une ouverture ménagée dans la toiture, ladite ouverture étant fermée par un élément de couverture en un matériau étanche et au moins translucide. Un matériau au moins translucide selon l'invention est translucide ou transparent à au moins une partie du rayonnement solaire. Par exemple, un tel matériau peut être choisi parmi le verre, les polycarbonates, et équivalents. Alternatively, in a particular embodiment of the invention, a non-pierced but partially translucent screen may be chosen. In addition, advantageously and according to the invention, the shape, the direction and the position of the screen are chosen so that the majority - in particular all - of the illuminated area is illuminated by direct rays of the Sun passing through the equatorial opening at solar noon at the winter solstice. s In the particular case where the entire illuminated area is illuminated at this time, p = 1. This configuration maximizes thermal recovery in winter. An illuminated zone according to the invention can be of any type, and can be found on any type of installation site. In particular, it can be an area of a roof or a floor. Advantageously and according to the invention, the installation site is a roof and in that the illuminated area is an opening in the roof, said opening being closed by a cover member in a waterproof material and at least translucent. At least one translucent material according to the invention is translucent or transparent to at least a portion of the solar radiation. For example, such a material may be selected from glass, polycarbonates, and the like.

Un tel élément de couverture est avantageusement une fenêtre de couverture, telle qu'un hublot, un lanterneau ponctuel, un lanterneau filant (par exemple de type voûte), un châssis fixe, un châssis vitré à tabatière, un châssis d'aération ou de désenfumage, un Velux®, etc. Aussi, avantageusement et selon l'invention, l'élément de couverture est monté sur un châssis lui-même monté sur le pourtour de l'ouverture ménagée dans la toiture, les rayons directs du Soleil sur l'élément de couverture permettant de chauffer un volume d'air situé sous la toiture, en particulier situé sous la surface éclairée et sous l'élément de couverture. Avantageusement, les montages respectifs de l'élément de couverture sur le châssis, et du châssis sur le pourtour de l'ouverture peuvent être réalisés de façon étanche, au moins étanche à l'eau. Ainsi, l'étanchéité à l'eau de la toiture est réalisée tout en permettant la pénétration de lumière dans une pièce sous-jacente. De plus, un effet de serre est possible lorsque la zone éclairée vitrée est frappée par des rayons directs du Soleil. Such a covering element is advantageously a covering window, such as a porthole, a punctual skylight, a skylight (for example vault type), a fixed frame, a skylight frame with a snuffbox, a ventilation frame or smoke extraction, a Velux®, etc. Also, advantageously and according to the invention, the cover element is mounted on a frame itself mounted on the periphery of the opening formed in the roof, the direct rays of the Sun on the cover element for heating a the volume of air below the roof, particularly below the illuminated surface and under the roofing element. Advantageously, the respective mountings of the cover member on the frame, and the frame on the periphery of the opening may be made sealingly, at least watertight. Thus, the waterproofness of the roof is achieved while permitting the penetration of light in an underlying room. In addition, a greenhouse effect is possible when the lighted glass area is hit by direct sunlight.

Io Aussi, afin d'assurer l'étanchéité complète à l'eau de la toiture, avantageusement et selon l'invention, l'élément de couverture peut être monté de façon étanche au pourtour de la zone éclairée, les rayons directs du Soleil sur la zone éclairée permettant de chauffer un volume d'air situé sous la toiture, en particulier situé sous la zone éclairée et sous l'élément de couverture. Ainsi, au moins à l'état fermé, la zone éclairée n'est pas une source d'échange d'air entre un volume d'air (une pièce) situé sous la toiture et l'extérieur de façon à minimiser les pertes thermiques. Rien n'empêche cependant de prévoir une zone éclairée, notamment une ouverture en toiture qui permette, de par sa nature et de par son montage, une étanchéité à l'eau et une perméabilité relative à l'air, dans un but de ventilation par exemple. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'écran est choisi en un matériau opaque au rayonnement solaire. Io Also, in order to ensure complete watertightness of the roof, advantageously and according to the invention, the cover element can be mounted in a sealed manner around the illuminated area, the direct rays of the Sun on the illuminated zone for heating a volume of air located under the roof, in particular located under the illuminated area and under the cover element. Thus, at least in the closed state, the illuminated zone is not a source of air exchange between a volume of air (a room) located under the roof and the outside so as to minimize heat losses. . However, there is nothing to preclude the provision of an illuminated area, in particular an opening on the roof which, by its nature and its assembly, allows a watertightness and a relative permeability to the air, for ventilation purposes. example. In an advantageous embodiment of the invention, the screen is chosen from a material that is opaque to solar radiation.

De plus, avantageusement et selon l'invention, l'écran étant en extérieur et disjoint du site d'installation (au moins par ses bords équatorial et polaire) permet la création d'un flux d'air par convection sous l'écran. Notamment en été, lorsque l'écran est échauffé par le rayonnement solaire, l'air situé sous l'écran et à proximité de celui-ci s'échauffe et s'élève vers le bord polaire de l'écran qui est plus haut que le bord équatorial de ce dernier. Une aspiration se crée donc au bas de l'écran, à proximité de son bord équatorial. Un mouvement de convection s'établit alors entre l'écran et la zone éclairée, généralement sensiblement selon une direction nord-sud, notamment du bord équatorial au bord polaire. Ce flux d'air permet de rafraîchir la zone éclairée. In addition, advantageously and according to the invention, the screen being outside and disjoint from the installation site (at least by its equatorial and polar edges) allows the creation of a convective air flow under the screen. Especially in summer, when the screen is heated by solar radiation, the air under the screen and close to it warms up and rises to the polar edge of the screen which is higher than the equatorial edge of the latter. An aspiration is created at the bottom of the screen, near its equatorial edge. A convection movement is then established between the screen and the illuminated area, generally substantially in a north-south direction, in particular from the equatorial edge to the polar edge. This airflow helps to refresh the illuminated area.

En outre, l'écran monté selon le procédé de l'invention étant disjoint de la zone éclairée et situé à l'extérieur, son échauffement n'entraîne pas l'échauffement, par exemple d'une pièce située sous une toiture. Enfin, un procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre sur des sites d'installation déjà existants, par exemple sur des fenêtres en toiture déjà existantes. Un tel procédé permet d'ajouter une protection solaire a posteriori, et par l' extérieur. 2970997 ii Le procédé de protection selon l'invention permet d'obtenir un dispositif de protection d'une zone éclairée contre le rayonnement direct du Soleil en été. L'invention s'étend en particulier à un dispositif de protection 5 directement obtenu par un procédé de protection selon l'invention. L'invention concerne également un tel dispositif de protection obtenu par combinaison de tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après notamment en relation avec le procédé de protection selon l'invention. Notamment un tel dispositif comprend au moins un écran et 10 des moyens de fixation de cet écran au-dessus de ladite zone éclairée selon un procédé conforme à l'invention. Avantageusement et selon l'invention, un tel dispositif est un dispositif de protection d'une zone, dite zone éclairée, sur un site d'installation susceptible d'être exposé au rayonnement direct du Soleil, ledit dispositif de 15 protection comportant un écran : - disposé au-dessus de la zone éclairée de façon à l'occulter d'au moins une partie des rayons directement issus du Soleil à midi solaire au solstice d'été, - monté fixe par rapport au site d'installation, caractérisé en ce que l'écran : 20 - forme, avec la zone éclairée, une première ouverture, dite ouverture équatoriale, du côté de l'équateur terrestre, et une deuxième ouverture, dite ouverture polaire, du côté du pôle terrestre le plus proche du site d'installation, l'ouverture polaire étant plus haute que l'ouverture équatoriale par rapport à la zone éclairée, 25 - est continu entre l'ouverture équatoriale et l'ouverture polaire, présente une forme, une orientation et une position telles que : - moins d'un quart de la zone éclairée est éclairé par des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'été, - au moins un quart de la zone éclairée est éclairé par des rayons 30 directs du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver. In addition, the screen mounted according to the method of the invention being disjoined from the illuminated area and located outside, its heating does not lead to heating, for example a room under a roof. Finally, a method according to the invention can be implemented on existing installation sites, for example on existing roof windows. Such a method makes it possible to add a sun protection a posteriori, and from the outside. The protection method according to the invention makes it possible to obtain a device for protecting an illuminated area against the direct radiation of the sun in summer. The invention extends in particular to a protection device 5 directly obtained by a protection method according to the invention. The invention also relates to such a protection device obtained by combining all or part of the characteristics mentioned above or below, especially in relation to the protection method according to the invention. In particular, such a device comprises at least one screen and means for fixing this screen above said illuminated area according to a method according to the invention. Advantageously and according to the invention, such a device is a device for protecting an area, called the illuminated area, on an installation site likely to be exposed to direct radiation from the sun, said protection device comprising a screen: disposed above the illuminated area so as to conceal at least a portion of the rays directly from the sun at solar noon at the summer solstice, fixedly mounted relative to the installation site, characterized in that that the screen: 20 - forms, with the illuminated area, a first opening, called equatorial opening, on the side of the terrestrial equator, and a second opening, called the polar opening, on the side of the terrestrial pole closest to the site of the installation, the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated area, is continuous between the equatorial opening and the polar opening, has a shape, an orientation and a position such that e: - less than a quarter of the illuminated area is illuminated by direct rays of the Sun at solar noon at the summer solstice, - at least a quarter of the illuminated area is illuminated by direct sun rays at solar noon at the winter solstice.

Un dispositif selon l'invention est simple et économique car il ne comporte aucune partie mobile en fonctionnement, et en particulier aucune motorisation. L'invention s'étend également à un dispositif d'éclairage zénithal destiné à être disposé dans une ouverture ménagée dans une toiture susceptible d'être exposée au rayonnement direct du Soleil, l'ouverture délimitant une zone, dite zone éclairée, et ledit dispositif d'éclairage zénithal comprenant : - un châssis apte à être monté sur le pourtour de l'ouverture, un élément de couverture en un matériau étanche et au moins translucide, 10 dont les bords sont adaptés pour être montés sur le châssis, au moins un dispositif de protection comportant un écran : - disposé au-dessus de la zone éclairée de façon à l'occulter d'au moins une partie des rayons directement issus du Soleil à midi solaire au solstice d'été, 15 - monté fixe par rapport au site d'installation, caractérisé en ce que l'écran : - forme, avec la zone éclairée, une première ouverture, dite ouverture équatoriale, du côté de l'équateur terrestre, et une deuxième ouverture, dite ouverture polaire, du côté du pôle terrestre le plus proche du site d'installation, 20 l'ouverture polaire étant plus haute que l'ouverture équatoriale par rapport à la zone éclairée, - est continu entre l'ouverture équatoriale et l'ouverture polaire, - présente une forme, une orientation et une position telles que : - moins d'un quart de la zone éclairée est éclairé par des rayons 25 directs du Soleil à midi solaire au solstice d'été, - au moins un quart de la zone éclairée est éclairé par des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver. Un tel dispositif d'éclairage zénithal peut être préfabriqué en usine selon une notice de préfabrication conforme à un procédé de fabrication relatif 30 au site d'installation final dudit dispositif d'éclairage zénithal. En particulier un tel dispositif d'éclairage zénithal peut être fabriqué sous une latitude différente de celle du site d'installation, à condition de connaître la latitude du site d'installation. Le montage d'un dispositif selon l'invention est alors simplifié, puisque l'ensemble de la fenêtre et du(des) écran(s) de protection peuvent être livrés et installés en bloc ou en kit. A device according to the invention is simple and economical because it has no moving part in operation, and in particular no motorization. The invention also extends to a zenith lighting device intended to be disposed in an opening in a roof that can be exposed to the direct radiation of the Sun, the opening delimiting an area, said illuminated area, and said device zenithal lighting system comprising: - a frame adapted to be mounted on the periphery of the opening, a cover element made of a waterproof and at least translucent material, the edges of which are adapted to be mounted on the frame, at least one protective device comprising a screen: - arranged above the lighted area so as to conceal at least a portion of the rays directly from the sun at solar noon at the summer solstice, 15 - mounted fixed relative to the installation site, characterized in that the screen: - form, with the illuminated area, a first opening, called equatorial opening, on the side of the Earth's equator, and a second opening, called polar opening, on the side of the earth pole closest to the installation site, 20 the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated area, - is continuous between the equatorial opening and the polar opening has a shape, an orientation and a position such that: - less than a quarter of the illuminated area is illuminated by direct sun rays at solar noon at the summer solstice, - at least a quarter of the area illuminated is lit by direct rays of the Sun at solar noon at the winter solstice. Such a zenith lighting device can be prefabricated in the factory according to a prefabrication note according to a manufacturing method relating to the final installation site of said zenith lighting device. In particular, such a zenith lighting device can be manufactured at a latitude different from that of the installation site, provided that it knows the latitude of the installation site. The mounting of a device according to the invention is then simplified, since the entire window and the screen (s) of protection can be delivered and installed in a block or kit.

L'invention concerne également un dispositif d'éclairage zénithal caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après notamment en relation avec le procédé de protection selon l'invention. Un dispositif de protection ou un dispositif d'éclairage zénithal obtenu par un procédé selon l'invention permet notamment d'obtenir une protection efficace contre l'effet de serre d'un vitrage en toiture en été, tout en obtenant un chauffage par effet de serre important en hiver. De tels dispositifs permettent en outre de conserver un éclairage naturel important tout au long de l'année grâce à sa grande ouverture orientée vers le nord dans l'hémisphère Nord, ou vers le sud dans l'hémisphère Sud. Cet éclairage peut avantageusement être amélioré, sans substantiellement augmenter l'effet de serre en été, grâce à un(des) écran(s) percé(s) de trous ou légèrement translucide(s). D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 20 apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'éclairage zénithal conforme à l'invention, supposé monté dans l'hémisphère Nord, 25 - la figure 2 est une vue schématique en coupe par un plan vertical contenant l'axe nord-sud du dispositif d'éclairage zénithal conforme à la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en perspective de dispositifs conformes à l'invention montés sur une toiture plane, et installés dans l'hémisphère Nord, 30 - la figure 4 est une vue schématique latérale depuis le sud du dispositif conforme à la figure 3, - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale par un plan vertical comprenant l'axe nord-sud, désigné par A sur la figure 4 du dispositif, conforme aux figures 3 et 4, - la figure 6 est une vue schématique en perspective de deux dispositifs de forme conforme à l'invention, supposés montés dans l'hémisphère Nord, - la figure 7 est une vue schématique latérale depuis l'ouest des dispositifs de la figure 6. Le plan vertical selon l'axe nord-sud au site d'installation selon l'une des figures 1 à 7 est aussi appelé le méridien du temps sidéral en astronomie, ou encore le « méridien local », c'est le plan (ou disque) contenant le pôle Nord céleste, le pôle Sud céleste, et le zénith du site d'installation. Il est noté A sur la figure 4. Le midi solaire est atteint lorsque le Soleil traverse ce plan. Dans l'ensemble des figures 1 à 7, les dispositifs de protection et d'éclairage zénithal selon l'invention sont représentés installés dans l'hémisphère Nord terrestre. De plus, les lettres N et S désignent respectivement les directions nord et sud, E désigne la direction est, et W la direction ouest. De manière générale, un site d'installation selon l'invention, et en particulier une toiture, est avantageusement d'inclinaison inférieure à 90 degrés par rapport à l'horizontale - c'est-à-dire que le site d'installation n'est pas vertical. Le site d'installation est notamment avantageusement incliné de moins de 45 degrés par rapport à l'horizontale, et il est en particulier sensiblement horizontal, c'est-à-dire qu'il forme un angle inférieur à 20 degrés avec l'horizontale. Rien n'empêche cependant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour un site d'installation incliné, notamment une toiture inclinée, par exemple de 20 degrés. The invention also relates to a zenith lighting device characterized in combination by all or some of the features mentioned above or below in particular in connection with the protection method according to the invention. A protection device or a zenith lighting device obtained by a method according to the invention makes it possible in particular to obtain an effective protection against the greenhouse effect of a roof glazing in summer, while obtaining a heating effect by important greenhouse in winter. Such devices also allow to maintain significant natural lighting throughout the year thanks to its large north-facing opening in the northern hemisphere, or south in the southern hemisphere. This lighting can advantageously be improved, without substantially increasing the greenhouse effect in summer, thanks to (or) screen (s) pierced (s) of holes or slightly translucent (s). Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following non-limiting description which refers to the appended figures in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of a device zenithal lighting according to the invention, supposedly mounted in the northern hemisphere, - 2 is a schematic sectional view through a vertical plane containing the north-south axis of the zenith lighting device according to the figure FIG. 3 is a diagrammatic perspective view of devices according to the invention mounted on a flat roof and installed in the northern hemisphere; FIG. 4 is a schematic side view from the south of the device according to FIG. FIG. 5 is a diagrammatic cross-sectional view through a vertical plane comprising the north-south axis, indicated by A in FIG. 4 of the device, according to FIGS. 3 and 4; FIG. a schematic perspective view of two shaped devices according to the invention, assumed to be mounted in the northern hemisphere; FIG. 7 is a schematic side view from the west of the devices of FIG. 6. The vertical plane according to the north-south axis at the installation site according to one of Figures 1 to 7 is also called the meridian of sidereal time in astronomy, or the "local meridian" is the plane (or disk) containing the North Pole heavenly, the south celestial pole, and the zenith of the installation site. It is noted in Figure 4. The solar noon is reached when the Sun crosses this plane. In all of Figures 1 to 7, the protective devices and zenithal lighting according to the invention are shown installed in the northern hemisphere. In addition, the letters N and S respectively designate the north and south directions, E designates the east direction, and W the west direction. In general, an installation site according to the invention, and in particular a roof, is advantageously inclined less than 90 degrees from the horizontal - that is to say that the installation site n is not vertical. The installation site is notably advantageously inclined less than 45 degrees relative to the horizontal, and is particularly substantially horizontal, that is to say that it forms an angle less than 20 degrees with the horizontal . Nothing, however, prevents the implementation of a method according to the invention for an inclined installation site, including an inclined roof, for example 20 degrees.

Dans l'ensemble des figures, le site d'installation est supposé être une toiture 1 horizontale, c'est-à-dire qu'elle forme un plan orthogonal à l'axe zénith-nadir local, c'est le plan de la toiture. L'invention s'applique cependant aussi bien à d'autres zones à protéger et à d'autres configurations. Le dispositif d'éclairage zénithal représenté à la figure 1, présente un écran 3 de forme tronconique, monté fixe au dessus d'une zone 2 éclairée couverte par un vitrage 4. Le vitrage est encadré par un châssis 6 lui-même monté sur une toiture 1 dans laquelle une ouverture a été ménagée pour pouvoir disposer ledit châssis 6. Rien n'empêche, dans un dispositif d'éclairage zénithal selon l'invention que le châssis 6 soit en deux parties : une partie fixée à la toiture 1, et une deuxième partie mobile par rapport à la première partie, pour pouvoir ouvrir le vitrage 4, de façon à former un ouvrant. L'écran est fixé au châssis, à une costière, ou à la toiture grâce à des moyens 5 de fixation. Ainsi des arceaux 5 peuvent être utilisés sur lesquels l'écran 3 est boulonné. Les arceaux sont eux-mêmes boulonnés au châssis 6 dans le mode de réalisation représenté. L'écran 3 est disposé incliné selon la direction nord-sud. Ainsi il présente un bord 31 supérieur plus haut par rapport au plan de la toiture 1 que son bord opposé : le bord 32 inférieur. Le dispositif d'éclairage zénithal étant représenté installé dans l'hémisphère Nord, le bord 31 supérieur de l'écran est orienté vers le nord : c'est le bord 31 polaire. Le bord 32 inférieur est orienté vers le sud : c'est le bord 32 équatorial. Le bord 32 équatorial définit avec sa projection orthogonal au plan de la toiture, une ouverture, dite ouverture équatoriale. C'est par cette ouverture équatoriale, entre le bord 32 équatorial et la toiture 1, que les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver peuvent passer pour impacter la surface 2 éclairée, et en particulier le vitrage 4. De même, le bord 31 supérieur définit avec sa projection orthogonale au plan de la toiture, une ouverture, dite ouverture polaire, plus grande que l'ouverture équatoriale. L'ouverture polaire est notamment en moyenne et en chaque section nord-sud plus haute que l'ouverture équatoriale. L'écran 3 est réalisé dans un matériau opaque à la lumière du Soleil. C'est pourquoi, en été, la majorité de l'éclairage d'une pièce située sous la zone 2 éclairée provient de lumière solaire diffuse ou réfléchie pénétrant par l'ouverture polaire. Aussi afin de permettre l'obtention d'un éclairage naturel plus intense à travers le vitrage 4 sans augmenter significativement l'effet de serre, des petits trous ont été percés dans l'écran 3. In all the figures, the installation site is assumed to be a horizontal roof 1, that is to say that it forms a plane orthogonal to the local zenith-nadir axis, it is the plane of the roof. The invention however applies both to other areas to protect and other configurations. The zenith lighting device shown in FIG. 1 has a frustoconical screen 3 mounted fixed above an illuminated zone 2 covered by a glazing unit 4. The glazing is framed by a frame 6 itself mounted on a roof 1 in which an opening has been made to be able to arrange said frame 6. Nothing prevents, in a zenith lighting device according to the invention that the frame 6 is in two parts: a part attached to the roof 1, and a second movable portion relative to the first portion, to open the glazing 4, so as to form an opening. The screen is attached to the frame, to a curb, or to the roof by means 5 fixing. Thus arches 5 can be used on which the screen 3 is bolted. The hoops themselves are bolted to the frame 6 in the embodiment shown. The screen 3 is inclined in the north-south direction. Thus it has an upper edge 31 higher with respect to the plane of the roof 1 than its opposite edge: the lower edge 32. The zenith lighting device being shown installed in the northern hemisphere, the upper edge 31 of the screen is oriented towards the north: it is the polar border 31. The lower edge 32 is oriented towards the south: it is the equatorial edge 32. The equatorial edge 32 defines with its projection orthogonal to the plane of the roof, an opening, called the equatorial opening. It is through this equatorial opening, between the equatorial edge 32 and the roof 1, that the sun's rays at solar noon at the winter solstice can pass to impact the illuminated surface 2, and in particular the glazing 4. Similarly, the upper edge 31 defines with its projection orthogonal to the plane of the roof, an opening, called the polar opening, larger than the equatorial opening. The polar opening is particularly on average and in each north-south section higher than the equatorial opening. The screen 3 is made of a material opaque to sunlight. That is why, in summer, the majority of the lighting of a room under the illuminated zone 2 comes from diffuse or reflected solar light penetrating through the polar opening. Also in order to obtain a more intense natural lighting through the glazing 4 without significantly increasing the greenhouse effect, small holes have been drilled in the screen 3.

D'autres moyens permettent d'améliorer l'éclairage naturel à travers le vitrage, par exemple la surface inférieure de l'écran peut être recouverte d'un matériau réfléchissant de sorte à transmettre un maximum de lumière diffuse ou réfléchie reçue par l'ouverture polaire en direction de la surface 2 éclairée. La hauteur du bord 32 équatorial peut être définit comme décrit ci-après. En considérant un point x d'une abscisse curviligne du bord équatorial de la zone éclairée, la zone éclairée présente une largeur L(x) selon la direction nord-sud, en cette abscisse. Dans le cas d'une zone éclairée, telle qu'une portion de toiture globalement plane, définissant un plan, pour que, pour tout x, à midi solaire au solstice d'hiver, une proportion p de L(x) soit impactée par des rayons directs du Soleil, le bord inférieur (équatorial) de l'écran doit être disposé à une hauteur mininale h(x) définie par la relation (Rl) : h(x) > p.L(x).tan(a) (R1) Dans cette relation, a représente l'angle des rayons du Soleil par rapport au dit plan de la zone 1, à midi solaire au solstice d'hiver à la latitude du site d'installation. a est donc déterminé, en degrés, par la relation (R2) : a=90°-Q-8+0 (R2) 20 dans laquelle : - Q est la latitude du site terrestre considéré, exprimée en degrés, - 8 est l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre autour d'elle-même par rapport à une droite orthogonale au plan de l'écliptique, soit 25 environ +23 °, - 0 est l'inclinaison de la toiture selon la direction nord-sud par rapport à l'horizontale locale, exprimée en degrés positivement lorsque le bord nord de la zone est plus élevé que le bord sud de la zone, et négativement dans le cas inverse. 30 En particulier, dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 à 7, la zone éclairée étant plane et horizontale, 0 est nul. Il est à noter que 0 10 15 n'est pas nécessairement toujours déterminé dans le cas de toitures complexes ou de zones éclairées situées au faîtage d'une toiture. Il est alors plus correct d'utiliser l'angle que fait la zone éclairée avec l'horizontale locale pour A. Le coefficient p peut être choisi en fonction de la proportion de zone 2 éclairée que l'on souhaite être éclairée par des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver. La relation (R1) permet d'exprimer simplement la hauteur à laquelle le bord inférieur d'un écran est installé par rapport à la zone éclairée. Cependant, rien n'empêche de prévoir d'éclairer, par exemple un quart (p=1/4), de la zone éclairée à midi solaire au solstice d'hiver, sans éclairer un quart de L(x) pour tout x. On peut ainsi prévoir que certaines portions de la zone éclairée soient éclairées à plus d'un quart par le rayonnement direct du Soleil, et d'autres de moins d'un quart. C'est le cas notamment lorsque le bord équatorial de l'écran ne présente pas la même forme que le bord équatorial de la zone éclairée. Other means make it possible to improve the natural lighting through the glazing, for example the lower surface of the screen may be covered with a reflective material so as to transmit a maximum of diffuse or reflected light received by the opening polar towards the illuminated surface 2. The height of the equatorial edge 32 can be defined as described below. By considering a point x of a curvilinear abscissa of the equatorial edge of the illuminated zone, the illuminated zone has a width L (x) in the north-south direction, in this abscissa. In the case of an illuminated area, such as a generally planar roof portion, defining a plane, so that for all x at solar noon at the winter solstice, a proportion p of L (x) is impacted by direct rays of the Sun, the lower (equatorial) edge of the screen must be arranged at a minimum height h (x) defined by the relation (Rl): h (x)> pL (x) .tan (a) ( R1) In this relation, a represents the angle of the Sun's rays in relation to the said zone 1 plane at solar noon at the winter solstice at the latitude of the installation site. a is therefore determined, in degrees, by the relation (R2): a = 90 ° -Q-8 + 0 (R2) in which: - Q is the latitude of the considered terrestrial site, expressed in degrees, - 8 is the inclination of the axis of rotation of the Earth around itself with respect to a line orthogonal to the plane of the ecliptic, that is approximately +23 °, - 0 is the slope of the roof in the north direction -sud relative to the local horizontal, expressed in degrees positively when the northern edge of the zone is higher than the southern edge of the zone, and negatively in the opposite case. In particular, in the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, the illuminated area being flat and horizontal, 0 is zero. It should be noted that 0 10 15 is not necessarily always determined in the case of complex roofs or illuminated areas located at the ridge of a roof. It is then more correct to use the angle that the illuminated area makes with the local horizontal for A. The coefficient p can be chosen according to the proportion of illuminated zone 2 that one wishes to be illuminated by direct rays. from sun to solar noon at winter solstice. The relationship (R1) simply expresses the height at which the lower edge of a screen is installed relative to the illuminated area. However, there is nothing to prevent lighting, for example a quarter (p = 1/4), from the lit area at solar noon to the winter solstice, without illuminating a quarter of L (x) for any x. We can thus predict that some portions of the illuminated area are illuminated at more than a quarter by the direct radiation of the Sun, and others of less than a quarter. This is particularly the case when the equatorial edge of the screen does not have the same shape as the equatorial edge of the illuminated area.

De même, la relation (R1) est une relation simplifiée qui ne prend pas en compte l'installation de l'écran pour occulter la zone éclairée des rayons directs du Soleil en été. En effet, pour protéger l'intégralité de la zone éclairée à midi solaire au solstice d'été, le bord équatorial de l'écran doit être d'autant plus décalé vers l'équateur par rapport à la verticale du bord sud de la zone éclairée, que le site d'installation du dispositif de protection ou du dispositif d'éclairage zénithal issu d'un procédé selon l'invention est proche d'un pôle terrestre. En effet, à midi solaire au solstice d'été, les rayons du Soleil arrivent sur la toiture avec un angle p déterminé par la relation (R3) : ~i=90°-~+8+0 (R3) d'où la relation (R4) : R=a+28 (R4) Ainsi, pour obtenir une couverture complète de la zone éclairée jusqu'à son bord équatorial en été, et un éclairage direct d'une proportion p de la zone éclairée en hiver, un mode de réalisation du procédé selon l'invention est de disposer le bord inférieur de l'écran à une hauteur h(x) pour tout point x de l'abscisse curviligne du bord équatorial de la zone éclairée selon la relation (R5) : h(x) > p. L(x), tan(a). tan(a + 90 -13) (R5) tan (a) + tan (90 - [3) Similarly, the relationship (R1) is a simplified relationship that does not take into account the installation of the screen to obscure the area lit by the direct rays of the Sun in summer. Indeed, to protect the entirety of the lit area at midday solar at the summer solstice, the equatorial edge of the screen must be all the more offset towards the equator with respect to the vertical of the southern edge of the zone. illuminated, that the installation site of the protective device or the overhead lighting device from a method according to the invention is close to a terrestrial pole. Indeed, at solar noon at the summer solstice, the rays of the Sun arrive on the roof with an angle p determined by the relation (R3): ~ i = 90 ° - ~ + 8 + 0 (R3) where the relation (R4): R = a + 28 (R4) Thus, to obtain a complete coverage of the illuminated zone up to its equatorial edge in summer, and a direct illumination of a proportion p of the illuminated zone in winter, a embodiment of the method according to the invention is to arrange the lower edge of the screen at a height h (x) for any point x of the curvilinear abscissa of the equatorial edge of the illuminated zone according to the relation (R5): h (x)> p. L (x), tan (a). tan (a + 90 -13) (R5) tan (a) + tan (90 - [3)

Sur la vue en coupe d'un tel dispositif d'éclairage zénithal représentée à la figure 2, les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'été et à midi solaire au solstice d'hiver ont été représentés. Les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'été arrivent selon un angle [3 par rapport au plan de la toiture. Les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver arrivent selon un angle a par rapport au plan de la toiture. L'angle R est lié à l'angle a par la relation (R4). On the sectional view of such a zenith lighting device shown in Figure 2, the solar rays at solar noon at the summer solstice and solar noon at the winter solstice were shown. The solar rays at solar noon at the summer solstice arrive at an angle [3 to the plane of the roof. The sun's rays at solar noon at the winter solstice arrive at an angle to the plane of the roof. The angle R is related to the angle a by the relation (R4).

La hauteur du bord 32 équatorial par rapport au plan de la toiture 1 peut être déterminée grâce à la relation (R5) en fonction de la proportion p de zone 2 éclairée que l'on souhaite voir recevoir des rayons directs du Soleil à midi solaire au solstice d'hiver. Ainsi, par exemple, pour un dispositif d'éclairage zénithal The height of the equatorial edge 32 with respect to the plane of the roof 1 can be determined thanks to the relation (R5) as a function of the proportion p of illuminated zone 2 which it is desired to receive direct rays from the Sun at solar noon at winter solstice. So, for example, for a zenith lighting fixture

selon l'invention présentant une zone 2 éclairée de largeur constante de 1 mètre selon la direction nord-sud, ledit dispositif d'éclairage zénithal étant destiné à être installé sur une toiture à Toulouse (31000, France) de latitude d'environ S. = 44°, l'angle a vaut environ a=23°, et l'angle (3 vaut environ [3=69°. Pour pouvoir éclairer exactement 50% (p=0.5 et cas d'égalité dans la relation (R5) de la zone 2 éclairée à according to the invention having an illuminated zone 2 of constant width of 1 meter in the north-south direction, said zenith lighting device being intended to be installed on a roof in Toulouse (31000, France) with a latitude of about S. = 44 °, the angle a is about a = 23 °, and the angle (3 is about [3 = 69 ° C. To be able to illuminate exactly 50% (p = 0.5 and case of equality in the relation (R5) from zone 2 lit up to

midi solaire au solstice d'hiver, le bord 32 équatorial de l'écran 3 doit donc être disposé en moyenne à une hauteur d'environ h5o=25 cm. solar noon at the winter solstice, the equatorial edge 32 of the screen 3 must therefore be arranged on average at a height of about h5o = 25 cm.

De plus, le bord 32 équatorial de l'écran doit être disposé décalé vers l'équateur, par rapport au bord équatorial de la surface 2 éclairée, d'une distance d déterminée par la relation (R6) : d=h/tan([3) (R6) Dans l'exemple précédent, le bord 32 équatorial de l'écran devrait donc être décalé vers le sud d'environ d=10 cm par rapport à la verticale du bord équatorial de la surface 2 éclairée. In addition, the equatorial edge 32 of the screen must be arranged offset towards the equator, with respect to the equatorial edge of the illuminated surface 2, by a distance d determined by the relation (R6): d = h / tan ( [3) (R6) In the preceding example, the equatorial edge 32 of the screen should therefore be shifted towards the south by approximately d = 10 cm with respect to the vertical of the equatorial edge of the illuminated surface 2.

Plusieurs dispositifs de protection selon l'invention sont représentés à l'état monté sur les figures 3 et 4. Chaque dispositif comprend un écran 3 profilé dont le profil présente une courbure monotone selon une coupe par le plan du méridien local, et des moyens 5 de fixation de cet écran au-dessus d'une surface 2 éclairée. Chaque écran est fixé au châssis 6, à une costière, ou à la toiture 1 grâce à des moyens 5 de fixation. Ainsi des arceaux 5 peuvent être utilisés sur lesquels chaque écran 3 est boulonné. Les arceaux sont eux-mêmes boulonnés au châssis 6 dans le mode de réalisation représenté. Chaque écran est disposé au-dessus d'une zone éclairée 10 correspondante. Les zones éclairées de la toiture sont couvertes par une couverture 4 transparente montée sur un châssis 6. La couverture 4 transparente est encadrée par le châssis 6 lui-même monté sur la toiture 1 dans laquelle une ouverture a été ménagée pour pouvoir disposer ledit châssis 6. 15 Dans ce mode de réalisation, les écrans 3 sont réalisés dans un matériau opaque aux rayons du Soleil et sont percés. Ainsi la couverture 4 est intégralement occultée du rayonnement direct du Soleil à midi solaire au solstice d'été à l'exception des rayons du soleil pouvant passer à travers chaque écran par les trous. 20 En effet, la figure 5 enseigne un dispositif conforme aux figures 3 et 4, vue en coupe par le plan A (depuis l'Ouest). Les rayons du Soleil à midi solaire au solstice d'été arrivent avec un angle 13 par rapport à la toiture. Le bord 31 polaire et le bord 32 équatorial sont donc décalés vers le sud par rapport aux bords respectifs polaire et équatorial de la couverture 4, pour protéger cette 25 dernière des rayons du Soleil incidents avec un angle [3. Le bord 31 polaire de chaque écran est disposé plus haut par rapport au plan de la toiture que leur bord 32 équatorial. De sorte que chaque écran est globalement incliné selon la direction nord-sud. Il est à noter que n'importe quelle forme d'écran peut être 30 utilisée dès lors que son point le plus bas occulte la zone 2 éclairée de rayons incidents avec un angle [3, sans l'occulter de rayons incidents avec un angle a passants par l'ouverture équatoriale entre le bord 32 équatorial d'un écran et la toiture 1. Ainsi les droites tangentes au bord 31 polaire et au bord 32 équatorial, d'angle [3, doivent être sécantes avec la toiture 1, mais pas avec la zone 2 éclairée. De même, la droite tangente au bord 32 équatorial, d'angle a, doit être sécante avec la zone 2 éclairée et donc avec la couverture 4. La hauteur et le décalage vers le sud du bord 32 équatorial de chaque écran peuvent par exemple être choisis selon les relations (R5) et (R6). Aux figures 6 et 7 une longue ouverture dans une toiture plane horizontale est représentée recouverte par un élément 4 de couverture de type voûte de direction principale nord-sud. L'élément 4 de couverture est un vitrage, monté sur un châssis 6, lui-même monté sur le pourtour de l'ouverture pratiquée dans la toiture 1. Les figures 6 et 7 présentent un mode de réalisation dans lequel une série de deux écrans 3 - chacun au-dessus d'une zone éclairée - est disposée selon la direction nord-sud. La distance nord-sud entre les écrans peut être adaptée en fonction de l'éclairage souhaité en hiver et en été. En particulier, la distance entre deux écrans successifs peut être choisie de telle sorte qu'aucun rayon direct du soleil ne puisse atteindre l'une ou l'autre des zones éclairées en passant entre les deux écrans au solstice d'été. En particulier, dans les figures 6 et 7, seul l'écran équatorial (côté sud) est choisi et installé selon un procédé conforme à l'invention. Il permet notamment la pénétration de rayons directs du soleil en hiver, notamment à midi solaire au solstice d'hiver (avec un angle a), tout en protégeant la zone éclairée en été, en particulier à midi solaire au solstice d'été (avec un angle (3), Les deux écrans des figures 6 et 7 ne peuvent pas être considérés comme parties d'un même écran selon l'invention. En effet, un écran selon l'invention est continu entre son bord équatorial et son bord polaire, et il permet l'éclairage direct d'au moins un quart de la zone éclairée au-dessus de laquelle il est monté, de sorte que seul l'écran équatorial est conforme à l'invention. Several protection devices according to the invention are shown in the mounted state in FIGS. 3 and 4. Each device comprises a profiled screen 3 whose profile has a monotonic curvature in a section through the plane of the local meridian, and means 5 fixing this screen above an illuminated surface 2. Each screen is fixed to the frame 6, to a curb, or to the roof 1 by means 5 fixing. Thus arches 5 can be used on which each screen 3 is bolted. The hoops themselves are bolted to the frame 6 in the embodiment shown. Each screen is disposed above a corresponding illuminated area. The illuminated areas of the roof are covered by a transparent cover 4 mounted on a frame 6. The transparent cover 4 is framed by the frame 6 itself mounted on the roof 1 in which an opening has been provided to be able to arrange said frame 6 In this embodiment, the screens 3 are made of a material opaque to the sun's rays and are pierced. Thus the cover 4 is entirely obscured by the direct radiation of the Sun at solar noon at the summer solstice with the exception of the sun's rays that can pass through each screen through the holes. Indeed, Figure 5 teaches a device according to Figures 3 and 4, seen in section through the plane A (from the West). Sun rays at solar noon at the summer solstice arrive at an angle 13 to the roof. The polar edge 31 and the equatorial edge 32 are therefore shifted south with respect to the respective polar and equatorial edges of the cover 4, to protect the latter from incident sun rays with an angle [3. The polar edge 31 of each screen is disposed higher relative to the plane of the roof than their equatorial edge 32. So that each screen is generally inclined in the north-south direction. It should be noted that any form of screen may be used as soon as its lowest point obscures the illuminated area 2 of incident rays at an angle [3, without obscuring it from incident rays with an angle passers by the equatorial opening between the equatorial edge 32 of a screen and the roof 1. Thus the lines tangent to the polar edge 31 and the equatorial edge 32, angle [3, must be intersecting with the roof 1, but not with illuminated zone 2. Similarly, the line tangent to the equatorial edge 32, of angle a, must intersect with the illuminated zone 2 and therefore with the cover 4. The height and the southward shift of the equatorial edge 32 of each screen may for example be chosen according to the relations (R5) and (R6). In Figures 6 and 7, a long opening in a horizontal flat roof is shown covered by a roof element 4 type roof north-south main direction. The cover element 4 is a glazing unit, mounted on a frame 6, itself mounted on the periphery of the opening made in the roof 1. FIGS. 6 and 7 show an embodiment in which a series of two screens 3 - each above a lighted area - is arranged in a north-south direction. The north-south distance between the screens can be adapted according to the desired lighting in winter and summer. In particular, the distance between two successive screens can be chosen so that no direct ray of the sun can reach one or other of the illuminated areas passing between the two screens at the summer solstice. In particular, in Figures 6 and 7, only the equatorial screen (south side) is selected and installed according to a method according to the invention. It allows in particular the penetration of direct rays of the sun in winter, especially at solar noon at the winter solstice (with an angle a), while protecting the lit area in summer, especially at solar noon at the summer solstice (with An angle (3), The two screens of Figures 6 and 7 can not be considered as parts of the same screen according to the invention.In fact, a screen according to the invention is continuous between its equatorial edge and its polar edge and it allows the direct illumination of at least a quarter of the illuminated area above which it is mounted, so that only the equatorial screen is in accordance with the invention.

L'invention peut faire l'objet de nombreuses autres variantes de réalisation non représentées. En particulier, les dimensions, la forme, l'orientation et la disposition d'un écran 3 selon l'invention peuvent être modifiées pour obtenir un éclairage direct par des rayons du Soleil plus ou moins important en été et/ou en hiver. De même ces paramètres sont ajustés pour chaque latitude du globe terrestre à laquelle le dispositif selon l'invention obtenu par un procédé selon l'invention, ou le dispositif d'éclairage zénithal selon l'invention, est destiné à être installé. En outre, le bord 32 équatorial de chaque écran n'est pas nécessairement à une même distance h du plan de la toiture sur toute sa longueur (selon la direction est-ouest), comme représenté à la figure 4. Cette hauteur peut, comme représenté à la figure 1, varier le long de la longueur de l'écran. Si l'écran est choisi percé de trous, les trous peuvent être de tous types, de toutes formes, et répartis selon des motifs divers. Ces trous n'empêchent pas l'écran d'être continu entre son bord équatorial et son bord polaire. Par ailleurs, une costière permet parfois de rehausser un élément de couverture 4 par rapport à la toiture. L'écran d'un dispositif selon l'invention peut avantageusement être fixé à cette costière, au châssis de l'élément de couverture, ou directement à la toiture elle-même.20 The invention can be the subject of many other embodiments not shown. In particular, the dimensions, the shape, the orientation and the arrangement of a screen 3 according to the invention can be modified to obtain a direct illumination by sun rays more or less important in summer and / or winter. Similarly, these parameters are adjusted for each latitude of the globe to which the device according to the invention obtained by a method according to the invention, or the zenith lighting device according to the invention, is intended to be installed. In addition, the equatorial edge 32 of each screen is not necessarily at the same distance h from the plane of the roof over its entire length (in the east-west direction), as shown in FIG. 4. This height can, as in FIG. shown in Figure 1, vary along the length of the screen. If the screen is chosen pierced with holes, the holes can be of all types, of all shapes, and distributed in various patterns. These holes do not prevent the screen from being continuous between its equatorial edge and its polar edge. Moreover, a curb can sometimes enhance a cover element 4 relative to the roof. The screen of a device according to the invention may advantageously be attached to this curb, to the frame of the cover element, or directly to the roof itself.

Claims

CLAIMS1 / - Sun protection method of a zone, said zone (2) lit, on an installation site likely to be exposed to direct radiation from the Sun, wherein: - a screen (3) is disposed above zone (2) illuminated so as to hide at least a portion of the rays directly from the sun at solar noon at the summer solstice, - the screen (3) is mounted fixed relative to the site of installation, characterized in that: - the screen (3) is arranged so that it forms, with the illuminated area, a first opening, called equatorial opening, on the side of the Earth's equator, and a second opening, called polar opening, on the side of the earth pole closest to the installation site, the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated area (2), - the screen (3) is continuous between the equatorial opening and polar opening, shape, orientation and position of the screen (3) s have chosen that: o less than one quarter of the illuminated area (2) be illuminated by direct sunlight at solar noon at the summer solstice, or at least one quarter of the illuminated area (2) be illuminated by direct rays from the Sun at solar noon to the winter solstice. 2 / - Method according to claim 1, characterized in that the shape, orientation and position of the screen (3) are chosen so that the edge of the screen defining the equatorial opening, said edge (32) equatorial, is at all points at a minimum height h with respect to the illuminated zone (2), such as: h> pLtan (a) with: - at the angle between the illuminated zone (2) and the rays of the Sun at solar noon at the winter solstice, - the size of the zone (2) illuminated in the north-south direction at the point in question, and- 1/4 <p <1 the proportion of the illuminated zone (2) to be illuminated at solar noon at the winter solstice by direct rays of the Sun. 3 / - Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the screen (3) is arranged to hide the area (2) lit by any direct ray of the Sun at solar noon at summer solstice . 4 / - Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the amount of light passing through the screen in any season is adjusted by choosing a screen (3) having holes allowing the passage of direct rays of the Sun. 5 / - Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shape, orientation and position of the screen (3) are chosen so that most of the area (2) illuminated is illuminated by direct rays of the Sun passing through the equatorial opening at solar noon to the winter solstice. 6 / - Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the installation site is a roof (1) and in that the area (2) illuminated is an opening in the roof (1), said opening being closed by a cover member (4) made of a waterproof and at least translucent material. 7 / - Method according to claim 6, characterized in that the element (4) cover is mounted on a frame (6) itself mounted on the periphery of the opening in the roof, the direct rays of the Sun on the covering element (4) for heating an air volume located under the roof (1), in particular below the illuminated surface and under the cover element. 8 / - Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the screen (3) is chosen from a material opaque to solar radiation. 9 / - Device for protecting an area, called illuminated zone (2), on an installation site liable to be exposed to direct radiation from the Sun, said protective device comprising a screen (3): above the zone (2) illuminated so as to conceal at least a portion of the rays directly from the sun at solar noon at the summer solstice, - mounted fixed relative to the installation site, characterized in that the screen (3): - form, with the zone (2) lit, a first opening, called the equatorial opening, on the side of the terrestrial equator, and a second opening, called the polar opening, on the side of the earth pole the most close to the installation site, the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated zone (2), is continuous between the equatorial opening and the polar opening, has a shape, an orientation and a position such as: - less than a quarter of the area (2) illuminated It is illuminated by direct rays of the Sun at solar noon at the summer solstice, - at least a quarter of the illuminated area (2) is illuminated by direct rays of the Sun at solar noon at the winter solstice. 10 / - Zenith lighting device intended to be disposed in an opening in a roof (1) capable of being exposed to direct radiation from the Sun, the opening defining an area, said zone (2) illuminated, and said device zenith lighting system comprising: - a frame (6) adapted to be mounted on the periphery of the opening, - a cover element (4) made of a waterproof and at least translucent material, the edges of which are adapted to be mounted on the chassis, at least one protective device comprising a screen (3): - disposed above the area (2) illuminated so as to hide at least a portion of the rays directly from the Sun at noon solar at summer solstice, - mounted fixed in relation to the installation site, characterized in that the screen (3): - forms, with the illuminated area, a first opening, called the equatorial opening, on the terrestrial equator side , and a second opening, called open polar pole, on the side of the earth pole closest to the installation site, the polar opening being higher than the equatorial opening with respect to the illuminated zone (2), 5- is continuous between the equatorial opening and the Polar opening - has a shape, orientation and position such that: - less than one quarter of the illuminated area (2) is illuminated by direct sunlight at solar noon at the summer solstice, - at least a quarter of the illuminated area (2) is lit by direct sunlight at solar noon at the winter solstice.