FR2999205A1 - Systeme de fixation et d’etancheite pour la realisation d’une toiture solaire comprenant des vitrages electrochromes, et toiture solaire obtenue - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des vitrages électrochromes (4), le système de fixation et d'étanchéité comprenant une pluralité de profilés longitudinaux (5) destinés à être positionnés parallèlement les uns aux autres dans le sens de la pente de la toiture , chaque profilé longitudinal (5) comprenant une gorge centrale (50) et deux gorges latérales (51, 52), et chaque profilé longitudinal (5) étant destiné à supporter le bord de deux vitrages électrochromes (4) adjacents, les vitrages électrochromes (4) étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture. L'invention permet de réaliser une toiture solaire solide qui résiste à des charges potentiellement importantes, telles qu'un chargement de neige (charge de 5400 Pa) ou des charges de vent (dépression de 2400 Pa), et qui permet une installation aisée des vitrages électrochromes.
Description
SYSTEME DE FIXATION ET D'ETANCHEITE POUR LA REALISATION D'UNE TOITURE SOLAIRE COMPRENANT DES VITRAGES ELECTROCHROMES, ET TOITURE SOLAIRE OBTENUE L'invention concerne un système de fixation et d'étanchéité, pour le mon- tage d'une toiture solaire comprenant des vitrages électrochromes, ainsi que la toiture solaire ainsi montée et fixée. Concernant la toiture solaire, il s'agit de préférence d'une toiture de véranda ou d'une verrière, telle que par exemple un skydome TM, destinée à laisser passer la lumière à travers les tuiles solaires constituées de vitrages électrochromes. Concernant les vitrages électrochromes, il s'agit de vitrages comprenant un dispositif électrochrome disposé à l'intérieur du vitrage entre deux feuilles de verre, feuilletées et/ou de vitrage isolant. Un dispositif électrochrome est un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électro-commandable. Certaines caracté- ristiques du dispositif électrochrome peuvent être modifiées sous l'effet d'une alimentation électrique appropriée, tout particulièrement la transmission, l'absorption ou la réflexion, dans certaines longueurs d'ondes du rayonnement électromagnétique, notamment dans le visible et/ou dans l'infrarouge.
Un dispositif électrochrome classique comprend un système fonctionnel électrochrome comprenant successivement : - un revêtement conducteur d'amenée de courant, - une première électrode formée par une couche électrochrome, - un électrolyte, - une deuxième électrode, éventuellement électrochrome, et - un deuxième revêtement d'amenée de courant. Dans les dispositifs électrochromes dits « tout solide », toutes les couches du système fonctionnel, y compris l'électrolyte, sont formées les unes après les autres sur une des feuilles de verre.
Dans les dispositifs dits « hybrides », deux feuilles de verre reçoivent cha- cune un revêtement conducteur d'amenée de courant et une électrode et elles sont ensuite par exemple stratifiées l'une sur l'autre au moyen d'un électrolyte polymère fonctionnant comme intercalaire de feuilletage. - 2 - Enfin, dans les systèmes dits « tout organique », toutes les espèces réactives, à savoir le couple redox électrochrome, ainsi que l'électrolyte, sont réunis dans une même couche centrale prise en sandwich entre deux revêtements conducteurs.
L'application d'une tension électrique à une couche active d'un vitrage élec- trochrome permet de modifier la transmission lumineuse du vitrage, par exemple en rendant la couche active opaque, ou encore de moduler le facteur solaire du vitrage électrochrome, ce qui est permet d'adapter le vitrage en fonction de l'ensoleillement ou de la température extérieure.
Actuellement la plupart des vitrages électrochromes comprennent des cadres métalliques. Ces cadres offrent l'avantage de pouvoir rapporter et fixer aisément ces modules sur la toiture. Toutefois, ces cadres présentent certains inconvénients tels qu'un coût supplémentaire à la fabrication, la nécessité de leur mise à la terre une fois montés sur la toiture, un ajout de poids à la toiture, un ca- ractère inesthétique. De plus, le montage de vitrages électrochromes sur une toiture peut être associé avec l'installation de modules photovoltaïques ou de collecteurs solaires qui, pour les mêmes raisons, sont de plus en plus souvent sans cadre. Ainsi, le fait de pouvoir proposer des vitrages électrochromes sans cadre permet d'avoir une toiture homogène esthétiquement parlant. C'est pourquoi, les fabricants de vitrages électrochromes proposent depuis récemment des modèles sans cadre. Il y a donc un besoin pour un système de fixation de vitrages électrochromes pour réaliser une toiture solaire, qui soit solide pour résister à des charges potentiellement importantes telles qu'un chargement de neige (charge de 5400 Pa) ou des charges de vent (dépression de 2400 Pa) et qui permette une installation aisée des vitrages électrochromes. Pour cela, l'invention propose un système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des vitrages électrochromes, le système de fixation et d'étanchéité comprenant une pluralité de profilés longitudinaux destinés à être positionnés parallèlement les uns aux autres dans le sens de la pente de la toiture, chaque profilé longitudinal comprenant une gorge centrale et deux gorges latérales, et chaque profilé longitudinal étant destiné à supporter le bord de deux - 3 - vitrages électrochromes adjacents, les vitrages électrochromes étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité comprend en outre des dispositifs de fixation des vitrages électrochromes, destinés à coopérer avec la gorge centrale des profilés longitudinaux, chaque dispositif de fixation étant destiné à maintenir les bords de deux vitrages électrochromes latéraux adjacents sur un même profilé longitudinal et à les fixer simultanément. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité comprend en outre des baguettes longitudinales de protection et des baguettes trans- versales de protection destinées à être disposées respectivement entre deux vi- trages électrochromes latéraux adjacents et entre deux vitrages électrochromes disposés l'un au-dessus de l'autre, la largeur de chaque baguette longitudinale et transversale étant suffisante pour couvrir les bords des vitrages électrochromes, y compris des joints butyles entre un cadre espaceur et des feuilles de verre d'un vitrage électrochrome pour éviter l'endommagement des joints butyles. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité comprend en outre des joints disposés entre les baguettes longitudinales et les vitrages électrochromes et des joints disposés entre les baguettes transversales et les vitrages électrochromes.
Selon une autre particularité, la gorge centrale de chaque profilé longitudi- nal comprend deux surfaces se faisant face, chacune de ces surfaces comportant une nervure en saillie de la surface, les nervures étant dans un même plan, parallèle au fond des gorges centrale et latérales, et dans lequel les baguettes longitudinales de protection sont destinées à être fixées le long des profilés longitudinaux au moyen de dispositifs de fixation longitudinale destinés à coopérer avec la gorge centrale des profilés longitudinaux, chaque dispositif de fixation longitudinale étant destinée à fixer simultanément les bords de deux substrats verriers latéraux adjacents entre un profilé longitudinal et une baguette longitudinale de protection. Selon une autre particularité, chaque dispositif de fixation longitudinale comprend des premiers moyens de fixation traversant une baguette longitudinale de protection et destinés à se fixer dans un organe de maintien à distance, l'organe de maintien à distance comprenant à son extrémité inférieure des deuxièmes moyens de fixation traversant un lardon taraudé, disposé dans la gorge centrale entre le fond de la gorge centrale et les nervures, et une cale supérieure, - 4 - les nervures étant destinées à être prises en sandwich entre le lardon taraudé et la cale supérieure lors de la fixation des premiers moyens de fixation dans l'organe de maintien à distance. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité com- prend en outre des joints longitudinaux destinés à être fixés sur les surfaces de support des profilés longitudinaux. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité comprend en outre des gouttières transversales destinées chacune à être fixée entre deux profilés longitudinaux adjacents, sous les bords de deux vitrages électro- chromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre, de façon à recueillir l'eau de pluie qui pourrait couler entre ces deux vitrages électrochromes et à déverser l'eau de pluie dans les gorges latérales des deux profilés longitudinaux. Selon une autre particularité, les baguettes transversales de protection sont destinées à être fixées le long des gouttières transversales au moyen de disposi- tifs de fixation transversale comprenant un organe de maintien à distance destiné à coopérer avec des perçages réalisés dans un talon central de la gouttière transversale. L'invention concerne également une toiture solaire comportant des vitrages électrochromes constituant des éléments de couverture de la toiture, une char- pente comprenant une sablière, une faîtière et des pannes, et un système de fixa- tion et d'étanchéité décrit plus haut, les vitrages électrochromes étant posés sur les profilés longitudinaux et maintenus fermement grâce aux dispositifs de fixation longitudinale et les profilés longitudinaux étant fixés transversalement, et de préférence directement, à la charpente.
Selon une autre particularité, les vitrages électrochromes sont dépourvus de cadre support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont à présent être décrits en regard des dessins sur lesquels : - La figure 1 représente une vue en perspective d'une toiture selon l'invention, en cours de réalisation ; - La figure 2 représente une vue en perspective du profilé selon l'invention ; - La figure 3 représente en coupe transversale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des vitrages électrochromes ; - 5 - - La figure 4 représente vue en coupe longitudinale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des vitrages électrochromes. Les numéros de référence qui sont identiques sur les différentes figures re- présentent des éléments similaires ou identiques. Le mot « longitudinal » signifie dans la présente demande « le long des profilés ». Le mot « transversal » signifie dans la présente demande « transversalement aux profilés ». On entend par vitrages électrochromes « adjacents latéraux » des vitrages électrochromes agencés côte à côte selon une direction transversale à la pente de la toiture ; et on entend par « supérieur » et « inférieur » un positionnement vers le haut et respectivement vers le bas selon une direction parallèle à la pente de la toiture. L'invention se rapporte à un système de fixation et d'étanchéité de vitrages électrochromes pour réaliser une toiture solaire. Le système de fixation et d'étanchéité comprend une pluralité de profilés longitudinaux destinés à être positionnés parallèlement les uns aux autres dans le sens de la pente de la toiture. Chaque profilé longitudinal comprenant une gorge centrale et deux gorges latérales, et chaque profilé longitudinal est destiné à supporter le bord de deux vi- trages électrochromes adjacents, les vitrages électrochromes étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture, sans chevauchement. Ainsi, grâce aux profilés longitudinaux, l'installation est très simple à réaliser et la toiture résiste parfaitement aux charges climatiques.
La figure 1 représente une toiture solaire 1 montée sur une construction 3. La toiture comporte une charpente 2 et des vitrages électrochromes 4. La charpente 2 comporte selon l'une des pentes de la toiture, une sablière 20, un faîtage 21 et des pannes 22. Contrairement à une toiture classique, la charpente n'a pas besoin de recevoir de chevrons et de liteaux, ce qui simplifie la réalisation de la toiture de l'invention. La couverture de la toiture est formée par l'association d'une pluralité de vitrages électrochromes 4 plans, donnant un aspect de surface unitaire et continue. Ces vitrages électrochromes 4 sont dépourvus de cadre métallique et sont fixés à la charpente grâce à un système de fixation et d'étanchéité. Le système de fixa- - 6 - tion et d'étanchéité comprend une pluralité de profilés longitudinaux 5, disposés parallèlement les uns aux autres. Un profilé longitudinal 5 permet d'assembler des vitrages électrochromes adjacents latéraux, par exemple tel qu'illustré sur la figure 1, les vitrages électrochromes 4A et 4B, ou encore les vitrages électrochromes 4C et 4D. Les profilés longitudinaux 5 remplacent les chevrons usuels et s'étendent depuis le faîtage 21 jusqu'à la sablière 20 auxquels ils sont fixés ainsi qu'aux pannes 22. Le système de fixation et d'étanchéité assure une excellente assise de la couverture, réalise une étanchéité à l'eau de celle-ci, et permet d'élaborer une couverture de toiture à aspect unitaire. La figure 2 représente une vue en perspective d'un profilé longitudinal 5. Ce profilé longitudinal 5 est en acier, de préférence galvanisé pour une bonne tenue à la corrosion. Il est réalisé préférentiellement par une technique de profilage à partir d'un feuillard. Les profilés longitudinaux étant en acier, ils ont un coefficient de dilatation thermique proche de celui du verre, ce qui permet une meilleure durée de vie de la toiture solaire. De plus, ils sont bien plus solides que s'ils étaient en aluminium du fait d'un module d'Young trois fois supérieur et d'une géométrie en oméga.
Chaque profilé longitudinal 5 comprend une gorge centrale 50 et deux gorges latérales 51 et 52 situées de part et d'autre de la gorge centrale 50. Les gorges latérales 51 et 52 sont reliées à la gorge centrale 50 par deux surfaces de support 53 et 54 sur lesquelles sont destinés à s'appuyer les vitrages électrochromes 4. La gorge centrale 50 comprend deux surfaces se faisant face, reliées par un fond. Chacune de ces surfaces se faisant face comporte une nervure 57, 58 en saillie de la surface. Les nervures 57, 58 sont dans un même plan, parallèle au fond des gorges centrale 50 et latérales 51, 52 et aux surfaces de support 53, 54. Les gorges latérales 51, 52 sont le plus étroites possibles de façon à laisser le plus grand champ de vision possible, ce qui rend également les profilés longitudi- naux 5 compacts. Les gorges latérales 51 et 52 présentent des extrémités libres respectives 55 et 56 formant des surfaces de support sur lesquelles sont destinées à s'appuyer et à être fixées des gouttières transversales 6. Les extrémités libres 55, 56 présentent une première partie s'étendant vers l'intérieur du profilé parallèle- - 7 - ment aux surfaces de support 53, 54, la première partie étant prolongée par une deuxième partie en direction du fond de la gorge latérale, la deuxième partie étant perpendiculaire à la première partie. La forme de ces extrémités libres 55, 56 renforce la rigidité mécanique de l'ensemble du profilé.
Les profilés longitudinaux 5 peuvent être aboutés deux à deux afin de cou- vrir toute la distance entre la sablière et la faîtière. Deux profilés longitudinaux 5 sont aboutés par recouvrement de leurs extrémités et assemblés par exemple par vissage des deux extrémités qui se recouvrent, de préférence d'au moins 200 mm. La fixation des profilés longitudinaux 5 aux pannes 22, faîtière 21 et sa- blière 20 de la charpente est réalisée de préférence au moyen de pièces de type équerres (16, sur la figure 3) rapportées par-dessus les extrémités libres 55, 56 des profilés longitudinaux 5 et fixées par soudage ou vissage à la charpente. Les équerres présentent l'avantage de renforcer la fixation en cas d'efforts particuliers dus à des charges rapportées. De plus, ces équerres assurent une fixation coulis- sante vis-à-vis des profilés longitudinaux pour absorber la dilatation différentielle entre les pannes 22 de la charpente et les profilés longitudinaux métalliques. De plus, aucun percement des profilés longitudinaux ni d'une membrane d'étanchéité (voir plus loin) n'est nécessaire, ce qui supprime tout risque d'infiltration d'eau. Les profilés longitudinaux 5 permettent de supporter les vitrages électro- chromes 4 et font partie du système de fixation et d'étanchéité qui assure la fixa- tion des vitrages électrochromes une fois posés sur lesdits profilés, ainsi que l'étanchéité à l'eau de la couverture. Les gorges centrale et latérales peuvent servir à l'étanchéité à l'eau en évacuant l'eau par ruissellement gravitaire. La figure 3 représente une vue en coupe transversale du système de fixa- tion et d'étanchéité auquel sont associés des vitrages électrochromes. La figure 3 montre des vitrages électrochromes adjacents latéraux. Chaque vitrage électrochrome 4 est un vitrage isolant comprenant au moins deux feuilles de verre 40, 41 espacées deux à deux par un cadre espaceur 42 de façon à former une lame de gaz 43. Le cadre espaceur 42 est par exemple en aluminium ou en plastique, par exemple en SAN, recouvert d'un feuillard d'aluminium ou inox, et rempli de dessicant. Le cadre espaceur 42 est collé sur les faces en vis-à-vis des deux feuilles de verre par un joint butyle. Le joint butyle est une première barrière d'étanchéité. La lame de gaz 43 contient de l'air ou du gaz, par exemple du gaz rare. Du mastic 44 remplit l'espace situé entre les feuilles de - 8 - verre, à l'extérieur du cadre espaceur 42. Le mastic 44 est une deuxième barrière d'étanchéité. Chaque vitrage électrochrome 4 comprend un dispositif électrochrome. Le dispositif électrochrome est par exemple sur la feuille de verre 41, sur sa face si- tuée à l'intérieur du vitrage isolant. En première variante, la feuille de verre 40 est feuilletée avec un substrat sur lequel a été déposé le dispositif électrochrome et avec un intercalaire de feuilletage de type PVB. En deuxième variante, la feuille de verre 41 est remplacée par un vitrage feuilleté prenant en sandwich le dispositif électrochrome .Le dispositif électrochrome comprend : - une barre omnibus, - une première électrode formée par une couche électrochrome, - un électrolyte, - une deuxième électrode, éventuellement électrochrome, et - une barre omnibus.
Bien que les figures ne montrent que des vitrages isolants doubles, le vi- trage électrochrome peut être un triple vitrage. Le système de fixation et d'étanchéité comprend également, sur chacun des supports 53, 54 des profilés longitudinaux 5, un joint longitudinal 15. Les joints longitudinaux 15 ont de préférence une section carrée ou rectangulaire. Ils sont continus et s'étendent selon toute la longueur du profilé longitudinal 5. Les vi- trages électrochromes 4 reposent directement sur les joints longitudinaux 15, assurant l'étanchéité à l'eau de la toiture entre les substrats latéraux adjacents. Les joints longitudinaux 15 sont de préférence en mousse de polyuréthane à cellules fermées avec de bonnes caractéristiques de déformation rémanente après com- pression (DRC - « compression Set » en anglais) pour assurer à la fois une élas- ticité et un écrasement appropriés de façon à absorber les charges climatiques (positives en cas de la neige, négatives en cas de vent, impact en cas de grêle) et permettre un contact constant avec les vitrages électrochromes. Les joints longitudinaux 15 permettent également d'assurer un pont thermique entre le profilé longitudinal 5 et les vitrages électrochromes 4, ce qui permet d'éviter que le profilé longitudinal ne se dilate sous l'effet de la chaleur transmise par le vitrage électrochrome, ce qui entraînerait des contraintes mécaniques sur la charpente. Les joints longitudinaux 15 permettent également de réduire l'apport thermique sur - 9 - l'espaceur et les joints butyle pour éviter leur endommagement, ce qui nuirait à l'étanchéité du vitrage électrochrome. Le système de fixation et d'étanchéité comprend également des gouttières transversales 6 disposées perpendiculairement à la pluralité de profilés longitudi- naux 5. Chaque gouttière transversale 6 est fixée à deux profilés longitudinaux 5 adjacents, chaque extrémité d'une gouttière transversale 6 étant fixée, par exemple par vissage, sur une extrémité libre 55, 56 d'un profilé longitudinal 5. Chaque gouttière transversale 6 est située sous les bords de deux vitrages électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. Ainsi, l'eau de pluie qui pourrait pénétrer entre deux vitrages électrochromes adjacents s'écoule dans la gouttière transversale 6 puis se déverse dans les gorges latérales 51, 52 des deux profilés longitudinaux 5 adjacents sur lesquels est fixée la gouttière transversale. Les vitrages électrochromes peuvent être en contact avec la gouttière transversale 6 mais ils ne sont pas en appui dessus, sauf en cas de charge climatique impor- tante. Le système de fixation et d'étanchéité comprend également des dispositifs 10 de fixation longitudinale destinées à coopérer avec la gorge centrale 50 des profilés longitudinaux 5. Les dispositifs 10 de fixation longitudinale permettent de fixer, simultanément et en une seule action de vissage, deux vitrages électro- chromes latéraux adjacents sur un même profilé longitudinal 5. Le système de fixation et d'étanchéité comprend également des baguettes longitudinales 17 de protection. Ces baguettes longitudinales 17 de protection sont destinées à recouvrir le bord de deux vitrages électrochromes adjacents latéraux et l'espace entre eux. Les baguettes longitudinales 17 sont fixées grâce aux dis- positifs 10 de fixation longitudinale. Elles participent à l'étanchéité à l'eau et per- mettent également d'éviter le dépôt de corps étrangers, tels que poussières, feuilles, à l'intérieur de la gorge centrale 50 des profilés longitudinaux 5. Ces baguettes longitudinales 17 sont par exemple en aluminium. Chaque dispositif 10 de fixation longitudinale est destiné à fixer simultané- ment les bords de deux vitrages électrochromes 4 latéraux adjacents entre un pro- filé longitudinal 5 et une baguette longitudinale 17 de protection. L'étanchéité longitudinale à l'eau entre deux vitrages électrochromes latéraux adjacents est obtenue grâce aux joints longitudinaux 15 et aux baguettes longitudinales de protection 17. - 10 - Chaque dispositif 10 de fixation longitudinale comprend un organe de maintien à distance 102, de préférence hexagonale, muni à son extrémité inférieure d'une partie filetée 103 en saillie et dans sa partie supérieure d'un taraudage interne 105, un lardon taraudé 104, une cale supérieure 106 et une vis filetée 101.
La partie filetée 103 est destinée à traverser la cale supérieure 106 puis à être vissée dans le lardon taraudé 104. La vis filetée 101 est destinée à être vissée dans le taraudage interne 105 de l'organe de maintien à distance 102. Une pluralité d'ensembles comprenant la cale supérieure 106 + le lardon taraudé 104 + l'organe de maintien à distance 102 pré-assemblés sont glissés le long des profilés longitudinaux dans la gorge centrale 50 de telle façon que le lar- don taraudé 104 soit entre le fond de la gorge centrale et les nervures 57, 58, que la cale supérieure 106 soit au dessus des nervures 57, 58 et que l'organe de maintien à distance 102 soit au dessus de la cale supérieure 106. Ces dispositifs 10 de fixation longitudinale sont de type serrage mécanique vis-écrou avec un couple de serrage normalisé, donc fiable, grâce notamment à l'organe de maintien à distance, qui n'apporte pas de contraintes locales sur la périphérie du vitrage électrochrome. La minimisation des efforts de contrainte locales en périphérie est particulièrement importante pour ne pas endommager les barres omnibus, souvent très proches des bords des vitrages électrochromes, ce qui pourrait créer des courts-circuits. De même, un couple de serrage non maîtrisé peut déformer localement l'espaceur, ce qui risquerait de l'endommager et nuirait à l'étanchéité du vitrage électrochrome. De plus, chaque vitrage électrochrome repose à sa périphérie sur des joints compressibles et les baguettes longitudinales répartissent également les appuis.
En fonction des contraintes climatiques et des dimensions des vitrages électrochromes, deux ou trois dispositifs 10 de fixation longitudinale seront pré-montés avec précision sur chaque profilé longitudinal à la fabrication, ce qui simplifie les opérations de montage sur site, le perçage des baguettes longitudinales étant prédéfini en conséquence.
Deux vitrages électrochromes latéraux adjacents 4 sont disposés, chacun sur deux profilés longitudinaux 5, dont un profilé longitudinal en commun. Ils sont retenus dans le sens de la pente, lors du montage sur site, par le frottement sur les joints longitudinaux 15. Un effet ventouse peut également se produire. Une baguette longitudinale 17 de protection est ensuite positionnée à cheval sur les - 11 - deux vitrages électrochromes latéraux adjacents et sur l'organe de maintien à distance 102. Chaque baguette longitudinale 17 de protection est suffisamment large pour couvrir les joints butyle du vitrage électrochrome afin d'empêcher qu'ils ne chauffent trop et s'endommagent, ce qui nuirait à l'étanchéité du vitrage électro- chrome et pourrait entraîner de la buée dans les vitrages électrochromes et des courts-circuits au niveau des revêtements de courant d'amenée des dispositifs électrochromes. Chaque baguette longitudinale 17 de protection comprend en outre, sur sa surface inférieure, deux pattes longitudinales destinées à venir se placer dans l'espace entre deux vitrages électrochromes latéraux adjacents, de chaque côté de tous les organes de maintien à distance 102 disposés dans la gorge 50 du profilé longitudinal 5. Ces pattes longitudinales apportent une inertie mécanique à la baguette longitudinale pour reprendre les efforts de compression des joints longitudinaux et garder leur planéité pour l'esthétique. La baguette longitudinale 17 comprend également un joint 107 sous chacun de ses bords. Ce joint 107 est de préférence en mousse de polyuréthane à cellules fermées. Il permet d'assurer une étanchéité à l'eau et sert de pont thermique pour éviter la transmission de chaleur de la baguette longitudinale 17 vers le joint butyle du vitrage électrochrome pour éviter un endommagement du joint butyle.
La baguette longitudinale 17 est également munie de trous traversants po- sitionnés à l'endroit des dispositifs de fixation longitudinale, permettant le passage de vis filetées 101 à travers la baguette longitudinale 17. Chaque vis filetée 101 est insérée à travers un trou de la baguette longitudinale 17 puis dans le taraudage interne 105 d'un organe de maintien à distance 102. La rotation de la vis file- tée 101 entraîne d'abord en rotation l'organe de maintien à distance, qui se visse dans le lardon taraudé, 106, qui est carré et ainsi empêché de tourner dans la gorge 50. Une fois l'organe de maintien à distance 102 vissé à fond, la vis filetée 101 se visse dans le taraudage interne 105 de l'organe de maintien à distance 102. Les nervures 57, 58 sont prises en sandwich entre le lardon taraudé 104 et la cale supérieure 106 et les substrats verriers sont pris en sandwich entre la ba- guette longitudinale 17 de protection et le profilé longitudinal 5, avec intercalation des joints longitudinaux 15 et des joints 107. La fixation est donc réalisée en une seule étape de vissage. - 12 - Le fait de pouvoir pré-monter les ensembles cale supérieure + lardon taraudé + organe de maintien à distance permet de faciliter le travail des poseurs. Cela permet également de positionner correctement les dispositifs 10 de fixation longitudinale qui peuvent coulisser sur les profilés longitudinaux jusqu'à la fixation de la baguette longitudinale 17 de protection. L'organe de maintien à distance 102 per- met de limiter les forces de serrage afin de ne pas écraser les substrats verriers tout en permettant un maintien adéquat des vitrages électrochromes sur les profilés longitudinaux. Une finition esthétique peut être réalisée grâce à une baguette occultante s'encliquetant sous chaque profilé longitudinal 5, de largeur équivalente au profilé. La figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des vitrages électrochromes. La figure 4 montre des vitrages électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. Comme cela est visible sur la figure 4, chaque gouttière transversale 6 comprend un fond 60 et deux bords latéraux 61 se terminant à leur extrémité libre par un rabat se terminant en méplat 62. Le méplat 62 permet de répartir les appuis du vitrage électrochrome, par exemple en cas de chute de neige, afin qu'il ne soit pas endommagé. Les gouttières transversales 6 sont de préférence en aluminium. Un joint en mousse polyuréthane à cellules fermées 64 est de préférence prévu entre le méplat 62 et le vitrage électrochrome pour assurer l'étanchéité à l'eau et servir de pont thermique pour éviter la transmission de chaleur de la gouttière transversale 6 vers le joint butyle du vitrage électrochrome et ainsi éviter un endommagement du joint butyle. Chaque gouttière transversale 6 permet ainsi un drainage transversal et assure un renfort mécanique.
Chaque gouttière transversale 6 comporte un talon central 63 muni de plu- sieurs taraudages non traversants permettant d'accueillir chacun un dispositif 11 de fixation transversale permettant de fixer des baguettes transversales 12 de protection. Le système de fixation et d'étanchéité comprend en effet des baguettes transversales 12 de protection, destinées à recouvrir le bord de deux vitrages électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. Les baguettes transversales 12 participent à l'étanchéité à l'eau et permettent également d'éviter le dépôt de corps étrangers, tels que poussières, feuilles, à l'intérieur de la gouttière transversale 6. Un joint 122, de préférence en mousse de polyuréthane à cellules - 13 - fermées, est de préférence présent entre la baguette transversale 12 et le vitrage électrochrome pour assurer l'étanchéité à l'eau et servir de pont thermique (en cas de baguette transversale métallique) pour éviter la transmission de chaleur de la baguette transversale 12 vers le joint butyle du vitrage électrochrome et ainsi évi- ter un endommagement du joint butyle. De plus, la baguette transversale 12 a une largeur suffisante pour couvrir les joints butyle du vitrage électrochrome afin d'empêcher qu'ils ne chauffent trop et s'endommagent, ce qui nuirait à l'étanchéité du vitrage électrochrome. Chaque dispositif 11 de fixation transversale comprend un organe de main- tien à distance 112 muni à son extrémité inférieure d'une partie filetée 113 en sail- lie et dans sa partie supérieure d'un taraudage interne 115 et une vis filetée 111. La partie filetée 113 est destinée à être vissée dans un taraudage non traversant de la gouttière transversale 6. La vis filetée 111 est destinée à être vissée dans le taraudage interne 115 de l'organe de maintien à distance 112 après qu'une ba- guette transversale 12 de protection ait été positionnée à cheval sur les deux vi- trages électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre et sur l'organe de maintien à distance 102. Chaque baguette longitudinale 17 de protection est suffisamment large pour couvrir les joints butyle du vitrage électrochrome afin d'empêcher qu'ils ne chauffent trop et s'endommagent, ce qui nuirait à l'étanchéité du vitrage électrochrome. Ces dispositifs 11 de fixation transversale sont de type serrage mécanique vis-écrou avec un couple de serrage normalisé, donc fiable, grâce notamment à l'organe de maintien à distance, qui n'apporte pas de contraintes locales sur la périphérie du vitrage électrochrome. En effet, un couple de serrage non maîtrisé peut déformer localement l'espaceur, ce qui risquerait de l'endommager et nuirait à l'étanchéité du vitrage électrochrome. De plus, chaque vitrage électrochrome repose à sa périphérie sur des joints compressibles et les baguettes transversales répartissent également les appuis. En fonction des contraintes climatiques et des dimensions des vitrages électrochrome, deux ou trois dispositifs 11 de fixation transversale seront pré- montés avec précision sur chaque gouttière transversale 6 à la fabrication, ce qui simplifie les opérations de montage sur site, le perçage des baguettes transversales 17 étant prédéfini en conséquence. - 14 - Chaque baguette transversale 17 de protection comprend en outre, sur sa surface inférieure, deux pattes longitudinales destinées à venir se placer dans l'espace entre deux vitrages électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre, de chaque côté de tous les organes de maintien à distance 112 vissés dans les perçages du talon 63 de la gouttière transversale 6. Ces pattes longitudi- nales apportent une inertie mécanique à la baguette transversale pour reprendre les efforts de compression des joints longitudinaux et garder leur planéité pour l'esthétique. Pour une meilleur étanchéité, les baguettes longitudinale 12 et transversale 17 peuvent se chevaucher ou un croisillon est disposé à l'intersection des ba- guettes longitudinale 12 et transversale 17. Le système de fixation et d'étanchéité peut également comprendre une membrane de protection, par exemple un pare-vapeur. Elle est par exemple de type HPV (haute perméabilité à la vapeur), comme par exemple celle commercia- lisé par la société Sodimat, et/ou en structure multicouche. Elle permet de partici- per à l'étanchéité du système en reprenant la condensation éventuelle et en assurant une protection contre la poussière et la neige. Elle peut également servir (en structure multicouche) de protection contre d'éventuels bris des substrats verriers, par exemple si un arbre tombe sur la toiture en cas de tempête. La membrane 2 de protection est destinée à être tendue entre deux profilés longitudinaux 5 adja- cents et à y être fixée au moyen d'organes d'encliquetage destinés à être encliqueté sur une extrémité libre 55, 56 d'une gorge latérale 51, 52 d'un profilé longitudinal 5. La fixation des profilés 5 au moyen des équerres 16 se fait sans percement de la membrane de protection, puisque les profilés longitudinaux 5 sont fixés avant la membrane, ce qui permet une étanchéité durable dans le temps. L'invention concerne également un toiture solaire comportant des vitrages électrochromes 4 constituant des éléments de couverture de la toiture et des capteurs de l'énergie solaire, une charpente comprenant une sablière 20, une faîtière 21 et des pannes 22, et un système de fixation et d'étanchéité selon l'invention, les vitrages électrochromes 4 étant posés sur les profilés longitudinaux 5 et main- tenus fermement grâce aux dispositifs de fixation 10 et les profilés longitudinaux 5 étant fixés transversalement, et de préférence directement, à la charpente. Les vitrages électrochromes 4 sont dépourvus de cadre support. - 15 - Sur le côté de la toiture, l'étanchéité est par exemple effectuée par une pièce de rive ou un rabat, par exemple en zinc, comprenant deux parties. Une des partie est fixée par une pièce de fixation longitudinale sur une surface de support 53, 54 d'un profilé longitudinal 5, avec intercalation d'un joint longitudinal 15 ou d'un tasseau aluminium (non représenté), et l'autre partie est fixée, par exemple par une vis, sur une extrémité libre 55, 56 d'un profilé longitudinal 5. L'étanchéité du faîtage de la toiture est réalisée par un chapeau, par exemple en zinc, disposé à cheval sur la faîtière. Les profilés longitudinaux permettent de s'adapter à toutes largeurs de vi- trages électrochromes, par un positionnement libre sur la charpente. Il fournit par sa forme une inertie mécanique adaptée à une sécurisation et à une répartition des contraintes exercées par le poids des vitrages électrochromes. Enfin, le système de fixation et d'étanchéité est simple et rapide de mise en oeuvre (minimisant même les opérations de montage), et épuré fournissant un aspect extérieur à la toiture sobre et esthétique et exempt d'obstacles. Il est de plus à noter que l'étanchéité du système est optimale en étant assurée au minimum par trois barrières : baguette longitudinale ou transversale, joint longitudinal et gouttière (gorge centrale dues profilés longitudinaux ou gouttière transversale).20
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des vitrages électrochromes (4), le système de fixation et d'étanchéité comprenant une pluralité de profilés longitudinaux (5) destinés à être positionnés parallèlement les uns aux autres dans le sens de la pente de la toiture, chaque profilé longitudinal (5) comprenant une gorge centrale (50) et deux gorges latérales (51, 52), et chaque profilé longitudinal (5) étant destiné à supporter le bord de deux vitrages électrochromes (4) adjacents, les vitrages électrochromes (4) étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture.
- 2. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre des dispositifs (10) de fixation des vitrages électrochromes (4), destinés à coopérer avec la gorge centrale (50) des profilés longitudinaux (5), chaque dispositif (10) de fixation étant destiné à maintenir les bords de deux vitrages électrochromes (4) latéraux adjacents sur un même profilé longitudinal (5) et à les fixer simultané- ment.
- 3. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre des baguettes longitudinales (17) de protection et des baguettes transversales (12) de protection destinées à être disposées respectivement entre deux vitrages électrochromes (4) latéraux adjacents et entre deux vitrages électro- chromes (4) disposés l'un au-dessus de l'autre, la largeur de chaque baguette longitudinale (17) et transversale (12) étant suffisante pour couvrir les bords des vitrages électrochromes (4), y compris des joints butyles entre un cadre espaceur et des feuilles de verre d'un vitrage électrochrome pour éviter l'endommagement des joints butyles.
- 4. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 3, comprenant en outre des joints (107) disposés entre les baguettes longitudinales (17) et les vitrages électrochromes (4) et des joints (122) disposés entre les baguettes transversales (12) et les vitrages électrochromes (4).
- 5. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 3 ou 4, dans le-30 quel la gorge centrale (50) de chaque profilé longitudinal (5) comprend deux surfaces se faisant face, chacune de ces surfaces comportant une nervure (57, 58) en saillie- 17 - de la surface, les nervures (57, 58) étant dans un même plan, parallèle au fond des gorges centrale (50) et latérales (51, 52), et dans lequel les baguettes longitudinales de protection (17) sont destinées à être fixées le long des profilés longitudinaux (5) au moyen de dispositifs (10) de fixation longitudinale destinés à coopérer avec la gorge centrale (50) des profilés longitudinaux (5), chaque dispositif (10) de fixation longitudinale étant destinée à fixer simultanément les bords de deux substrats verriers (4) latéraux adjacents entre un profilé longitudinal (5) et une baguette longitudinale de protection (17).
- 6. Système de fixation et d'étanchéité selon l'une des revendications 3 à 5, chaque dispositif (10) de fixation longitudinale comprend des premiers moyens de fixation (101) traversant une baguette longitudinale de protection (17) et destinés à se fixer dans un organe de maintien à distance (102), l'organe de maintien à distance (102) comprenant à son extrémité inférieure des deuxièmes moyens de fixation (103) traversant un lardon taraudé (104), disposé dans la gorge centrale (50) entre le fond de la gorge centrale et les nervures (57, 58), et une cale supérieure (106), les nervures (57, 58) étant destinées à être prises en sandwich entre le lardon taraudé (104) et la cale supérieure (106) lors de la fixation des premiers moyens de fixation (101) dans l'organe de maintien à distance (102).
- 7. Système de fixation et d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 6, 20 comprenant en outre des joints longitudinaux (15) destinés à être fixés sur les surfaces de support (53, 54) des profilés longitudinaux (5).
- 8. Système de fixation et d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre des gouttières transversales (6) destinées chacune à être fixée entre deux profilés longitudinaux (5) adjacents, sous les bords de deux vitrages 25 électrochromes adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre, de façon à recueillir l'eau de pluie qui pourrait couler entre ces deux vitrages électrochromes et à déverser l'eau de pluie dans les gorges latérales (51, 52) des deux profilés longitudinaux.
- 9. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 8, dans lequel les baguettes transversales (12) de protection sont destinées à être fixées le long des 30 gouttières transversales (6) au moyen de dispositifs (11) de fixation transversale comprenant un organe de maintien à distance (112) destiné à coopérer avec des perçages réalisés dans un talon central (63) de la gouttière transversale (6).- 18 -
- 10. Toiture solaire comportant des vitrages électrochromes (4) constituant des éléments de couverture de la toiture, une charpente comprenant une sablière (20), une faîtière (21) et des pannes (22), et un système de fixation et d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, les vitrages électrochromes (4) étant posés sur les profilés longitudinaux (5) et maintenus fermement grâce aux dispositifs de fixation longitudinale (10) et les profilés longitudinaux (5) étant fixés transversalement, et de préférence directement, à la charpente.
- 11. Toiture selon la revendication 10, caractérisée en ce que les vitrages électrochromes (4) sont dépourvus de cadre support.10
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