FR2999362A1 - Systeme de fixation et d'etancheite pour la realisation d'une toiture solaire comprenant des collecteurs solaires, et toiture solaire obtenue - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des collecteurs solaires (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 collecteurs solaires (4) adjacents, les collecteurs solaires (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 collecteurs solaires.

Description

SYSTEME DE FIXATION ET D'ETANCHEITE POUR LA REALISATION D'UNE TOITURE SOLAIRE COMPRENANT DES COLLECTEURS SOLAIRES, ET TOITURE SOLAIRE OBTENUE L'invention concerne un système de fixation et d'étanchéité, pour le mon- tage d'une toiture solaire comprenant des collecteurs solaires, ainsi que la toiture solaire ainsi montée et fixée. Les collecteurs solaires sont des dispositifs aptes à capter l'énergie solaire pour fournir de l'énergie thermique. Ils sont utilisés en particulier pour une production d'eau chaude.

Depuis quelques années, pour des raisons économiques, un intérêt certain quant à l'usage de l'énergie solaire s'est développé pour assurer en partie les besoins de consommation en eau chaude des habitations ou locaux commerciaux. Pour les besoins spécifiques en eau chaude (utilisation sanitaire et éventuellement chauffage au sol ou mural), il est connu de doter les toits de collecteurs solaires. Ces collecteurs solaires se présentent notamment sous forme de mo- dules, comprenant une couverture transparente, tel qu'un substrat verrier, et un absorbeur en contact avec un circuit de fluide caloporteur, tel que, par exemple, de l'eau glycolée. La couverture transparente laisse passer le rayonnement solaire jusqu'à l'absorbeur qui chauffe le fluide caloporteur, et confine avantageusement le rayonnement infrarouge, minimisant ainsi le refroidissement de l'absorbeur. En outre, afin d'éviter les déperditions thermiques de l'absorbeur, une isolation thermique est agencée à l'arrière et sur la périphérie du module. Actuellement la plupart des collecteurs solaires comprennent des cadres métalliques qui forment des supports pour l'ensemble des éléments constituant les collecteurs solaires. Ces cadres offrent en outre 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 caractère inesthétique.

De plus, le montage de collecteurs solaires sur une toiture est souvent as- socié avec l'installation de modules photovoltaïques qui, pour les mêmes raisons, sont de plus en plus souvent sans cadre. Ainsi, le fait de pouvoir proposer des collecteurs solaires sans cadre permet d'avoir une toiture homogène esthétiquement parlant. - 2 - C'est pourquoi, les fabricants de modules proposent depuis récemment des collecteurs solaires sans cadre. Il y a donc un besoin pour un système de fixation de collecteurs solaires pour réaliser une toiture solaire, qui soit solide pour résister à des charges poten- tiellement 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 collecteurs solaires. Pour cela, l'invention propose un système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des collecteurs solaires, 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 collecteurs solaires adjacents, les collecteurs solaires 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 collecteurs solaires, destinés à coopérer avec la gorge centrale des profilés longitudinaux, chaque dispositif de fixation étant destiné à maintenir les bords de deux collecteurs solaires latéraux adja- cents 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 transversales de protection destinées à être disposées respectivement entre deux collecteurs solaires latéraux adjacents et entre deux collecteurs solaires disposés l'un au-dessus de l'autre, la largeur de chaque baguette longitudinale et transversale étant suffisante pour couvrir les bords des collecteurs solaires, y compris des joints butyles entre un cadre espaceur et des feuilles de verre d'un collecteur solaire pour éviter l'endommagement des joints butyles. Selon une autre particularité, le système de fixation et d'étanchéité com- prend en outre des joints disposés entre les baguettes longitudinales et les collec- teurs solaires et, de façon optionnelle, des joints disposés entre les baguettes transversales et les collecteurs solaires. Selon une autre particularité, la gorge centrale de chaque profilé longitudinal comprend deux surfaces se faisant face, chacune de ces surfaces comportant - 3 - 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, 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 comprend 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 com- prend en outre des gouttières transversales destinées chacune à être fixée entre deux profilés longitudinaux adjacents, sous les bords de deux collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre, de façon à recueillir l'eau de pluie qui pourrait couler entre ces deux collecteurs solaires et à déverser l'eau de pluie dans les gorges latérales des deux profilés longitudinaux. Selon une autre particularité, les baguettes transversales de protection comprennent des pates s'encliquetant sous les bords de deux collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. L'invention concerne également une toiture solaire comportant des collec- teurs solaires constituant des éléments de couverture de la toiture, une charpente comprenant une sablière, une faîtière et des pannes, et un système de fixation et d'étanchéité décrit plus haut, les collecteurs solaires étant posés sur les profilés longitudinaux et maintenus fermement grâce aux dispositifs de fixation longitudi- - 4 - nale et les profilés longitudinaux étant fixés transversalement, et de préférence directement, à la charpente. Selon une autre particularité, les collecteurs solaires sont dépourvus de cadre support.

Selon une autre particularité, la toiture solaire comprend une ou plusieurs couches d'isolant disposée(s) contre la face externe du collecteur solaire tournée vers l'intérieur du bâtiment comprenant la toiture. 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 collecteurs solaires ; - La figure 4 représente vue en coupe longitudinale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des collecteurs solaires. Les numéros de référence qui sont identiques sur les différentes figures représentent des éléments similaires ou identiques.

Le mot « longitudinal » signifie dans la présente demande « le long des pro- filés ». Le mot « transversal » signifie dans la présente demande « transversalement aux profilés ». On entend par collecteurs solaires « adjacents latéraux » des collecteurs solaires agencés côte à côte selon une direction transversale à la pente de la toi- ture ; 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 collecteurs solaires pour réaliser une toiture solaire. Le système de fixation et d'étanchéité comprend une pluralité de profilés longitudinaux destinés à être posi- tionnés 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 collecteurs solaires adjacents, les collecteurs solaires étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture, sans chevauchement. - 5 - 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 collecteurs solaires 4 produisant de l'air chaud et/ou de l'eau chaude. 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. Bien entendu, en cas de rénovation sur une charpente usuelle déjà existante, les profilés peuvent être fixés sur les chevrons. La couverture de la toiture est formée par l'association d'une pluralité de collecteurs solaires 4 plans, donnant un aspect de surface unitaire et continue. Ces collecteurs solaires 4 sont dépourvus de cadre métallique et sont fixés à la charpente grâce à un système de fixation et d'étanchéité. Le système de fixation et d'étanchéité comprend une pluralité de profilés longitudinaux 5, disposés paral- lèlement les uns aux autres. Un profilé longitudinal 5 permet d'assembler des collecteurs solaires adjacents latéraux, par exemple tel qu'illustré sur la figure 1, les collecteurs solaires 4A et 4B, ou encore les collecteurs solaires 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 - 6 - 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 collecteurs solaires 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 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- 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 collecteurs solaires 4 et font partie du système de fixation et d'étanchéité qui assure la fixation des collecteurs solaires 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. - 7 - La figure 3 représente une vue en coupe transversale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des collecteurs solaires. La figure 3 montre des collecteurs solaires adjacents latéraux. Chaque collecteur solaire 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, 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 verre, à l'extérieur du cadre espaceur 42. Le mastic 44 est une deuxième barrière d'étanchéité. Chaque collecteur solaire 4 comprend, dans la lame de gaz 43, des tuyaux 45 métalliques, par exemple en cuivre ou en aluminium, de circulation d'un fluide caloporteur tel que de l'eau glycolée. Sur les tuyaux est fixé un absorbeur 46, constitué d'un feuillard en cuivre ou en aluminium, de préférence revêtu d'oxynitrure de titane ou de chrome pour maximiser l'absorption de rayonnement solaire. L'absorbeur 46 chauffe sous l'effet du rayonnement solaire. Sa chaleur est transmise par contact aux tuyaux 45, qui chauffent le fluide caloporteur qui les tra- verse. L'évacuation de la chaleur par la circulation du fluide caloporteur permet de maintenir en permanence l'absorbeur à une température raisonnable. Chaque collecteur solaire 4 comprend également de l'isolant thermique. Le collecteur solaire comprend une bande périphérique 47 d'isolant disposée contre le cadre espaceur 42, à l'intérieur de la lame de gaz 43, qui permet l'isolation thermique de l'espaceur de façon à empêcher une dégradation des barrières d'étanchéité du collecteur solaire (joint butyle et mastic). Le collecteur solaire comprend également des bandes 48 ou plots d'isolant, disposé(e)s entre les tuyaux 45 et la feuille de verre 41 destinée à être tournée vers l'intérieur du bâti- ment. Ces bandes 48 ou plots d'isolant permettent d'empêcher une chauffe de la feuille de verre 41 et donc le chauffage du bâtiment. L'isolant peut être de la laine minérale. De préférence, l'isolant est de l'aérogel, qui est plus isolant que la laine minérale, ce qui permet de limiter l'épaisseur du collecteur solaire et ainsi de faciliter son intégration dans une toiture. - 8 - De préférence, chaque collecteur solaire 4 comprend également une couche bas-émissive sur la face de la feuille de verre destinée à être tournée vers l'intérieur du bâtiment, sur sa face en située à l'intérieur du collecteur solaire, soit sous les bandes 48 ou plots d'isolant. Cette couche bas-émissive permet d'empêcher la chaleur de passer à travers ladite feuille de verre et donc de chauf- fer l'intérieur du bâtiment. La couche bas-émissive a un pouvoir de réflexion élevé dans l'infrarouge lointain, ce qui réduit d'autant la transmission énergétique dans le bâtiment et augmente en conséquence les performances du collecteur solaire : en période chaude, l'apport de chaleur est réduit sous la toiture et, en période froide, la température du fluide caloporteur est augmentée. L'efficacité et le rendement thermique peuvent être encore renforcés lorsque la toiture intérieure est isolée, soit par aménagement sous comble, soit par une ou plusieurs couches d'isolant, par exemple croisées, qui sont disposées contre la face externe du collecteur solaire tournée vers l'intérieur du bâtiment, afin de supprimer des effets convectifs éventuels. 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 collec- teurs solaires 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 compression (DRC - « compression Set » en anglais) pour assurer à la fois une élasticité et un écrasement appropriés de façon à absorber les charges climatiques (posi- tives en cas de la neige, négatives en cas de vent, impact en cas de grêle) et permettre un contact constant avec les collecteurs solaires. Les joints longitudinaux 15 permettent également d'assurer un pont thermique entre le profilé longitudinal 5 et les collecteurs solaires 4, ce qui permet d'éviter que le profilé longitu- dinal ne se dilate sous l'effet de la chaleur transmise par le collecteur solaire, ce qui entraînerait des contraintes mécaniques sur la charpente. Les joints longitudinaux 15 permettent également de réduire l'apport thermique sur l'espaceur et les joints butyle pour éviter leur endommagement, ce qui nuirait à l'étanchéité du collecteur solaire. - 9 - Le système de fixation et d'étanchéité comprend également des gouttières transversales 6 disposées perpendiculairement à la pluralité de profilés longitudinaux 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 collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. Ainsi, l'eau de pluie qui pourrait pénétrer entre deux collecteurs solaires 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 col- lecteurs solaires peuvent être en contact avec la gouttière transversale 6 mais ils ne sont pas en appui dessus, sauf en cas de charge climatique importante. 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 collecteurs solaires 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 collecteurs solaires adjacents latéraux et l'espace entre eux. Les baguettes longitudinales 17 sont fixées grâce aux dispositifs 10 de fixation longitudinale. Elles 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 gorge centrale 50 des profilés longitudinaux 5. Ces baguettes Ion- gitudinales 17 sont par exemple en aluminium. Chaque dispositif 10 de fixation longitudinale est destiné à fixer simultanément les bords de deux collecteurs solaires 4 latéraux adjacents entre un profilé longitudinal 5 et une baguette longitudinale 17 de protection. L'étanchéité longitudinale à l'eau entre deux collecteurs solaires latéraux adjacents est obtenue grâce aux joints longitudinaux 15 et aux baguettes longitudinales de protection 17. Chaque dispositif 10 de fixation longitudinale comprend un organe de maintien à distance 102, de préférence cylindrique, 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. - 10 - 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 ta- raudé 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 lardon 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 collecteur solaire. 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 collecteur solaire 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 collecteurs solaires, 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 collecteurs solaires latéraux adjacents 4 sont disposés, chacun sur deux profilés longitudinaux 5, dont un profilé longitudinal en commun. Ils sont re- tenus 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 deux collecteurs solaires latéraux adjacents et sur l'organe de maintien à distance 102. Chaque baguette longitudinale 17 de protection est suffisamment large pour cou- vrir les joints butyle du collecteur solaire afin d'empêcher qu'ils ne chauffent trop et s'endommagent, ce qui nuirait à l'étanchéité du collecteur solaire. 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 collecteurs solaires latéraux adjacents, de chaque côté de - 11 - 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 com- prend également un joint 107 sous chacun de ses bords. Ce joint 107 est de pré- férence 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 collecteur solaire 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. Le fait de pouvoir pré-monter les ensembles cale supérieure + lardon tarau- dé + 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 permet de limiter les forces de serrage afin de ne pas écraser les substrats verriers tout en permettant un maintien adéquat des collecteurs solaires sur les profilés longitudinaux. La figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du système de fixation et d'étanchéité auquel sont associés des collecteurs solaires. La figure 4 montre des collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. - 12 - 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 62 arrondi. L'arrondi permet, en cas d'appui du collecteur solaire sur le rabat 62, par exemple en cas de chute de neige, d'assurer que le verre du col- lecteur solaire ne soit pas endommagé. Les gouttières transversales 6 sont de préférence en aluminium. Un joint en mousse polyuréthane à cellules fermées peut être prévu entre le rabat 62 et le collecteur solaire. Le système de fixation et d'étanchéité comprend également des baguettes transversales 12 de protection, destinées à être disposées entre deux collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. Chaque baguette transver- sale 12 comprend deux pattes 120 destinées à s'insérer entre deux collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre. La baguette transversale 12 est de préférence en aluminium, ou encore en matériau thermoplastique. Chaque patte 120 est munie d'une saillie 121 qui s'encliquète sous la feuille de verre 41 du collecteur solaire tournée vers l'intérieur du bâtiment. Un joint 122, de préférence en mousse de polyuréthane à cellules fermées, est de préférence présent entre la baguette transversale 12 et le collecteur solaire 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 collecteur solaire et ainsi éviter un endommagement du joint butyle. En variante, la baguette transversale 12 en matériau thermoplastique est munie d'une nervure servant de joint. De plus, la baguette transversale 12 a une largeur suffisante pour couvrir les joints butyle du collecteur solaire afin d'empêcher qu'ils ne chauffent trop et s'endommagent, ce qui nuirait à l'étanchéité du collecteur solaire.

Les pattes 120 comprennent localement, en un ou deux points, une dé- coupe permettant le passage des raccordements des tuyaux de fluide caloporteur de deux collecteurs solaires adjacents, soit selon un couplage en série, soit selon un couplage en parallèle. Le raccordement est de type mâle-femelle, garantissant l'étanchéité. Les points de découpe laissent un jeu pour permettre la dilatation du raccordement. 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 commercialisé par la société Sodimat, et/ou en structure multicouche. Elle permet de partici- - 13 - 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 collecteurs solaires 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 collecteurs solaires 4 étant posés sur les profilés longitudinaux 5 et maintenus fermement grâce aux dispositifs de fixation 10 et les profilés longitudinaux 5 étant fixés transversalement, et de préférence directement, à la charpente. Les collecteurs solaires 4 sont dépourvus de cadre support. 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 en bois (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 s'adaptent aussi bien à une charpente en rénovation qu'à une charpente neuve. Il permet également de s'adapter à toutes largeurs de collecteurs solaires, 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 collecteurs solaires. 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. - 14 - 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).5

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système de fixation et d'étanchéité pour une toiture solaire comprenant des collecteurs solaires (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 collecteurs solaires (4) adjacents, les collecteurs solaires (4) étant destinés à être tous disposés dans un même plan, parallèle à la pente de la toiture.
2. 2. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre des dispositifs (10) de fixation des collecteurs solaires (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 collecteurs solaires (4) latéraux adjacents sur un même profilé longitudinal (5) et à les fixer simultanément.
3. 3. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, compre- nant en outre des baguettes longitudinales (17) de protection et des baguettes transversales (12) de protection destinées à être disposées respectivement entre deux collecteurs solaires (4) latéraux adjacents et entre deux collecteurs solaires (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 collecteurs solaires (4), y compris des joints butyles entre un cadre espaceur et des feuilles de verre d'un collecteur solaire pour éviter l'endommagement des joints butyles.
4. 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 collec25 teurs solaires (4) et, de façon optionnelle, des joints disposés entre les baguettes transversales (12) et les collecteurs solaires (4).
5. 5. Système de fixation et d'étanchéité selon la revendication 3 ou 4, dans lequel 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 30 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- 16 - 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. 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. 7. Système de fixation et d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant en outre des joints longitudinaux (15) destinés à être fixés sur les surfaces de support (53, 54) des profilés longitudinaux (5).
8. 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 collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre, de façon à recueillir l'eau de pluie qui pourrait couler entre ces deux collecteurs solaires et à déverser l'eau de pluie dans les gorges latérales (51, 52) des deux profilés longitudinaux.
9. 9. Système de fixation et d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les baguettes transversales (12) de protection comprennent des pates (120) s'encliquetant sous les bords de deux collecteurs solaires adjacents disposés l'un au-dessus de l'autre.
10. 10. Toiture solaire comportant des collecteurs solaires (4) constituant des élé- ments de couverture de la toiture, une charpente comprenant une sablière (20), une- 17 - faîtière (21) et des pannes (22), et un système de fixation et d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, les collecteurs solaires (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. 11. Toiture selon la revendication 10, dans laquelle les collecteurs solaires (4) sont dépourvus de cadre support.
12. 12. Toiture selon la revendication 10 ou 11, comprenant une ou plusieurs couches d'isolant disposée(s) contre la face externe du collecteur solaire tournée vers 10 l'intérieur du bâtiment comprenant la toiture.