WO2017212203A1 - Method for producing roof panels and roof panel - Google Patents

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WO2017212203A1
WO2017212203A1 PCT/FR2017/051487 FR2017051487W WO2017212203A1 WO 2017212203 A1 WO2017212203 A1 WO 2017212203A1 FR 2017051487 W FR2017051487 W FR 2017051487W WO 2017212203 A1 WO2017212203 A1 WO 2017212203A1
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roof
panels
mold
roof section
panel
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French (fr)
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Pierre-Emmanuel DROCHON
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Drochon Pierre-Emmanuel
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    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • E04B7/20Roofs consisting of self-supporting slabs, e.g. able to be loaded
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    • E04D3/32Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets with special cross-section, e.g. with corrugations on both sides, with ribs, flanges, or the like of plastics, fibrous materials, or asbestos cement
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    • E04D3/28Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets with special cross-section, e.g. with corrugations on both sides, with ribs, flanges, or the like of glass or other translucent material

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing roof panels additive manufacturing simple extrusion, to cover the upper part of a building.
  • a roof is a traditional element composed on the one hand: of a roof consisting of two or more slopes in tiles, slates or zinc plates for example and on the other hand: a frame that is an assembly of pieces of wood or metal to support the cover.
  • thermal insulation is also provided, including for example glass wool facings.
  • the insulation can be placed between the roof and the frame. This is an insulation from the outside. It is also possible to isolate the building by placing the facings between the frame and the interior of the building, thus achieving isolation from the inside.
  • the present invention improves the situation.
  • the method comprises a step in which at least one mold is produced by a layer-by-layer deposition of the molding material
  • At least one mold of an embodiment material is filled, then the molding material of said at least one mold is solubilized to obtain a roofing section, [011] the method furthermore comprises, in addition, a step of numerical modeling of the roof panel to be made to measure to manufacture the mold,
  • the construction of a roof panel comprises the manufacture of at least one internal profile for the insertion of one or more solar panels in the roof panel according to the orientation and inclination of said roof panel, [013] the internal profile is manufactured by additive manufacturing of the molding material,
  • [016] is treated at the seal a joint of two adjacent roof panels, [017] is assembled along a transverse axis of the roof sections by superimposing one roof section on another, so that at least one end of a higher section of roof is above one end of another lower section of roof adjacent to the transverse axis,
  • the mold and / or the internal profile are made by 3D printing
  • the molding material is a soluble material
  • the molding material is clay
  • the embodiment material is selected from one and / or the other of the following materials:
  • the present invention also relates to a roof panel obtained by the method according to the invention, characterized in that the roof panel thus obtained takes up in one and the same room the functions of: roof and frame,
  • the roof panel is provided with male and female lugs allowing their transverse interlocking on site
  • At least one roof panel forms a Fresnel lens
  • At least one roof panel is adapted to receive at least one solar panel.
  • FIG. 1 is an isometric view of additive manufacturing by simple extrusion of clay from the mold of the roof,
  • FIG. 2 is an isometric view of the finished mold and made of clay from the roof
  • FIG. 3 shows in isometric view the finished mold of the roof made of clay and filled with an embodiment material
  • FIG. 4 is an isometric view of the roofing material realization once the solubilized clay
  • FIG. 5 is an isometric view of an example of transverse assembly on the site of two roofs made of construction material
  • FIG. 6 illustrates the assembly of several roof panels obtained according to a second embodiment
  • Figure 7 is a sectional view of an alternative assembly of several roof panels obtained according to the second embodiment
  • Figure 8 illustrates a molding step of a roof element according to a third embodiment
  • FIG. 9 and 10 illustrate a roof element obtained according to the third embodiment
  • FIG. 11 illustrates an assembly of several roof panels obtained according to the third embodiment
  • FIG. 12 illustrates a roof element obtained according to an alternative embodiment of the third embodiment in which the element of roofing includes Fresnel lens geometry
  • FIG. 13 illustrates a step of creating a roof element according to a variant of the third embodiment, in which the Fresnel lens type geometry is obtained by means of an internal profile
  • FIGS. 14 and 15 illustrate a variant of the embodiment shown in FIG. 13, in which the solar panels are inserted in cavities of the internal profile
  • Figures 16a and 16b illustrate a mold for the creation of a roof element according to a fourth embodiment
  • FIG. 17 illustrates the assembly of a roof element according to the fourth embodiment
  • Figures 18 and 19 illustrate an alternative embodiment of the fourth embodiment.
  • the method can be particularly suitable for the renovation of existing roofs 1, but also for the construction of roofs 1.
  • roof panels 2 it is preferable to print the roof 1 in several parts, called “roof panels 2" in the following description. Indeed, for material and logistical reasons, it may be advantageous to segment the roof 1 into several sections of roof 2, smaller and therefore lighter. The transport and installation of the roof panels 2 are thus facilitated.
  • the roof panels 2 may correspond to portions of roof 1, but also to portions of cover 3.
  • a cover 3 is in particular composed of a ridge 5, forming the top of the cover 3, to which are assembled at least two sides, called “side panels 6", extending on either side of the ridge 5, so that in cross section, along a transverse axis A, the cover 3 is generally in the form of an inverted V. [048] It also defines a longitudinal axis B, perpendicular to the transverse axis A and parallel to the ridge 5 of the roof. [049] Figures 1 to 5 illustrate a first possible embodiment of the invention.
  • the process is based on additive manufacturing with simple extrusion, for example of a soluble material, called printing medium 7: clay.
  • the mold 10 is made with the printing medium 7, or "molding material 7".
  • the modeling of the roof panels 1 is carried out by computer-assisted design and then recorded in STL format to enable the additive manufacture of the roof panels 1.
  • the STL format corresponds in fact to a format allowing the printing in three dimensions (or "3D" in the following description) of the modeling of roof elements.
  • the 3D printer 8, or the robot, capable of producing these models by additive manufacturing is composed of a simple extrusion nozzle for the clay material.
  • the extrusion of the clay is done inter alia via compressed air. Alternatively, it can be provided to solubilize the clay with water.
  • a support material for additive manufacturing is a soluble material which will temporarily allow to serve as a mold 10 before being solubilized.
  • clay is the support material for the additive manufacturing of custom-made roof panels 2 made of polyvinyl chloride, or "PVC". It is a material completely soluble in water.
  • Lifting hooks 12 and tie rods are for example integrated roof panels 1 to allow slinging and transport on site.
  • the device comprises a wooden box 9 in which, in a first step, will be printed by simple extrusion of clay using a robot or a 3D printer 8 the mold 10 roof panels 2.
  • the roof panels 2 are made in a second time, by filling the vacuum space of the clay mold 10 by the liquid PVC.
  • the mold 10 is shaped so that the ridge 5 of the roof panels 2 and the side panels 6 of the roof panels 1 are made in the same mold 10 and form one and the same piece, which is called "pan of ridge 14".
  • the terms "side pan 6" and “pan ridge 14" are used to designate a "roof pan 2".
  • thermal bridges This allows for example to avoid the creation of possible thermal bridges, or singular points, at the junction points of the ridge 5 and side panels 6.
  • a thermal bridge is created at a point where an insulating barrier is broken.
  • the creation of roof panels 2 comprising side panels 6 and a ridge 5 connected in a continuous manner avoids the creation of such thermal bridges.
  • the mold 10 is made so that the axis B is parallel to the axis of gravity.
  • This arrangement makes it possible, among other things, to make a ridge section 14, or a lateral section 6, in relief.
  • this arrangement makes it possible to create a mold 10 comprising various shapes, in particular to reproduce a shape of tiles on the side panels 6 of the roof elements 1 to measure.
  • Clay is a printing medium 7 for additive manufacturing, which is entirely soluble in water and which allows the production of molds 10.
  • the clay is solubilized in contact with the water to obtain custom PVC roofing panels 2.
  • the roof element 1 is segmented along a longitudinal axis B.
  • the various roof panels 2 interlock, for example, with each other. the others along the longitudinal axis B.
  • the PVC roof 2 can be provided with lugs 11 male and female for transverse assembly of one or more ridge sections 14 on site.
  • PVC roofing panels 2 have for example lifting hooks 12 and tie rods to allow their slinging and transport on site.
  • the lifting hooks 12 are for example integrated with the roof panels, particularly at the ridge 5, at the stage of the creation of the mold 10.
  • the lifting hooks 12 are inserts integrated into the roof panels before installation.
  • the lifting hooks 12 can be removable.
  • the method according to the invention is particularly suitable for covering all types of buildings.
  • This embodiment also provides a roof pan such as a blanket or a roof gathering in one piece made to measure: the cover and the frame.
  • Production by additive manufacturing reduces the cost and time of traditional processes. In addition, it allows custom-made roofing that in one piece meets the roofing and framing functions, while being more resistant and more energy efficient than a conventional roof.
  • FIGS. 6 and 7 illustrate a second embodiment of the invention, the elements identical to the elements described with reference to the first embodiment are not described.
  • the method is for example adapted to the manufacture of roof panels 2 comprising only a cover 3 or roof panels 2 of a roof 1 comprising a cover 3 and a frame 4.
  • the roof panel 2 is for example made using a mold 10, created according to the type of roof pan 2 to achieve.
  • the shape of the mold 10 can be determined from the shape of the roof 2 already existing, especially in the case of a renovation.
  • the roof panel 2 is scanned to obtain a digital model, then the mold 10 is made in three dimensions, depending on the numerical model, by means of a suitable system.
  • the mold 10 is then made according to the digital model of the roof pan 2.
  • the material used for the mold 10 is for example a moldable material 7 soluble, printable by 3D printing, clay type.
  • an embodiment material 13 is injected capable of forming the roofing panel 2.
  • the embodiment material 13 used is, for example, polyvinyl chloride (or "PVC”).
  • the embodiment material 13 is a polymer, of the polymethyl methacrylate (or "PMMA”) type, a resin or an elastomer.
  • the embodiment material 13 is chosen according to the roofing panel 2 to be produced.
  • the embodiment material 13 may be dyed to reproduce a chosen color.
  • the embodiment material 13 used may also be translucent.
  • a roof panel 2 comprises for example a ridge panel 14, comprising side panels 6 connected by the ridge 5.
  • ridge panel 14 comprising side panels 6 connected by the ridge 5.
  • a roof section 2 may also include a side panel 6, called "panel 15" in the following description.
  • the panels 15, once molded, have a generally parallelepipedic structure, flat, comprising an inner surface 15a and an outer surface 15b.
  • the inner surface 15a is adapted to be placed towards the interior of the building, more precisely against the frame 4 or the insulation of the roof.
  • the panels comprise for example four sides, including two longitudinal sides, able to be placed parallel to the ridge 5, and two transverse sides, perpendicular to the longitudinal sides.
  • the panels 15 may comprise male and female lugs 11 on their transverse sides, so that two panels 15 may be nested to one another longitudinally.
  • the panels 15 may also comprise pins 11 male and female on their longitudinal sides to fit transversely, as shown in Figure 6.
  • the ridge sections 14 may comprise male and female lugs 11 on their transverse and longitudinal sides, so that two adjacent ridge flanks 14 may fit in shape complementary, in particular thanks to the lugs 11 males and females.
  • the ridge sections 14 are also adapted to fit formally to the panels 15, thanks to the lugs 11.
  • junction points of the cover 3, located at the interlocking areas of the panels 15 and / or ridge sections 14 are treated for sealing. For example, a seal is placed at the sides of the panels 15 and / or ridge sections 14.
  • male and female lugs 11 are only provided on the transverse sides of the panels 15 and ridge sections 14.
  • the panels 15 are installed so that a longitudinal side of a panel located closer to the ridge 5 will overlap a longitudinal side of a panel located downstream, as shown in FIG. [097] This allows, on the one hand to have fewer junction points to treat, since with such an arrangement water flows from the ridge 5 to the lowest 15 panels without risk of infiltration at the junction points.
  • lifting hooks 12 in particular on the panels 15, but also on the ridge sections 14.
  • the lifting hooks 12 allow hoisting the panels 15 and ridge panels 14 on the building.
  • the lifting hooks 12 and the lugs 11 male and female may be integral parts of the panels 15 and / or ridge sections 14 and are molded at the same time.
  • the lifting hooks 12 and / or the lugs 11 male and female may be inserts and disposed on the ridge sections 14 and the panels 15 after molding.
  • the lifting hooks 12 are for example removable.
  • molds 10 can be printed to make each piece.
  • the number and shape of the molds 10 depend on the number of panels 15 and ridge sections 14.
  • the molding material 7 is solubilized, for example with water.
  • molds 10 with a non-soluble molding material 7, for example a metal.
  • the mold 10 can be made for the manufacture of several identical parts.
  • the roof panel 2 is segmented so that each ridge of ridge is identical to the others.
  • the roof panel 2 is for example segmented so that all panels 15 are identical.
  • the mold 10 can be removed mechanically, for example by mechanical pushing.
  • the mold 10 made of non-soluble molding material 7 is for example printed by a 3D printer 8.
  • a roof section 2 incorporating a thermal insulation.
  • Panels 15 and ridge panels 14 are molded so that they have a cavity into which insulation siding may be placed, typically glass wool or other thermal insulation.
  • the panels 15 and ridge panels 14 are then placed on the building, as described above.
  • This embodiment is particularly suitable for the manufacture of roof pan 2, especially for the renovation and construction of buildings.
  • This embodiment proposes to manufacture custom-made roof panels 2 comprising solar panels 17, for example photovoltaic or thermal solar panels 17, in order to obtain sustainable eco-roofing 1.
  • the custom roof panel 2 is made in particular by relying on the latitude, orientation and inclination of the roof panel 2 to achieve.
  • the latitude of the roof pan 2 is in fact its geographical position on Earth with respect to the north and south poles. Its orientation is the direction towards which the roof pan 2 is oriented between the north, the south, the east and the west, or intermediate directions. Finally, the inclination corresponds to the slope of the roof pan 2, expressed in degrees.
  • the latitude of the roof pan 2 is constant.
  • the orientation, as well as the inclination can vary according to the roof sections. Indeed, a roof 1 is not necessarily flat which causes a change in the inclination of a roof panel 2 to another. Similarly, two side panels 6 located on either side of the ridge 5 are not oriented in the same way.
  • Figure 9 shows a panel 16, obtained after molding.
  • the panels 16 have for example a first face 19 comprising a first outer face 19a facing a first inner face 19b, and a second face 20 comprising a second outer face 20a facing a second inner face 20b.
  • the first and second outer faces 19a, 20a form an outer perimeter 21a and the first and second inner faces form an inner perimeter 21b.
  • the first and second outer faces 19a, 20a have a curvature so that in cross section a panel 16 is generally in the shape of a crescent moon.
  • the first and second inner faces 19b, 20b respectively have the same degree of curvature as the first and second outer faces 19a, 20a.
  • the first and second inner faces 19b, 20b are spaced from each other so that the inner perimeter 21b of the panel 16 is hollow.
  • the panels 16 are for example made by molding, by means of a mold 10 created with a molding material 7, as shown in Figure 8.
  • the mold 10 can be made by 3D printing, as described above.
  • the molding material 7 is for example a soluble material, clay type.
  • the panels 16 and ridge panels 14 may comprise one or more solar panels 17, for example photovoltaic solar panels 17.
  • the mold 10 corresponding to the inner and outer perimeters 19a, 19b, 20a, 20b of the panel 16 is formed.
  • the interior of the mold 10 is empty.
  • an internal profile 18 is made of molding material 7.
  • the internal profile 18 is for example intended to be placed inside the mold 10.
  • the internal profile 18 forms, for example, the location in which at least one solar panel 17 is integrated in the panel 16.
  • the internal profile 18 is made according to each panel 16, since its shape depends on the orientation and the inclination corresponding to the panel 16.
  • the internal profiles 18 are for example placed in each mold 10, so that, after solubilization of the molding material 7, the orientation and inclination of the solar panels 17 integrated in the panel 16 allow to obtain a yield maximum. For example, in the northern hemisphere, the yield is maximum if the solar panels 17 are oriented towards the south. Thus, if a panel 16 of the cover 3 is oriented towards the east, the internal profile 18 of this panel 16 is placed in the mold 10 so that the solar panels 17 are oriented towards the south at the end of the molding.
  • the internal profile 18 is inclined in the panel according to this calculation, thus compensating for the inclination of the panel 16 which can not be modified since it depends essentially on the structure of the roof 1.
  • the internal profile 18 comprises a plurality of bearings 18a, comprising at least two inclined and parallel bearings 18a. The optimum inclination of these bearings 18a is calculated according to the inclination of the cover 3 for each panel.
  • bearings 18a for the inner profile 18 allows in particular to place solar panels 17 over the entire length of each panel 16 retaining the optimum inclination.
  • the embodiment material 13 used is for example PVC.
  • the embodiment material 13 may be a polymer, of polymethyl methacrylate (or "PMMA") type, a resin or glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the embodiment material 13 is for example translucent so that the solar panels 17 can capture the sun's rays.
  • the curvature of the panels 16 allows the convergence of the sun's rays towards the surface of the solar panels 17.
  • the molding material 7 is then solubilized in order to obtain the panel 16, for example by means of a liquid sprayed on the molding material 7, such as water.
  • the solar panels 17 are introduced into the panels 16 for example by the open ends 22, which are then sealed by means of covers 26.
  • each cover 26 of the panels in order to pass electrical cables for connecting the solar panels 17 to an energy storage system and on the building's local electrical network. , as illustrated in FIG. 10.
  • the orifice 23 also makes it possible to cool the panels 16 by allowing an air flow in the panels, from one orifice 23 to the other.
  • the heating of the panels 16 may, for example, lead to a deterioration of the production material 13 as well as to the solar panels 17.
  • multiple holes may be provided on each of the covers 26. , allowing to circulate a large amount of air in the panels.
  • FIG. 12 illustrates an alternative embodiment of the embodiment described in FIGS. 8 to 10, in which the description of parts that are similar or identical is omitted.
  • notches 24 are provided to allow the insertion of solar panels 17 inside the panels 16.
  • the notches 24 are for example located on the first face 19 of the panels 16.
  • the notches 24 are placed so as to be in alignment with the locations provided by the internal profile 18 for the arrangement of the solar panels 17.
  • the mold 10 can be made with a soluble molding material 7, for example clay printed by a 3D printer 8.
  • the internal profile 18 able to define the locations of the solar panels 17 according to the Inclination and orientation of the panels 16 is for example made by additive material manufacturing.
  • the internet profile 18 can be produced in parallel with the production of the mold 10.
  • the internal profile 18 is for example placed in the mold 10 to reproduce the desired orientation and inclination.
  • the first inner face 20b of the panels 16 is for example molded so as to reproduce the geometry of a Fresnel lens. More specifically, the first inner face 20b of the panels 16 has, in cross-section, a plurality of rungs for directing the sun's rays towards the solar panels 17.
  • the notches 24 can be provided to arrange the notches 24 at the second side 20 of the mold 10 so that the notches do not disturb the path of the sun's rays.
  • the internal lens profile 25 is, for example, molded so as to reproduce the steps present on the first inner face 20b of the panel 16 according to the previous embodiment.
  • the internal lens profile 25 may be hollow in order to be able to receive the internal profile 18 corresponding to the locations intended to receive the solar panels 17.
  • the mold 10 is produced delimiting the perimeters 21a, 21b of the panel 16.
  • the internal lens profile 25 is for example made at the same time as the mold 10, with the same molding material 7.
  • the internal profile 18 is for example made in a second step with a molding material 7, then inserted into the internal lens profile 25.
  • the inner profile 18 can also be made of the same molding material 7. It can further be provided to realize the internal profile 18 so that it bears directly against the inner lens profile so as to delimit the upper part 25a and a lower part 25b of the internal lens profile 25.
  • the molding material 7 may be soluble, for example clay.
  • the embodiment material 13 is then injected between the mold 10 and the internal lens profile 25 to obtain the panel 16 after solubilization of the molding material 7.
  • the embodiment material is also injected into the lower part 25b of the internal lens profile 25 .
  • the first inner face 19b of the panel 16 comprises a Fresnel lens geometry.
  • the first inner face 20b of the panel 16 comprises bearings on which to arrange the solar panels 17.
  • the internal profile 18 no longer has a geometry comprising bearings 18a.
  • the internal profile is for example generally flat, and having a plurality of cavities 18b hear transversely.
  • the cavities 18b are, for example, cut so that they are inclined as a function of the optimum inclination calculated for the solar panels 17.
  • the solar panels 17 are inserted into the cavities 18b.
  • Figures 16a to 17 refer to a fourth embodiment within the meaning of the invention, wherein the elements identical to the previous embodiments are not described.
  • the panels 16 are in fact made by means of two molds 10a, 10b. More specifically, the panels 16 are made in two parts, in particular a lower part 16a and an upper part 16b, respectively formed by a first mold 10a and a second mold 10b.
  • the lower part 16a comprises for example the second face 20 of the panel 16, comprising outer and inner faces 20a, 20b, while the upper part 16b comprises the first face 19 of the panel 16 comprising outer and inner faces 19a, 19b.
  • FIG. 16a illustrates the step of manufacturing the first mold 10a.
  • the first mold 10a is for example made with a molding material such as clay, using a 3D printer 8 as described above.
  • the cavities are molded so that, after molding, the panels 17 are oriented and inclined according to the orientation and the optimum angle relative to the position of the panel 16 on the cover 3.
  • the first mold 10a is then filled with a clay-type material, and set to heat, by example in an oven. The heating process will harden the mold 10a and the filling material, so that they form the lower part of the panel 16.
  • FIG. 16b illustrates a step of manufacturing the second mold 10b.
  • the second mold 10b can also be made of a molding material, for example soluble, such as clay.
  • the mold is then filled with a production material 13 such as PVC.
  • the embodiment material 13 is for example a PMMA, a resin or glass, so that the upper part of the panel 16 is translucent.
  • the Fresnel lens geometry, as well as the translucency of the upper part 16b of the panel makes it possible to further increase the efficiency of the solar panels.
  • FIG. 17 shows the mounting of a panel 16 made according to this embodiment.
  • the covers 26 may also be provided with multiple holes, allowing air to circulate inside the panels 16 so as to cool them.
  • FIGS 18 and 19 illustrate an alternative embodiment, in which the elements identical to the previous embodiments are not described.
  • an internal profile 18 is for example no longer used for the integration of solar panels in the panel 16.
  • a mold 27 made of molding material 7, for example soluble, of the clay type, represented more specifically in FIG. 18, is produced.
  • the mold 27 is then filled with a production material 13.
  • the embodiment material 13 is for example PVC.
  • the embodiment material may also be a polymethyl methacrylate polymer (or "PMMA"), a resin or glass.
  • the mold 27 is then solubilized, for example by spraying it with water, in order to obtain an impression 30.
  • the impression 30 is then pressed on the lower part 16a of the panel 16.
  • the projections 31 present on the cavity 30 will create cavities on the surface of the lower part 16a of the panel 16. These cavities are for example intended receiving and holding the solar panels 17 on the lower part 16a of the panel 16.
  • the lower part 16a of the panel 16 may be obtained by molding.
  • a first mold 10a is made using a molding material 7.
  • the molding material 7 is for example a clay-like material.
  • the first mold 10a is then filled with an embodiment material 13, for example clay.
  • the impression 30 is for example applied to the embodiment material 13 at this step.
  • the assembly is heated, so that the production material 13 and the molding material 7 solidify to give the lower part 16a of the panel 16.
  • the first mold 10a may be made of a molding material 7 of metal type, so that after obtaining the lower part 16a of the panel, the first mold 10a can be reused for the manufacture of New panels 16.
  • the impression 30 can be reused for several panels 16, in the case where the orientation and inclination of the panels 16 are identical. This variant of the process makes it possible on the one hand to accelerate the production time of the panels, and on the other hand to reduce manufacturing costs, since several parts are reused and therefore do not need to be created. for each new panel.
  • the upper part 16b of the panel 16 and the covers 26 are obtained in the same manner as described with reference to FIGS. 16b and 17.

Abstract

The invention relates to a method for producing roof panels, comprising: the production of a mould by means of additive manufacturing involving the simple extrusion of a moulding material, preferably clay; the filling of the mould with a production material, preferably PVC, PMMA, resin, glass; and the solubilisation of the moulding material in order to produce a roof panel. The invention also relates to the resulting roof panel.

Description

PROCÉDÉ POUR CONSTRUIRE DES PANS DE TOITURE ET PAN DE TOITURE  METHOD FOR CONSTRUCTING ROOF PANS AND ROOF PAN
[001] La présente invention concerne un procédé pour réaliser des pans de toiture par fabrication additive à simple extrusion, afin de couvrir la partie supérieure d'un édifice. [001] The present invention relates to a method for producing roof panels additive manufacturing simple extrusion, to cover the upper part of a building.
[002] Dans le domaine de la construction, une toiture est un élément traditionnel composé d'une part : d'une couverture constituée de deux ou plusieurs versants en tuiles, ardoises ou plaques de zinc par exemple et d'autre part : d'une charpente qui est un assemblage de pièces de bois ou de métal permettant de soutenir la couverture. [002] In the field of construction, a roof is a traditional element composed on the one hand: of a roof consisting of two or more slopes in tiles, slates or zinc plates for example and on the other hand: a frame that is an assembly of pieces of wood or metal to support the cover.
[003] Généralement, une isolation thermique est également prévue, comprenant par exemple des parements de laine de verre. L'isolation peut être placée entre la couverture et la charpente. C'est alors une isolation par l'extérieur. Il est également possible d'isoler son bâtiment en plaçant les parements entre la charpente et l'intérieur du bâtiment, on réalise ainsi une isolation par l'intérieur. [003] Generally, thermal insulation is also provided, including for example glass wool facings. The insulation can be placed between the roof and the frame. This is an insulation from the outside. It is also possible to isolate the building by placing the facings between the frame and the interior of the building, thus achieving isolation from the inside.
[004] La fabrication classique de toiture est longue et coûteuse. Actuellement, il n'existe pas de procédé de fabrication capable de réduire les coûts et la durée de réalisation, tout en respectant les enjeux normatifs et écologiques soulevés actuellement. [004] Conventional roofing is long and expensive. Currently, there is no manufacturing process capable of reducing costs and the duration of implementation, while respecting the normative and ecological issues currently raised.
[005] La présente invention vient améliorer la situation. [005] The present invention improves the situation.
[006] A cet effet, elle propose un procédé pour construire des pans de toiture sur mesure par fabrication additive caractérisé en ce qu'il repose sur une fabrication additive à simple extrusion d'un matériau de moulage. [006] For this purpose, it proposes a method for constructing customized roof panels by additive manufacturing characterized in that it relies on additive manufacturing with simple extrusion of a molding material.
[007] La réalisation par fabrication additive permet de réduire le coût et le temps des procédés traditionnels. Les pans de toiture ainsi conçus peuvent s'adapter à n'importe quelle singularité architecturale tant sur la forme que sur le coloris de la toiture tout en offrant un produit personnalisé et sur mesure. [007] Achievement by additive manufacturing reduces the cost and time of traditional processes. The roof panels thus conceived can adapt to any architectural singularity as much on the form as on the color of the roof while offering a customized and customized product.
[008] Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : [008] In various embodiments of the method according to the invention, one can optionally also resort to one and / or the other of the following provisions:
[009] le procédé comprend une étape dans laquelle on fabrique au moins un moule par un dépôt couche par couche du matériau de moulage, [009] the method comprises a step in which at least one mold is produced by a layer-by-layer deposition of the molding material,
[010] on remplit au moins un moule d'un matériau de réalisation, puis on solubilise le matériau de moulage dudit au moins un moule pour l'obtention d'un pan de toiture, [011] le procédé comprend en outre en outre une étape de modélisation numérique du pan de toiture à réaliser sur mesure pour fabriquer le moule, [010] at least one mold of an embodiment material is filled, then the molding material of said at least one mold is solubilized to obtain a roofing section, [011] the method furthermore comprises, in addition, a step of numerical modeling of the roof panel to be made to measure to manufacture the mold,
[012] la construction d'un pan de toiture comprend la fabrication d'au moins un profil interne servant à l'insertion d'un ou plusieurs panneaux solaires dans le pan de toiture en fonction de l'orientation et de l'inclinaison dudit pan de toiture, [013] le profil interne est fabriqué par fabrication additive du matériau de moulage, [012] the construction of a roof panel comprises the manufacture of at least one internal profile for the insertion of one or more solar panels in the roof panel according to the orientation and inclination of said roof panel, [013] the internal profile is manufactured by additive manufacturing of the molding material,
[014] on applique une empreinte obtenue à partir du moule sur la partie basse du pan de toiture pour l'insertion d'un ou plusieurs panneaux solaires dans le pan de toiture, [015] on assemble latéralement les pans de toiture à l'aide d'ergots mâles et femelles disposés sur une face transversale des pans de toiture, [014] applying a footprint obtained from the mold on the lower part of the roof panel for the insertion of one or more solar panels into the roofing panel, [015] the roof panels are laterally assembled to the using male and female lugs arranged on a transverse face of the roof panels,
[016] on traite à l'étanchéité une jointure de deux pans de toiture adjacents, [017] on assemble selon un axe transversal les pans de toiture en superposant un pan de toiture sur un autre, de sorte qu'au moins une extrémité d'un pan de toiture plus élevée est au-dessus d'une extrémité d'un autre pan de toiture moins élevée adjacente selon l'axe transversal, [016] is treated at the seal a joint of two adjacent roof panels, [017] is assembled along a transverse axis of the roof sections by superimposing one roof section on another, so that at least one end of a higher section of roof is above one end of another lower section of roof adjacent to the transverse axis,
[018] le moule et/ou le profil interne sont réalisés par impression 3D, [018] the mold and / or the internal profile are made by 3D printing,
[019] le matériau de moulage est un matériau soluble, [019] the molding material is a soluble material,
[020] le matériau de moulage est de argile, [021] le matériau de réalisation est choisi parmi l'un et/ou l'autre des matériaux suivants : [020] the molding material is clay, [021] the embodiment material is selected from one and / or the other of the following materials:
du polychlorure de vinyle,  polyvinyl chloride,
un polymère, de type Polyméthacrylate de méthyle,  a polymer, of polymethyl methacrylate type,
une résine,  a resin,
du verre,  glass,
[022] le matériau de réalisation est translucide. [023] La présente invention vise également un pan de toiture obtenu par le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que le pan de toiture ainsi obtenu reprend en une seule et même pièce les fonctions de : couverture et charpente, [022] the production material is translucent. [023] The present invention also relates to a roof panel obtained by the method according to the invention, characterized in that the roof panel thus obtained takes up in one and the same room the functions of: roof and frame,
[024] Selon un aspect, le pan de toiture est muni d'ergots mâles et femelles permettant leur emboîtement transversal sur chantier, [024] In one aspect, the roof panel is provided with male and female lugs allowing their transverse interlocking on site,
[025] Selon un aspect, au moins un pan de toitures forme une lentille de Fresnel, [025] According to one aspect, at least one roof panel forms a Fresnel lens,
[026] Selon un aspect, au moins un pan de toitures est apte à recevoir au moins un panneau solaire. [026] In one aspect, at least one roof panel is adapted to receive at least one solar panel.
[027] Les dessins annexés illustrent l'invention : [028] la figure 1 représente en vue isométrique la fabrication additive par simple extrusion d'argile du moule de la toiture, [027] The accompanying drawings illustrate the invention: [028] FIG. 1 is an isometric view of additive manufacturing by simple extrusion of clay from the mold of the roof,
[029] la figure 2 représente en vue isométrique le moule fini et réalisé en argile de la toiture, [030] la figure 3 représente en vue isométrique le moule fini de la toiture réalisé en argile et rempli par un matériau de réalisation, [029] FIG. 2 is an isometric view of the finished mold and made of clay from the roof, [3] FIG. 3 shows in isometric view the finished mold of the roof made of clay and filled with an embodiment material,
[031] la figure 4 représente en vue isométrique la toiture en matériau de réalisation une fois l'argile solubilisé, [031] FIG. 4 is an isometric view of the roofing material realization once the solubilized clay,
[032] la figure 5 représente en vue isométrique un exemple d'assemblage transversal sur chantier de deux toitures en matériau de réalisation, [032] FIG. 5 is an isometric view of an example of transverse assembly on the site of two roofs made of construction material,
[033] la figure 6 illustre l'assemblage de plusieurs pans de toiture obtenus selon un deuxième mode de réalisation, [033] FIG. 6 illustrates the assembly of several roof panels obtained according to a second embodiment,
[034] la figure 7 est une vue en coupe d'une variante d'assemblage de plusieurs pans de toiture obtenus selon le deuxième mode de réalisation, [035] la figure 8 illustre une étape de moulage d'un élément de toiture selon un troisième mode de réalisation, [034] Figure 7 is a sectional view of an alternative assembly of several roof panels obtained according to the second embodiment, [035] Figure 8 illustrates a molding step of a roof element according to a third embodiment,
[036] les figures 9 et 10 illustrent un élément de toiture obtenu selon le troisième mode de réalisation, [037] la figure 11 illustre un assemblage de plusieurs pans de toiture obtenus selon le troisième mode de réalisation, [038] la figure 12 illustre un élément de toiture obtenu selon une variante de réalisation du troisième mode de réalisation dans laquelle l'élément de toiture comprend une géométrie de type lentille de Fresnel, [036] Figures 9 and 10 illustrate a roof element obtained according to the third embodiment, [037] FIG. 11 illustrates an assembly of several roof panels obtained according to the third embodiment, [038] FIG. 12 illustrates a roof element obtained according to an alternative embodiment of the third embodiment in which the element of roofing includes Fresnel lens geometry,
[039] la figure 13 illustre une étape de création d'un élément de toiture selon une variante du troisième mode de réalisation, dans laquelle la géométrie de type lentille de Fresnel est obtenue au moyen d'un profil interne, [039] FIG. 13 illustrates a step of creating a roof element according to a variant of the third embodiment, in which the Fresnel lens type geometry is obtained by means of an internal profile,
[040] les figures 14 et 15 illustrent une variante du mode de réalisation représenté figure 13, dans laquelle les panneaux solaires sont insérés dans des cavités du profil interne, [040] FIGS. 14 and 15 illustrate a variant of the embodiment shown in FIG. 13, in which the solar panels are inserted in cavities of the internal profile,
[041] les figures 16a et 16b illustrent un moule pour la création d'un élément de toiture selon un quatrième mode de réalisation, [041] Figures 16a and 16b illustrate a mold for the creation of a roof element according to a fourth embodiment,
[042] la figure 17 illustre l'assemblage d'un élément de toiture selon le quatrième mode de réalisation, [042] FIG. 17 illustrates the assembly of a roof element according to the fourth embodiment,
[043] les figures 18 et 19 illustrent une variante de réalisation du quatrième mode de réalisation. [043] Figures 18 and 19 illustrate an alternative embodiment of the fourth embodiment.
[044] Le procédé peut être particulièrement adapté pour la rénovation de toitures 1 existantes, mais également pour la construction de toitures 1. [044] The method can be particularly suitable for the renovation of existing roofs 1, but also for the construction of roofs 1.
[045] On peut privilégier l'impression de la toiture 1 en plusieurs parties, appelées « pans de toiture 2» dans la suite de la description. En effet, pour des raisons matérielles et logistiques, il peut être avantageux de segmenter la toiture 1 en plusieurs pans de toiture 2, plus petits et donc plus légers. Le transport et la pose des pans de toiture 2 sont ainsi facilités. [045] It is preferable to print the roof 1 in several parts, called "roof panels 2" in the following description. Indeed, for material and logistical reasons, it may be advantageous to segment the roof 1 into several sections of roof 2, smaller and therefore lighter. The transport and installation of the roof panels 2 are thus facilitated.
[046] Les pans de toiture 2 peuvent correspondre à des portions de toiture 1, mais également à des portions de couverture 3. [046] The roof panels 2 may correspond to portions of roof 1, but also to portions of cover 3.
[047] Une couverture 3 est notamment composée d'une faîtière 5, formant le sommet de la couverture 3, à laquelle sont assemblés au moins deux pans, appelés « pans latéraux 6 », s'étendant de part et d'autre de la faîtière 5, de sorte qu'en coupe transversale, selon un axe transversal A, la couverture 3 a généralement la forme d'un V inversé. [048] On définit également un axe longitudinal B, perpendiculaire à l'axe transversal A et parallèle à la faîtière 5 de la toiture. [049] Les figures 1 à 5 illustrent un premier mode de réalisation possible selon l'invention. [047] A cover 3 is in particular composed of a ridge 5, forming the top of the cover 3, to which are assembled at least two sides, called "side panels 6", extending on either side of the ridge 5, so that in cross section, along a transverse axis A, the cover 3 is generally in the form of an inverted V. [048] It also defines a longitudinal axis B, perpendicular to the transverse axis A and parallel to the ridge 5 of the roof. [049] Figures 1 to 5 illustrate a first possible embodiment of the invention.
[050] Dans ce mode de réalisation, il est proposé la construction d'un pan de toiture 2 comprenant une couverture 3 faisant également office de charpente 4. Ce mode de réalisation est aussi bien adapté à la construction d'une seule couverture 3. [050] In this embodiment, it is proposed the construction of a roof panel 2 comprising a cover 3 also acting frame 4. This embodiment is also well suited to the construction of a single cover 3.
[051] Le procédé est basé sur la fabrication additive à simple extrusion, par exemple d'un matériau soluble, appelé support d'impression 7 : l'argile. [051] The process is based on additive manufacturing with simple extrusion, for example of a soluble material, called printing medium 7: clay.
[052] Dans un premier temps, on réalise le moule 10 avec le support d'impression 7, ou « matériau de moulage 7 ». [052] In a first step, the mold 10 is made with the printing medium 7, or "molding material 7".
[053] La modélisation des pans de toiture 1 est réalisée par conception assistée par ordinateur puis enregistrée au format STL pour permettre la fabrication additive des pans de toiture 1. [054] Le format STL correspond en fait à un format autorisant l'impression en trois dimensions (ou « 3D » dans la suite de la description) de la modélisation d'éléments de toiture. [053] The modeling of the roof panels 1 is carried out by computer-assisted design and then recorded in STL format to enable the additive manufacture of the roof panels 1. [054] The STL format corresponds in fact to a format allowing the printing in three dimensions (or "3D" in the following description) of the modeling of roof elements.
[055] L'imprimante 3D 8, ou le robot, capable de réaliser ces modèles par fabrication additive est composée d'une simple buse d' extrusion à pâte pour le matériau argile. [055] The 3D printer 8, or the robot, capable of producing these models by additive manufacturing is composed of a simple extrusion nozzle for the clay material.
[056] L'extrusion de l'argile se fait entre autres par l'intermédiaire d'air comprimé. En variante, on peut prévoir de solubiliser l'argile avec de l'eau. [056] The extrusion of the clay is done inter alia via compressed air. Alternatively, it can be provided to solubilize the clay with water.
[057] Un matériau support pour la fabrication additive est un matériau soluble qui va permettre de manière temporaire de servir de moule 10 avant d'être solubilisé. [057] A support material for additive manufacturing is a soluble material which will temporarily allow to serve as a mold 10 before being solubilized.
[058] L'argile est dans ce procédé le matériau support à la fabrication additive de pans de toiture 2 sur mesure en polychlorure de vinyle, ou « PVC ». C'est un matériau entièrement soluble à l'eau. [059] Des crochets de levage 12 et des tirants sont par exemple intégrés aux pans de toitures 1 pour permettre leur élingage et leur transport sur chantier. [058] In this process, clay is the support material for the additive manufacturing of custom-made roof panels 2 made of polyvinyl chloride, or "PVC". It is a material completely soluble in water. [059] Lifting hooks 12 and tie rods are for example integrated roof panels 1 to allow slinging and transport on site.
[060] La réalisation des pans de toiture 1 sur mesure en PVC par fabrication additive à simple extrusion est adaptée pour couvrir tous types d'édifices. [061] En référence à ces dessins le dispositif comporte un caisson en bois 9 au sein duquel, dans un premier temps, va être imprimé par extrusion simple d'argile à l'aide d'un robot ou d'une imprimante 3D 8 le moule 10 des pans de toiture 2. [060] The realization of custom PVC roofing panels 1 by additive manufacturing simple extrusion is suitable for covering all types of buildings. [061] With reference to these drawings the device comprises a wooden box 9 in which, in a first step, will be printed by simple extrusion of clay using a robot or a 3D printer 8 the mold 10 roof panels 2.
[062] Les pans de toiture 2 sont réalisés dans un deuxième temps, par le remplissage de l'espace de vide du moule 10 en argile par le PVC liquide. [063] Selon le mode de réalisation représenté notamment sur les figures 1 à 3, le moule 10 est façonné de sorte que la faîtière 5 des pans de toiture 2 ainsi que les pans latéraux 6 des pans de toiture 1 sont fabriqués dans le même moule 10 et forment une seule et même pièce, que l'on appelle « pan de faîte 14». [064] Dans la suite de la description, les termes « pan latéral 6 » et « pan de faîte 14 » sont utilisés pour désigner un « pan de toiture 2 ». [062] The roof panels 2 are made in a second time, by filling the vacuum space of the clay mold 10 by the liquid PVC. [063] According to the embodiment shown in particular in Figures 1 to 3, the mold 10 is shaped so that the ridge 5 of the roof panels 2 and the side panels 6 of the roof panels 1 are made in the same mold 10 and form one and the same piece, which is called "pan of ridge 14". [064] In the remainder of the description, the terms "side pan 6" and "pan ridge 14" are used to designate a "roof pan 2".
[065] Cela permet par exemple d'éviter la création d'éventuels ponts thermiques, ou points singuliers, au niveau des points de jonction de la faîtière 5 et des pans latéraux 6. Un pont thermique est créé en un point où une barrière isolante est rompue. Dans la présente invention, la création de pans de toitures 2 comprenant des pans latéraux 6 et une faîtière 5 reliés de manière continue évite la création de tels ponts thermiques. [065] This allows for example to avoid the creation of possible thermal bridges, or singular points, at the junction points of the ridge 5 and side panels 6. A thermal bridge is created at a point where an insulating barrier is broken. In the present invention, the creation of roof panels 2 comprising side panels 6 and a ridge 5 connected in a continuous manner avoids the creation of such thermal bridges.
[066] Le moule 10 est réalisé de manière à ce que l'axe B, soit parallèle à l'axe de la gravité. Cette disposition permet entre autre de réaliser un pan de faîte 14, ou un pan latéral 6, en relief. Par exemple, cette disposition permet de créer un moule 10 comprenant des formes variées, notamment afin de reproduire une forme de tuiles sur les pans latéraux 6 des éléments de toiture 1 sur mesure. [066] The mold 10 is made so that the axis B is parallel to the axis of gravity. This arrangement makes it possible, among other things, to make a ridge section 14, or a lateral section 6, in relief. For example, this arrangement makes it possible to create a mold 10 comprising various shapes, in particular to reproduce a shape of tiles on the side panels 6 of the roof elements 1 to measure.
[067] L'argile est un support d'impression 7 pour la fabrication additive, qui est entièrement soluble à l'eau et qui permet la réalisation des moules 10. [067] Clay is a printing medium 7 for additive manufacturing, which is entirely soluble in water and which allows the production of molds 10.
[068] Enfin dans un troisième temps l'argile est solubilisée au contact de l'eau permettant d'obtenir les pans de toiture 2 en PVC sur mesure. [069] Plusieurs moules 10 peuvent être prévus afin de réaliser les différents pans de toiture 2. Par exemple, l'élément de toiture 1 est segmenté selon un axe longitudinal B. Les différents pans de toiture 2 s'emboîtent par exemple les uns avec les autres selon l'axe longitudinal B. [070] En référence aux figures 4 et 5, le pan de toiture 2 en PVC peut être muni d'ergots 11 mâles et femelles permettant l'assemblage transversal d'un ou plusieurs pans de faîte 14 sur chantier. [071] Les pans de toiture 2 en PVC disposent par exemple de crochets de levage 12 ainsi que de tirants pour permettre leur élingage et leur transport sur chantier. Les crochets de levage 12 sont par exemple intégrés aux pans de toiture, notamment au niveau de la faîtière 5, à l'étape de la création du moule 10. [068] Finally, in a third time the clay is solubilized in contact with the water to obtain custom PVC roofing panels 2. [069] Several molds 10 may be provided in order to achieve the different roof panels 2. For example, the roof element 1 is segmented along a longitudinal axis B. The various roof panels 2 interlock, for example, with each other. the others along the longitudinal axis B. [070] With reference to Figures 4 and 5, the PVC roof 2 can be provided with lugs 11 male and female for transverse assembly of one or more ridge sections 14 on site. [071] PVC roofing panels 2 have for example lifting hooks 12 and tie rods to allow their slinging and transport on site. The lifting hooks 12 are for example integrated with the roof panels, particularly at the ridge 5, at the stage of the creation of the mold 10.
[072] En variante, les crochets de levage 12 sont des pièces rapportées intégrées aux pans de toiture avant leur pose. Les crochets de levage 12 peuvent être amovibles. [072] Alternatively, the lifting hooks 12 are inserts integrated into the roof panels before installation. The lifting hooks 12 can be removable.
[073] Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté pour couvrir tous types de bâtiments. [073] The method according to the invention is particularly suitable for covering all types of buildings.
[074] Ce mode de réalisation permet en outre d'obtenir un pan de toiture tel qu'une couverture ou encore une toiture rassemblant en une seule et même pièce réalisée sur mesure : la couverture et la charpente. [074] This embodiment also provides a roof pan such as a blanket or a roof gathering in one piece made to measure: the cover and the frame.
[075] La réalisation par fabrication additive permet de réduite le coût et le temps des procédés traditionnels. De plus, elle permet de réaliser sur mesure une toiture qui en une seule pièce répond aux fonctions de couverture et de charpente, tout en étant plus résistante et plus efficiente énergétiquement qu'une toiture classique. [075] Production by additive manufacturing reduces the cost and time of traditional processes. In addition, it allows custom-made roofing that in one piece meets the roofing and framing functions, while being more resistant and more energy efficient than a conventional roof.
[076] Les figures 6 et 7 illustrent un deuxième mode de réalisation selon l'invention, dont les éléments identiques aux éléments décrits en référence au premier mode de réalisation ne sont pas décrits. [076] Figures 6 and 7 illustrate a second embodiment of the invention, the elements identical to the elements described with reference to the first embodiment are not described.
[077] Le procédé est par exemple adapté à la fabrication de pans de toiture 2 comprenant seulement une couverture 3 ou encore de pans de toiture 2 d'une toiture 1 comprenant une couverture 3 et une charpente 4. [078] Le pan de toiture 2 est par exemple réalisé à l'aide d'un moule 10, créé en fonction du type de pan de toiture 2 à réaliser. [077] The method is for example adapted to the manufacture of roof panels 2 comprising only a cover 3 or roof panels 2 of a roof 1 comprising a cover 3 and a frame 4. [078] The roof panel 2 is for example made using a mold 10, created according to the type of roof pan 2 to achieve.
[079] Par exemple, la forme du moule 10 peut être déterminée à partir de la forme du pan de toiture 2 déjà existant, notamment dans le cas d'une rénovation. [079] For example, the shape of the mold 10 can be determined from the shape of the roof 2 already existing, especially in the case of a renovation.
[080] Par exemple, le pan de toiture 2 est scanné afin d'obtenir un modèle numérique, puis le moule 10 est réalisé en trois dimensions, en fonction du modèle numérique, au moyen d'un système adapté. [081] En alternative, on peut prévoir de modéliser numériquement le pan de toiture 2 à partir de plans de construction, dans le cas où le pan de toiture 2 n'existe pas encore. Le moule 10 est alors réalisé en fonction du modèle numérique du pan de toiture 2. [080] For example, the roof panel 2 is scanned to obtain a digital model, then the mold 10 is made in three dimensions, depending on the numerical model, by means of a suitable system. [081] Alternatively, it is expected to digitally model the roof section 2 from construction plans, in the case where the roof panel 2 does not exist yet. The mold 10 is then made according to the digital model of the roof pan 2.
[082] Le matériau utilisé pour le moule 10 est par exemple un matériau de moulage 7 soluble, imprimable par impression 3D, de type argile. [082] The material used for the mold 10 is for example a moldable material 7 soluble, printable by 3D printing, clay type.
[083] Une fois le moule 10 réalisé, on injecte un matériau de réalisation 13 apte à former le pan de toiture 2. Le matériau de réalisation 13 utilisé est par exemple du polychlorure de vinyle (ou « PVC »). En variante, le matériau de réalisation 13 est un polymère, de type Polyméthacrylate de méthyle (ou « PMMA »), une résine ou un élastomère. [083] Once the mold 10 has been produced, an embodiment material 13 is injected capable of forming the roofing panel 2. The embodiment material 13 used is, for example, polyvinyl chloride (or "PVC"). Alternatively, the embodiment material 13 is a polymer, of the polymethyl methacrylate (or "PMMA") type, a resin or an elastomer.
[084] Le matériau de réalisation 13 est choisi en fonction du pan de toiture 2 à réaliser. Par exemple, le matériau de réalisation 13 peut être teint de manière à reproduire une couleur choisie. Le matériau de réalisation 13 utilisé peut également être translucide. [084] The embodiment material 13 is chosen according to the roofing panel 2 to be produced. For example, the embodiment material 13 may be dyed to reproduce a chosen color. The embodiment material 13 used may also be translucent.
[085] Un pan de toiture 2 comprend par exemple un pan de faîte 14, comprenant des pans latéraux 6 reliés par la faîtière 5. Ainsi, la création de points singuliers, ou ponts thermiques, est évitée à ce niveau. [085] A roof panel 2 comprises for example a ridge panel 14, comprising side panels 6 connected by the ridge 5. Thus, the creation of singular points, or thermal bridges, is avoided at this level.
[086] Ces pans de faîte 14 présentent donc généralement une forme de V inversé en coupe transversale. [087] Un pan de toiture 2 peut également comprendre un pan latéral 6, appelé « panneau 15 » dans la suite de la description. [086] These ridge sections 14 therefore generally have an inverted V shape in cross section. [087] A roof section 2 may also include a side panel 6, called "panel 15" in the following description.
[088] Les panneaux 15, une fois moulés, présentent une structure généralement parallélépipédique, plane, comprenant une surface intérieure 15a et une surface extérieure 15b. La surface intérieure 15a est apte à être placée vers l'intérieur du bâtiment, plus précisément contre la charpente 4 ou l'isolation de la toiture. [088] The panels 15, once molded, have a generally parallelepipedic structure, flat, comprising an inner surface 15a and an outer surface 15b. The inner surface 15a is adapted to be placed towards the interior of the building, more precisely against the frame 4 or the insulation of the roof.
[089] Les panneaux comprennent par exemple quatre côtés, dont deux côtés longitudinaux, aptes à être placés parallèlement à la faîtière 5, ainsi que deux côtés transversaux, perpendiculaires aux côtés longitudinaux. [089] The panels comprise for example four sides, including two longitudinal sides, able to be placed parallel to the ridge 5, and two transverse sides, perpendicular to the longitudinal sides.
[090] En alternative, on peut prévoir de mouler des panneaux 15 comprenant des reliefs, par exemple pour reproduire la forme de tuiles. [091] Les panneaux 15 peuvent comprendre des ergots 11 mâles et femelles sur leurs côtés transversaux, de sorte que deux panneaux 15 peuvent être emboîtés l'un à l'autre longitudinalement. [092] Les panneaux 15 peuvent également comprendre des ergots 11 mâles et femelles sur leurs côtés longitudinaux pour s'emboîter transversalement, comme illustré figure 6. [090] Alternatively, it may be provided to mold panels 15 comprising reliefs, for example to reproduce the shape of tiles. [091] The panels 15 may comprise male and female lugs 11 on their transverse sides, so that two panels 15 may be nested to one another longitudinally. [092] The panels 15 may also comprise pins 11 male and female on their longitudinal sides to fit transversely, as shown in Figure 6.
[093] De même, les pans de faîte 14 peuvent comprendre des ergots 11 mâles et femelles sur leurs côtés transversaux et longitudinaux, de sorte que deux pans de faîte 14 adjacents peuvent s'emboîter par complémentarité de forme, notamment grâce aux ergots 11 mâles et femelles. Les pans de faîte 14 sont également aptes à s'emboîter par complémentarité de forme aux panneaux 15, grâce aux ergots 11. [093] Similarly, the ridge sections 14 may comprise male and female lugs 11 on their transverse and longitudinal sides, so that two adjacent ridge flanks 14 may fit in shape complementary, in particular thanks to the lugs 11 males and females. The ridge sections 14 are also adapted to fit formally to the panels 15, thanks to the lugs 11.
[094] Les points de jonction de la couverture 3, situés au niveau des zones d'emboîtement des panneaux 15 et/ou des pans de faîte 14 sont traités pour l'étanchéité. Par exemple, on pose un joint étanche au niveau des côtés des panneaux 15 et/ou des pans de faîte 14. [094] The junction points of the cover 3, located at the interlocking areas of the panels 15 and / or ridge sections 14 are treated for sealing. For example, a seal is placed at the sides of the panels 15 and / or ridge sections 14.
[095] En alternative, des ergots 11 mâles et femelles sont uniquement prévus sur les côtés transversaux des panneaux 15 et des pans de faîte 14. [095] Alternatively, male and female lugs 11 are only provided on the transverse sides of the panels 15 and ridge sections 14.
[096] Pour constituer la couverture 3, on installe les panneaux 15 de sorte qu'un côté longitudinal d'un panneau situé plus près de la faîtière 5 va chevaucher un côté longitudinal d'un panneau situé en aval, comme illustré figure 7. [097] Cela permet, d'une part d'avoir moins de points de jonction à traiter, puisqu'avec une telle disposition l'eau s'écoule de la faîtière 5 jusqu'aux panneaux 15 les plus bas sans risque d'infiltration au niveau des points de jonction. [096] To form the cover 3, the panels 15 are installed so that a longitudinal side of a panel located closer to the ridge 5 will overlap a longitudinal side of a panel located downstream, as shown in FIG. [097] This allows, on the one hand to have fewer junction points to treat, since with such an arrangement water flows from the ridge 5 to the lowest 15 panels without risk of infiltration at the junction points.
[098] Cela permet, d'autre part, de créer un système d'aération naturel puisque l'air est apte à passer entre les côtés longitudinaux des panneaux 15 se chevauchant. [098] This allows, on the other hand, to create a natural ventilation system since the air is able to pass between the longitudinal sides of the panels 15 overlapping.
[099] On peut également prévoir des crochets de levage 12, notamment sur les panneaux 15, mais également sur les pans de faîte 14. Les crochets de levage 12 permettent de hisser les panneaux 15 et les pans de faîte 14 sur le bâtiment. [099] It is also possible to provide lifting hooks 12, in particular on the panels 15, but also on the ridge sections 14. The lifting hooks 12 allow hoisting the panels 15 and ridge panels 14 on the building.
[0100] Les crochets de levage 12 ainsi que les ergots 11 mâles et femelles peuvent faire partie intégrante des panneaux 15 et/ou des pans de faîte 14 et sont moulés en même temps. [0101] En variante, les crochets de levage 12 et/ou les ergots 11 mâles et femelles peuvent être des pièces rapportées et disposées sur les pans de faîte 14 et les panneaux 15 après leur moulage. Les crochets de levage 12 sont par exemple amovibles. The lifting hooks 12 and the lugs 11 male and female may be integral parts of the panels 15 and / or ridge sections 14 and are molded at the same time. Alternatively, the lifting hooks 12 and / or the lugs 11 male and female may be inserts and disposed on the ridge sections 14 and the panels 15 after molding. The lifting hooks 12 are for example removable.
[0102] Plusieurs moules 10 peuvent être imprimés pour réaliser chaque pièce. Le nombre et la forme des moules 10 dépendent du nombre de panneaux 15 et de pans de faîte 14. Several molds 10 can be printed to make each piece. The number and shape of the molds 10 depend on the number of panels 15 and ridge sections 14.
[0103] Une fois que le matériau de réalisation 13 est injecté dans le moule, et solidifié, on solubilise le matériau de moulage 7, par exemple avec de l'eau. Once the embodiment material 13 is injected into the mold, and solidified, the molding material 7 is solubilized, for example with water.
[0104] Selon un mode de réalisation alternatif, on peut également prévoir de réaliser des moules 10 avec un matériau de moulage 7 non soluble, par exemple un métal. Ainsi, le moule 10 peut être réalisé pour la fabrication de plusieurs pièces identiques. Par exemple, le pan de toiture 2 est segmenté de manière à ce que chaque pan de faîte soit identique aux autres. De même, le pan de toiture 2 est par exemple segmenté de manière à ce que tous les panneaux 15 soient identiques. According to an alternative embodiment, it is also possible to produce molds 10 with a non-soluble molding material 7, for example a metal. Thus, the mold 10 can be made for the manufacture of several identical parts. For example, the roof panel 2 is segmented so that each ridge of ridge is identical to the others. Similarly, the roof panel 2 is for example segmented so that all panels 15 are identical.
[0105] Le moule 10 peut être retiré mécaniquement, par exemple par poussée mécanique. [0106] Dans ce mode de réalisation alternatif, le moule 10 réalisé en matériau de moulage 7 non soluble est par exemple imprimé par une imprimante 3D 8. The mold 10 can be removed mechanically, for example by mechanical pushing. In this alternative embodiment, the mold 10 made of non-soluble molding material 7 is for example printed by a 3D printer 8.
[0107] Selon un autre mode de réalisation alternatif, on peut également prévoir de réaliser un pan de toiture 2 intégrant une isolation thermique. Les panneaux 15 et les pans de faîte 14 sont moulés de sorte qu'ils présentent une cavité dans laquelle des parements d'isolation peuvent être placés, typiquement des parements en laine de verre ou autre isolant thermique. According to another alternative embodiment, it is also possible to provide a roof section 2 incorporating a thermal insulation. Panels 15 and ridge panels 14 are molded so that they have a cavity into which insulation siding may be placed, typically glass wool or other thermal insulation.
[0108] Les panneaux 15 et les pans de faîte 14 sont ensuite placés sur le bâtiment, tel que décrit ci- avant. The panels 15 and ridge panels 14 are then placed on the building, as described above.
[0109] En référence aux figures 8 à 10, on décrit maintenant un troisième mode de réalisation selon l'invention, dont les éléments déjà décrits en référence aux modes de réalisation précédents ne sont pas décrits. [0110] Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à la fabrication de pan de toiture 2, notamment pour la rénovation et la construction de bâtiments. [0111] Ce mode de réalisation propose de fabriquer des pans de toiture 2 sur mesure comprenant des panneaux solaires 17, par exemple des panneaux solaires 17 photovoltaïques ou thermiques, afin d'obtenir des éco-toitures 1 durables. Referring to Figures 8 to 10, there is now described a third embodiment according to the invention, the elements already described with reference to the previous embodiments are not described. This embodiment is particularly suitable for the manufacture of roof pan 2, especially for the renovation and construction of buildings. This embodiment proposes to manufacture custom-made roof panels 2 comprising solar panels 17, for example photovoltaic or thermal solar panels 17, in order to obtain sustainable eco-roofing 1.
[0112] Dans ce mode de réalisation, le pan de toiture 2 sur mesure est réalisé notamment en s 'appuyant sur la latitude, l'orientation et l'inclinaison du pan de toiture 2 à réaliser. In this embodiment, the custom roof panel 2 is made in particular by relying on the latitude, orientation and inclination of the roof panel 2 to achieve.
[0113] La latitude du pan de toiture 2 est en fait sa position géographique sur Terre par rapport aux pôles nord et sud. Son orientation est la direction vers laquelle le pan de toiture 2 est orienté entre le nord, le sud, l'est et l'ouest, ou des directions intermédiaires. Enfin, l'inclinaison correspond à la pente du pan de toiture 2, exprimée en degrés. The latitude of the roof pan 2 is in fact its geographical position on Earth with respect to the north and south poles. Its orientation is the direction towards which the roof pan 2 is oriented between the north, the south, the east and the west, or intermediate directions. Finally, the inclination corresponds to the slope of the roof pan 2, expressed in degrees.
[0114] La latitude du pan de toiture 2 est constante. En revanche, l'orientation, de même que l'inclinaison, peuvent varier en fonction des pans de toiture. En effet, une toiture 1 n'est pas forcément plane ce qui entraîne une modification de l'inclinaison d'un pan de toiture 2 à l'autre. De même, deux pans latéraux 6 situés de part et d'autre de la faîtière 5 ne sont pas orientés de la même manière. [0114] The latitude of the roof pan 2 is constant. On the other hand, the orientation, as well as the inclination, can vary according to the roof sections. Indeed, a roof 1 is not necessarily flat which causes a change in the inclination of a roof panel 2 to another. Similarly, two side panels 6 located on either side of the ridge 5 are not oriented in the same way.
[0115] Pour la mesure de ces paramètres, il est possible d'utiliser des instruments de mesures adaptés. For the measurement of these parameters, it is possible to use suitable measuring instruments.
[0116] Dans la suite de la description, on utilise les termes « panneaux 16 » et « pans de faîte 14 » pour désigner un « pan de toiture 2 ». In the remainder of the description, the terms "panels 16" and "ridge sections 14" are used to designate a "roof panel 2".
[0117] Dans les figures 8 à 19, les panneaux 16 et les pans de faîte 14 reproduisent la forme d'une tuile, de type « tuile canal » à titre illustratif. In Figures 8 to 19, the panels 16 and ridge sections 14 reproduce the shape of a tile, type "tile channel" for illustrative purposes.
[0118] Dans la suite de la description, on décrit uniquement le procédé en référence aux panneaux 16, le procédé étant identique pour les pans de faîte 14. In the remainder of the description, only the method is described with reference to the panels 16, the method being identical for the ridge sections 14.
[0119] La figure 9 représente un panneau 16, obtenu après moulage. Les panneaux 16 présentent par exemple une première face 19 comprenant une première face extérieure 19a en regard d'une première face intérieure 19b, et une deuxième face 20 comprenant une deuxième face extérieure 20a en regard d'une deuxième face intérieure 20b. Les première et deuxième faces extérieures 19a, 20a forment un périmètre extérieur 21a et les première et deuxième faces intérieures forment un périmètre intérieur 21b. Figure 9 shows a panel 16, obtained after molding. The panels 16 have for example a first face 19 comprising a first outer face 19a facing a first inner face 19b, and a second face 20 comprising a second outer face 20a facing a second inner face 20b. The first and second outer faces 19a, 20a form an outer perimeter 21a and the first and second inner faces form an inner perimeter 21b.
[0120] Les première et deuxième faces extérieures 19a, 20a, présentent une courbure de sorte qu'en coupe transversale un panneau 16 a généralement la forme d'un croissant de lune. [0121] Les première et deuxième faces intérieures 19b, 20b présentent respectivement le même degré de courbure que les première et deuxième faces extérieures 19a, 20a. Les première et deuxième faces intérieures 19b, 20b sont espacées l'une de l'autre de sorte que le périmètre intérieur 21b du panneau 16 est creux. The first and second outer faces 19a, 20a have a curvature so that in cross section a panel 16 is generally in the shape of a crescent moon. The first and second inner faces 19b, 20b respectively have the same degree of curvature as the first and second outer faces 19a, 20a. The first and second inner faces 19b, 20b are spaced from each other so that the inner perimeter 21b of the panel 16 is hollow.
[0122] Les panneaux 16 sont par exemple réalisés par moulage, au moyen d'un moule 10 créé avec un matériau de moulage 7, comme illustré figure 8. Le moule 10 peut être réalisé par impression 3D, tel que décrit ci-avant. Le matériau de moulage 7 est par exemple un matériau soluble, de type argile. The panels 16 are for example made by molding, by means of a mold 10 created with a molding material 7, as shown in Figure 8. The mold 10 can be made by 3D printing, as described above. The molding material 7 is for example a soluble material, clay type.
[0123] Selon ce mode de réalisation, les panneaux 16 et les pans de faîte 14 peuvent comprendre un ou plusieurs panneaux solaires 17, par exemple des panneaux solaires 17 photovoltaïques. According to this embodiment, the panels 16 and ridge panels 14 may comprise one or more solar panels 17, for example photovoltaic solar panels 17.
[0124] Lors d'une première étape, le moule 10 correspondant aux périmètres intérieurs et extérieurs 19a, 19b, 20a, 20b du panneau 16 est réalisé. L'intérieur du moule 10 est vide. In a first step, the mold 10 corresponding to the inner and outer perimeters 19a, 19b, 20a, 20b of the panel 16 is formed. The interior of the mold 10 is empty.
[0125] Dans un deuxième temps, on réalise un profil interne 18 en matériau de moulage 7. Le profil interne 18 est par exemple destiné à être placé à l'intérieur du moule 10. Le profil interne 18 forme par exemple l'emplacement dans lequel au moins un panneau solaire 17 est intégré dans le panneau 16. In a second step, an internal profile 18 is made of molding material 7. The internal profile 18 is for example intended to be placed inside the mold 10. The internal profile 18 forms, for example, the location in which at least one solar panel 17 is integrated in the panel 16.
[0126] Le profil interne 18 est réalisé en fonction de chaque panneau 16, puisque sa forme dépend de l'orientation et de l'inclinaison correspondant au panneau 16. The internal profile 18 is made according to each panel 16, since its shape depends on the orientation and the inclination corresponding to the panel 16.
[0127] Les profils internes 18 sont par exemple placés dans chaque moule 10, de sorte que, après solubilisation du matériau de moulage 7, l'orientation et l'inclinaison des panneaux solaires 17 intégrés dans le panneau 16 permettent d'obtenir un rendement maximal. Par exemple, dans l'hémisphère nord, le rendement est maximal si les panneaux solaires 17 sont orientés vers le sud. Ainsi, si un panneau 16 de la couverture 3 est orienté vers l'est, le profil interne 18 de ce panneau 16 est placé dans le moule 10 de sorte que les panneaux solaires 17 sont orientés vers le sud à la fin du moulage. The internal profiles 18 are for example placed in each mold 10, so that, after solubilization of the molding material 7, the orientation and inclination of the solar panels 17 integrated in the panel 16 allow to obtain a yield maximum. For example, in the northern hemisphere, the yield is maximum if the solar panels 17 are oriented towards the south. Thus, if a panel 16 of the cover 3 is oriented towards the east, the internal profile 18 of this panel 16 is placed in the mold 10 so that the solar panels 17 are oriented towards the south at the end of the molding.
[0128] De même, en fonction de l'emplacement et de l'orientation de la couverture 3, l'inclinaison optimale des panneaux solaires 17 est calculée. Le profil interne 18 est incliné dans le panneau en fonction de ce calcul, compensant ainsi l'inclinaison du panneau 16 qui ne peut pas être modifiée puisqu'elle dépend essentiellement de la structure de la toiture 1. [0129] Le profil interne 18 comprend une pluralité de paliers 18a, comprenant au moins deux paliers 18a inclinés et parallèles. L'inclinaison optimale de ces paliers 18a est calculée en fonction de l'inclinaison de la couverture 3 pour chaque panneau. Similarly, depending on the location and orientation of the cover 3, the optimum inclination of the solar panels 17 is calculated. The internal profile 18 is inclined in the panel according to this calculation, thus compensating for the inclination of the panel 16 which can not be modified since it depends essentially on the structure of the roof 1. The internal profile 18 comprises a plurality of bearings 18a, comprising at least two inclined and parallel bearings 18a. The optimum inclination of these bearings 18a is calculated according to the inclination of the cover 3 for each panel.
[0130] L'utilisation de paliers 18a pour le profil interne 18 permet notamment de placer des panneaux solaires 17 sur l'intégralité de la longueur de chaque panneau 16 en conservant l'inclinaison optimale. The use of bearings 18a for the inner profile 18 allows in particular to place solar panels 17 over the entire length of each panel 16 retaining the optimum inclination.
[0131] Une fois le profil interne 18 placé à l'intérieur du moule 10, on injecte le matériau de réalisation 13 apte à former le panneau. Once the internal profile 18 placed inside the mold 10, is injected the embodiment material 13 capable of forming the panel.
[0132] Le matériau de réalisation 13 utilisé est par exemple du PVC. En variante, le matériau de réalisation 13 peut être un polymère, de type Polyméthacrylate de méthyle (ou « PMMA »), une résine ou du verre. Le matériau de réalisation 13 est par exemple translucide de sorte que les panneaux solaires 17 peuvent capter les rayons du soleil. The embodiment material 13 used is for example PVC. Alternatively, the embodiment material 13 may be a polymer, of polymethyl methacrylate (or "PMMA") type, a resin or glass. The embodiment material 13 is for example translucent so that the solar panels 17 can capture the sun's rays.
[0133] Selon le mode de réalisation, la courbure des panneaux 16 permet la convergence des rayons du soleil vers la surface des panneaux solaires 17. [0134] Le matériau de moulage 7 est ensuite solubilisé afin d'obtenir le panneau 16, par exemple au moyen d'un liquide pulvérisé sur le matériau de moulage 7, comme de l'eau. According to the embodiment, the curvature of the panels 16 allows the convergence of the sun's rays towards the surface of the solar panels 17. [0134] The molding material 7 is then solubilized in order to obtain the panel 16, for example by means of a liquid sprayed on the molding material 7, such as water.
[0135] Les panneaux solaires 17 sont introduits dans les panneaux 16 par exemple par les extrémités 22 ouvertes, qui sont ensuite scellées au moyen de caches 26. The solar panels 17 are introduced into the panels 16 for example by the open ends 22, which are then sealed by means of covers 26.
[0136] On prévoit également au moins un orifice 23 sur chaque cache 26 des panneaux afin d'y faire passer des câbles électriques permettant de brancher les panneaux solaires 17 à un système de stockage d'énergie ainsi que sur le réseau électrique local du bâtiment, comme illustré figure 10. [0137] L'orifice 23 permet également de refroidir les panneaux 16 en autorisant une circulation de l'air dans les panneaux, d'un orifice 23 à l'autre. La chauffe des panneaux 16 peut par exemple engendrer une détérioration du matériau de réalisation 13 ainsi que des panneaux solaires 17. De fait, pour éviter une telle chauffe des panneaux 16, de multiples trous (non représentés) peuvent être prévus sur chacun des caches 26, permettant ainsi de faire circuler une grande quantité d'air dans les panneaux. It also provides at least one orifice 23 on each cover 26 of the panels in order to pass electrical cables for connecting the solar panels 17 to an energy storage system and on the building's local electrical network. , as illustrated in FIG. 10. The orifice 23 also makes it possible to cool the panels 16 by allowing an air flow in the panels, from one orifice 23 to the other. The heating of the panels 16 may, for example, lead to a deterioration of the production material 13 as well as to the solar panels 17. In fact, to avoid such heating of the panels 16, multiple holes (not shown) may be provided on each of the covers 26. , allowing to circulate a large amount of air in the panels.
[0138] La pose de la couverture 3 se fait de manière classique par superposition des panneaux 16 sur la charpente 4. La figure 11 illustre un exemple de pose des panneaux 16 et des pans de faîte 14. [0139] La figure 12 illustre une variante de réalisation du mode de réalisation décrit sur les figures 8 à 10, dans lequel la description des parties qui sont similaires ou identiques est omise. [0140] Lors du moulage des panneaux 16, on prévoit des encoches 24 aptes à permettre l'insertion de panneaux solaires 17 à l'intérieur des panneaux 16. Les encoches 24 sont par exemples situées sur la première face 19 des panneaux 16. The laying of the cover 3 is done conventionally by superposition of the panels 16 on the frame 4. Figure 11 illustrates an example of installation of the panels 16 and ridge sections 14. FIG. 12 illustrates an alternative embodiment of the embodiment described in FIGS. 8 to 10, in which the description of parts that are similar or identical is omitted. When molding the panels 16, notches 24 are provided to allow the insertion of solar panels 17 inside the panels 16. The notches 24 are for example located on the first face 19 of the panels 16.
[0141] Lors du moulage, les encoches 24 sont placées de sorte à être dans l'alignement des emplacements prévus par le profil interne 18 pour la disposition des panneaux solaires 17. During molding, the notches 24 are placed so as to be in alignment with the locations provided by the internal profile 18 for the arrangement of the solar panels 17.
[0142] Le moule 10 peut être réalisé avec un matériau de moulage 7 soluble, par exemple de l'argile imprimé par une imprimante 3D 8. [0143] Le profil interne 18 apte à définir les emplacements des panneaux solaires 17 en fonction de l'inclinaison et de l'orientation des panneaux 16 est par exemple réalisé par fabrication additive de matière. Le profil internet 18 peut être réalisé parallèlement à la réalisation du moule 10. The mold 10 can be made with a soluble molding material 7, for example clay printed by a 3D printer 8. The internal profile 18 able to define the locations of the solar panels 17 according to the Inclination and orientation of the panels 16 is for example made by additive material manufacturing. The internet profile 18 can be produced in parallel with the production of the mold 10.
[0144] Le profil interne 18 est par exemple placé dans le moule 10 afin de reproduire l'orientation et l'inclinaison voulues. The internal profile 18 is for example placed in the mold 10 to reproduce the desired orientation and inclination.
[0145] Afin d'augmenter le rendement des panneaux solaires 17, on peut en outre prévoir de modifier la géométrie du périmètre interne 21b des panneaux 16, notamment de leur première face intérieure 20b. In order to increase the efficiency of the solar panels 17, it is furthermore possible to modify the geometry of the internal perimeter 21b of the panels 16, in particular of their first inner face 20b.
[0146] La première face intérieure 20b des panneaux 16 est par exemple moulée de manière à reproduire la géométrie d'une lentille de Fresnel. Plus précisément, la première face intérieure 20b des panneaux 16 présente, en coupe transversale, une pluralité d'échelons destinés à diriger les rayons du soleil vers les panneaux solaires 17. The first inner face 20b of the panels 16 is for example molded so as to reproduce the geometry of a Fresnel lens. More specifically, the first inner face 20b of the panels 16 has, in cross-section, a plurality of rungs for directing the sun's rays towards the solar panels 17.
[0147] En variante, on peut prévoir de disposer les encoches 24 au niveau de la deuxième face 20 du moule 10 afin que les encoches ne perturbent pas la trajectoire des rayons du soleil. Alternatively, it can be provided to arrange the notches 24 at the second side 20 of the mold 10 so that the notches do not disturb the path of the sun's rays.
[0148] En variante, et en référence aux figures 13 à 15, on peut prévoir de réaliser la géométrie de lentille de Fresnel au moyen d'un profil interne de lentille 25. Le profil interne de lentille 25 est par exemple moulé de sorte à reproduire les échelons présents sur la première face intérieure 20b du panneau 16 selon le mode de réalisation précédent. Le profil interne de lentille 25 peut être creux afin de pouvoir recevoir le profil interne 18 correspondant aux emplacements destinés à recevoir les panneaux solaires 17. [0149] Par exemple, on fabrique le moule 10 délimitant les périmètres 21a, 21b du panneau 16. Le profil interne de lentille 25 est par exemple réalisé en même temps que le moule 10, avec le même matériau de moulage 7. Le profil interne 18 est par exemple réalisé dans un deuxième temps avec un matériau de moulage 7, puis inséré dans le profil interne de lentille 25. Le profil interne 18 peut également être réalisé dans un même matériau de moulage 7. On peut en outre prévoir de réaliser le profil interne 18 de sorte qu'il vient directement en appui contre le profil interne de lentille de manière à délimiter partie haute 25a et une partie basse 25b du profil interne de lentille 25. As a variant, and with reference to FIGS. 13 to 15, provision may be made for producing the Fresnel lens geometry by means of an internal lens profile 25. The internal lens profile 25 is, for example, molded so as to reproduce the steps present on the first inner face 20b of the panel 16 according to the previous embodiment. The internal lens profile 25 may be hollow in order to be able to receive the internal profile 18 corresponding to the locations intended to receive the solar panels 17. For example, the mold 10 is produced delimiting the perimeters 21a, 21b of the panel 16. The internal lens profile 25 is for example made at the same time as the mold 10, with the same molding material 7. The internal profile 18 is for example made in a second step with a molding material 7, then inserted into the internal lens profile 25. The inner profile 18 can also be made of the same molding material 7. It can further be provided to realize the internal profile 18 so that it bears directly against the inner lens profile so as to delimit the upper part 25a and a lower part 25b of the internal lens profile 25.
[0150] Le matériau de moulage 7 peut être soluble, par exemple de l'argile. Le matériau de réalisation 13 est ensuite injecté entre le moule 10 et le profil interne de lentille 25 pour obtenir le panneau 16 après solubilisation du matériau de moulage 7. Le matériau de réalisation est également injecté dans la partie basse 25b du profil interne de lentille 25. The molding material 7 may be soluble, for example clay. The embodiment material 13 is then injected between the mold 10 and the internal lens profile 25 to obtain the panel 16 after solubilization of the molding material 7. The embodiment material is also injected into the lower part 25b of the internal lens profile 25 .
[0151] Ainsi, après solubilisation du matériau de moulage 7, la première face intérieure 19b du panneau 16 comprend une géométrie de lentille de Fresnel. La première face intérieure 20b du panneau 16 comprend des paliers sur lesquels disposer les panneaux solaires 17. [0152] En variante, on peut prévoir de réaliser le moule 10 définissant les périmètres du panneau 16 et/ou le profil interne de lentille dans un matériau de moulage non soluble afin de les réutiliser, dans le cas où tous les panneaux sont identiques. Thus, after solubilization of the molding material 7, the first inner face 19b of the panel 16 comprises a Fresnel lens geometry. The first inner face 20b of the panel 16 comprises bearings on which to arrange the solar panels 17. [0152] In a variant, it is possible to provide the mold 10 defining the perimeters of the panel 16 and / or the internal lens profile in a material non-soluble molding for reuse, in case all panels are identical.
[0153] Les étapes du procédé décrites en référence aux panneaux 16 s'appliquent également pour la réalisation des pans de faîte 14. The process steps described with reference to the panels 16 also apply for the production of the ridge sections 14.
[0154] Dans le mode de réalisation représenté figures 14 et 15, le profil interne 18 ne présente plus une géométrie comprenant des paliers 18a. Le profil interne est par exemple généralement plan, et présentant une pluralité de cavités 18b s 'entendant transversalement. In the embodiment shown in Figures 14 and 15, the internal profile 18 no longer has a geometry comprising bearings 18a. The internal profile is for example generally flat, and having a plurality of cavities 18b hear transversely.
[0155] Les cavités 18b sont par exemple découpées de sorte qu'elles sont inclinées en fonction de l'inclinaison optimale calculée pour les panneaux solaires 17. The cavities 18b are, for example, cut so that they are inclined as a function of the optimum inclination calculated for the solar panels 17.
[0156] Après injection du matériau de réalisation 13, les panneaux solaires 17 sont insérés dans les cavités 18b. After injection of the embodiment material 13, the solar panels 17 are inserted into the cavities 18b.
[0157] Les figures 16a à 17 font référence à un quatrième mode de réalisation au sens de l'invention, dans lequel les éléments identiques aux modes de réalisation précédents ne sont pas décrits. [0158] Dans ce mode de réalisation, les panneaux 16 sont en fait réalisés au moyen de deux moules 10a, 10b. Plus précisément, les panneaux 16 sont fabriqués en deux parties, notamment une partie basse 16a et une partie haute 16b, formées respectivement par un premier moule 10a et un deuxième moule 10b. Figures 16a to 17 refer to a fourth embodiment within the meaning of the invention, wherein the elements identical to the previous embodiments are not described. In this embodiment, the panels 16 are in fact made by means of two molds 10a, 10b. More specifically, the panels 16 are made in two parts, in particular a lower part 16a and an upper part 16b, respectively formed by a first mold 10a and a second mold 10b.
[0159] La partie basse 16a comprend par exemple la deuxième face 20 du panneau 16, comprenant des faces extérieure et intérieure 20a, 20b, tandis que la partie haute 16b comprend la première face 19 du panneau 16 comprenant des faces extérieure et intérieure 19a, 19b. The lower part 16a comprises for example the second face 20 of the panel 16, comprising outer and inner faces 20a, 20b, while the upper part 16b comprises the first face 19 of the panel 16 comprising outer and inner faces 19a, 19b.
[0160] La figure 16a illustre l'étape de fabrication du premier moule 10a. Le premier moule 10a est par exemple réalisé avec un matériau de moulage tel que de l'argile, à l'aide d'une imprimante 3D 8 telle que décrite ci-avant. [0161] On peut en outre prévoir de réaliser des cavités 18b le long de la deuxième face intérieure 20b de la partie basse 10a, afin d'y insérer des panneaux solaires 17. Les cavités sont moulées de sorte que, après moulage, les panneaux solaires 17 sont orientés et inclinés selon l'orientation et l'angle optimal relatif à la position du panneau 16 sur la couverture 3. [0162] Le premier moule 10a est ensuite rempli avec un matériau de type argile, et mis à chauffer, par exemple dans un four. Le processus de chauffe va durcir le moule 10a et le matériau de remplissage, de sorte qu'ils forment la partie basse du panneau 16. FIG. 16a illustrates the step of manufacturing the first mold 10a. The first mold 10a is for example made with a molding material such as clay, using a 3D printer 8 as described above. We can also provide cavities 18b along the second inner face 20b of the lower part 10a, to insert solar panels 17. The cavities are molded so that, after molding, the panels 17 are oriented and inclined according to the orientation and the optimum angle relative to the position of the panel 16 on the cover 3. [0162] The first mold 10a is then filled with a clay-type material, and set to heat, by example in an oven. The heating process will harden the mold 10a and the filling material, so that they form the lower part of the panel 16.
[0163] La figure 16b illustre une étape de fabrication du deuxième moule 10b. Le deuxième moule 10b peut également être réalisé dans un matériau de moulage, par exemple soluble, comme de l'argile. Le moule est ensuite rempli d'un matériau de réalisation 13 tel que du PVC. En variante, le matériau de réalisation 13 est par exemple un PMMA, une résine ou du verre, de sorte que la partie haute du panneau 16 est translucide. [0164] On peut en outre prévoir de réaliser la première face intérieure 19b selon une géométrie de lentille de Fresnel. La géométrie de lentille de Fresnel, ainsi que la translucidité de la partie haute 16b du panneau permet d'augmenter encore le rendement des panneaux solaires. FIG. 16b illustrates a step of manufacturing the second mold 10b. The second mold 10b can also be made of a molding material, for example soluble, such as clay. The mold is then filled with a production material 13 such as PVC. Alternatively, the embodiment material 13 is for example a PMMA, a resin or glass, so that the upper part of the panel 16 is translucent. [0164] It is furthermore possible to provide the first inner face 19b according to a Fresnel lens geometry. The Fresnel lens geometry, as well as the translucency of the upper part 16b of the panel makes it possible to further increase the efficiency of the solar panels.
[0165] On superpose ensuite la partie haute 16b sur la partie basse 16a. Les parties haute et basse 16a, 16b sont par exemple maintenues l'une à l'autre au moyen de rails 29 permettant l'emboîtement des parties haute et basse 16a, 16b. Les parties haute et basse 16b, 16a sont assemblées de sorte que la première face intérieure 19b fait face à la deuxième face intérieure 20b. Puis on couvre les extrémités 22 du panneau 16 avec des caches 26. La figure 17 représente le montage d'un panneau 16 réalisé selon ce mode de réalisation. [0166] Les caches 26 peuvent également être pourvus de multiples trous, permettant de laisser circuler de l'air à l'intérieur des panneaux 16 de manière à les refroidir. Then the upper part 16b is superimposed on the lower part 16a. The upper and lower parts 16a, 16b are for example held to one another by means of rails 29 allowing the interlocking of the upper and lower parts 16a, 16b. The upper and lower parts 16b, 16a are assembled so that the first inner face 19b faces the second inner face 20b. Then covers the ends 22 of the panel 16 with covers 26. Figure 17 shows the mounting of a panel 16 made according to this embodiment. The covers 26 may also be provided with multiple holes, allowing air to circulate inside the panels 16 so as to cool them.
[0167] En variante, on peut prévoir d'emboîter les parties haute et basse 16a, 16b au moyen d'ergots mâles et femelles. Alternatively, one can provide to fit the upper and lower parts 16a, 16b by means of male and female pins.
[0168] Les figures 18 et 19 illustrent une variante de réalisation, dans laquelle les éléments identiques aux modes de réalisation précédents ne sont pas décrits. Figures 18 and 19 illustrate an alternative embodiment, in which the elements identical to the previous embodiments are not described.
[0169] Dans cette variante de réalisation, un profil interne 18 n'est par exemple plus utilisé pour l'intégration de panneaux solaires dans le panneau 16. Afin de créer l'emplacement des panneaux solaires en fonction de l'orientation et de l'inclinaison de la couverture 3, on réalise par exemple un moule 27 en matériau de moulage 7, par exemple soluble, de type argile, représenté plus spécifiquement sur la figure 18. Le moule 27 est ensuite rempli d'un matériau de réalisation 13. Le matériau de réalisation 13 est par exemple du PVC. En variante le matériau de réalisation peut également être un polymère, de type Polyméthacrylate de méthyle (ou « PMMA »), une résine ou du verre. On solubilise ensuite le moule 27 par exemple en l'aspergeant d'eau, afin d'obtenir une empreinte 30. In this embodiment, an internal profile 18 is for example no longer used for the integration of solar panels in the panel 16. In order to create the location of the solar panels according to the orientation and the 3, for example, a mold 27 made of molding material 7, for example soluble, of the clay type, represented more specifically in FIG. 18, is produced. The mold 27 is then filled with a production material 13. The embodiment material 13 is for example PVC. Alternatively the embodiment material may also be a polymethyl methacrylate polymer (or "PMMA"), a resin or glass. The mold 27 is then solubilized, for example by spraying it with water, in order to obtain an impression 30.
[0170] L'empreinte 30 est ensuite pressée sur la partie basse 16a du panneau 16. Les saillies 31 présentes sur l'empreinte 30 vont créer des cavités sur la surface de la partie basse 16a du panneau 16. Ces cavités sont par exemple destinées à recevoir et maintenir les panneaux solaires 17 sur la partie basse 16a du panneau 16. The impression 30 is then pressed on the lower part 16a of the panel 16. The projections 31 present on the cavity 30 will create cavities on the surface of the lower part 16a of the panel 16. These cavities are for example intended receiving and holding the solar panels 17 on the lower part 16a of the panel 16.
[0171] La partie basse 16a du panneau 16 peut être obtenue par moulage. Par exemple, un premier moule 10a est réalisé à l'aide d'un matériau de moulage 7. Le matériau de moulage 7 est par exemple un matériau de type argile. Le premier moule 10a est ensuite rempli d'un matériau de réalisation 13, par exemple de l'argile. L'empreinte 30 est par exemple appliquée sur le matériau de réalisation 13 à cette étape. Puis, l'ensemble est par exemple chauffé, de sorte que le matériau de réalisation 13 et le matériau de moulage 7 se solidifient pour donner la partie basse 16a du panneau 16. The lower part 16a of the panel 16 may be obtained by molding. For example, a first mold 10a is made using a molding material 7. The molding material 7 is for example a clay-like material. The first mold 10a is then filled with an embodiment material 13, for example clay. The impression 30 is for example applied to the embodiment material 13 at this step. Then, for example, the assembly is heated, so that the production material 13 and the molding material 7 solidify to give the lower part 16a of the panel 16.
[0172] En variante, le premier moule 10a peut être réalisé dans un matériau de moulage 7 de type métal, de sorte qu'après l'obtention de la partie basse 16a du panneau, le premier moule 10a peut être réutilisé pour la fabrication de nouveaux panneaux 16. De même, l'empreinte 30 peut être réutilisée pour plusieurs panneaux 16, dans le cas où l'orientation et l'inclinaison des panneaux 16 sont identiques. [0173] Cette variante de procédé permet d'une part d'accélérer le temps de production des panneaux, et d'autre part de réduire les coûts de fabrication, puisque plusieurs pièces sont réutilisées et n'ont donc pas besoin d'être crées pour chaque nouveau panneau. Alternatively, the first mold 10a may be made of a molding material 7 of metal type, so that after obtaining the lower part 16a of the panel, the first mold 10a can be reused for the manufacture of New panels 16. Similarly, the impression 30 can be reused for several panels 16, in the case where the orientation and inclination of the panels 16 are identical. This variant of the process makes it possible on the one hand to accelerate the production time of the panels, and on the other hand to reduce manufacturing costs, since several parts are reused and therefore do not need to be created. for each new panel.
[0174] La partie haute 16b du panneau 16 et les caches 26 sont obtenus de la même manière que décrite en référence aux figures 16b et 17. The upper part 16b of the panel 16 and the covers 26 are obtained in the same manner as described with reference to FIGS. 16b and 17.
Références : toiture 1 pans de faîte 14 deuxième face extérieure pans de toiture 2 panneau 15 20a References: roof 1 ridge 14 outer side roof panels 2 panel 15 20a
couverture 3 surface intérieure 15a deuxième face intérieure charpente 4 surface extérieure 15b 20b cover 3 inner surface 15a second inner face frame 4 outer surface 15b 20b
faîtière 5 30 panneau 16 45 périmètre extérieur 21a pan latéral 6 partie basse 16a périmètre intérieur 21b matériau de moulage 7 partie haute 16b extrémité 22 ridgeboard 5 30 panel 16 45 outer perimeter 21a lateral pan 6 lower part 16a inner perimeter 21b molding material 7 upper part 16b end 22
imprimante 3D 8 panneau solaire 17 orifice 23 3D printer 8 solar panel 17 hole 23
caisson 9 profil interne 18 encoche 24 box 9 internal profile 18 notch 24
moule 10 35 paliers 18a 50 profil interne de lentille 25 premier moule 10a cavités 18b cache 26 mold 10 35 bearings 18a 50 internal lens profile 25 first mold 10a cavities 18b cache 26
deuxième moule 10b première face 19 moule 27ergot 28 ergot 11 première face extérieure 19a rail 29 second mold 10b first face 19 mold 27ergot 28 spur 11 first outer face 19a rail 29
crochet de levage 12 première face intérieure 19b empreinte 30 lifting hook 12 first inner side 19b footprint 30
matériau de réalisation 13 40 deuxième face 20 55 saillie 31 material of realization 13 40 second face 20 55 projection 31

Claims

Revendications Claims
1. Procédé pour construire des pans de toiture (2) sur mesure par fabrication additive caractérisé en ce qu'il repose sur une fabrication additive à simple extrusion d'un matériau de moulage (7). 1. Method for constructing tailor-made roof sections (2) by additive manufacturing, characterized in that it is based on additive manufacturing with simple extrusion of a molding material (7).
2. Procédé selon la revendication 1 , comprenant une étape dans laquelle on fabrique au moins un moule (10, 10a, 10b, 27) par un dépôt couche par couche du matériau de moulage (7). 2. Method according to claim 1, comprising a step in which at least one mold (10, 10a, 10b, 27) is manufactured by layer by layer deposition of the molding material (7).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on remplit au moins un moule (10,3. Method according to one of claims 1 or 2, in which at least one mold (10,
10a, 10b, 27) d'un matériau de réalisation (13), puis on solubilise le matériau de moulage (7) dudit au moins un moule (10, 10a, 10b, 27) pour l'obtention d'un pan de toiture (2). 10a, 10b, 27) of a production material (13), then the molding material (7) of said at least one mold (10, 10a, 10b, 27) is solubilized to obtain a roof section (2).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre une étape de modélisation numérique du pan de toiture (2) à réaliser sur mesure pour fabriquer le moule (10, 10a, 10b, 27). 4. Method according to one of claims 1 to 3, further comprising a step of digital modeling of the roof section (2) to be made to measure to manufacture the mold (10, 10a, 10b, 27).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la construction d'un pan de toiture (2) comprend la fabrication d'au moins un profil interne (18) servant à l'insertion d'un ou plusieurs panneaux solaires (17) dans le pan de toiture (2) en fonction de l'orientation et de l'inclinaison dudit pan de toiture (2). 5. Method according to one of claims 1 to 4, in which the construction of a roof section (2) comprises the manufacture of at least one internal profile (18) used for the insertion of one or more panels solar panels (17) in the roof section (2) as a function of the orientation and inclination of said roof section (2).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le profil interne (18) est fabriqué par fabrication additive du matériau de moulage (7). 6. Method according to claim 5, in which the internal profile (18) is manufactured by additive manufacturing of the molding material (7).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on fabrique un premier moule (10a) et un deuxième moule (10b) respectivement pour l'obtention d'une partie basse (16a) et d'une partie haute (16b) du pan de toiture (2). 7. Method according to one of claims 1 to 4, in which a first mold (10a) and a second mold (10b) are manufactured respectively to obtain a lower part (16a) and an upper part ( 16b) of the roof section (2).
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on applique une empreinte (30) obtenue à partir du moule (27) sur la partie basse (16a) du pan de toiture (2) pour l'insertion d'un ou plusieurs panneaux solaires (17) dans le pan de toiture (2). 8. Method according to claim 7, in which an imprint (30) obtained from the mold (27) is applied to the lower part (16a) of the roof section (2) for the insertion of one or more solar panels (17) in the roof section (2).
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel on assemble latéralement les pans de toiture (2) à l'aide d'ergots (11) mâles et femelles disposés sur une face transversale des pans de toiture (2). 9. Method according to one of claims 1 to 8, in which the roof sections (2) are assembled laterally using male and female lugs (11) arranged on a transverse face of the roof sections (2) .
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel on traite à l'étanchéité une jointure de deux pans de toiture (2) adjacents. 10. Method according to one of claims 1 to 9, in which a joint of two adjacent roof sections (2) is treated for waterproofing.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel on assemble selon un axe transversal (A) les pans de toiture (2) en superposant un pan de toiture (2) sur un autre, de sorte qu'au moins une extrémité d'un pan de toiture (2) plus élevée est au-dessus d'une extrémité d'un autre pan de toiture (2) moins élevée adjacente selon l'axe transversal (B). 11. Method according to one of claims 1 to 10, in which the roof sections (2) are assembled along a transverse axis (A) by superimposing one roof section (2) on another, so that at least one end of a higher roof section (2) is above one end of another lower roof section (2) adjacent along the transverse axis (B).
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel le moule (10, 10a, 10b, 27) et/ou le profil interne (18) sont réalisés par impression 3D. 12. Method according to one of claims 1 to 11, in which the mold (10, 10a, 10b, 27) and/or the internal profile (18) are produced by 3D printing.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le matériau de moulage (7) est un matériau soluble. 13. Method according to one of claims 1 to 12, wherein the molding material (7) is a soluble material.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le matériau de moulage (7) est de argile. 14. Method according to one of claims 1 to 13, wherein the molding material (7) is clay.
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le matériau de réalisation (13) est choisi parmi l'un et/ou l'autre des matériaux suivants : 15. Method according to one of claims 1 to 14, in which the production material (13) is chosen from one and/or the other of the following materials:
du polychlorure de vinyle, polyvinyl chloride,
un polymère, de type Polyméthacrylate de méthyle, a polymer, of the polymethyl methacrylate type,
une résine, a resin,
du verre. glass.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, dans lequel le matériau de réalisation (13) est translucide. 16. Method according to one of claims 1 to 15, in which the production material (13) is translucent.
17. Pan de toiture (2) obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le pan de toiture (2) ainsi obtenu reprend en une seule et même pièce les fonctions de : couverture (3) et charpente (4). 17. Roof section (2) obtained by the method according to one of claims 1 to 16 characterized in that the roof section (2) thus obtained takes on in one and the same part the functions of: covering (3) and frame (4).
18. Pan de toiture (2) selon la revendication 17 caractérisée en ce que le pan de toiture (2) est muni d'ergots (11) mâles et femelles permettant leur emboîtement transversal sur chantier. 18. Roof section (2) according to claim 17 characterized in that the roof section (2) is provided with male and female lugs (11) allowing them to fit transversely on site.
19. Pan de toiture (2) selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'au moins un pan de toitures (2) forme une lentille de Fresnel. 19. Roof section (2) according to one of claims 17 or 18, characterized in that at least one roof section (2) forms a Fresnel lens.
20. Pan de toiture (2) selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce qu'au moins un pan de toitures (2) est apte à recevoir au moins un panneau solaire (17). 20. Roof section (2) according to one of claims 17 to 19, characterized in that at least one roof section (2) is capable of receiving at least one solar panel (17).
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