FR2960945A1 - Tuile integrant un capteur heliothermique - Google Patents

Abstract

La tuile (2) comprend deux plaques (4, 5) superposées et maintenues à distance l'une de l'autre par des plots et/ou des nervures délimitant un canal (12) de circulation de fluide caloporteur, la plaque supérieure (4) comportant au moins une ouverture (8) du canal (12), cette ouverture (8) étant tournée vers le haut, la plaque inférieure (5) comportant au moins une ouverture (13) du canal (12), cette ouverture (13) étant tournée vers le bas, un panneau de recouvrement (16) transparent ou translucide disposé sensiblement sur le dessus des deux plaques (4, 5), une pièce de support (20) comportant une cuvette (21) formant un logement pour le montage avec étanchéité de l'empilement constitué par les 2 plaques (4, 5) et le panneau de recouvrement (16). Cette pièce de support (20) comporte en périphérie de la cuvette (21) des moyens d'assemblage avec des tuiles voisines.

Description

La présente invention concerne une tuile intégrant un capteur héliothermique. L'installation de capteur héliothermique, qu'elle soit réalisée sur une habitation lors de sa construction ou adaptée sur une habitation préexistante, pose un problème d'intégration à l'architecture de l'habitation, de surcoût par rapport à une installation de toiture simple et d'incompatibilité vis-à-vis de certain plan d'urbanisation. Pour une meilleure intégration architecturale et urbanistique et une réduction des coûts d'installation, il est connu d'utiliser, pour réaliser la toiture, des tuiles intégrant des capteurs héliothermique.

De telles tuiles sont des tuiles qui, intégrant un canal de circulation de fluide caloporteur, comporte des moyens de connexion dudit canal de manière à former, lorsqu'elles sont installées sur une toiture et reliées entre elfes, un circuit de circulation de fluide caloporteur sur tout ou partie de la toiture. Elles permettent, par une exposition au rayonnement solaire dudit circuit, de transmettre une partie de l'échauffement lié à ce rayonnement solaire à un fluide caloporteur. Cette chaleur peut être, en fonction du type d'installation, transmise à un système de chauffage individuel ou un système de production d'eau chaude sanitaire. De telles tuiles sont généralement, comme illustrées dans le document GB 2402999, montées côte à côte de manière à présenter une surface d'exposition maximale du circuit de circulation de fluide caloporteur. Si elles permettent une installation héliothermique performante, elles présentent un certain nombre d'inconvénients. Ce type d'installation ne permet pas une intégration esthétique à une architecture classique et présente, en raison de sa disposition une étanchéité moindre par rapport à une toiture classique, elle nécessite donc l'utilisation d'installations supplémentaires pour parfaire l'étanchéité. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir une tuile comportant un module capteur héliothermique qui puisse s'intégrer esthétiquement à une architecture classique et qui, tout en fournissant une captation héliothermique performante, permette l'installation d'une toiture d'étanchéité identique à une installation de tuile classique. A cet effet, l'invention concerne une tuile comprenant : - une plaque supérieure et une plaque inférieure de surface sensiblement égale, en matière synthétique, superposées et maintenues à distance l'une de l'autre par des plots et/ou des nervures délimitant un canal de circulation de fluide caloporteur, la plaque supérieure comportant au moins une ouverture du canal, cette ouverture étant tournée vers le haut, la plaque inférieure comportant au moins une ouverture du canal, cette ouverture étant tournée vers le bas, - un panneau de recouvrement transparent ou translucide de surface sensiblement égale à celle des plaques, ce panneau étant disposé sensiblement sur le dessus des deux plaques, - une pièce de support en matériau synthétique comportant une 10 cuvette formant un logement pour le montage avec étanchéité de l'empilement constitué par les deux plaques et le panneau de recouvrement, cette pièce de support comportant en périphérie de la cuvette, et au moins sur certains bords de celle-ci, des moyens d'assemblage avec des tuiles voisines. 15 L'utilisation d'un canal de circulation de fluide caloporteur, constitué par deux plaques, en coopération avec un panneau de recouvrement transparent ou translucide disposé sur le dessus des plaques, permet une transmission de l'énergie solaire au travers du panneau de façon durable puisque le canal de circulation de fluide caloporteur est protégé des 20 intempéries par le panneau de recouvrement. Cette durabilité est également assurée par l'utilisation de matériaux synthétiques permettant également l'obtention d'une tuile légère. L'utilisation d'une ouverture disposée sur la plaque du dessus et une sur la plaque du dessous permet en outre une installation mieux intégrée architecturalement puisqu'elle permet, à l'instar 25 d'une installation de tuile classique, un chevauchement d'une tuile sur une autre. Cette installation permet également, par ce chevauchement, une étanchéité équivalente à une toiture équipée de tuiles classiques. Avantageusement, le panneau de recouvrement comprend sur sa face inférieure des nervures et/ou des plots, ces nervures et/ou plots étant 30 disposés de manière à maintenir le panneau de recouvrement à distance de la plaque supérieure. Un tel espacement entre le panneau et les plaques supérieure et inférieure constituant le canal de circulation de fluide caloporteur permet de ménager une cavité, qui, peut être emplie d'un gaz ou mise sous vide, cette 35 cavité servant à un échauffement optimisé du fluide caloporteur en utilisant le principe de l'effet de serre.

Préférentiellement, la plaque supérieure comporte des premiers moyens de connexion en communication fluidique avec l'ouverture de la plaque supérieure, et la plaque inférieure comportent des seconds moyens de connexion en communication fluidique avec l'ouverture de la plaque inférieure, les seconds moyens de connexion étant destinés à coopérer avec les premiers moyens de connexion d'une tuile voisine lors de l'installation sur une toiture. La présence de moyens de connexion disposés sur les plaques supérieure et inférieure permet une connexion tuile à tuile des canaux de circulation de fluide caloporteur.

De manière avantageuse, les premiers moyens de connexion comprennent un embout entourant l'ouverture de la plaque supérieure, et les second moyens de connexion disposés sur la plaque inférieure comprennent un embout entourant l'ouverture de la plaque inférieure, ledit embout étant destiné à logé l'embout disposé sur la plaque supérieure d'une tuile voisine.

De préférence, l'embout entourant l'ouverture de la plaque supérieure présente une section oblongue et est de dimensions supérieures à celles de l'embout de la plaque inférieure. Le fait que l'embout de la plaque supérieure est de section oblongue et de dimensions supérieures à celles de l'embout de la plaque inférieure permet une liberté de mouvement de l'embout de la plaque supérieure d'une tuile par rapport à l'embout de la plaque inférieure de la tuile qui y est connectée sans rupture de la connexion entre les deux tuiles. Cette liberté de mouvement permet de rendre compatible la connexion entre tuiles vis-à-vis des dilatations thermiques liées aux variations de température auxquelles sont exposées les tuiles. Avantageusement, la tuile comprend un joint, ledit joint étant placé autour de l'embout disposé sous la plaque inférieure de la tuile, en appui sur la plaque de support, de manière à rendre étanche la connexion entre ledit embout et un embout disposé sur la plaque supérieure d'une tuile voisine.

L'utilisation d'un joint placé autour de l'embout disposé sous la plaque inférieure de la tuile, en appui sur la plaque de support permet de garantir un circuit de circulation de fluide caloporteur étanche, limitant ainsi les opérations de maintenance liées à une telle installation. Préférentiellement, la plaque inférieure est réalisée en un matériau 35 plus isolant thermiquement que la plaque supérieure. L'utilisation d'une plaque inférieure isolante limite les déperditions thermiques du canal de circulation de fluide caloporteur. De manière avantageuse, la plaque supérieure est teintée préférentiellement d'une couleur opaque ou sensiblement identique à celle 5 d'une toiture sur laquel la tuile est destinée à être installée. L'utilisation de plaque supérieure teintée permet une meilleure intégration architecturale d'une toiture réalisée avec des tuiles selon l'invention. Le choix d'une teinte de couleur opaque permet une optimisation de l'absorption du rayonnement solaire. 10 Avantageusement, la pièce de support comprend au moins un élément de fixation destiné à permettre une accroche de la tuile sur une toiture. La présente invention se rapporte également à une installation de toiture, une telle installation comportant une pluralité de tuiles comformes à l'invention, ces tuiles étant installées de manière à former un circuit de 15 circulation de fluide caloporteur, la toiture comportant en outre un dispositif de mesure de température disposé sur la toiture de manière à pouvoir mesurer la température de ladite toiture pour commander la vidange dudit circuit de circulation de fluide caloporteur lors de risques de gel ou de surchauffe. Un tel équipement de la toiture permet d'assurer une protection 20 efficace de la toiture et du circuit de circulation de fluide caloporteur vis-à-vis des risques de gel ou de surchauffe. L a présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une tuile selon l'invention comportant les étapes suivantes consistant à : 25 - mouler la plaque inférieure, - mouler la plaque supérieure, - mouler le panneau de recouvrement, - placer la plaque supérieure sur la plaque inférieure, - placer le panneau de recouvrement sur la plaque supérieure de 30 manière à former un empilement constitué des deux plaques et du panneau de recouvrement, - placer l'empilement dans le moule de la pièce de support, - surmouler la plaque de support autour de l'empilement de manière à garantir l'étanchéité entre les plaques supérieure et 35 inférieure.

De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette tuile et d'une installation de toiture.

Figure 1 est une vue en perspective partielle d'une installation de toiture utilisant des tuiles selon l'invention ; Figure 2 est une vue de dessus en perspective d'une tuile selon l'invention ; Figure 3 est une vue de coté en coupe selon l'axe A - A de la 10 figure 2 ; Figure 4 est une vue en avant selon l'axe B - B de la figure 2 ; Figure 5 est une vue de coté en coupe selon l'axe A - A de la figure 2 d'une tuile en connexion avec une tuile voisine. La figure 1 illustre une installation de toiture 1 utilisant des tuiles 2 15 selon l'invention. Une telle installation s'effectue sur des liteaux 3 placés sur la charpente transversalement par rapport à la pente de la toiture 1. Les tuiles 2 lors de leur installation sont placées en chevauchement sur ces liteaux 3 de manière à constituer le circuit de fluide caloporteur sur tout ou partie de la toiture 1. 20 Les tuiles 2, s'étendant selon un axe longitudinal, sont installées sur la toiture 1 de manière à présenter ledit axe sensiblement selon la pente de la toiture 1. Chaque tuile 2 comprend, comme l'illustre les figures 1 et 2, une plaque supérieure 4 et une plaque inférieure 5 de surface sensiblement égale, 25 en matière synthétique, superposées l'une sur l'autre. La plaque supérieure 4 se présente sous une forme de plaque plane s'étendant sensiblement selon l'axe longitudinal de la tuile 2. La plaque supérieure 4 présente, sur sa face inférieure, un contour 6, délimitant une zone de circulation du fluide caloporteur, et des nervures 7 sensiblement parallèles à 30 l'axe longitudinal de la tuile 2. Cette plaque supérieure 4 présente également une ouverture 8 sensiblement circulaire débouchant d'une part sur la face supérieure de la plaque supérieure 4 du coté gauche près du bord latéral arrière, et d'autre part sur la zone de circulation de fluide. L'ouverture 8 permet donc de mettre en 35 communication la face supérieure de la plaque supérieure 4 et la zone de circulation de fluide caloporteur. Un embout 9 en forme de cuvette oblongue est ménagé sur la face supérieure de la plaque supérieure 4 de manière à entourer l'ouverture 8 de cette dernière. La plaque inférieure 5 est de dimension sensiblement identique à la plaque supérieure 4 et s'étend également sensiblement selon l'axe longitudinal de la tuile 2. La plaque inférieure 5 présente, sur sa face supérieure, un contour 10, délimitant une zone de circulation du fluide caloporteur, et des nervures 11 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal de la tuile. Ces nervures 11 permettent, en coopération avec les nervures 7 de la plaque supérieure, de maintenir à distance les deux plaques lorsqu'elles sont disposées l'une sur l'autre. Ces nervures 7, 11 délimitent également avec les contours 6, 10 des deux plaques 4, 5, les parois d'un canal 12 de circulation de fluide caloporteur. La plaque inférieure 5 comporte également une ouverture 13 circulaire débouchant sur la face inférieure de la plaque à un emplacement opposé à celui de l'ouverture 8 présente sur la plaque supérieure 4. L'ouverture 13 débouche sur une extrémité du canal 12 tandis que l'ouverture 8 de la plaque supérieure débouche dans l'autre extrémité du canal 12. Cette ouverture 13 permet une communication entre la face inférieure de la plaque inférieure 5 et le canal 12 de circulation de fluide caloporteur.

La plaque inférieure 5 comporte un embout 14 de forme sensiblement cylindrique disposé de manière à entourer l'ouverture 10 de cette dernière, les dimensions de l'embout 14 étant inférieures à celles de l'embout 9 présent sur la plaque supérieure 6. Ainsi, l'embout 14 de la plaque inférieure 5 peut pénétrer dans l'embout 9 d'une plaque supérieure 4 d'une tuile 2 voisine lors de l'installation d'une toiture 1, permettant ainsi une communication entre les canaux 12 de circulation de fluide caloporteur des deux tuiles 2. Pour étanchéifier cette connexion, un joint 15, dont la surface est supérieure à celle de l'embout 9 présent sur la face supérieure 4 de manière à recouvrir l'embout 9 lors de la connexion de deux tuile, est positionné autour de l'embout 14 de la plaque inférieure en appui sur la pièce de support. Chaque tuile 2 comprend également un panneau de recouvrement 16 de surface sensiblement égale à celle des plaques 4, 5, ce panneau 16 étant disposé sensiblement sur le dessus des deux plaques 4, 5, Le panneau de recouvrement 16 est un panneau en matériau synthétique transparent ou translucide. Ce panneau 16 présente une face supérieure plane et une face inférieure nervurée. Les nervures 17 ménagées sur la face inférieure du panneau s'étendent sensiblement selon la largeur de la tuile 2 et permettent de ménager un espace 18 entre le panneau 16 et la plaque supérieure 4. Cette espace 18 permet de ménager une cavité, qui peut être emplie d'un gaz ou mise sous vide. Le panneau 16 est en outre muni sur sa face supérieure d'un orifice de passage 19 pour l'embout de connexion 9 ménagé sur la plaque supérieure 4. Lors de la réalisation de la tuile 2, le panneau de recouvrement 16 est placé sur la plaque supérieure 4 de manière à former un empilement constitué des deux plaques 4, 5 et du panneau de recouvrement 11.

Chaque tuile 2 comprend en outre une pièce de support 20 en matériau synthétique surmoulée autour de l'empilement formé par les plaques 4, 5 délimitant le canal 12 de circulation de fluide caloporteur et le panneau de recouvrement 16. La pièce de support 20 comprend une cuvette 21 formant un logement pour le montage avec étanchéité de l'empilement constitué par les plaques inférieure et supérieure 4, 5 et le panneau de recouvrement 16, ceci de manière à étanchéifier à la fois le canal 12 de circulation du fluide caloporteur et l'espace 18 entre le panneau de recouvrement 16 et la plaque supérieure 4. La pièce de support 20 est munie sur sa face inférieure d'un orifice 22 ménagé pour le passage de l'embout 14 de la plaque inférieure 5.

La pièce de support 20 est également munie, sur sa face supérieure et en périphérie de la cuvette 21, de moyen d'assemblage et de moyens de support d'une tuile voisine. Les moyens d'assemblage comportent un bord d'accouplement 23 faisant saillie de la face latérale gauche de la tuile et sur lequel est ménagées deux nervures 24 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal de la tuile. Les moyens d'assemblage comportent en outre, sur la face inférieure de la pièce de support, deux nervures sensiblement parallèles 25 à l'axe longitudinal. Ces deux nervures 25 coopèrent avec les nervures 24 du bord d'accouplement 23 d'une tuile voisine placée sur l'emplacement de la toiture 1 disposé directement à droite de la tuile 2 lors de l'installation de la toiture 1, La pièce de support comprend en outre un élément de fixation 26 ménagé sur le bord d'accouplement. Cet élément de fixation est un orifice de fixation 26, pour le passage d'un dispositif de fixation, tel qu'un clou, destiné à coopérer avec un linteau 3 lors de l'installation de la tuile 2 sur la toiture 1. Les moyens de support comprennent deux nervures 27 en saillie ménagées sur le bord latéral arrière, ces deux nervures 27 permettant, lors de l'installation de la toiture 1, de supporter les deux tuiles voisines placées sur le dessus. Le procédé de réalisation d'une telle tuile comprend notamment les étapes consistant à : - mouler la plaque inférieure 5, - mouler la plaque supérieure 4, - mouler le panneau de recouvrement 16, - placer la plaque supérieure 4 sur la plaque inférieure 5, - placer le panneau de recouvrement 16 sur la plaque supérieure 4 de manière à former un empilement constitué des deux plaques 4, 5 et du panneau de recouvrement 16, - placer l'empilement dans le moule de la pièce de support 20, - surmouler la plaque de support 20 autour de l'empilement de manière à rendre étanche le canal 12 de circulation de fluide et l'espace 18 entre le panneau de recouvrement 16 et la plaque supérieure 4. Une installation de toiture 1 comportant de telles tuiles 2 peut être réalisée sur une toiture 1 préexistante, en relation ou non avec des tuiles classique, ou sur une nouvelle toiture 1 lors de la réalisation d'une nouvelle habitation. Lors de l'installation, les tuiles 2 sont disposées sur des linteaux 3, comme l'illustre la figure 1, en quinconce, la partie inférieure d'une tuile 2 chevauchant la partie supérieure des deux tuiles placées sur l'emplacement directement inférieur de la toiture 1. Ce chevauchement est réalisé de manière à connecter l'embout 14 de la plaque inférieure 5 de la tuile 2 en contact avec l'embout 9 de la plaque supérieure 4 de la tuile placée sur l'emplacement inférieur droit voisin. Cette connexion est, comme l'illustre la figure 3, réalisée au travers du joint 15 pour assurer l'étanchéité de la connexion. De cette manière, la connexion des tuiles permet de former des colonnes de circulation selon une direction diagonale à la toiture 1. Ces colonnes sont reliées entre elles aux moyens des embouts 9, 14 présents sur les tuiles des extrémités de la toiture 1 pour permettre la réalisation d'un circuit de circulation de fluide caloporteur sur toute la partie de toiture 1 équipée de tuiles. Ce circuit est relié à un système de chauffage individuel et/ou de production d'eau chaude sanitaire puis rempli d'un fluide caloporteur pour permettre le transport et la récupération de l'énergie héliothermique.

Une telle installation de toiture 1 peut également être équipée d'un dispositif de mesure de température, tel qu'un thermocouple, disposé sur la toiture 1 de manière à pouvoir mesurer la température de ladite toiture 1 pour commander la vidange dudit circuit de circulation de fluide caloporteur lors de risques de gel ou de surchauffe. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette tuile comportant un module capteur héliothermique, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. Cet ainsi notamment que la tuile pourrait, par exemple, prendre également la forme, en fonction de l'architecture de l'habitation où elle sera installée, d'une tuile de type canal ou encore de type panne.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Tuile (2) caractérisée en ce qu'elle comprend : - une plaque supérieure (4) et une plaque inférieure (5) de surface sensiblement égale, en matière synthétique, superposées et maintenues à distance l'une de l'autre par des plots et/ou des nervures (7, 11) délimitant un canal (12) de circulation de fluide caloporteur, la plaque supérieure (4) comportant au moins une ouverture (8) du canal, cette ouverture (8) étant tournée vers le haut, la plaque inférieure (5) comportant au moins une ouverture (13) du canal, cette ouverture (13) étant tournée vers le bas, - un panneau de recouvrement (16) transparent ou translucide de surface sensiblement égale à celle des plaques (4, 5), ce panneau (16) étant disposé sensiblement sur le dessus des deux plaques (4, 5), - une pièce de support (20) en matériau synthétique comportant une cuvette (21) formant un logement pour le montage avec étanchéité de l'empilement constitué par les deux plaques (4, 5) et le panneau de recouvrement (16), cette pièce de support (20) comportant en périphérie de la cuvette 20 (21), et au moins sur certains bords de celle-ci, des moyens d'assemblage avec des tuiles voisines.
2. 2. Tuile (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau de recouvrement (16) comprend sur sa face inférieure des nervures 25 (17) et/ou des plots, ces nervures (17) et/ou plots étant disposés de manière à maintenir le panneau de recouvrement (16) à distance de la plaque supérieure (4).
3. 3. Tuile (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que 30 la plaque supérieure (4) comporte des premiers moyens de connexion (9) en communication fluidique avec l'ouverture (8) de la plaque supérieure (4), et en ce que la plaque inférieure (5) comportent des seconds moyens de connexion (14) en communication fluidique avec l'ouverture (13) de la plaque inférieure (5), les seconds moyens de connexion (14) étant destinés à coopérer avec les 35 premiers moyens de connexion d'une tuile voisine lors de l'installation sur une toiture (1).
4. 4. Tuile (2) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les premiers moyens de connexion (9) comprennent un embout (9) entourant l'ouverture (8) de la plaque supérieure (4), et en ce que les seconds moyens de connexion (14) comprennent un embout (14) entourant l'ouverture (13) de la plaque inférieure (5), ledit embout (9) étant destiné à logé l'embout (14) disposé sur la plaque supérieure d'une tuile voisine.
5. 5. Tuile (2) selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'embout (9) entourant l'ouverture (8) de la plaque supérieure (4) présente une section oblongue et est de dimensions supérieures à celles de l'embout (14) de la plaque inférieure (5).
6. 6. Tuile (2) selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la tuile comprend un joint (15), ledit joint (15) étant disposé autour de l'embout (14) disposé sous la plaque inférieure (5) de la tuile (2) , en appui sur la pièce de support (20), de manière à rendre étanche la connexion entre ledit embout (14) et un embout (9) disposé sur la plaque supérieure (4) d'une tuile voisine.
7. 7. Tuile (2) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la plaque inférieure (5) est réalisée en un matériau plus isolant thermiquement que la plaque supérieure (4).
8. 8. Tuile (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la plaque supérieure (4) est teintée préférentiellement d'une couleur opaque ou sensiblement identique à celle d'une toiture (1) sur laquel la tuile (2) est destinée à être installée.
9. 9. Tuile (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en 30 ce que la pièce de support (20) comprend au moins un élément de fixation (26) destiné à permettre une accroche de la tuile (2) sur une toiture (1).
10. 10. Installation de toiture (1) caractérisée en ce quelle comporte une pluralité de tuiles (2) selon l'une des revendication 1 à 9, ces tuiles étant 35 installées de manière à former un circuit de circulation pour un fluide caloporteur, la toiture (1) comportant en outre un dispositif de mesure de température disposé sur la toiture (1) de manière à pouvoir mesurer latempérature de ladite toiture (1) pour commander la vidange dudit circuit de circulation de fluide caloporteur lors de risques de gel ou de surchauffe.
11. 11. Procédé de fabrication d'une tuile (2) selon l'une des 5 revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - mouler la plaque inférieure (5), - mouler la plaque supérieure (4), - mouler le panneau de recouvrement (16), - placer la plaque supérieure (4) sur la plaque inférieure (5), 10 - placer le panneau de recouvrement (16) sur la plaque supérieure (4) de manière à former un empilement constitué des deux plaques (4, 5) et du panneau de recouvrement (16), - placer l'empilement dans le moule de la pièce de support (20), - surmouler la plaque de support (20) autour de l'empilement de 15 manière à garantir l'étanchéité entre les plaques supérieure et inférieure.