[0001] La présente invention concerne le domaine de l'éclairage zénithal en relation avec
les couvertures de toits et a pour objet un lanterneau d'éclairage zénithal avec protection
solaire.
[0002] On sait qu'un lanterneau d'éclairage zénithal est généralement constitué par une
costière destinée à être fixée dans une ouverture pratiquée dans une couverture de
toit et par une couverture de remplissage et de fermeture translucide ou transparente,
réalisée généralement à partir d'un matériau de remplissage en polycarbonate, fixée
sur la costière par l'intermédiaire d'un cadre support fixe ou, dans le cas d'un lanterneau
susceptible d'être ouvert pour assurer également des fonctions de ventilation, de
désenfumage ou d'accès à la toiture, d'un cadre support ouvrant.
[0003] La couverture de remplissage et de fermeture est maintenue généralement dans une
feuillure du cadre support fixe ou ouvrant au moyen d'une parclose ou similaire et
joue donc le rôle d'un vitrage en participant à la fermeture totale de l'ouverture
d'éclairage zénithal pratiquée dans la toiture, tout en laissant passer la lumière
du soleil pour permettre l'éclairage zénithal de l'espace intérieur situé sous ladite
toiture.
[0004] Par ailleurs, pour répondre aux problèmes de protection solaire et éviter des élévations
de température trop importantes, on a proposé de disposer des stores dans l'espace
intérieur, sous la couverture de remplissage. Toutefois, ces stores arrêtent les rayonnements
solaires uniquement dans l'espace intérieur, ce qui a pour résultat de créer un effet
de serre et donc un réchauffement de l'espace intérieur, principalement durant les
périodes les plus chaudes de l'année. En outre les lames de ces stores sont souvent
orientables et nécessitent généralement, à cet effet, des dispositifs spécifiques
pour piloter l'orientation des lames et donc des besoins de raccordement à des sources
d'énergie pour leur actionnement.
[0005] Pour remédier à ces inconvénients, plusieurs solutions, consistant à rajouter une
protection solaire au-dessus de la couverture de remplissage et de fermeture et à
l'extérieur du lanterneau, ont été proposées.
[0006] C'est ainsi que le document
FR 2 705 985 décrit un système d'éclairage zénithal doté d'un écran solaire, de forme globalement
voûtée ou semi-tronconique et réalisé en un matériau opaque au rayonnement solaire,
s'étendant à l'extérieur d'une couverture translucide permettant d'assurer l'éclairage
zénithal, ledit écran étant porté par une ossature solidarisée au cadre support et
étant disposé au-dessus de ladite couverture translucide de façon à délimiter avec
cette dernière un volume de circulation d'air.
[0007] Toutefois, ce type de protection solaire occulte une grande partie de l'ouverture
d'éclairage zénithal du lanterneau, ce qui a pour effet une perte importante de l'éclairement
dans l'espace intérieur bénéficiant de l'éclairage zénithal. En outre, l'écran forme
une surface qui s'étend au-delà de la couverture du toit en générant une forte prise
au vent, à l'instar d'une voile, ce qui entraîne des risques d'arrachement de l'écran
et des bruits de sifflement du vent au contact de l'écran. Enfin, ce type de protection
solaire génère des problèmes d'encrassement de l'écran et des dépôts de saletés entre
ce dernier et l'élément translucide du lanterneau.
[0008] Il a également été proposé de positionner une grille en aluminium ajourée au-dessus
de la couverture de remplissage et de fermeture pour occulter la moitié de la surface
de cette dernière afin de réduire les apports en chaleur dans le local concerné. Toutefois,
la surface occultée a pour conséquence de diminuer fortement l'éclairement dans ledit
local qui reste sombre, notamment, dans des conditions de ciel couvert. D'autre part,
en cas de rayonnement solaire direct, il apparaît un contraste important entre la
partie éclairée et la partie occultée par la grille. En outre, la dilatation différentielle
entre la grille aluminium et le matériau en polycarbonate de la couverture de remplissage
et de fermeture génère des rayures sur ledit matériau. Enfin, ce type de brise soleil
produit un encrassement inévitable de la couverture de remplissage et de fermeture
et de la grille aluminium qui a pour effet d'accélérer le vieillissement du lanterneau.
[0009] En outre, de manière à réduire la pénétration des rayonnements solaires directs,
il a également été proposé de tendre une toile en matière plastique ou en textile,
perforée ou non, au-dessus du remplissage du lanterneau. Cependant, une telle solution
entraîne une perte de lumière dans le local concerné, notamment en cas de ciel couvert.
D'autre part, la toile est fréquemment encrassée par son exposition permanente aux
conditions extérieures et présente des risques d'arrachement par sa forte prise au
vent. Par ailleurs, la toile doit être transportée séparément du lanterneau et montée
sur site.
[0010] Une autre solution proposée consiste à réaliser une surélévation du lanterneau constituée
de deux faces en pente orientées différemment, une face opaque orientée côté Sud et
une face en pente translucide orientée côté Nord. Toutefois, cette solution exige
une orientation spécifique de la face opaque côté Sud et génère une réduction notable
de la surface laissant passer la lumière à travers le lanterneau.
[0011] Il a également été proposé comme protection solaire dissociée du vitrage une structure
de lames inclinées ou verticales montée au-dessus du vitrage. Une telle structure
offre une protection solaire efficace mais avec une perte importante en lumière, notamment
dans le cas de lames inclinées. En outre ce type de structure présente des risques
d'arrachement dus à sa forte prise au vent et une conception complexe, notamment dans
le cas de lames verticales par le calcul de la hauteur et de l'espacement entre les
lames qu'il convient d'effectuer.
[0012] D'autres solutions qui ont été proposées concernent les caractéristiques du remplissage
et tentent de réduire la transmission énergétique des matériaux de remplissage, en
intégrant, par exemple, dans ce dernier un filtre anti-infrarouges ou un filtre de
pigments métalliques. Cependant, la transmission lumineuse obtenue avec ces filtres
ou pigments baisse, ce qui entraîne une perte importante de lumière dans le local
concerné.
[0013] Il a encore été proposé d'appliquer des films de protection solaire sur la face interne
ou externe du remplissage. Toutefois, si ces films permettent d'obtenir une baisse
de la transmission lumineuse et de la transmission énergétique, leur tenue dans le
temps n'est pas de bonne qualité et génère à la longue des craquelures sur le film,
dus à la dilatation différentielle entre le matériau de remplissage et le film. En
outre ces films offrent une faible résistance aux rayures.
[0014] Le document
DE 11 80 695 B concerne un système de lanterneau comprenant un dôme translucide reposant sur un
châssis et un plateau tournant en forme de disque intégrant une structure de protection
solaire constituée par une feuille de verre pliée en dents de scie, la rotation dudit
plateau étant commandé par un dispositif en fonction de la position du soleil.
[0015] La structure de protection solaire du document
DE 11 80 695 B présente l'inconvénient d'être montée pivotante et de nécessiter d'être pivotée en
fonction de la position du soleil pour conserver son efficacité de protection solaire,
ce qui rend le système complexe et coûteux. En outre la forme semi-sphérique naturelle
du dôme recouvrant le plateau tournant ne confère pas, avec ce dernier, une isolation
permettant d'obtenir des performances acoustiques et thermiques élevées.
[0016] Le document
US 2 858 734 A a pour objet un lanterneau comprenant une coupole réalisée à partir d'un matériau
transmettant la lumière tel que du verre ou du plastique monté sur un châssis, entourant
une ouverture pratiquée dans un toit, par l'intermédiaire d'une bride périphérique,
ladite coupole comprenant deux parois espacées l'une de l'autre, à savoir une paroi
externe sphérique et une paroi interne plane. La face la plus proche de la lumière
de la paroi externe est lisse et convexe, tandis que la face opposée de ladite paroi
externe est pourvue d'une série de nervures en V parallèles. Les faces de la paroi
interne sont également prévues pour être munies de telles nervures en V.
[0017] Cependant, les deux parois pleines du lanterneau du document
US 2 858 734 A qui comportent des nervures prismatiques en V ne permettent pas d'obtenir une protection
solaire efficace coupant et brisant les rayonnements directs du soleil, quelque soit
sa position, tout en régulant le niveau de lumière transmis. En outre ce type de lanterneau
ne comporte pas de système d'isolation permettant d'obtenir une étanchéité acoustique
et/ou thermique efficace(s).
[0018] Le document
DE 83 03 624 U1 a pour objet un lanterneau comprenant une coupelle montée sur un châssis support
fixé autour d'une ouverture pratiquée dans un toit par l'intermédiaire d'une charnière
et une plaque de diffusion de la lumière plane située sous ladite coupole, en étant
éloignée de cette dernière, et comportant une variété de nids d'abeilles qui sont
revêtus d'une couche réfléchissante.
[0019] Toutefois, la lanterneau décrit dans ce dernier document, ainsi que les autres protections
solaires connues, ne permettent pas d'obtenir une structure de protection solaire
coupant ou brisant les rayonnements solaires directs et préservant le niveau de lumière
transmis à travers l'ouverture d'éclairage zénithal tout en procurant une isolation
thermique et/ou phonique efficace et élevée.
[0020] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif
de protection solaire ne nécessitant pas d'orientation particulière par rapport aux
points cardinaux et permettant notamment de couper les rayonnements directs du soleil,
tout en conservant un niveau de lumière diffuse important dans le local concerné,
notamment en conditions de ciel couvert, et en améliorant notablement l'isolation
phonique e thermique procurés par les systèmes existants et décrits dans les documents
précités.
[0021] A cet effet, le lanterneau d'éclairage zénithal, avec protection solaire, selon la
présente invention, comprend d'une part, une costière apte à être fixée, de façon
étanche, dans une ouverture d'éclairage zénithal pratiquée dans une couverture de
toit et une couverture de remplissage et de fermeture, en matériau étanche translucide
ou transparent, permettant l'éclairage zénithal et la fermeture totale de l'ouverture
d'éclairage zénithal, ladite couverture de remplissage et de fermeture étant fixée
sur la costière par l'intermédiaire d'un cadre support fixe ou ouvrant et, d'autre
part, des moyens de protection solaire.
[0022] Un tel lanterneau selon la présente invention se caractérise essentiellement en ce
que :
- lesdits moyens de protection solaire consistent en un écran rigide, à extension surfacique,
s'étendant au-dessus ou au-dessous de ladite couverture de remplissage et de fermeture,
ledit écran présentant la forme d'une plaque sensiblement plane ou légèrement bombée,
dont l'âme est constituée par une structure en nid d'abeille comprenant une juxtaposition
de passages prismatiques, dont les axes sont orientés, d'une part, sensiblement perpendiculairement
aux plans contenant les grandes faces de ladite plaque ou obliquement par rapport
aux normales desdits plans et, d'autre part, parallèlement ou obliquement par rapport
à l'axe de l'ouverture d'éclairage zénithal, ladite structure en nid d'abeille étant
apte, notamment, à couper ou à briser les rayonnements directs du soleil, en amont
de ladite ouverture d'éclairage zénithal et à réguler de manière passive le niveau
de lumière ainsi transmis,
- l'écran et la couverture de remplissage et de fermeture, présentant également une
forme de plaque, s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre
en étant séparés l'un de l'autre, avec une lame d'air intercalaire, immobile ou ventilée,
avec une entretoise périphérique, continue ou discontinue, à rupture de pont thermique
ou sans rupture de pont thermique, ledit écran et ladite couverture de remplissage
et de fermeture formant un ensemble, du type double vitrage, fixé sur la costière
par l'intermédiaire du cadre support fixe ou ouvrant.
[0023] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte
à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué
avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un lanterneau avec protection
solaire, selon la présente invention, dans un mode de réalisation préférentiel,
- la figure 2 représente une vue de profil du lanterneau de la figure 1,
- la figure 3 représente une vue en coupe transversale partielle et schématique de l'écran
en forme de plaque du lanterneau de la figure 1,
- la figure 4 représente une vue perspective de l'âme en nid d'abeille de l'écran de
la figure 3.
[0024] Les figures montrent un lanterneau d'éclairage zénithal, avec protection solaire,
selon la présente invention, ledit lanterneau comprenant, d'une part, une costière
1 apte à être fixée, de façon étanche, dans une ouverture d'éclairage zénithal 2 pratiquée
dans une couverture de toit 3 et une couverture de remplissage et de fermeture 4,
en matériau étanche translucide ou transparent, permettant l'éclairage zénithal et
la fermeture totale de l'ouverture d'éclairage zénithal 2, ladite couverture de remplissage
et de fermeture 4 étant fixée sur la costière 1 par l'intermédiaire d'un cadre support
5 fixe ou ouvrant et, d'autre part, des moyens de protection solaire 7.
[0025] Conformément à la présente invention, lesdits moyens de protection solaire consistent
en un écran 7 rigide, à extension surfacique, s'étendant au-dessus ou au-dessous de
ladite couverture de remplissage et de fermeture 4. En outre, l'écran 7 présente la
forme d'une plaque sensiblement plane ou légèrement bombée, dont l'âme est constituée
par une structure en nid d'abeille 9 comprenant une juxtaposition de passages prismatiques
10, dont les axes 10' sont orientés, d'une part, sensiblement perpendiculairement
aux plans contenant les grandes faces de ladite plaque ou obliquement par rapport
aux normales desdits plans et, d'autre part, parallèlement ou obliquement par rapport
à l'axe de l'ouverture d'éclairage zénithal 2. D'autre part, la structure en nid d'abeille
est apte, notamment, à couper ou à briser les rayonnements directs du soleil, en amont
de ladite ouverture d'éclairage zénithal 2 et à réguler de manière passive le niveau
de lumière ainsi transmis.
[0026] Toujours conformément à la présente invention la couverture de remplissage et de
fermeture 4 présente également une forme de plaque et cette dernière et l'écran 7
s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre en étant séparés
l'un de l'autre, avec une lame d'air intercalaire, immobile ou ventilée, avec une
entretoise 12 périphérique, continue ou discontinue, à rupture de pont thermique ou
sans rupture de pont thermique. L'écran 7 et la couverture de remplissage et de fermeture
4 forment alors un ensemble du type double vitrage, fixé sur la costière 1 par l'intermédiaire
du cadre support 5 fixe ou ouvrant.
[0027] Dans un mode de réalisation préférentiel, l'âme de la plaque formant la couverture
de remplissage et de fermeture 4 peut être constituée par une structure en nid d'abeille
9 comprenant une juxtaposition de passages prismatiques 10, d'axes 10' orientés sensiblement
parallèlement ou obliquement par rapport à l'axe de l'ouverture d'éclairage zénithal
2, apte, notamment, à couper ou à briser les rayonnements directs du soleil, en amont
de l'ouverture d'éclairage zénithal 2 et à réguler de manière passive le niveau de
lumière ainsi transmis, les axes 10' des passages prismatiques 10 de ladite structure
en nid d'abeille 9 étant orientés sensiblement perpendiculairement aux plans contenant
les grandes faces de ladite plaque ou obliquement par rapport aux normales desdits
plans.
[0028] La présente invention peut prévoir que l'une et/ou l'autre des grandes faces de la
plaque de l'écran 7 et/ou de la plaque de la couverture de remplissage et de fermeture
4 (figure 3) est (sont) recouverte(s) d'une peau 11 réalisée à partir d'un matériau
transparent ou translucide, coloré ou non, préférentiellement un matériau verrier
ou plastique.
[0029] Le matériau de remplissage de la couverture de remplissage et de fermeture 4 peut
être un matériau massif ou alvéolaire, plastique ou verrier, transparent, translucide
ou coloré et peut se présenter sous une forme sensiblement plane ou bombée.
[0030] On comprendra alors qu'une plaque en nid d'abeille, selon la présente invention,
peut comporter soit un noyau en nid d'abeille cloisonné entre une ou deux peaux 11,
soit uniquement un noyau en nid d'abeille sans peau(x).
[0031] En outre, si on se réfère à la figure 4, on peut voir qu'une structure en nid d'abeille
9 peut être réalisée à partir d'une superposition d'au moins une couche de nid d'abeille
réalisée de préférence à partir d'un assemblage de bandes 9', comportant un ou plusieurs
rangs de nid d'abeille, juxtaposées longitudinalement les unes à côté des autres et
fixées les unes aux autres par exemple par collage.
[0032] Les passages prismatiques 10 peuvent être pleins ou, préférentiellement, creux (figure
4) et peuvent être réalisés à partir d'un matériau transparent, translucide, opalin,
coloré ou opaque, préférentiellement un matériau plastique ou aluminium, plus préférentiellement
un matériau plastique rigide et stable à la lumière tel que par exemple un polycarbonate.
D'autre part la forme des passages prismatiques 10 peut être, par exemple, polygonale,
ronde ou ovale.
[0033] Par ailleurs, les passages prismatiques 10 d'une structure en nid d'abeille 9 de
l'écran 7 et, éventuellement, de la couverture de remplissage et de fermeture 4 peuvent
avantageusement être arrangés en quinconce, ce de manière à pouvoir réduire les dimensions
desdits passages prismatiques 10.
[0034] La rupture thermique peut être obtenue, comme on peut le voir sur la figure 1, par
l'insertion d'une entretoise 12 à rupture thermique, par exemple en forme de profilé
de cadre, entre la couverture de remplissage et de fermeture 4 et l'écran 7.
[0035] D'autre part, comme on peut le voir sur la figure 1, le lanterneau selon la présente
invention peut comporter en outre avantageusement un filtre de protection solaire
13 à extension surfacique, par exemple un filtre infra rouge, pouvant présenter par
exemple la forme d'une feuille souple ou rigide, s'étendant soit entre l'écran 7 et
la couverture de remplissage et de fermeture 4, soit au-dessus ou au-dessous de ces
derniers.
[0036] On comprendra que, dans le cas d'un lanterneau comportant un cadre support 5 ouvrant,
la couverture de remplissage et de fermeture 4 et l'écran 7 sont rendus mobiles ensemble
avec ledit cadre support 5.
[0037] Par ailleurs, on notera qu'un cadre support 5 fixe ou ouvrant, selon la présente
invention, peut être un cadre classique ou d'adaptation avec parclose ou similaire,
ou être uniquement une parclose ou cadre parclose. Plus particulièrement, dans le
cas d'un lanterneau comportant un cadre support ouvrant, une parclose peut venir en
périphérie de la couverture de remplissage et de fermeture et peut être fixée sur
ledit cadre support ouvrant, lui-même fixé sur la costière.
[0038] Ainsi une structure de protection solaire en nid d'abeille intégrée dans un écran
7 et/ou dans la couverture de remplissage et de fermeture 4, l'un placé au-dessus
de l'autre ou réciproquement, selon la présente invention, permet de couper les rayonnements
solaires directs par un effet de diffraction et/ou de réflexion sur les parois des
passages prismatiques 10 et de préserver le niveau de lumière diffuse transmis à travers
lesdits passages prismatiques 10. Elle permet également de réduire la transmission
énergétique par diffraction, réflexion et coupure et de baisser simultanément le facteur
solaire du flux lumineux. Elle permet, d'autre part de réguler le sens du flux lumineux.
Ceci permet de prévenir toutes les sources d'inconfort, telles que l'échauffement,
l'éblouissement ou encore les taches solaires, à l'intérieur du local bénéficiant
de l'éclairage zénithal.
[0039] Enfin, la superposition des deux éléments en forme de plaque écran 7 et couverture
de remplissage et de fermeture 4, qui forment avec la lame d'air un complexe similaire
à un double vitrage, permet d'améliorer notablement la performance acoustique et thermique
du lanterneau, en diminuant, par exemple, le bruit de chute de pluie sur la face externe
du lanterneau.
[0040] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté
aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue
de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques,
sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
1. Lanterneau d'éclairage zénithal avec protection solaire, le lanterneau comprenant,
d'une part, une costière (1) apte à être fixée, de façon étanche, dans une ouverture
d'éclairage zénithal (2) pratiquée dans une couverture de toit (3) et une couverture
de remplissage et de fermeture (4), en matériau étanche translucide ou transparent,
permettant l'éclairage zénithal et la fermeture totale de l'ouverture d'éclairage
zénithal (2), ladite couverture de remplissage et de fermeture (4) étant fixée sur
la costière (1) par l'intermédiaire d'un cadre support (5) fixe ou ouvrant et, d'autre
part, des moyens de protection solaire (7),
lanterneau
caractérisé en ce que :
- lesdits moyens de protection solaire consistent en un écran (7) rigide, à extension
surfacique, s'étendant au-dessus ou au-dessous de ladite couverture de remplissage
et de fermeture (4), ledit écran (7) présentant la forme d'une plaque sensiblement
plane ou légèrement bombée, dont l'âme est constituée par une structure en nid d'abeille
(9) comprenant une juxtaposition de passages prismatiques (10), dont les axes (10')
sont orientés, d'une part, sensiblement perpendiculairement aux plans contenant les
grandes faces de ladite plaque ou obliquement par rapport aux normales desdits plans
et, d'autre part, parallèlement ou obliquement par rapport à l'axe de l'ouverture
d'éclairage zénithal (2), ladite structure en nid d'abeille étant apte, notamment,
à couper ou à briser les rayonnements directs du soleil, en amont de ladite ouverture
d'éclairage zénithal (2) et à réguler de manière passive le niveau de lumière ainsi
transmis,
- l'écran (7) et la couverture de remplissage et de fermeture (4), présentant également
une forme de plaque, s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre
en étant séparés l'un de l'autre, avec une lame d'air intercalaire, immobile ou ventilée,
avec une entretoise (12) périphérique, continue ou discontinue, à rupture de pont
thermique ou sans rupture de pont thermique, ledit écran (7) et ladite couverture
de remplissage et de fermeture (4) formant un ensemble, du type double vitrage, fixé
sur la costière (1) par l'intermédiaire du cadre support (5) fixe ou ouvrant.
2. Lanterneau, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme de la plaque formant la couverture de remplissage et de fermeture (4) est constituée
par une structure en nid d'abeille (9) comprenant une juxtaposition de passages prismatiques
(10), d'axes (10') orientés sensiblement parallèlement ou obliquement par rapport
à l'axe de l'ouverture d'éclairage zénithal (2), apte, notamment, à couper ou à briser
les rayonnements directs du soleil, en amont de l'ouverture d'éclairage zénithal (2)
et à réguler de manière passive le niveau de lumière ainsi transmis et en ce que les axes (10') des passages prismatiques (10) de ladite structure en nid d'abeille
(9) sont orientés sensiblement perpendiculairement aux plans contenant les grandes
faces de ladite plaque ou obliquement par rapport aux normales desdits plans.
3. Lanterneau, selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'une et/ou l'autre des grandes faces de la plaque de l'écran (7) et/ou de la plaque
de la couverture de remplissage et de fermeture (4) est (sont) recouverte(s) d'une
peau (11) réalisée à partir d'un matériau transparent ou translucide, coloré ou non,
préférentiellement, un matériau verrier ou plastique.
4. Lanterneau, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un filtre de protection solaire (13), à extension surfacique,
par exemple un filtre infra rouge, s'étendant soit entre l'écran (7) et la couverture
de remplissage et de fermeture (4) soit au-dessus ou au-dessous de ces derniers.
5. Lanterneau, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les passages prismatiques (10) d'une structure en nid d'abeille (9) de l'écran (7)
et, éventuellement, de la couverture de remplissage et de fermeture (4) sont arrangés
en quinconce, ce de manière à pouvoir réduire les dimensions desdits passages prismatiques
(10).
6. Lanterneau, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les passages prismatiques (10), d'une structure en nid d'abeille de l'écran (7) et,
éventuellement, de la couverture de remplissage et de fermeture (4), présentent une
forme de section polygonale, ronde ou ovale, et sont constitués à partir d'un matériau
translucide ou transparent, coloré, opalin ou opaque, préférentiellement un matériau
plastique ou aluminium.