Procédé de commande automatisée d'une installation de protection solaire.

L'invention concerne le domaine des protections solaires orientables, en particulier les stores vénitiens d'intérieur, comprenant une pluralité de lames horizontales arrangées parallèlement les unes aux autres et un mécanisme pour faire varier l'angle d'inclinaison de ces lames. Les lames des stores vénitiens classiques ont généralement des surfaces lisses et un profil courbé, celui-ci apportant la rigidité nécessaire au maintien et à l'orientation des lames (les lames n'étant par ailleurs supportées que par des cordons sous forme d'échelles vers leurs extrémités).

L'état de l'art est abondant sur diverses formes de protections solaires orientables ou fixes. Dans le deuxième cas, des structures formées sur les lames permettent de réaliser les fonctions de protection contre les rayons solaires incidents éblouissants, sans modifier l'orientation des lames.

En particulier, les brevets FR 2 772 069 et EP 1 212 508 décrivent des lames dites à retro-réflexion, permettant de réfléchir les rayons incidents frappant ces lames vers l'extérieur et non vers l'intérieur, comme c'est le cas pour les stores vénitiens classiques dont les surfaces de lames sont lisses. La particularité de ces deux brevets est de faire varier les angles ai par rapport à l'horizontale des surfaces de dents dites utiles (situées du côté fenêtre et donc soumises aux rayons incidents) sur la largeur de la lame.

Dans le brevet FR 2 772 069, les angles ai dans la zone proche de l'incidence des rayons lumineux sur la lame sont plus obtus que dans les zones plus éloignées de la lame. Cette variation des angles est obtenue, à partir de dentures formées sur la lame plane avec des surfaces

parallèles (à angles ai égaux) par courbure de la lame de manière convexe. Les angles (*2 des surfaces de dents opposées, situées à l'ombre, sont par ailleurs plus grands que les angles ai des surfaces de dents utiles, formant ainsi une denture dite en "toit d'usine". Ces dentures sont formées sur une surface supérieure des lames.

Dans le brevet EP 1 212 508, les angles d'inclinaison βi des surfaces utiles des dents sont plus petits dans la zone de lame d'incidence des rayons lumineux que dans les zones éloignées de cette zone d'incidence. Cette configuration est réalisée à partir d'une lame plane à dentures à surfaces parallèles (à angles βi égaux) par courbure de la lame de manière concave. Les dentures sont également formées sur les surfaces supérieures des lames.

Ces configurations assurent ainsi que les rayons solaires sont réfléchis dans la direction d'incidence ou de sorte à converger au niveau de l'extrémité de la lame supérieure, quel que soit l'angle d'incidence.

Ces lames présentent l'avantage de réfléchir la plupart des rayons lumineux vers l'extérieur tout en conservant une position proche de l'horizontale, permettant une bonne visibilité vers l'extérieur. D'autre part, elles permettent de s'adapter aux différentes situations de rayons incidents, les rayons hauts d'un soleil d'été étant réfléchis en majorité, de manière à éviter les apports thermiques dans le local, tandis que les rayons plus rasants des soleils d'hiver peuvent être transmis vers l'intérieur du local. Elles présentent de l'intérêt tout particulièrement dans des installations fixes, moins dans le cadre d'un ajustement dynamique de l'orientation des lames.

Les brevets US 4,486,703 et US 4,398,587 présentent également des formes particulières de surfaces de lames de stores vénitiens. Outre les

formes spécifiques de dentures droites supportées par des lames planes, deux formes de lames courbes sont présentées. Dans l'une, la lame est réalisée telle que les angles inclus entre les pics et les creux des plis sont de 90°, mais les largeurs des surfaces réfléchissantes sont augmentées du centre vers les bords pour suivre une forme convexe.

Un autre exemple est représenté, dans lequel à l'inverse, l'angle entre les surfaces réfléchissantes n'est de 90° qu'au centre. La forme suivie est concave, mais les surfaces des dentures ne sont alors plus parallèles.

Ces structures peuvent également être formées sur la surface inférieure d'une lame transparente, de sorte qu'elles sont atteintes par des rayons solaires incidents traversant ce matériau transparent.

Bien que ces brevets cherchent à simplifier la production de ces lames de vénitiens, leur réalisation reste complexe, notamment pour ces formes courbes qui sont les formes au repos. De plus, ces documents ne prévoient pas ces reliefs, tout comme les brevets cités précédemment, en vue d'une utilisation dans un store orientable dynamiquement.

Il est connu par ailleurs, en présence de lumière solaire directe, d'orienter le plan moyen des lames de stores conventionnels de façon à ce qu'il soit sensiblement perpendiculaire aux rayons solaires. Dans certains cas, comme dans le brevet US 5,142,133, un dispositif électronique asservit la position de la lame de manière à obtenir cette situation perpendiculaire. Or ce mode de régulation ne convient pas nécessairement à des lames présentant un effet rétro-réfléchissant. Toutefois, un ajustement dynamique des lames permet de mieux utiliser l'installation de protection solaire en offrant un contrôle manuel possible et des possibilités d'ajustement manuel et/ou automatique pour toutes les situations. On connaît aussi du document DE 101 58 620 un dispositif semblable.

On connaît aussi du document DE 42 39 003 un store comprenant des lamelles réfléchissantes orientables et munies de dentures pour éviter l'entrée de rayons solaires directs dans une pièce et contrôler la luminosité.

L'invention s'attache à prévoir une structure spécifique de lames qui, dans le cadre d'un ajustement dynamique, assurent une protection optimum sans toutefois obscurcir la pièce trop largement ou en conservant une visibilité vers l'extérieur qui soit maximale. De plus, l'invention se propose de simplifier la production de lames de stores vénitiens à rétro-réflexion, et cela de manière alternative aux lames existantes.

Selon l'invention, le procédé de commande est défini par la revendication 1.

Différents modes de réalisation sont définis par les revendications dépendantes 2 à 4.

Selon l'invention, une installation de protection solaire est définie par la revendication 5.

Différents modes de réalisation sont définis par les revendications dépendantes 6 à 10.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une installation de protection solaire selon l'invention et un mode d'exécution d'un procédé de commande d'une telle installation.

La figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'une installation de protection solaire selon l'invention.

La figure 2 est un schéma de détail de la structure des faces supérieures des lames de l'installation de protection solaire.

La figure 3 est un ordinogramme d'un mode d'exécution d'un procédé de commande d'installation de protection solaire selon l'invention.

La figure 1 représente une installation INST selon l'invention. L'installation INST comprend un écran de protection solaire SCR constitué de lames B1 , B2, B3 (ou B'1 , B'2, B'3) horizontales guidées en orientation par des cordons sous forme d'échelles L1 et L2 raccordées à un moteur MOT.

L'écran SCR est disposé derrière un vitrage GLZ de façade, dans un local situé à l'intérieur d'un bâtiment. Alternativement, l'écran est disposé devant le vitrage, extérieurement au bâtiment.

Les lames sont de type rétro-réfléchissant, ou catadioptrique. De manière idéale, tout rayon incident sur la lame est réfléchi selon la direction incidente. Le comportement d'une lame sera dit ici rétro-réfléchissant si cette propriété est vérifiée de manière globale, c'est-à-dire si, pour au moins la majorité des rayons incidents et des points d'incidence, tout rayon réfléchi est émis dans un cône de faible ouverture (par exemple 30°) incluant la direction incidente. Le comportement peut être rétro- réfléchissant dans seulement une certaine plage d'inclinaisons relatives des rayons incidents par rapport aux lames.

La figure représente partiellement l'écran dans deux orientations différentes, obtenues par action du moteur MOT, pour des angles

différents d'incidence ASUN1 et ASUN2 du rayonnement solaire direct, afin de monter les effets de l'orientation automatique des lames sur la réflexion.

Tout en bas de l'écran, une lame BO est représentée dans une inclinaison quelconque.

La partie haute de l'écran représente trois lames B1 -B3, dans une première inclinaison A1. L'inclinaison est représentée comme étant l'angle aigu compté algébriquement entre un plan de référence, tangent aux lames et un plan horizontal A. Du fait de la courbure des lames, le plan de référence peut être pris comme étant le plan comprenant les points d'attache de la lame aux cordons de support sous forme d'échelles. L'écart angulaire résultant du choix d'un plan de référence plutôt qu'un autre se traduit par un décalage constant qui n'intervient pas dans le procédé de commande.

La partie basse de l'écran représente ensuite trois lames B'1 -B'3, dans une deuxième inclinaison particulière A2.

Les trois lames B'1 -B'3 sont par exemple les lames précédentes B1 -B3, représentées dans une position angulaire différente.

Le rayonnement solaire direct parvient sur les faces supérieures Fa des lames ou sur des portions des faces supérieures des lames.

Une autre lame BO est représentée pour faire office de lame de référence.

Selon l'invention, les lames sont pourvues de dents D dont les flancs Fl exposés aux rayons lumineux sont disposés dans des plans, par

exemple P1 , P2, P3 et P4, parallèles d'inclinaison α, ainsi que représenté à la figure 2. Lorsque ces plans sont placés perpendiculairement à l'angle d'incidence ASUN1 ou ASUN2 comme représenté sur la figure 1 , toute la lumière est rétro-réfléchie, ce qui est figuré sous forme de flèches bidirectionnelles. Comme déjà précisé, selon la géométrie de la lame, la rétro-réflexion n'est pas nécessairement véritablement catadioptrique idéale (retour dans la direction exacte de l'incidence) et peut se ramener à une focalisation des rayons réfléchis dans un plan quelconque extérieur à l'écran (et à droite de celui-ci). Les flancs Fl' des lames, non destinés à être exposés aux rayons lumineux, peuvent être disposés dans des plans parallèles P'1 , P'2, P'3 et P'4. Par exemple, ces plans parallèles P'1 , P'2, P'3 et P'4 peuvent être sensiblement perpendiculaires aux plans P1 , P2, P3 et P4.

En revanche, pour réfléchir les rayons solaires, il n'est pas nécessaire d'incliner fortement les lames, ce qui permet de conserver une grande visibilité vers l'extérieur.

Selon l'invention, les surfaces des dents des lames sont formées de sorte que, lorsque la lame est plane (avant courbure), les angles des flancs qui seront exposés aux rayons solaires directs avec le plan médian de la lame varient sur la largeur de la lame. Ces angles de flancs sont calculés de sorte à ce que les flancs exposés à la lumière deviennent tous sensiblement parallèles lorsque la lame est mise en forme, c'est-à-dire lorsqu'on lui applique une déformation permanente de courbure pour lui conférer la rigidité nécessaire à l'installation.

Ainsi, pour des dents réalisées dans l'épaisseur même de la lame (et donc dont l'angle au sommet ne varie pas lors de la mise en forme de la lame), les angles de creux βc formés par les flancs de deux dents consécutives varient sur la largeur des lames. Ces angles ne sont pas

égaux et les flancs des dents sont formés non parallèles lorsque les lames ne sont pas encore courbées. Lorsque la lame est courbée pour être installée dans un store vénitien, les angles des flancs de dents destinés à être exposés aux rayons solaires directs sont corrigés de sorte à être au moins en partie parallèles entre eux.

Pour des dents formées par pliage d'une tôle, il est possible de calculer les angles de sorte que lors de la mise en forme de la courbure de la lame, les angles de tête ou de sommet βs et les angles de creux βc de dent varient conjointement et ainsi assurent que les flancs exposées deviennent parallèles.

Cette forme structurelle présente l'avantage d'être identique sur toute la largeur de la lame du vénitien installé ou du moins sur une partie exposée au soleil. Les corrections par rapport aux variations d'angles des rayons solaires incidents sont réalisées par une motorisation, préférentiellement pilotée par un capteur d'incidence solaire. En effet, les documents de l'art antérieur, se voulant adaptés à toute situation d'incidence du soleil, peuvent se révéler mal adaptés dans certaines conditions. L'ajustement de ces lames de l'art antérieur est bien évidemment possible, mais leur structure, étant optimisée pour une orientation donnée fixe, peut engendrer des situations de réglage fins de l'orientation, délicats à obtenir.

Lorsque les flancs des dents exposés aux rayons solaires sont parallèles, ils peuvent être placés tous perpendiculaires à la plus forte incidence. Ainsi, les rayons qui atteignent les lames sont renvoyés directement selon la même incidence et ne risquent pas de se réfléchir de manière parasite contre la lame supérieure. Les propriétés des lames rétro- réfléchissantes sont donc exploitées au maximum, tout en conservant une structure de store dans laquelle les lames ont un profil courbe. En

effet, dans la mesure où les faces des dents D sont positionnées pour être sensiblement perpendiculaires à l'incidence principale, la lame elle- même reste sensiblement horizontale et autorise une visibilité optimum.

L'incidence principale des rayons solaires, définissant l'orientation des lames selon l'invention, peut être définie à partir de mesure issues d'un ou plusieurs capteurs, par calcul de localisation géographique et/ou par simple fonctionnement horaire.

Un autre avantage est évidemment la fabrication de ces lames planes qui sont mises en forme à plat dans une première étape puis courbées dans une deuxième étape. Des outils plus simples peuvent être utilisés pour la fabrication ou le traitement de la surface réfléchissante de la lame.

En fonction de la courbure ultérieurement donnée à ces lames, des outils de calculs déterminent les angles des différents flancs des dents.

Les angles des flancs peuvent être formés à plat de manière à être égaux seulement sur certaines zones de la largeur de lame ou à être égaux par groupes sur la largeur de lame. En effet, lors de l'étape de courbure ultérieure, il y aura très peu de déformation entre deux dents successives voire entre quelques dents successives.

Afin d'appliquer le procédé de commande selon l'invention, l'installation comprend de plus une unité de commande CPU, une unité de commande distante RCU, activable par l'utilisateur occupant le local et reliée à une entrée IN de l'unité de commande CPU. Une sortie OUT de l'unité de commande permet d'activer dans l'un ou l'autre sens le moteur MOT d'orientation des lames. Le détail de la chaîne cinématique n'est pas représenté. L'unité de commande comprend notamment des moyens logiciels pour régir un fonctionnement de l'installation selon le procédé

objet de l'invention dont un mode de réalisation est décrit en détail plus bas. En particulier, ces moyens logiciels comprennent des programmes informatiques.

De plus, l'installation comprend un capteur SR, relié à l'unité de commande par une liaison SRL. Le capteur permet d'élaborer dans l'unité de commande CPU au moins deux informations sur l'état du rayonnement solaire. Une première information PSUN traduit la présence de rayonnement solaire direct sur le vitrage GLZ. Une deuxième information ASUN traduit une direction d'incidence principale (ou hauteur) de ce rayonnement solaire direct.

L'unité de commande CPU comprend alternativement une horloge astronomique CLK. On entend par là un dispositif donnant la valeur courante de la hauteur solaire (égale à l'angle d'incidence ASUN) à partir de l'heure solaire et de la date et comprenant les moyens de calculs nécessaires à déterminer, périodiquement la valeur courante d'un seuil d'inclinaison ATH, c'est-à-dire de la position d'inclinaison limite des lames dans laquelle les rayons solaires directs sont rétro-réfléchis par les lames sans affecter les autres lames. Ces moyens de calculs comprennent une loi de variation horaire et calendaire dont les paramètres (comme la latitude, la longitude, l'inclinaison du store par rapport à la verticale, l'exposition du store par rapport aux points cardinaux, les dimensions et espacements des lames) peuvent être définis au moment de l'installation. Par exemple, ces paramètres peuvent être saisis grâce à une interface homme-machine de l'installation. Alternativement, une partie de ces paramètres peuvent être déterminées automatiquement par l'installation après qu'un installateur ou un utilisateur a mémorisé, à une certaine date, une ou plusieurs positions d'inclinaisons particulières des lames dans laquelle les rayons solaires directs sont réfléchis par les lames sans affecter les autres lames et sans traverser le store ou par réflexions sur

les lames ou a mémorisé, à certaines dates, une ou plusieurs positions d'inclinaisons particulières des lames dans lesquelles les rayons solaires directs sont rétro-réfléchis par les lames sans affecter les autres lames.

Par l'intermédiaire de l'unité de commande distante, du capteur SR et de l'horloge astronomique CLK, l'unité de commande CPU peut ainsi contrôler le positionnement des lames pour satisfaire un fonctionnement automatique et/ou manuel.

En fonctionnement, l'unité de commande CPU détermine, à partir des données fournies par le capteur SR ou l'horloge astronomique CLK, dans quelle position doivent être orientées les lames pour permettre le rétro- réfléchissement des rayons lumineux. L'orientation des lames est asservie à l'angle d'incidence de manière à conserver quel que soit cet angle d'incidence, une position de rétro-réfléchissement.

La définition de l'asservissement peut être réalisée par apprentissage, ou par configuration de l'installation, par exemple par entrée de données relatives aux lames (angle α des flancs utiles des dents (c'est-à-dire destinés à être soumis au rayonnement solaire direct) par rapport au plan de référence de la lame, tel que défini plus haut).

L'asservissement principal peut être opéré en présence de rayonnement direct. En l'absence de celui-ci, d'autres asservissements auxiliaires peuvent être prévus (par exemple une inclinaison particulière par défaut des lames ou une occultation complète par inclinaison maximale des lames) en fonction de situations bien particulières prévues (situation de ciel blanc, absence de rayonnement, fonctionnement hiver/été, etc).

Diverses lames, comprenant chacune un angle α donné par rapport au plan de référence, peuvent être prévues. L'installateur choisira ainsi la

lame la mieux adaptée en fonction d'un angle maximum d'ouverture des lames pour un angle d'incidence donné, en fonction par exemple de la localisation géographique (latitude), de la localisation du vitrage à occulter (étage élevé d'un bâtiment, auquel cas la vue privilégiée n'est pas nécessairement horizontale mais plongeante). Par défaut, l'angle α peut être prévu égal à 45° par rapport au plan de référence de la lame.

Le procédé de commande selon l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 3.

Dans une première étape E1 , on teste la présence de soleil direct. Si la première information PSUN traduit la présence de soleil direct sur le vitrage GLZ, alors on passe à une deuxième étape E2, sinon on passe à une troisième étape E3.

Dans la deuxième étape E2, on incline les lames suivant l'angle ATH (ou seuil asservi) défini par l'asservissement choisi.

Au cours de cette deuxième étape E2, l'unité de commande délivre au moteur les signaux nécessaires à orienter les lames selon une orientation égale au seuil asservi ATH.

Lors de la troisième étape E3, atteinte en absence de rayonnement solaire direct, l'information de luminance du ciel est testée. Si la luminance globale ou locale n'est pas considérée comme forte, alors on passe à la quatrième étape E4 d'orientation des lames selon une première inclinaison d'ouverture maximum AMAX prédéfinie. Cette première inclinaison donne une bonne vision de l'extérieur à travers les lames. Cette inclinaison correspond par exemple à l'inclinaison d'ouverture maximum des lames relativement à une direction préférée, c'est-à-dire une position d'inclinaison des lames dans laquelle les aires

des lames projetées selon cette direction préférée sont minimales. Si la luminance globale ou locale est considérée comme forte, ou sur commande locale d'un utilisateur lors d'une étape E6, alors on passe à une cinquième étape E5 dans laquelle on oriente les lames selon une deuxième orientation. Cette deuxième orientation correspond à une inclinaison de forte valeur (proche de 90°) au moins telle que le plan moyen des lames est sensiblement perpendiculaire à la direction de plus forte luminance du ciel. Si le ciel est uniformément lumineux, (situation dite de «ciel blanc»), alors cette deuxième orientation est préférentiellement une inclinaison extrême des lames permettant la fermeture totale de l'écran ou approchant celle-ci.

De manière simplifiée, les première et deuxième orientations sont prédéfinies, par le constructeur ou suite à un apprentissage.

Dans une variante plus élaborée, ces valeurs sont déterminées par le capteur SR et l'unité de commande CPU après analyse de l'état du ciel et repérage éventuel d'une direction de plus forte luminance.

Une commande utilisateur spécifique, activée lors d'une sixième étape E6 sur l'unité de commande distante RCU, permet à tout instant d'activer la cinquième étape E5, de manière prioritaire par rapport aux actions automatisées.

A l'issue des étapes E2, E4 et E5, le procédé boucle, après temporisation éventuelle, sur la première étape E1 (bouclage non représenté).

Dans la présente demande, le terme « au moins sensiblement perpendiculairement » signifie « perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement ». De même, le terme « au moins sensiblement autour » signifie « autour ou sensiblement autour »

L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication de lames comprenant les étapes suivantes :

- mise en forme de dents longitudinales formées par une succession de premiers et deuxièmes flancs sur une face d'une lame, la lame s'étendant globalement selon un plan,

- réalisation d'une courbure de la lame, la face dentée de la lame étant pliée autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de la lame, de sorte que les premiers flancs soient tous au moins sensiblement orientés parallèlement à un même plan.

L'étape de mise en forme de dents peut comprendre la réalisation de dents dont les angles de creux βc varient sur la largeur de la lame.

De plus, l'étape de mise en forme de dents peut comprendre la réalisation de dents dont les angles au sommet βs varient sur la largeur de la lame.

De plus, l'étape de mise en forme de dents peut comprendre la réalisation d'au moins un groupe de dents dont les flancs sont parallèles.