Portraits PCT : Éco-inventeurs

Plus de 1,2 million de demandes internationales de brevet ont été déposées depuis l’entrée en vigueur, en 1978, du Traité de coopération en matière de brevets (PCT). Dans le cadre de sa série sur les personnes qui sont derrière ces brevets, le Magazine de l’OMPI s’intéresse ici à un ingénieur chimiste sino-canadien, un ouvrier du bâtiment américain et deux frères norvégiens travaillant dans le secteur des supermarchés. Leur point commun : tous ont trouvé un moyen de recycler des déchets pour préserver l’environnement.

Pas peur du grand méchant loup

Devant une mauvaise nouvelle, chacun réagit à sa manière. Quand le médecin de David Ward, alors ouvrier du bâtiment dans l’Oregon, aux États-Unis, lui annonça qu’à force d’exposition aux matériaux de construction, les résultats de ses prises de sang ressemblaient "à un catalogue de solvants industriels", il décida, au lieu de prendre sa retraite ou de courir chez son avocat, de trouver un moyen moins nocif de construire des maisons.

S’inspirant des briques traditionnelles faites de boue et de fibres végétales, il entreprit d’élaborer une méthode qui lui permettrait d’utiliser le sous-produit de l’agriculture qu’est la paille pour fabriquer des panneaux de construction. L’idée en elle-même n’était pas nouvelle, puisque l’on savait déjà produire à l’échelle industrielle des blocs de paille comprimée pour construire des bâtiments. L’idée de David Ward était de produire son matériau directement sur le lieu de récolte. Cela lui permettait non seulement d’économiser le coût d’une usine, mais aussi d’obtenir un composite beaucoup plus résistant, car n’ayant pas besoin d’être déplacés, les brins de paille restaient entiers, non écrasés et non abîmés.

En décembre 2002, grâce à une aide de l’université d’État de l’Oregon et à une subvention de l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis, David Ward put essayer sa première moissonneuse-lieuse StrawJet. Cette machine "rejette" un cordon de paille ininterrompu de cinq centimètres de diamètre, maintenu par un liant d’argile et de pâte à papier. Elle est suivie d’un camion "tresseur" de nattes qui seront elles-mêmes comprimées plus loin pour former de robustes panneaux de construction. La poursuite du projet est désormais assurée dans le cadre de la Ashland School of Environmental Technology, une entreprise à but non lucratif créée par M. Ward. La demande de brevet selon le PCT de ce dernier pour la moissonneuse StrawJet a été publiée cette année.

L’invention jouit d’une notoriété grandissante, d’autant plus que David Ward vient de se voir décerner le Grand prix 2006 de la merveille de l’année du National Inventors Hall of Fame. Il lui aura fallu 13 ans pour en arriver là. "Il y a eu des moments, reconnaît-il, où j’ai cru que ça ne marcherait jamais". Sa persévérance aura fini par porter ses fruits.

La technologie Strawjet est destinée tant aux pays développés, car elle permet de produire un matériau de construction respectueux de l’environnement, qu’aux pays en développement où la paille et les autres sous-produits végétaux (par exemple du palmier ou du chanvre) peuvent constituer une source abondante et peu coûteuse de matériaux de construction.

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Traiter des déchets avec des résidus

"Pour moi, il n’y a pas beaucoup d’images plus belles que celle-ci". Le professeur Jia montre l’image au microscope électronique d’une particule d’ECOcarbon produit à partir de résidus de sables bitumineux. (Photo: C. Jia)

Les dépôts de sables bitumineux représentent pour le Canada et le Venezuela une source importante de pétrole brut. Mais leur exploitation entraîne aussi un coût environnemental non négligeable. L’extraction du pétrole de ces sables peut laisser subsister des résidus toxiques. En Alberta, au Canada, plus de 80 kg de gaz à effet de serre sont émis dans l’atmosphère pour chaque baril de pétrole synthétique produit.

C’est ici qu’entre en scène le professeur Charles Jia, un ingénieur en chimie chinois spécialisé dans la chimie du soufre et ses applications environnementales, qui travaille maintenant à l’Université de Toronto, au Canada. Il a mis au point, avec son collègue le professeur Don Kirk, le procédé SOactive, dans lequel on utilise du dioxyde de soufre pour convertir du coke fluide de sable bitumineux en un coke activé nommé ECOcarbon et pour extraire le mercure des déchets industriels.

"Notre plus gros problème, a confié le professeur Jia au Magazine de l’OMPI, c’est que tout le monde était convaincu qu’un résidu n’est jamais qu’un résidu. Personne ne croyait qu’il était possible d’activer le coke fluide de sable bitumineux, qui est une substance solide et dense, à structure stratifiée". Avec son confrère le professeur Kirk, il recherche maintenant les fonds nécessaires pour tester l’efficacité du procédé SOactive et de l’ECOcarbon sur le site d’une entreprise dont les déchets industriels contiennent du mercure et du soufre.

Les deux chercheurs ont rédigé eux-mêmes la demande de brevet et les revendications avant de demander à un agent de brevets d’y mettre la dernière main. "C’est une expérience qui m’a beaucoup appris, observe le professeur Jia, et qui a coûté pas mal de temps et d’argent". La demande selon le PCT a été publiée en 2003.

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Des déchets qui payent 

Avec un parc de 50 000 "distributrices automatiques inversées", TOMRA encourage le monde à  recycler ses bouteilles de verre et de plastique. (Photo: Tomra)

On estime à quelque 700 milliards le nombre de bouteilles, canettes et autres emballages de boissons en plastique en circulation dans le monde – et qui, pour la majorité, finiront au dépotoir. Les matières premières et l’énergie consommées pour les fabriquer contribuent à la raréfaction croissante des ressources naturelles. Pourtant, en Norvège, les consommateurs retournent maintenant 90% de leurs contenants vides au supermarché, contre remboursement de la consigne. Ce succès a été rendu possible en partie grâce à l’ingéniosité de deux frères, Petter et Tore Planke, fondateurs de la société TOMRA.Leur histoire commence en 1971. Les magasins d’alimentation norvégiens étaient tenus de reprendre les bouteilles vides consignées, mais les quantités étaient devenues telles que les supermarchés ne réussissaient plus à faire face à la demande. Le propriétaire de l’un des plus grands supermarchés d’Oslo prit contact avec les deux frères pour leur demander s’ils ne pouvaient pas lui inventer un système automatisé. En moins d’un an, ils avaient mis au point le prototype d’une "distributrice automatique inversée", une machine dans laquelle tous les formats de bouteilles pouvaient être introduits par la même ouverture et qui délivrait un reçu imprimé permettant de se faire rembourser la consigne. En décembre 1971, Tore Planke déposait sa première demande de brevet auprès de l’Office norvégien des brevets.

Les deux frères entreprirent alors d’élaborer toute une série de nouveaux produits et de procédés couvrant toutes les étapes du processus de recyclage, de la récupération à la livraison à l’usine de régénération. Trente-quatre ans plus tard, avec 50 000 machines installées sur quatre continents, TOMRA, qui a pour slogan Aider le monde à recycler, est l’un des chefs de file du domaine des récupératrices automatiques de bouteilles et autres emballages de verre et de plastique.

La société a déposé plus de 30 brevets selon le PCT, par exemple pour des dispositifs de manipulation, de tri et de transport de récipients vides ou pour une technologie très avancée de détection et d’analyse d’images permettant de différencier ces derniers. Le coût de maintien en vigueur de ces brevets est loin d’être négligeable, mais sans eux, explique Andreas Nordbryhn, le directeur de la recherche de TOMRA, "impossible de savoir à combien s’élèveraient les pertes, en cas de problème. C’est un peu comme les assurances. Qui, de nos jours, prendrait le risque d’exploiter une entreprise sans être assuré?"