La propriété intellectuelle pour braver les éléments

Nom: Gangwon Embedded Software Cooperative Research Center
Pays / Territoire: République de Corée
Droit(s) de P.I.: Brevets, Marques
Date de publication: 12 novembre 2012
Dernière mise à jour: 2 août 2018

Gangwon Embedded Software Cooperative Research Center, Republic of Korea

La province de Gangwon, située dans le nord-est de la République de Corée, est un havre de beauté, une mine de ressources naturelles et l’une des principales sources d’eau potable de Séoul, la capitale. Dans cette région montagneuse et peu peuplée, le tourisme et l’agriculture sont les piliers de l’économie. Malgré ces atouts, l’absence d’infrastructure industrielle, la situation géographique et les caractéristiques environnementales rendent cette province vulnérable aux typhons, aux fortes précipitations et chutes de neige, aux glissements de terrain et aux autres catastrophes naturelles. Cherchant un moyen de transformer ces difficultés en opportunités, le Gangwon Embedded Software Cooperative Research Center (GEMS-CRC) a mis au point en 2005 un système d’alerte unique destiné à limiter les dégâts causés par les conditions climatiques extrêmes et les catastrophes naturelles.

Des réseaux de capteurs sans fil auraient pu empêcher l’incendie qui a ravagé le temple Naksan de Séoul (République de Corée) en 2005 (photo : Iain Cunningham, 2002)

Créé en 2004, GEMS-CRC est un centre de recherche affilié à l’Université nationale de Gangneung-Wonju (GWN) qui participe au projet d’aide à la création d’un centre de recherche en collaboration dans le domaine informatique. L’objectif du projet est double. Premièrement, il s’agit de soutenir les centres locaux de recherche-développement en informatique situés dans les six provinces de la République de Corée en fournissant une aide pour favoriser le développement des industries spécialisées grâce à la commercialisation de nouvelles technologies. Deuxièmement, il s’agit de favoriser le développement équilibré de l’industrie informatique dans la République de Corée, dominée par des entreprises et des organisations concentrées dans les grandes agglomérations comme Séoul.

Recherche-développement

Lorsque la recherche-développement a démarré en 2004, GEMS-CRC a décidé de se concentrer sur les réseaux de capteurs sans fil dédiés à la surveillance de l’environnement, et plus particulièrement sur les réseaux USN (Ubiquitous Sensor Networks). Le terme USN désigne un réseau de capteurs universels intelligents. Cette technologie a un grand potentiel car elle pourrait faciliter la mise en place de nouvelles applications et de nouveaux services dans plusieurs domaines, tels que la sécurité et la surveillance de l’environnement. Les possibilités offertes par les réseaux USN en matière de surveillance de l’environnement ont attiré l’attention des chercheurs de GEMS-CRC, qui ont compris que cette technologie pouvait permettre d’obtenir des informations vitales en cas de catastrophes naturelles ou de conditions météorologiques extrêmes grâce à des instruments scientifiques permettant de prendre des photographies, d’effectuer des relevés et de transmettre ces données à la station de télésurveillance.

Malgré les avantages potentiels des réseaux USN, en 2012 la technologie était encore relativement nouvelle et nécessitait une adaptation importante pour chaque application. La première tâche des chercheurs de GEMS-CRC a donc été de définir les conditions à remplir par un réseau USN adapté à la surveillance de l’environnement. Ils ont établi qu’un tel système devait s’appuyer sur des capteurs autonomes répartis géographiquement pour surveiller les conditions physiques ou environnementales telles que température, sons, vibrations, pression, mouvements et polluants. Les données seraient ensuite envoyées sur le réseau et transmises à une station principale de télésurveillance. Les chercheurs de GEMS-CRC ont découvert que les réseaux USN modernes sont bidirectionnels, c’est-à-dire qu’ils peuvent non seulement envoyer des données mais aussi recevoir des instructions et donc être contrôlés à distance. Ces réseaux USN sont utilisés dans toute une série d’applications industrielles et commerciales, comme le suivi et le contrôle des processus industriels, le contrôle de l’état des machines, la surveillance de l’environnement et de l’habitat, la surveillance des catastrophes naturelles, les applications dans le domaine des soins de santé, la domotique, la surveillance de la sécurité structurelle des bâtiments et le contrôle du trafic. Compte tenu de ces éléments, l’organisation a décidé d’inventer une nouvelle technologie USN axée sur une mise en œuvre bidirectionnelle.

Après avoir arrêté le choix d’un réseau USN et défini le cahier des charges, les chercheurs ont étudié les besoins des entreprises et des organisations pour déterminer la meilleure manière de mettre au point une technologie USN dédiée à la surveillance de l’environnement. Leur première tâche consistait à déterminer la technologie USN existante la plus adaptée à la surveillance de l’environnement et à la prévention des catastrophes et à déterminer sa viabilité. Les réseaux ne sont d’aucune utilité s’ils ne permettent pas de communiquer et un protocole de communication efficace (formats numériques de messages et règles relatives à l’échange de messages) est donc essentiel. Lorsque les recherches ont commencé, le principal protocole de communication sur réseau USN était Zigbee, version améliorée de la norme IEEE 802.15.4 (norme sur la communication sans fil à faible débit) du point de vue du nombre de strates de réseau et de sécurité et du cadre d’application pour la transmission de données sur réseaux de faible puissance.

Fonctionnement des réseaux de capteurs sans fil utilisant l’invention de GEMS-CRC (photo : GEMS-CRC)

En utilisant le protocole Zigbee, les chercheurs ont découvert que son application dans le monde réel, en milieu inhospitalier, posait de nombreux problèmes, notamment en ce qui concerne le groupement des capteurs, le temps de latence (décalages imperceptibles pour l’homme) et le traitement de l’information en temps réel. En raison de ces inconvénients, les chercheurs ont décidé de mettre au point leur propre protocole pour une utilisation en extérieur dans des conditions climatiques difficiles. En 2005, GEMS-CRC a inventé sa propre technologie pour un protocole de communication spécialement adapté à l’utilisation d’un réseau USN pour la surveillance environnementale.

Appelé “Bidirectional Wireless Sensor Line Protocol” (Bi-WSLP), ce protocole permet une communication bidirectionnelle sans fil, la création de réseaux de faible puissance et la préservation des batteries dans des conditions climatiques extrêmes. En outre, Bi-WSLP permet la formation de réseaux en peu de temps et la transmission rapide de fichiers volumineux (tels que des images). Grâce à cette fonctionnalité, les données peuvent être transmises en masse et les opérateurs des réseaux USN peuvent vérifier rapidement les données et les images transmises afin de supprimer les faux positifs. Cela permet d’améliorer la fiabilité du réseau USN, facteur essentiel d’une commercialisation réussie.

Après la mise au point du protocole Bi-WSLP, les chercheurs savaient que la technologie devait être testée dans un système USN comprenant des nœuds de capteurs, des passerelles, des serveurs et d’autres éléments matériels et logiciels. En raison du caractère innovant de l’invention, GEMS-CRC a dû concevoir et mettre en œuvre un réseau USN Bi-WSLP complet, et effectuer les essais nécessaires sur le terrain. Après une période de tests approfondis, l’équipe de chercheurs a obtenu un taux de fiabilité idéal de 99% en matière de transmission des données, ce qui signifie qu’il n’y a quasiment jamais eu d’interruption dans la communication. À la suite de ce succès, l’équipe a dû mettre au point des technologies complémentaires pour la maintenance des réseaux USN utilisant le protocole Bi-WSLP. La maintenance des réseaux est essentielle, notamment pour les réseaux USN en milieu rigoureux et difficilement accessible. GEMS-CRC a étudié les besoins de ses clients potentiels et élaboré plusieurs solutions, telles qu’un système de mesure de la performance d’un réseau USN Bi-WSLP et une technologie permettant d’installer et d’entretenir facilement le système.

Un progrès important a ainsi pu être réalisé, à savoir la mise en œuvre de la technologie sur faisceau hertzien à l’aide d’une méthode utilisant les caractéristiques de la communication bidirectionnelle du protocole Bi-WSLP. La technologie hertzienne est essentielle pour la gestion à distance d’un réseau USN ou autre (par exemple, un satellite) car elle permet d’assurer la maintenance à distance. La méthode hertzienne mise au point par GEMS-CRC permet d’effectuer des mises à jour des microprogrammes à distance. Un microprogramme est un mini-système d’exploitation qui indique à l’ordinateur comment fonctionner et qui est essentiel dans une multitude de technologies utilisées au quotidien, telles que les ordinateurs et les téléphones mobiles. Lorsqu’un ordinateur ou un téléphone mobile a besoin d’une mise à jour, c’est généralement l’utilisateur qui s’en charge. Cependant, dans le cas d’un réseau USN Bi-WSLP, l’utilisateur ne pourra pas accéder facilement au réseau physique et ne pourra donc pas effectuer la mise à jour du microprogramme. Avec la méthode OTA, le microprogramme d’un réseau USN Bi-WSLP peut être mis à jour à distance, sans intervention humaine sur place. Cela permet d’économiser du temps et de l’argent et, en raison du caractère inhospitalier des milieux dans lesquels le réseau USN Bi-WSLP est installé, la maintenance est plus sûre.

Pour que l’ensemble de cette technologie fonctionne correctement, un logiciel de gestion spécifique doit être installé sur un ordinateur principal (un “serveur”) qui recevra les données provenant des capteurs et exécutera les tâches vitales telles que les mises à jour du microprogramme. GEMS-CRC a donc mis au point un nouveau logiciel de gestion à cet effet et l’a installé sur ses propres serveurs pour effectuer des essais et montrer la technologie Bi-WSLP aux clients potentiels.

Invention

L’invention principale – le protocole de communication Bi-WSLP – s’appuie sur une topologie en ligne, courante dans les appareils de gestion en extérieur. La topologie en ligne inclut de nombreux appareils qui sont tous reliés à un câble principal (la ligne) et les données transmises entre ces appareils passent par ce câble. La technologie Bi-WSLP permet d’échanger des données extrêmement rapidement, pourtant le logiciel utilisé est de très petite taille et ne nécessite donc pas une mémoire importante. Elle peut facilement être transférée d’une plate-forme matérielle à une autre car elle est écrite en langage C, un des langages de programmation informatique les plus utilisés. En outre, la technologie Bi-WSLP permet de transmettre des fichiers volumineux (par exemple, des images) ainsi que des données courantes provenant des capteurs, telles que la température et le taux d’humidité. Elle offre aussi une très grande flexibilité et peut facilement être modifiée pour être mise en conformité avec la norme IEEE 802.15.4.

Prototypes et systèmes mis au point pour la technologie Bi-WSLP (photo : GEMS-CRC)

La technologie Bi-WSLP prévoit deux intervalles distincts de transmission des données : un intervalle pour la transmission des petits fichiers contenant les données courantes fournies par les capteurs et un autre pour la transmission des fichiers volumineux. En raison de ces intervalles distincts, les petits fichiers peuvent être transmis sans délai important et les fichiers volumineux sont transmis en simultané. La technologie permet aussi la transmission bidirectionnelle de données, grâce à laquelle un utilisateur peut non seulement contrôler immédiatement le fonctionnement des nœuds de capteurs mais aussi recevoir des réponses quasiment en temps réel. En outre, elle accepte aussi la technologie OTA qui permet une mise à jour des microprogrammes à distance et une réduction notable des coûts d’entretien.

Information en matière de brevets et brevets

À chaque étape de la recherche-développement, GEMS-CRC a effectué des cartes détaillées des brevets (modèles graphiques de visualisation des brevets) au moyen de recherches sur l’état de la technique relatif aux brevets existants, et ces cartes ont joué un rôle essentiel dans les projets à long terme de l’organisation en matière de propriété intellectuelle. Les recherches ont été effectuées par un conseil en brevets et les cartes des brevets ont permis à GEMS-CRC de se concentrer sur la technologie à inventer.

Afin de conserver un avantage concurrentiel et d’être sûr d’attirer des preneurs de licence, GEMS-CRC a déposé des demandes de brevet pour toutes les technologies associées au protocole Bi-WSLP. Une demande de brevet pour la technologie principale de communication a été déposée auprès de l’Office coréen de la propriété intellectuelle (KIPO) en juillet 2006 (#10-0777204) et le brevet correspondant a été délivré en novembre 2007. Cinq autres demandes de brevet en rapport avec la technologie Bi-WSLP ont été déposées auprès du KIPO (par exemple, la technologie OTA) et ont toutes débouché sur la délivrance d’un brevet. Conscient des avantages que cette technologie peut apporter à d’autres pays, GEMS-CRC a aussi utilisé de manière extraordinaire le système du Traité international de coopération en matière de brevets (PCT) administré par l’Organisation Mondiale de la Propriété Intellectuelle (OMPI). En août 2008, il a déposé une demande selon le PCT pour la technologie bidirectionnelle fondée sur la topologie en ligne utilisée dans le protocole Bi-WSLP qui a ensuite donné lieu à la délivrance d’un brevet aux États-Unis d’Amérique en juillet 2009. Une autre demande selon le PCT a été déposée en février 2009 pour un réseau de capteurs sans fil à double liaison et le brevet a été délivré aux États-Unis d’Amérique en octobre 2010. Au total, GEMS-CRC a déposé six demandes de brevet PCT pour des technologies en rapport avec le protocole Bi-WSLP.

Pour chaque technologie, au moment de demander une protection au titre de la propriété intellectuelle, les ingénieurs et les chercheurs discutent entre eux pour savoir s’il est préférable de la protéger au moyen d’un brevet ou en tant que savoir-faire (secret d’affaires). S’il est jugé nécessaire de protéger l’invention au moyen d’un brevet, les ingénieurs et les chercheurs rédigent les demandes de brevet correspondantes avec l’aide d’un conseil en brevets qui les dépose ensuite auprès du KIPO.

Marque

GEMS-CRC a compris qu’un nom de marque solide pourrait contribuer largement au succès d’une technologie. Au départ, l’organisation a déposé une demande d’enregistrement de marque pour “GEUS”, fusion du “GE” de GEMS-CRC et de “US” pour réseau “Ubiquitous Sensor” (capteur universel). Mais elle s’est vite rendu compte que ce nom porterait atteinte aux droits attachés à une marque existante dans la République de Corée et a opté pour le nom de marque WiUCOM (Wireless Ubiquitous Communication System). En juillet 2009, GEMS-CRC a déposé une demande d’enregistrement de la marque WiUCOM auprès du KIPO. Il a été fait droit à la demande et la marque a été enregistrée en octobre 2010 (n° 4020100040990). Ce nom de marque ne serait utilisé que pour commercialiser des produits fondés sur la technologie Bi-WSLP, créés et vendus par une entreprise dérivée, le cas échéant, et n’a pas vocation à être utilisé par des preneurs de licence.

La marque WiUCOM (enregistrement de marque n° 4020100040990, KIPO)

Gestion de la propriété intellectuelle et concession de licences de propriété intellectuelle

Bien que n’ayant pas adopté de stratégie interne distincte en matière de gestion de la propriété intellectuelle, GEMS-CRC applique l’ensemble des règles de propriété intellectuelle ainsi que la stratégie de l’Industrial Academy Cooperation Group (IACG) de GWN. Conformément à ces règles, tout bénéfice net provenant des redevances perçues au titre des licences, du transfert ou de la commercialisation de la technologie est partagé avec les inventeurs, déduction faite des frais relatifs aux demandes de brevet et au transfert de technologie. Lorsqu’un brevet a été délivré, le ou les inventeurs peuvent recevoir une rémunération d’un montant en rapport avec le budget de l’IACG. En outre, le ou les inventeurs sont tenus de coopérer avec l’université et l’IACG et d’agir dans le respect des règles établies pour toutes les questions de propriété intellectuelle. Ces règles internes traitent la question de la rémunération, de l’acquisition et de la transmission, le cas échéant, des droits de propriété intellectuelle ainsi que du transfert de technologie.

GEMS-CRC étant une organisation à but non lucratif partenaire de GWN, il lui est interdit de produire ou de commercialiser directement sa technologie. La concession de licences constitue donc son principal moyen de transférer sa technologie au secteur commercial. GEMS-CRC a défini une politique en matière de concession de licences qui respecte les règles ci-après. Les licences n’ont pas un caractère exclusif, elles sont concédées pour une durée de cinq ans et les redevances s’élèvent à 5% de l’ensemble des bénéfices. Les preneurs de licence versent un droit d’entrée dont le montant est plus faible pour les petites et moyennes entreprises (PME), qui ont des capacités de commercialisation et de distribution sur le marché moins importantes. Tout au long du processus de transfert de technologie, GEMS-CRC fournit une assistance au preneur de licence en adaptant la technologie aux besoins de celui-ci, en le formant à la technologie en question, en lui fournissant un appui technique et en lui transmettant son savoir-faire durant les efforts de commercialisation du preneur de licence.

En 2007, GEMS-CRC a fait une démonstration de sa technologie Bi-WSLP devant les organismes de presse nationaux pour attirer les preneurs de licence. Cette initiative a malheureusement suscité peu d’intérêt parmi les entreprises et l’organisation a estimé que sa situation géographique et le fait qu’elle soit partenaire d’une petite université de province pouvaient avoir joué un rôle à cet égard. La plupart des grandes entreprises et des grandes universités de la République de Corée sont établies dans l’agglomération de Séoul et les universités et instituts de recherche-développement de petite taille, comme GEMS-CRC, tendent à avoir moins d’influence. En examinant par quels moyens sa technologie révolutionnaire pourrait changer cela, l’organisation est parvenue à la conclusion qu’elle parviendrait à prouver la supériorité et la fiabilité de son réseau USN Bi-WSLP en mettant sa technologie en œuvre dans le cadre de programmes pilotes dans toute la République de Corée.

Commercialisation

Fermement décidée à prouver la viabilité commerciale de son invention, l’organisation a estimé qu’il fallait commencer par mettre au point des prototypes de la technologie afin de montrer aux clients potentiels comment elle pouvait être utilisée dans diverses situations. À cet effet, entre 2007 et 2011 GEMS-CRC a mis au point et construit toute une gamme de prototypes, allant des capteurs et éléments matériels et logiciels requis aux serveurs et au matériel d’entretien nécessaires, en vue de leur utilisation dans le cadre d’un programme pilote. Au total, l’organisation a produit 31 capteurs de réseau USN Bi-WSLP pilotes et les a mis en œuvre dans 20 régions du pays.

Ce programme pilote a été un vif succès et GEMS-CRC a pu montrer au secteur commercial que la technologie était viable et efficace et offrait des opportunités. L’organisation a aussi pu confirmer la fiabilité de cette technologie et montrer aux entreprises différentes manières de l’utiliser dans le cadre de leurs activités. Elle a été très persuasive dans sa présentation et sa démonstration et, tout au long de la mise en œuvre du programme, plusieurs entreprises ont pris contact avec elle pour obtenir des renseignements sur une commercialisation éventuelle au moyen de contrats de licence.

Étendue du programme pilote (photo : GEMS-CRC)

En 2008, les entreprises et les gouvernements locaux ont accordé une attention particulière au programme pilote lorsque le monument de Sungnyemun, porte historique en forme de pagode située au cœur de Séoul et classée sur la liste des trésors nationaux, a été gravement endommagé par un incendie criminel. L’un des sites du programme pilote était le temple Naksan, dans la province de Gangwon, où GEMS-CRC a installé et mis en service un système de surveillance en extérieur utilisant la technologie Bi-WSLP. Le temple Naksan avait été gravement endommagé par un incendie en 2005 et cela avait incité les représentants officiels locaux à prêter attention à l’invention de GEMS-CRC. Comme les capteurs Bi-WSLP permettent de surveiller plusieurs conditions physiques et environnementales, par exemple les incendies, le temple Naksan est devenu un site important du programme pilote. Les représentants gouvernementaux à Séoul se sont aussi intéressés à cette technologie après l’incendie du temple et ont invité GEMS-CRC à présenter des exposés sur la commercialisation efficace de la technologie Bi-WSLP. Les inventeurs ont réussi à convaincre les représentants officiels que, si des capteurs Bi-WSLP avaient été installés au temple Naksan, l’auteur de l’incendie aurait pu être repéré rapidement, les autorités et les pompiers alertés et les dommages limités. Les exposés ont suscité un intérêt accru pour la commercialisation de la technologie Bi-WSLP parmi les représentants du gouvernement et du secteur commercial.

Résultats commerciaux

Bien qu’ayant fait ses preuves avec le programme pilote et suscité un intérêt non négligeable, la technologie Bi-WSLP en était toujours aux premiers stades de la commercialisation au début de l’année 2011. Anticipant un intérêt accru pour sa technologie et d’éventuels contrats de licence, GEMS-CRC a obtenu la certification de la Korea Communications Commission (KCC), un élément essentiel pour la commercialisation de la technologie puisque celle-ci doit respecter les règles relatives à la communication qui sont en vigueur dans la République de Corée. Grâce à l’intérêt croissant dont la technologie n’a cessé de bénéficier, GEMS-CRC était prêt en 2011 à tirer parti des succès remportés avec son programme pilote pour passer à la commercialisation au moyen de la concession de licences à des PME, de grandes entreprises et des gouvernements locaux. En outre, le programme pilote de réseau USN Bi-WSLP n’a pas seulement montré les applications pratiques possibles, la viabilité commerciale et la fiabilité de la technologie, il a aussi renforcé la réputation de GEMS-CRC et de GWN. Il s’agit d’un instrument puissant qui peut être utilisé pour modifier le déséquilibre régional dans le secteur des technologies de l’information dans la République de Corée, et conférer une plus grande influence aux centres de recherche-développement régionaux.

Créer un réseau de protection

Grâce à l’invention de la technologie Bi-WSLP, il devient possible de réduire de manière significative les pertes dues aux catastrophes naturelles et aux conditions météorologiques extrêmes. L’utilisation stratégique du système de la propriété intellectuelle au moyen des brevets et des enregistrements de marques a donné à GEMS-CRC un avantage concurrentiel, lui a permis de mettre au point un modèle de concession de licences et a placé la technologie dans une excellente position en vue de sa commercialisation à grande échelle. Grâce à l’accès instantané à l’information vitale, des systèmes d’alerte plus fiables peuvent être mis en place, les équipes de secours savent à quoi s’attendre avant d’arriver sur les lieux, le patrimoine national peut être préservé et des vies peuvent être sauvées.