Développer une économie, une crevette à la fois

Université de technologie d’Hanoï, Viet Nam

Au Viet Nam, le secteur de l’aquaculture (le secteur agricole des produits de la mer) est touché par un grave problème lié à l’impureté de l’eau, qui affaiblit le rendement des principaux produits alimentaires, notamment celui de la crevette. Il est difficile de se procurer des agents de purification de l’eau, en particulier dans certaines zones rurales, et la mauvaise qualité de l’eau nuit à la santé des hommes et des animaux. Pour purifier l’eau, les zéolithes (une combinaison d’aluminium, de silicium et d’oxygène) sont généralement utilisées, du fait de leur efficacité dans la purification de l’eau et des sols dans de nombreuses régions du Viet Nam. Jusqu’à une période récente, les zéolithes provenaient principalement de l’importation et étaient donc extrêmement onéreuses. De ce fait, bon nombre d’agriculteurs et d’entreprises ne pouvaient pas purifier leur eau et leurs sols de façon adéquate. Produire des zéolithes au Viet Nam selon les méthodes conventionnelles est difficile en raison de l’indisponibilité des ingrédients et de l’infrastructure nécessaires.

Recherche-développement

Les zéolithes ont été décrites pour la première fois au milieu du XVIII^e siècle et possèdent d’excellentes capacités d’absorption.  Leur structure poreuse leur permet de capter de nombreux ions chargés positivement et ce sont des aluminosilicates hydratés (des minéraux contenant de l’alumine et de la silice, les deux composants minéraux terrestres les plus abondants) de métal alcalin ou alcalino-terreux qui se forment naturellement là où les roches et les cendres volcaniques réagissent avec des eaux souterraines alcalines.  En janvier 2011, 40 zéolithes naturelles et plus de 150 zéolithes synthétiques avaient été recensées dans le monde.  Les zéolithes naturelles et synthétiques sont souvent utilisées à des fins commerciales en raison de leur taux d’absorption unique et de leurs propriétés décontaminantes, entre autres.  L’emploi des zéolithes a favorisé le développement de nombreux secteurs, et les zéolithes sont utilisées pour diverses applications allant du raffinage du pétrole au traitement des eaux usées.

Grâce à leurs propriétés, les zéolithes ont été très utiles pour accroître la production végétale et animale, et elles continuent de jouer un rôle essentiel dans l’ensemble de l’agriculture.  Dans l’agriculture à proprement parler, elles renforcent l’efficacité des nutriments en absorbant les substances toxiques, réduisent le risque de maladies intestinales, régulent l’humidité et limitent la teneur en ammoniaque du fumier animal.  Dans l’aquaculture, l’adjonction de zéolithes dans l’eau renforce l’efficacité des nutriments, réduit le risque de maladies, permet de purifier l’eau recirculée des écloseries (des installations aquacoles dans lesquelles les œufs sont couvés dans des conditions artificielles), permet d’obtenir de l’air enrichi en oxygène pour la reproduction et le transport des poissons et réduit la teneur en nitrogène des eaux de ruissellement dans les écloseries.

En raison de leur qualité élevée, les zéolithes synthétiques sont utilisées pour bon nombre de ces applications.  Cela étant, compte tenu de la diversité des produits chimiques nécessaires à leur production, ces zéolithes synthétiques sont très onéreuses.  Par ailleurs, il est difficile de se procurer les produits chimiques nécessaires à la synthèse.  C’est pourquoi de nombreux pays en développement comme le Viet Nam n’ont pas accès aux zéolithes, ce dont pâtit leur secteur agricole.  Pour mettre au point une solution plus viable sur le plan économique, une équipe de chercheurs de l’Université de technologie d’Hanoï, financés par le Gouvernement du Viet Nam et dirigés par M. Hoang Trong Yem, du Département de chimie organique, qui relève de la Faculté des technologies chimiques de l’université, ont lancé en 1998 un programme de recherche-développement visant la production d’un matériau zéolithique au Viet Nam.

L’un des éléments moteurs de ce projet a été l’industrie vietnamienne de la crevette.  La crevette est une denrée alimentaire essentielle dans le pays et constitue un produit agricole de base dans de nombreuses provinces côtières et centrales, devant le riz.  Cependant, pour des raisons de coûts, les exploitations aquacoles situées au Viet Nam n’utilisent souvent aucun agent chimique de purification du type des zéolithes.  Pendant la phase de croissance de la crevette, de nombreux produits toxiques sont générés et se répandent dans les écloseries, ce qui nuit à la qualité de l’eau et entraîne la mort en masse des crevettes.  Les crevettes qui survivent sont de mauvaise qualité et peuvent même présenter des risques sanitaires pour les consommateurs.  Les chercheurs ont reconnu que le recours aux zéolithes contribuerait dans une large mesure à résoudre ces problèmes et entraînerait donc une augmentation de la production et de la qualité des crevettes au Viet Nam.

M. Yem et son équipe ont commencé à envisager divers moyens de créer des zéolithes avec les minéraux présents dans le pays. Les chercheurs ont finalement retenu le kaolin, une substance argileuse molle de couleur blanche qui est extrêmement bon marché et dont regorge le Viet Nam.  Avec des millions de tonnes à disposition, M. Yem et son équipe ont compris que le kaolin serait un candidat de choix pour le projet.  Leurs recherches ont porté sur trois catégories particulières de zéolithes : les catégories A, P et X.  Ces trois catégories de zéolithes présentent des capacités d’absorption exceptionnellement bonnes et sont également dotées d’une énorme capacité d’échange ionique (la mesure dans laquelle l’eau peut absorber et échanger des ions chargés positivement), ce qui les rend particulièrement adaptées à une application aquacole.

Les travaux de recherche-développement menés par l’université visaient également l’élaboration d’un prototype de matériau zéolithique à un niveau pilote, l’idée étant d’améliorer ensuite le processus pour atteindre une production industrielle, ce qui permettrait de remplacer complétement les importations de zéolithes par une production au niveau national.  Enfin, la recherche a également porté sur l’élargissement du champ d’application des zéolithes produites au Viet Nam, afin que celles-ci ne soient pas utilisées uniquement dans l’aquaculture mais également dans d’autres secteurs agricoles comme l’élevage de bétail ou encore le traitement et le raffinage du pétrole.  Après une année de travaux intensifs, en septembre 1999, l’équipe avait mis au point une méthode de transformation du kaolin en zéolithes.

Invention

Les efforts des chercheurs ont abouti à l’invention non pas d’une méthode, mais de 14 méthodes différentes, permettant chacune de produire un type de zéolithes différent à partir du kaolin naturellement présent au Viet Nam.  Si les diverses méthodes reposent sur des principes identiques, elles présentent de légères différences et permettent donc de produire le type de zéolithes souhaité.  La nouveauté de la méthode globale est liée à son utilisation du kaolin organique extrait au Viet Nam.  En outre, les zéolithes ne doivent pas forcément être utilisées pour améliorer le rendement et la qualité des crevettes, mais peuvent également servir à l’élevage d’un bétail en bonne santé.

Les zéolithes synthétiques résultent d’un long processus de cristallisation d’un gel de silice et d’alumine en présence d’alcalis et de gabarits organiques.  Un aspect unique des méthodes inventées tient au fait que le kaolin contient à lui seul le silicate et les matières organiques nécessaires, ce qui accélère le processus de cristallisation tout en maintenant une qualité élevée.  Les catégories de zéolithes ainsi élaborées ont été minutieusement adaptées à une utilisation en écloserie et à d’autres fins aquacoles.  En outre, du fait de l’abondance du kaolin dans le pays et de la simplicité de l’équipement nécessaire à la création des zéolithes, la méthode de production peut être utilisée dans de nombreuses régions du Viet Nam, indépendamment de leurs caractéristiques géographiques particulières.  Pour toutes ces raisons, les zéolithes synthétiques sont extrêmement abordables.

La principale méthode suivie comprend plusieurs étapes importantes.  Premièrement, il convient de trouver et de prélever le kaolin naturel doté des propriétés appropriées.  La structure, les ingrédients et la qualité de ce kaolin sont ensuite analysés.  Puis le kaolin est séché, moulu et calcifié (durci par dépôt de carbonate de calcium ou d’un autre composé calcique insoluble ou par transformation en l’un ou l’autre de ces éléments), pour être ensuite cristallisé.  Une fois les cristaux de zéolithes créés, ils sont ajoutés à des produits adaptés (engrais et aliments pour crevettes par exemple) ainsi qu’à l’eau utilisée dans les écloseries ou à la terre pour l’agriculture.

Les chercheurs ont également mis au point le processus qui leur permet d’utiliser leurs zéolithes synthétiques à des fins commerciales et dans des environnements naturels.  Puisque leurs travaux étaient axés sur l’industrie de la crevette en particulier, le processus ainsi créé vise une utilisation efficace, dans l’aquaculture, des zéolithes créées à partir du kaolin.  Cependant, ce processus peut également être adapté à d’autres applications agricoles.

Gestion de la propriété intellectuelle

En 2005, l’Université d’Hanoï a créé une division de la propriété intellectuelle au sein de l’office des sciences et de la technologie.  Cette division est dotée d’un vaste mandat, qui consiste notamment à : consulter les chercheurs, enseignants et étudiants au sujet de l’obtention de droits de propriété intellectuelle et à offrir une assistance dans ce domaine;  superviser et gérer la propriété intellectuelle;  promouvoir les activités de propriété intellectuelle;  assurer le perfectionnement et la formation des professionnels de la propriété intellectuelle;  transmettre des informations en matière de brevets ainsi que des nouvelles relatives à la propriété intellectuelle à l’Université d’Hanoï; coopérer, au niveau international, avec d’autres entités spécialisées dans la propriété intellectuelle.

Pour réaliser efficacement ces objectifs, la division de la propriété intellectuelle applique une procédure particulière d’obtention des droits.  Premièrement, l’inventeur s’adresse à la division de la propriété intellectuelle et divulgue son invention, après quoi la division évalue la technologie mise au point.  Ensuite, l’inventeur remplit et soumet une demande de protection de la propriété intellectuelle, ainsi que tout autre document requis selon les directives de la division de la propriété intellectuelle.  La division procède alors aux éventuelles révisions nécessaires et les soumet à l’office national de la propriété intellectuelle du Viet Nam (NOIP).  Toutes les taxes de dépôt sont payées par la division de la propriété intellectuelle au nom de l’université.  En cas de modification ou d’autres mesures prises par l’office national de la propriété intellectuelle du Viet Nam, la division de la propriété intellectuelle s’en charge conjointement avec l’inventeur.  Lorsque la protection est accordée, par exemple dans le cadre d’un brevet, la division de la propriété intellectuelle conserve le certificat original et en transmet une copie à l’inventeur.  Tous les droits de propriété intellectuelle obtenus restent la propriété de l’Université d’Hanoï.

Brevets, modèles d’utilité et marques

Conformément aux procédures et aux directives mises en œuvre par la division de la propriété intellectuelle, M. Yem et son équipe ont soumis des demandes de brevet à l’office national de la propriété intellectuelle du Viet Nam pour leurs inventions, qui portent sur des technologies et des procédés de création de zéolithes à partir du kaolin présent dans le pays. En tout, l’université a déposé en 2006 des demandes de brevet et de modèle d’utilité pour chacune de ses 14 méthodes.

Quatre demandes concernaient la synthèse de différents types de zéolithes, tandis qu’une demande portait sur la synthèse de nano-zéolithes. Trois demandes visaient une méthode de production de trois types différents de zéolithes à partir du kaolin extrait au Viet Nam, tandis qu’une demande visait la production d’un type de zéolithes à partir de kaolin en général. Deux demandes visaient une méthode de production de deux types différents de zéolithes à partir de kaolin non calciné (la calcination étant le processus de décomposition, oxydation ou perte d’humidité par effet thermique), tandis que deux autres demandes visaient la production de deux types différents de zéolithes à partir du métakaolin (un kaolin plus résistant) extrait dans le pays. Enfin, une demande visait la production, à partir du métakaolin vietnamien, d’un type de zéolithes dotées de propriétés scientifiques particulières en matière de stabilité thermique.

Afin de commercialiser efficacement les nouvelles zéolithes, la division de la propriété intellectuelle a enregistré quatre marques pour quatre catégories différentes de zéolithes, à savoir : “Bk-z4a,” “Bk-z13x,” “Bk-zsr,” et “Bk-zcr”. Chaque marque porte le nom des zéolithes en vietnamien et est accompagnée du logo de l’Université.

Octroi de licences

L’Université d’Hanoï, à travers son équipe de recherche-développement, entretient de nombreuses relations avec des entreprises commerciales. Ces entreprises, dès qu’elles ont eu connaissance des avantages de l’invention, se sont adressées à l’université pour obtenir des licences. Par ailleurs, la technologie a été présentée lors de nombreux salons et expositions au Viet Nam, ce qui a suscité l’intérêt d’un nombre encore plus grand de preneurs de licence potentiels. En octobre 2006, l’Université d’Hanoï a signé un accord de licence important avec une grande société vietnamienne (que nous nommerons “la société” pour des raisons de confidentialité) pour le transfert des technologies et la communication des connaissances techniques nécessaires à une commercialisation.

En plus de cela, l’université a contracté divers accords de licence avec des entreprises spécialisées dans la fabrication de produits d’élevage dans la province septentrionale de Bac Giang, ainsi que des accords de licence pour le traitement de l’eau dans les provinces septentrionales de Ha Tay et Vinh Phuc. Grâce à son réseau solide et aux activités de sensibilisation qu’elle mène pour promouvoir la technologie, l’université reçoit de plus en plus de demandes de licence émanant de divers instituts de recherche, d’entreprises et de départements des sciences et de la technologie situés en province.

Commercialisation

L’accord de licence passé avec la société en 2006 lui a permis de construire une usine capable de produire des zéolithes de types X et P pour l’aquaculture, à raison de 3 000 tonnes par an. L’usine a été construite dans la zone économique de Dinh Vu, dans la province de Hai Phong, située dans le Nord du Viet Nam. Le kaolin et toutes les autres substances naturelles qu’utilise cette usine ont été prélevés dans les provinces avoisinantes de Hai Dong et Phu Tho, et les chercheurs de l’Université d’Hanoï apportent à la société les connaissances techniques et l’assistance nécessaires. Au-delà de cette étape importante, en 2011, de nombreux autres preneurs de licence se dirigeaient vers une commercialisation de la technologie.

Résultats commerciaux

Grâce à l’exploitation commerciale d’une usine de production dans la zone économique de Dinh Vu, la production en 2011 a atteint les sept milliards de dongs vietnamiens, soit environ 335 000 dollars des États-Unis d’Amérique. Puisque la demande de zéolithes augmente régulièrement chaque année, la poursuite de la commercialisation pourrait engendrer des recettes supplémentaires et réduire la dépendance du pays à l’égard d’importations coûteuses. Au début de l’année 2011, l’objectif à court terme de l’Université d’Hanoï était d’aboutir à une part de 10% sur le marché des zéolithes de qualité, ce qui représenterait 650 milliards de dongs vietnamiens (environ 31 millions de dollars des États-Unis d’Amérique). Cet objectif tient uniquement compte des applications liées à l’aquaculture. Si l’utilisation des zéolithes est étendue à d’autres domaines comme l’élevage de bétail – une autre activité agricole essentielle – la valeur sera de 2,4 billions de dongs vietnamiens (environ 115 millions de dollars des États-Unis d’Amérique) par an.

En plus d’accroître le rendement des produits aquacoles et les résultats financiers, la technologie mise au point par l’université a permis de nettoyer des écloseries, des lacs et des rivières et donc d’améliorer la qualité de l’eau pour les hommes, les animaux et l’environnement. Par conséquent, le secteur agricole dans son ensemble a pu profiter des avantages de cette technologie, puisque la purification des terres s’est traduite par une amélioration du rendement et de la santé du bétail et des autres animaux, et donc par une amélioration de la qualité des produits en résultant.

Simplicité, pureté et innovation

Le coût des importations peut être une lourde charge pour un pays émergent comme le Viet Nam. Grâce au développement de la technologie de l’Université d’Hanoï, qui a permis de créer des zéolithes à partir du kaolin abondamment présent dans le pays, et à l’utilisation stratégique du système de la propriété intellectuelle et des licences, le secteur agricole du pays est sur le point de renforcer considérablement son autosuffisance. Débarrassé de ses importations onéreuses et fort de sa production nationale de zéolithes, le pays disposera d’un bétail en meilleur santé, ce qui peut aider bon nombre d’entreprises et d’agriculteurs à s’étendre et à contribuer ainsi au développement plus avant de l’économie. L’accès accru aux zéolithes constitue donc un moyen d’assainir écloseries et champs, de purifier l’eau et de renforcer le bien-être économique et la santé des habitants du pays.