Un âge de pierre vert pour l’avenir

Nom:TechnoCarbon Technologies
Pays / Territoire:Allemagne
Droit(s) de P.I.:Brevets, Marques
Date de publication:31 août 2010
Dernière mise à jour:16 septembre 2015


Le CFS est deux fois plus stable sous pression par rapport à son poids spécifique que
l’acier de construction, l’aluminium ou le béton. La poutrelle et la lame flexible ci
dessus sont faites de ce granit (Photo : WIPO Magazine)

Généralités

En 2007, alors qu’il était en route pour Bali (Indonésie) afin d’assister à la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, Kolja Kuse s’est penché par dessus l’allée du bus pour tendre à un reporter une lourde poutrelle d’acier : “Ça, a t il déclaré, c’est le passé”. “Et ça, a t il ajouté en tirant d’un fourreau une barre mince et légère, c’est l’avenir.” Cet avenir que M. Kuse annonçait avec enthousiasme était la raison pour laquelle il se rendait, avec deux partenaires d’affaires, à la Conférence. Leur mission consistait à trouver des associés pour les aider à promouvoir leur nouveau matériau de construction qui, à leur avis, peut jouer un rôle dans la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Connu sous le nom de CarbonFibreStone (CFS), leur matériau est un composite à haute performance formé soit d’une feuille de granit doublée, sur un côté ou les deux, d’une mince lamelle de fibre de carbone, qui ressemble un peu à un sandwich de pierre et fibre de carbone, soit d’une pierre de granit mélangée avec des fibres de carbone stabilisantes. Créé et lancé par TechnoCarbon Technologies (TechnoCarbon), le CFS est souple, aussi solide que l’acier de construction, aussi léger que l’aluminium et amortit les vibrations mieux que tout autre matériau résistant à la pression connu à l’heure actuelle.

Invention

M. Kuse, comme tout autre inventeur, a commencé de mettre au point son invention en 1995, dans un garage. Ingénieur en électricité spécialisé dans la production énergétique à l’université d’Aix la Chapelle, il observe son frère, tailleur de pierre, qui coupe une dalle de granit pour en faire un plan de travail de cuisine. Cela donne à M. Kuse l’idée d’une table de cuisson en pierre polie, une surface de travail parfaitement uniforme sous laquelle seraient cachés des éléments à induction. Ne se contentant pas de rêver, il décide de se mettre à l’œuvre.

“Elle était très belle, se rappelle t il, mais quand la surface (la surface de la table de cuisson) dépassait une certaine température, la pierre se dilatait toujours et finissait par se fendre avec un bruit d’explosion.” Pour résoudre ce problème, il a essayé de comprimer les bords avec des machines énormes, sans succès. “Les ingénieurs en mécanique et les spécialistes en matériaux me disaient que je ne pouvais pas empêcher la pierre de se dilater, que c’était impossible. Je m’étais plus ou moins résigné à abandonner.”

Un peu plus tard, dans l’avion qui le ramenait à Munich après une réunion, M. Kuse a trouvé sur son siège une brochure consacrée à la production de fibre de carbone. En la lisant, il a découvert que, sous l’effet de la chaleur, la fibre de carbone se contracte dans le sens de la longueur. Intrigué, il s’est demandé ce qui se produirait s’il enrobait du granit de fibre de carbone. Il s’est réuni avec un spécialiste de la fibre de carbone pour tenter l’expérience. À leur grande surprise, l’expérience a été couronnée de succès. Ils avaient beau chauffer la nouvelle table de cuisson, la pierre n’éclatait pas.


Une table de cuisson d’un seul tenant
(photo : ©STONEplus Naturstein Magazin)

Recherche développement

Ne parvenant pas à expliquer ce phénomène, M. Kuse a soumis un prototype à des ingénieurs de l’Université de sciences appliquées de Munich aux fins de travaux de recherche développement plus approfondis. Après avoir soumis le prototype à plus d’un million de chocs, les ingénieurs ont conclu que ce matériau avait une résistance exceptionnelle à la fatigue. Grâce à ces recherches et à ces essais, M. Kuse a appris que le granit naturel était souple et pouvait être compressé jusqu’à une certaine limite, à condition qu’il soit suffisamment stabilisé. Son revêtement innovant en fibre de carbone assurait la stabilisation du matériau, et le produit final associait la légèreté de l’aluminium à la solidité de l’acier. Compte tenu de sa souplesse, il était possible de le produire dans différentes formes et tailles pour des applications variées.

Ce revêtement initial en fibre de carbone a été développé davantage par le biais de travaux de recherche développement, d’essais et d’améliorations, de façon à ce que le CFS puisse servir à fabriquer des produits autres que des plaques de cuisson. Un procédé a ainsi été mis au point, associant la pierre naturelle résistante à la pression, telle que le granit, à la fibre de carbone extrêmement résistante à la tension, composée à 100% de carbone pur. Les deux matériaux sont liés à l’aide d’une résine époxyde très stable, et le liant composé de fibre de carbone et de pierre est ajusté en durcissant la résine avec une précharge spécifique. On obtient ainsi un nouveau matériau composite qui constitue un bon moyen technologique permettant de remplacer (au moins dans une certaine mesure) les métaux, grands émetteurs de gaz à effet de serre. Le produit final est non seulement léger et solide, mais il est également fortement résistant à la corrosion et peut être facilement traité par des méthodes ou à l’aide d’outils classiques appartenant au métier de tailleur de pierre.

La production écologique du CFS est particulièrement chère au cœur de son inventeur. Plus de 60% de la croûte terrestre est composée de granit, et, comme l’indiquent M. Kuse et son équipe, celui ci est déjà “cuit” lorsqu’il est extrait de la terre, aucune fonderie n’est nécessaire. Selon les premières estimations de l’équipe de recherche développement de TechnoCarbon, les émissions de carbone résultant de la production du CFS représentent moins de la moitié de celles que génère la fabrication d’acier, d’aluminium ou de fibre de carbone pur, et cela en comptant l’énergie requise pour l’extraction et le traitement du granit. Bien qu’en volume, sa production consomme autant d’énergie que celle de l’aluminium, le CFS a une résistance à la traction 10 fois supérieure. M. Kuse fait remarquer que “…même avec un ratio de cinq pour un entre la pierre et la fibre de carbone pour fabriquer des cages de roulements à haute résistance, le facteur de réduction de l’énergie consommée pour la production par rapport à l’aluminium serait de l’ordre de quatre”.

Brevets et marques

Lorsqu’on lui pose des questions sur la propriété intellectuelle, M. Kuse s’anime. “Si les droits internationaux de propriété intellectuelle n’existaient pas, nous n’aurions par de modèle d’affaires”, déclare t il avec emphase. TechnoCarbon estime donc que le dépôt de demandes au titre du Traité de coopération en matière de brevets (PCT) est le moyen le plus efficace de protéger ses inventions à l’échelle internationale. La société veille par conséquent à ce que des demandes en vertu du PCT soient déposées en plus des demandes nationales soumises à l’Office allemand des brevets et des marques (DPMA).

En 1995, M. Kuse a déposé une demande internationale de brevet en vertu du système international du PCT afin de protéger sa première technologie fondée sur le CFS, la plaque de cuisson en granit revêtue d’une couche de fibre de carbone. En 2008, il a déposé une autre demande selon le PCT pour son procédé de stabilisation du granit au moyen de fibres de carbone. En juillet 2010, M. Kuse avait déposé au total 12 demandes de brevet PCT.

En 2003, TechnoCarbon a déposé une demande d’enregistrement de marque afin de protéger son nom auprès du DPMA. En 2007, la société a déposé une demande d’enregistrement de marque concernant le CFS et une autre pour le Carbonstone auprès du DPMA. En 2009, elle a également réussi à enregistrer auprès du DPMA la marque SCT qui sera associée à des technologies futures.

Commercialisation

En septembre 2005, le CFS a été présenté au public pour la première fois lors du salon Materialica organisé à Munich. Après avoir fait ses débuts sur la scène publique, cette technologie a été présentée par TechnoCarbon dans le cadre de 16 différents salons et conférences industriels partout dans le monde au cours des deux années suivantes. Au moment où il a été présenté une nouvelle fois au salon Materialica en 2007, dans lequel il a remporté le prix du meilleur produit, le CFS était prêt pour la production. TechnoCarbon était convaincu que la concession de licences constituait le meilleur moyen de commercialiser son produit et d’attirer le plus grand nombre de clients. Le CFS peut être utilisé dans plusieurs secteurs. Matériau de construction léger et résistant aux séismes ou matériau léger et solide caractérisé par une forte résistance aux chocs pouvant être utilisé dans l’industrie automobile ou la construction de bateaux, cette technologie est de toute évidence destinée à un nombre incalculable de futures applications.

Concession de licences

À l’heure actuelle, TechnoCarbon a conclu deux principaux contrats de licence; le premier, avec Spring Switzerland AG, qui a concrétisé le four en granit initialement imaginé par M. Kuse, et le deuxième, avec Zai AG, qui fabrique et vend des skis de haute technologie dont le noyau est en CFS. Ces skis étaient les premiers à être dotés d’un noyau en pierre. Outre ces accords de licence, TechnoCarbon continue de collaborer avec des partenaires industriels et des institutions scientifiques en vue de trouver d’autres applications possibles pour son CFS.

La société s’efforce également de favoriser, grâce à ses droits de propriété intellectuelle, l’utilisation de sa technologie dans les pays en développement. Elle a établi un partenariat avec Granidus, petite ONG berlinoise située à l’extérieur de Berlin, pour explorer les possibilités de transfert technologique. La société a l’intention de consacrer jusqu’à 80% des profits assurés par ses accords de licence au financement du transfert du CFS aux pays en développement. Elle cherche également à signer éventuellement des licences croisées avec des entreprises de technologie des pays en développement. Selon TechnoCarbon et Granidus, l’idéal serait d’encourager ces entreprises à mettre au point leurs propres applications du CFS en fonction des besoins locaux, et de les aider ensuite à les breveter.


Le CFS est au cœur du ski Spada. Souple
et possédant des propriétés d’amortissement
des vibrations supérieures à celles de la fibre
de carbone, il confère à ce ski une douceur
et une agilité que la société Zai qualifie
d’incomparables (Photo : Zai AG)

Résultats commerciaux

Grâce à l’innovation, à la protection de la propriété intellectuelle et à des accords de licence rentables, TechnoCarbon a transformé une idée que beaucoup de spécialistes du domaine jugeaient irréalisable en modèle d’entreprise fructueux. En 2007, la technologie de la société a obtenu un certificat d’excellence de Material ConneXion, célèbre publication spécialisée dans les matériaux de construction. Née grâce aux efforts d’une seule personne au milieu d’un garage, cette société de plus de 10 employés a réussi à attirer des investissements et des talents considérables qui ont contribué à sa croissance et ont élargi l’utilisation du CFS à des industries spécialisées notamment dans le matériel et l’installation de panneaux solaires.

Les entreprises de cette industrie ont été promptes à voir les avantages offerts par le CFS de TechnoCarbon. En raison d’un coût de production très élevé, les applications de la fibre de carbone en soi se sont limitées en grande partie à des secteurs spécialisés tels que la fabrication de voitures de Formule 1, de pièces d’avion ou d’équipements de sport de haut de gamme. L’utilisation du CFS offre aux secteurs de la fabrication et de la construction toute une gamme de possibilités nouvelles qui n’auraient pas été considérées, autrement, comme économiquement viables.

Innover un âge de pierre plus vert

Protégées par des droits de propriété intellectuelle, les éventuelles applications du CFS offrent d’énormes possibilités. Au delà du fait que cette technologie a permis à TechnoCarbon de croître et a facilité la mise au point d’autres innovations, elle est également susceptible de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Dans le cadre de partenariats avec des ONG, cette technologie peut aussi fournir aux pays en développement un matériau solide et sûr qui soit facile à fabriquer avec des ressources disponibles.