Passage du laboratoire au marché

Nom:National Metal and Materials Technology Center
Pays / Territoire:Thaïlande
Droit(s) de P.I.:Brevets, Secrets commerciaux
Date de publication:22 novembre 2012
Dernière mise à jour:28 novembre 2014


Le latex naturel est le plus souvent élaboré à partir de l’hévéa (Photo : Garik Asplund)

Contexte

Dans de nombreuses économies émergentes, les chercheurs, inventeurs et entrepreneurs se heurtent à de nombreux obstacles qui entravent la commercialisation des inventions. Avec une exposition limitée au secteur commercial, des capacités technologiques peu développées et une orientation générale vers l’édition académique plutôt que la propriété intellectuelle, il est souvent plus facile et moins risqué pour les entreprises d’acheter une technologie à l’étranger plutôt que de la développer localement. En outre, bon nombre de ces économies sont basées sur les produits agricoles et, avec de faibles marges, il est difficile pour les acteurs de l’industrie agricole de prendre des risques sur une technologie développée localement qui n’a pas encore fait ses preuves.

Un certain nombre de pays en développement ont réussi à mobiliser les forces du marché pour stimuler l’innovation nationale, mais nombreux sont ceux dans lesquels les organismes de transfert de technologie jouent un rôle de premier plan. La Thaïlande n’échappe pas à la règle : un certain nombre d’organismes et de programmes nationaux de premier plan encouragent le développement et la diffusion commerciale des technologies dans le pays. Le programme industriel d’assistance technologique (ITAP) de l’agence nationale de développement de la science et de la technologie (NSTDA) en est un exemple. En 2006 et avec l’aide de l’ITAP, des chercheurs de la NSTDA ont mis au point un procédé pour récupérer le caoutchouc des déchets des usines de caoutchouc, ce qui devrait améliorer considérablement cette industrie en Thaïlande.

Recherche-développement

Représentant plus de 10% du produit intérieur brut (PIB) de la Thaïlande, l’industrie agricole fait partie intégrante de l’économie du pays. Le caoutchouc naturel, en particulier, est l’un des produits agricoles les plus importants de la Thaïlande. Le caoutchouc naturel brut et les produits dérivés représentent 5% des exportations de la Thaïlande et le pays est le premier producteur-exportateur mondial de caoutchouc naturel. En raison de l’importance du caoutchouc pour l’économie du pays, la Thaïlande investit massivement dans des activités de recherche-développement couvrant tous les aspects de la production du caoutchouc, de la culture des arbres à latex au traitement final.


Le caoutchouc, qui est l’un des principaux produits d’exportation de la Thaïlande, est utilisé pour créer divers produits (Photo : Glenn Brown)

La demande de caoutchouc naturel n’a cessé d’augmenter (entre 2005 et 2010, elle a doublé), tout comme son coût. En outre, le traitement du caoutchouc naturel nécessite le recours à des produits chimiques très toxiques et volatils, tels que des acides, de l’ammoniac et du formaldéhyde, qui peuvent avoir un impact négatif sur l’environnement et présentent des risques pour la sécurité des employés. Par conséquent, les activités de recherche-développement dans l’industrie thaïlandaise du caoutchouc sont axées sur l’augmentation de la production de caoutchouc et la réduction ou la gestion plus efficace de l’utilisation des produits chimiques volatils au cours du traitement. Le programme de recherche dédié au caoutchouc (RRP) de la NSTDA, qui fait partie de l’unité de recherche dédiée aux polymères (PRU) du Centre technologique national des métaux et matériaux (MTEC), est axé sur ces objectifs et sur un certain nombre d’autres enjeux auxquels est confrontée l’industrie thaïlandaise du caoutchouc.

Le caoutchouc naturel est un polymère hydrocarboné élastique, élaboré à partir du latex, substance laiteuse qui est la sève de certaines plantes, dont la plus courante est l’hévéa. Le latex se récolte sur l’hévéa en pratiquant une incision inclinée de façon très précise sur l’écorce de l’arbre, ce qui déclenche un mécanisme de défense : l’écoulement du latex dans l’incision. Le latex est ensuite récolté dans un récipient fixé à l’arbre. Le latex brut coagule naturellement lorsqu’il est exposé à l’air. Il doit donc être traité ou transformé de façon à maîtriser la coagulation et à optimiser les propriétés élastiques souhaitées. Après sa récolte, le latex brut est transformé pour obtenir l’un des trois états semi-finis suivants avant d’être livré aux fabricants de caoutchouc : latex concentré conservé sous forme liquide, feuilles de latex solide fumées ou blocs de latex solide. Le latex concentré, plus largement utilisé, est essentiel pour la production d’une grande variété de produits en caoutchouc et de produits chimiques.

Lorsqu’il est prélevé sur l’hévéa, le latex de caoutchouc présente une concentration en caoutchouc solide de 25 à 40%. Un mélange avec du latex provenant d’autres sources porte la concentration à 35%, ce qui correspond à la norme industrielle. L’eau est ensuite extraite de ce mélange par centrifugation pour augmenter la concentration à 60%, et les divers produits chimiques mentionnés ci-dessus sont ajoutés pour maîtriser la coagulation et éviter une dégradation bactérienne. Le latex de caoutchouc concentré final est vendu à des fabricants de produits en caoutchouc pour la production d’articles en caoutchouc par trempage (produits fabriqués avec des moules).

Chacune de ces étapes de traitement génère des déchets qui contiennent du caoutchouc solide résiduel inexploité. Les déchets contenant du caoutchouc solide se divisent en trois catégories : le “skim”, eau éliminée par centrifugation, qui contient encore environ 3 à 8% de caoutchouc solide; les “sédiments”, qui cuisent à l’intérieur de la centrifugeuse et d’autres machines, s’accumulent au fond des réservoirs de latex et sont retirés à intervalles réguliers au cours du traitement; l’“eau de lavage”, c’est-à-dire l’eau utilisée pour laver les centrifugeuses et autres machines, qui contient une petite quantité de caoutchouc solide dissous.


Le latex brut est récolté en incisant un hévéa (Photo : Blake Lennon)

Parmi ces trois catégories, le caoutchouc de skim contient le plus de caoutchouc solide et il est le plus susceptible d’être viable du point de vue commercial. C’est la raison pour laquelle le MTEC a lancé un programme de recherche-développement pour mettre au point un nouveau procédé de récupération de caoutchouc solide à partir du skim. Cependant, il est ressorti d’une première étude qu’un tel procédé était difficile à commercialiser. Dans ce contexte, une demande de changement d’un partenaire industriel impliqué dans le projet a abouti à la décision de mettre au point un procédé de récupération de caoutchouc solide à partir des sédiments au lieu du skim. Le rendement potentiel était inférieur, mais la commercialisation était beaucoup plus facile.

Au milieu des années 2000, 15 grandes entreprises traitaient et vendaient du latex de caoutchouc concentré en Thaïlande. L’une d’elles a été intriguée par un article publié dans une revue technique sur la récupération de caoutchouc solide à partir du skim. Dans l’espoir de récupérer le caoutchouc solide restant dans les eaux rejetées, l’entreprise a contacté l’ITAP en 2006 pour savoir s’il était possible de mettre au point un procédé technique pour ce faire.

L’ITAP a contacté l’unité de recherche dédiée aux polymères (PRU) et a appris qu’elle avait déjà mis au point un procédé de récupération de caoutchouc solide à partir du skim en laboratoire. Ce procédé ajoute de l’acide sulfurique concentré au caoutchouc de skim, ce qui provoque la coagulation des matières solides en morceaux de caoutchouc flottants pouvant être retirés de la surface du liquide. Le caoutchouc solide extrait est généralement de qualité médiocre et ne peut être utilisé que pour la production d’articles tels que des bandes en caoutchouc. Toutefois, des entreprises locales ont exprimé leur intérêt et cinq d’entre elles ont accepté d’accueillir les chercheurs du MTEC dans le but d’élaborer un programme pilote pour tester le procédé à grande échelle dans une usine.

Malgré ces progrès, cette technologie n’a jamais été commercialisée, car elle nécessitait des équipements supplémentaires coûteux. Cependant, cette étude a donné lieu à un développement encore plus intéressant. Lors de l’élaboration du programme pilote, l’une des entreprises impliquées a eu une discussion informelle avec les chercheurs du MTEC. Au cours de cette discussion, elle a mentionné les avantages découlant de la capacité à récupérer du caoutchouc dans les sédiments qui s’accumulent dans les moindres recoins des machines de traitement au cours de la production de latex ou ceux qui coulent au fond des réservoirs de latex. Les chercheurs ont tendance à ne pas tenir compte des sédiments, car ils contiennent très peu de caoutchouc, du latex déjà solidifié (ce qui le rend moins intéressant) et de grandes quantités de substances inorganiques ajoutées au cours du traitement. Les sédiments peuvent servir d’engrais faiblement dosé, mais la teneur élevée en caoutchouc diminue leur efficacité. En raison de ces facteurs, les transformateurs de caoutchouc ne considèrent généralement pas les sédiments comme une source précieuse de caoutchouc ni comme un engrais viable et, en règle générale, ils paient pour leur enlèvement.

Toutefois, l’entreprise qui a contacté les chercheurs du MTEC a perçu une opportunité négligée : si le caoutchouc solide pouvait être séparé de la matière inorganique, il en résulterait deux opportunités économiques importantes. D’une part, il serait possible d’augmenter la production de caoutchouc à partir des mêmes entrées et, d’autre part, l’enlèvement de la matière inorganique permettrait la production d’un engrais de bonne qualité, pouvant être vendu pour compenser le coût des produits chimiques utilisés au cours du traitement.

Intrigués par le potentiel d’un tel procédé, les chercheurs du MTEC ont axé leurs premiers travaux de recherche-développement sur l’élimination des produits chimiques du caoutchouc pour le purifier. Toutefois, cela s’est avéré extrêmement difficile parce que, bien que les sédiments soient essentiellement du caoutchouc avec peu de produits chimiques résiduels, il n’était pas facile d’éliminer de manière viable ces produits chimiques pour produire du caoutchouc utilisable. En outre, cette approche a démontré qu’il était quasiment impossible de produire une quantité importante d’engrais commercialisable.

Face à ce dilemme, un chercheur du programme de recherche dédié au caoutchouc (RRP) s’est demandé s’il était possible de séparer le caoutchouc des produits chimiques au lieu de l’inverse. Le RRP s’était familiarisé avec les technologies liées à la séparation du caoutchouc dans le cadre de nombreux autres projets de recherche. Il les connaissait donc très bien, y compris le procédé relatif au caoutchouc de skim, mentionné précédemment. Cette approche innovante l’a conduit à mettre au point avec succès un procédé de séparation du caoutchouc des produits chimiques résiduels dans les sédiments.

Invention

L’invention est un procédé qui consiste à immerger les sédiments dans un milieu liquide, tel que de l’eau, puis à ajouter de l’acide pour réduire le pH (mesure de l’acidité d’une solution) à une fourchette de 0 à 3,5. Le caoutchouc solide s’agglomère sous l’effet de l’acide et peut ensuite être facilement récolté et séparé du milieu liquide. Le caoutchouc récupéré est lavé et séché. Il est ensuite prêt à être vendu. Le liquide restant est ensuite ajusté à un pH compris entre 6 et 14, ce qui provoque la séparation par précipitation des substances inorganiques. L’une de ces substances est le phosphate double d’ammonium et de magnésium, qui est extrêmement utile comme engrais ainsi que pour la fabrication de la céramique.


L’invention utilise un milieu liquide, tel que de l’eau usée et de l’acide, pour agglomérer le caoutchouc solide (Photo : Gayle Leonard)

Après avoir inventé ce premier procédé, les chercheurs du RRP et le personnel de l’entreprise l’ont affiné pour obtenir des résultats encore meilleurs. Après avoir optimisé les formulations chimiques nécessaires pour atteindre le taux maximal de récupération de caoutchouc, l’équipe de recherche-développement a constaté que les produits chimiques utilisés dans ce procédé étaient également utilisés dans d’autres étapes du processus de fabrication du caoutchouc et souvent jetés avec les eaux usées après utilisation. La réutilisation de ces déchets permettait de réaliser des économies supplémentaires et d’accroître ainsi l’efficacité du procédé.

Au lieu d’utiliser de l’eau comme milieu liquide, l’équipe de recherche-développement a estimé qu’il était possible d’utiliser la solution résiduelle de l’opération de centrifugation, l’eau de lavage ou l’eau extraite des autres parties du traitement du caoutchouc. De même, au lieu d’ajouter certains acides pour séparer le caoutchouc, l’excès de solution acide provenant du cours naturel du traitement du caoutchouc peut être utilisé sans coût de matières supplémentaire. L’utilisation de ces flux de déchets est applicable autant de fois que nécessaire pour atteindre le taux de récupération de caoutchouc souhaité.

Les améliorations apportées à l’invention d’origine ont abouti à une plus grande valeur commerciale. L’utilisation des eaux usées au lieu de l’eau douce et des produits chimiques résiduels au lieu de nouveaux produits chimiques augmente la production d’une usine de caoutchouc sans augmenter les coûts. Les résultats indiquent que l’utilisation des eaux usées et des déchets chimiques existants permet de récupérer environ 15% des sédiments sous forme de caoutchouc solide commercialisable. Il est également possible de créer un engrais de bonne qualité, pouvant être vendu pour compenser le coût d’un transformateur de caoutchouc lié à l’utilisation du nouveau procédé. En outre, les impuretés présentes dans les eaux usées sont réduites, ce qui se traduit par des économies sur le traitement des eaux usées. Il en résulte également un environnement de travail plus sûr, car les employés ont moins de produits chimiques volatils à gérer.

Même si bon nombre de ces facteurs et techniques sont également applicables à un procédé utilisant le caoutchouc de skim, il existe des différences subtiles mais importantes. L’application d’une technologie similaire au caoutchouc de skim ne permet de récupérer qu’environ 5% du caoutchouc solide, alors qu’il est possible d’en récupérer jusqu’à 15% dans les sédiments. En outre, l’utilisation du procédé avec du caoutchouc de skim ne présente aucun des avantages supplémentaires découlant de la réutilisation des eaux usées et des déchets chimiques. De plus, un tel procédé nécessite du matériel supplémentaire, ce qui réduit encore les avantages économiques. Par conséquent, le procédé tel qu’appliqué au caoutchouc de sédiments est vraiment un procédé innovant qui apporte de nombreux avantages.

Gestion de la propriété intellectuelle

La NSTDA s’efforce de protéger l’ensemble de ses technologies développées via l’utilisation stratégique du système de la propriété intellectuelle. L’obtention de titres de propriété intellectuelle sur la recherche financée par la NSTDA est gérée par l’organisme de transfert de technologie, notamment à travers le groupe de gestion de la propriété intellectuelle (IPM) et le groupe chargé des politiques de propriété intellectuelle (IPP). Toutes les demandes de brevets nationaux et internationaux sont rédigées par l’IPM. Avec plus de 150 demandes déposées en moyenne chaque année, l’IPM est l’un des groupes de gestion de la propriété intellectuelle les plus expérimentés en Thaïlande. L’IPM est également responsable des autres titres de propriété intellectuelle et instruments de protection tels que les secrets d’affaires et les accords de non-divulgation. L’élaboration des politiques de la NSTDA relatives à la création, la protection et l’exploitation de la propriété intellectuelle relève de la responsabilité de l’IPP, qui conseille également les comités de travail du Ministère de la science et de la technologie sur les politiques en matière de propriété intellectuelle.

Brevets et secrets d’affaires


Sédiments résiduels contenant du caoutchouc solide et récupérés du matériel de traitement (Photo : MTEC)

En raison de la valeur perçue de cette technologie dans l’industrie du caoutchouc, la NSTDA a rédigé une demande de brevet relative au procédé de récupération de caoutchouc solide résiduel à partir des déchets sous forme de sédiments. Des demandes ont été déposées non seulement en Thaïlande, mais aussi dans des pays voisins qui sont de grands producteurs de caoutchouc, à savoir la Malaisie, l’Indonésie et l’Inde. Les demandes nationales et internationales ont été déposées en 2009. Au début de l’année 2011, elles étaient encore en cours d’examen.

Les brevets constituent le principal instrument utilisé par la NSTDA pour protéger ses inventions, mais une combinaison d’autres instruments de protection, tels que les secrets d’affaires, est parfois nécessaire. La technologie de récupération de caoutchouc à partir des sédiments en est un exemple. Cette technologie a soulevé plusieurs questions épineuses en matière de propriété intellectuelle. Premièrement, le processus est simple et facile à reproduire. Deuxièmement, il est impossible de savoir si le caoutchouc récupéré est dérivé de ce procédé ou d’une autre source; la mise en application est donc difficile. Troisièmement, étant donné que l’un des principaux avantages de cette technologie implique l’utilisation de produits chimiques et de flux de processus de fabrication existants, les concurrents et les clients potentiels sont déjà très bien informés.

L’IPM en a conclu que la protection du savoir-faire relatif au procédé par le biais d’un secret d’affaires était indispensable. La demande de brevet décrit un certain nombre de composés acides efficaces. Cependant, la quantité exacte de chaque composé nécessaire pour un résultat optimal n’y figure pas. Ces informations sont protégées par la NSTDA en tant que secret d’affaires. En outre, du fait qu’un avantage important de la technologie est qu’elle réduit les coûts en utilisant des flux de déchets existants, la formulation doit être adaptée aux besoins spécifiques de chaque usine. Cela confirme que le savoir-faire des chercheurs de la NSTDA est essentiel pour le succès de la commercialisation de la technologie, d’où sa protection en tant que secret d’affaires.

Transfert de technologie

En 2005, la NSTDA a créé le Centre de gestion de la technologie (TMC), chargé de gérer les liens de recherche-développement scientifique et commerciaux, et d’accélérer le développement de technologies dans le secteur privé en Thaïlande et à l’étranger. À la création du TMC s’est ajoutée celle de l’Office des licences de technologie (TLO), qui est le principal véhicule utilisé par la NSTDA pour le transfert de technologie. Le TLO emploie une trentaine de personnes ayant un large éventail de compétences en propriété intellectuelle et en commercialisation de technologie dans divers secteurs. Il comprend trois groupes : le groupe de gestion de la propriété intellectuelle (IPM), le groupe des affaires relatives à la propriété intellectuelle (IPB) et le groupe des politiques de propriété intellectuelle (IPP). À travers ces trois groupes, le TLO gère toutes les questions relatives à la propriété intellectuelle (telles que les demandes de brevet), identifie les technologies de la NSTDA ayant un potentiel commercial, recherche des partenaires de licence qualifiés, et développe et gère les politiques de la NSTDA relatives à la création, la protection et l’exploitation de la propriété intellectuelle.

Le partage des bénéfices étant important pour la NSTDA, les chercheurs de ses organismes impliqués dans les nouvelles technologies introduites sur le marché reçoivent 70% de la recette totale, dans la limite de 1 million de bahts thaïlandais (environ 30 000 dollars É.-U.). Une fois ce plafond atteint, ils reçoivent 30% des recettes supplémentaires, le cas échéant. Si la recherche a été financée par la NSTDA, mais que les activités de recherche-développement ont été menées dans un autre organisme, la NSTDA reçoit 21% et l’organisme des chercheurs 64%.

Indépendamment du lieu où se déroulent les activités de recherche-développement, afin de compenser les coûts opérationnels, le TLO reçoit 15% de la recette totale, calculé sur la base des paiements initiaux et des redevances. Cette approche crée des opportunités au-delà des activités de sécurisation et de commercialisation de la recherche de la NSTDA menées par le TLO. Sur le long terme, elle permet au TLO de fournir des services commerciaux à des organismes ou entreprises externes sur la base d’honoraires. Le TLO estime qu’au fil du développement de ses capacités, il pourra créer des portefeuilles de technologies et des stratégies de commercialisation pour les travaux de recherche-développement menés par un certain nombre de centres de recherche nationaux et internationaux.

Licences et commercialisation


Exemples de caoutchouc semi-fini en feuilles fumées et blocs de caoutchouc (Photo : MTEC)

Ayant à sa disposition des politiques de transfert de technologie et de gestion de la propriété intellectuelle, le TLO a estimé que l’octroi de licences était la meilleure façon de commercialiser la technologie. Les contrats de licence sont gérés par le groupe des affaires relatives à la propriété intellectuelle (IPB) qui fonctionne au sein du TLO. Le premier contrat de licence a été conclu avec l’entreprise qui a suggéré de récupérer le caoutchouc dans les sédiments au lieu du skim. En raison de son implication précoce, l’entreprise a bénéficié d’une réduction sur les frais de licence initiaux. En outre, en raison de la difficulté à contrôler l’utilisation et la vente de produits issus de cette technologie, l’entreprise a été exemptée des redevances. Par ailleurs, dans une disposition du contrat de licence, le TLO s’est engagé à ne pas vendre de licences de sa technologie à plus de cinq producteurs de caoutchouc au cours des trois premières années.

Au début de l’année 2011, le TLO avait conclu des contrats de licence avec quatre entreprises (tous sans redevances) et une négociation était en cours avec une cinquième entreprise. En raison de la nature concurrentielle de l’industrie mondiale du caoutchouc, le TLO n’a conclu de contrats de licence qu’avec des entreprises thaïlandaises. À l’expiration de ces contrats, le TLO reverra cette stratégie pour déterminer si la technologie peut également être commercialisée avec succès dans des pays voisins producteurs de caoutchouc, tels que l’Inde, l’Indonésie et la Malaisie.

Résultats de l’entreprise

En raison de la nature de la technologie, il est difficile d’évaluer de façon concrète son succès commercial. Rien ne permet de déterminer avec précision la quantité de caoutchouc vendu grâce à l’utilisation de la technologie, mais le fait est qu’au début de 2011, des contrats de licence de la technologie avaient été conclus avec quatre des plus grands producteurs thaïlandais de caoutchouc, détenant plus de 50% de parts de marché. Cette technologie a également amélioré considérablement la situation financière des détenteurs de licence, car ils sont en mesure d’augmenter leur production sans matériel ni coûts supplémentaires. La mise en œuvre de cette technologie stimule fortement l’industrie thaïlandaise du caoutchouc et, le cas échéant, sa commercialisation à l’étranger renforcera la présence internationale de la NSTDA tout en générant des recettes par le biais des licences, qui permettront de réaliser d’autres inventions.

Transformation de sédiments en recettes

Dans des pays tels que la Thaïlande, le fossé entre le laboratoire et la commercialisation peut être immense. Toutefois, en s’appuyant sur plusieurs ressources, notamment sur des politiques fortes de propriété intellectuelle, le transfert de technologie et les secrets d’affaires, la NSTDA a facilité le passage de la technologie de récupération de caoutchouc à partir de sédiments du laboratoire au secteur commercial. La commercialisation de cette technologie a permis à des entreprises de transformer les déchets en recettes, tout en protégeant l’environnement et en sécurisant les conditions de travail.