DÉCISION DU COMMISSAIRE
Évidence: Tour de refroidissement industrielle
Le demandeur a revendiqué une enveloppe tubulaire concave et fortement pré-
contrainte en tant que principal élément de la tour. Le demandeur a réalisé
un perfectionnement brevetable compte tenu de l'état de la technique. L'anté-
riorité citée exigeait une structure composée de câbles précontraints sou-
tenant une enveloppe servant de revêtement.
Décision finale: infirmée
******************
La présente décision porte sur une requête en révision présentée au
Commissaire des brevets au sujet de la décision finale de l'exami-
nateur prise le 10 septembre 1976 à propos de la demande n o 180,985
(Classe 62-115). La demande a été déposée le 14 septembre 1973 au
nom de Fritz Leonhardt et sous le titre "Tour de refroidissement
industrielle".
La demande porte sur une tour de refroidissement industrielle
comprenant une enveloppe tubulaire concave tendue et suspendue à
son extrémité supérieure à un support qui porte l'élément vertical
du dispositif de tension. L'enveloppe est une membrane faite dans
un matériau capable de résister aux tensions dans toutes les directions.
La disposition est illustrée à la Figure 1 ci-dessous.
<IMG>
Dans sa décision finale, l'examinateur a refusé la demande compte tenu
de l'existence du brevet belge Kugler, n o 752877, en date du 16
septembre 1970. Ce brevet correspond au brevet n o 3,637,193 des
États-Unis. Il divulgue une tour de refroidissement destinée à
refroidir les gaz et les liquides dont la structure se compose d'un
système de câbles s'appuyant sur un axe ou support commun. Une enve-
loppe recouvre cette structure. Cette enveloppe est faite dans un
matériau tel que matériau synthétique renforcé. La Figure 1 ci-
dessous illustre l'invention:
<IMG>
Lors de sa décision finale, l'examinateur a exprimé son opinion (en
partie) de la manière suivante:
L'antériorité fait état d'une enveloppe ou superstructure 6
faite en matériau synthétique renforcé ou un équivalent, fixée
à son extrémité supérieure par un anneau 2 sur le poteau 5 et
reliée aux fondations à son extrémité inférieure par des câbles
tenseurs (indiqués dans les figures 1 et 2 sans être nommés).
Il convient de faire remarquer que les câbles 7 servent de
support aux structures rigides 2, 8, 10, 4, 9 et 5.
Aucune invention ne peut être alléguée dans cette demande par
rapport au brevet Kugler et compte tenu de la qualification
technique à laquelle on peut s'attendre. Rien dans la réponse
du demandeur en date du 8 juillet 1976 ne convainc l'examinateur
qu'un tel rejet n'est pas fondé. Il ressort clairement du brevet
Kugler que l'enveloppe 6 est tendue à l'aide des câbles d'ancrage
fixés à la partie inférieure de la tour. D'autres câbles 7 (en
plus de ceux qui retiennent la partie inférieure de l'enveloppe)
maintiennent en place les anneaux 2 et 8 autour de l'axe constitué
par le poteau de soutien 5. Le rétrécissement de l'enveloppe 6
se fait au niveau de: l'anneau 2.
Dans sa réponse à la décision finale le demandeur a déclaré ce qui
suit (en partie):
...
L'invention des demandeurs constitue une innovation originale dans
le domaine de la construction des tours de refroidissement per-
mettant de remplacer la couverture classique en béton par une
membrane concave ou hyperbolique relativement souple et suffi-
samment précontrainte dans le sens vertical pour donner naissance
à des forces de tension dans toutes les directions de la mem-
brane, ces tensions étant plus élevées que les forces de com-
pression extérieures créées par le vent. La tour est à tirage
naturel ou de type refroidi à l'air.
...
En raison de sa forme concave la membrane tubulaire, lorsqu'elle
est tendue dans un sens vertical et selon l'axe de la tour,
fournit la composante verticale du système de précontrainte,
la membrane une fois tendue constituant alors une enveloppe auto-
portante pouvant résister au vent grâce aux tensions préalables
s'exerçant ainsi dans toutes les directions de la membrane.
Cette précontrainte est suffisante pour que les tensions créées
au préalable dans la membrane soient supérieures aux forces de
compression dues à l'action extérieure du vent sur l'enveloppe.
Le recours à un mât central 4 n'est pas fondamental pour l'in-
vention puisqu'on peut le remplacer par plusieurs mâts intérieurs
ou par une structure de soutien quelconque située à l'extérieur
de la membrane et recouvrant cette dernière à condition que cette
structure de soutien puisse absorber la composante verticale de
toutes les forces créées par la précontrainte et puisse résister
à l'action extérieure des vents.
...
Le fait de construire dans la présente invention la tour de
refroidissement à partir d'une enveloppe précontrainte sans
avoir recours au béton permet d'atteindre des hauteurs beaucoup
plus élevées que dans le cas des tours de refroidissement
classiques tout en disposant d'une structure capable de résister
aux forces de compression exercées par les vents que l'on trouve
à ces hauteurs, et il est donc possible d'ériger une tour ayant
des dimensions suffisantes pour que l'on puisse recourir à un
refroidissement à sec par air dans les régions où l'eau dispo-
nible n'est pas assez abondante pour justifier un refroidis-
sement par eau. La structure des demandeurs permet donc d'at-
teindre des hauteurs de 900 pieds et davantage. D'un autre côté,
la paroi de l'enveloppe est relativement fine et légère ce qui
facilite la construction.
...
Pour être plus précis il convient de faire remarquer que la tour
couverte par le brevet qui nous occupe, soit le brevet des États-
Unis n o 3,637,193 concédé à Kugler comporte une construction en
câbles (colonne 1, ligne 61). Une autre caractéristique de la
tour couverte par ce brevet réside dans le fait que le revêtement
étanche de la tour de refroidissement se compose d'un matériau
pouvant être maintenu en place à l'aide d'une structure de câbles
(colonne 1, lignes 68 à 70). En conséquence, il apparaît dès
le début de la description de la tour de refroidissement cou-
verte par le brevet Kugler que la superstructure ou l'enveloppe 6
de la tour n'a pas les mêmes propriétés ni les mêmes applications
que l'enveloppe de la présente invention. Il est évident que la
superstructure du brevet de référence est maintenue par une
structure en câbles contrairement à ce qui se passe dans la
présente invention où l'enveloppe elle-même, située entre les
deux anneaux 2, n'est maintenue par aucun câble.
...
Nous avons examiné avec attention la suite donnée à cette demande ainsi
que les points et les arguments soulevés par le demandeur. I1 s'agit pour
nous de déterminer si le demandeur a réalisé un perfectionnement brevetable
compte tenu de l'état antérieur de la technique.
Nous prenons note du fait que le demandeur est d'accord pour dire que le
brevet n o 3,637,193 des États-Unis (Kugler) correspond au brevet belge cité.
Afin de simplifier la procédure, nous nous référerons donc dans la suite de
la discussion au brevet des États-Unis.
Le brevet Kugler porte sur la construction d'une tour de refroidissement.
Les anneaux 2 et 8 sont fixés par des rayons au poteau ou mât central 5
qui sert de support, et reposent sur la fondation 20. Les anneaux servent
d'ancrage et de guide à la structure de câbles. Les câbles sont tendus à
l'avance "deux câbles diamétralement opposés sont tendus à l'avance de
manière simultanée...". La superstructure ou enveloppe 6 est en matériau
synthétique renforcé, en toile imprégnée ou en ciment d'amiante. L'enve-
loppe est maintenue en place à son extrémité supérieure par un anneau de
renforcement 8 qui la relie d'une part au mât de support 5 et d'autre part
à la structure de câbles précontrainte. Les câbles de guidage permettent
aussi de soutenir la structure dans la partie centrale de l'enveloppe (voir
figure 1 du brevet ci-dessus). La revendication 1 de ce brevet se lit
comme suit:
Une tour de refroidissement et de ventilation de type circulaire
destinée au refroidissement des gaz et des liquides qui comprend:
un mât central servant de support à la tour de ventilation, des
dispositifs de ventilation comprenant une ailette de ventilateur,
un dispositif de roulement permettant au ventilateur de tourner
autour de l'axe du mât, une entretoise de rotor placée autour du
dispositif de ventilation, fixée au mât et dont la forme exté-
rieure est celle d'un anneau sur lequel vient se fixer une enve-
loppe étanche placée tout autour de l'anneau et soutenue à l'aide
de câbles.
Nous sommes d'accord avec l'examinateur pour dire que le principe général
de base qui consiste à ériger une tour de refroidissement supportée en son
centre est exposée dans le brevet cité. En conséquence pour obtenir un
brevet le demandeur doit donc apporter la preuve qu'il possède une combi-
naison nouvelle et utilisable lui permettant d'ériger une tour de refroi-
dissement en montrant un certain esprit d'invention.
La tour divulguée dans la présente demande comprend une membrane tubulaire
de type concave ou hyperbolique (voir plus haut la figure 1 de la demande)
ouverte à ses extrémités inférieures et supérieures et composée des membranes
continues faites dans un matériau relativement souple. Ce matériau peut
être un produit laminé, du plastique, de l'aluminium ou de l'acier en
feuilles de faible épaisseur" etc., qui une fois tendus "peuvent supporter
des tensions s'exerçant dans leur plan dans toutes les directions." Un
anneau de renforcement 2 est fixé à l'extrémité supérieure de l'enveloppe
de la membrane tubulaire 1, ce qui permet à cette dernière d'être suspendue
en position verticale à partir d'un mât central 4 et grâce aux câbles de
liaison 3. A son extrémité inférieure, l'enveloppe 1 est munie d'un autre
anneau de renforcement 2 relié par l'intermédiaire d'un ouvrage en treillis 5
à une structure de soutien au sol 6. Lors de l'érection de la tour, l'enve-
loppe est fixée à la fondation 6 par l'intermédiaire de l'ouvrage en treillis 5
puis tendue dans le sens vertical de manière à réaliser la précontrainte.
Nous voyons donc que l'enveloppe est tendue entre la fondation et l'extré-
mité supérieure du mât central de manière intense. Un tel dispositif a
pour but de renforcer la résistance à l'action extérieure des vents.
Nous sommes d'accord avec le demandeur pour dire que le brevet Kugler
révèle une structure en câbles nus dans laquelle la superstructure ou
enveloppe joue principalement le rôle d'un revêtement étanche. Nous
pouvons lire dans ce brevet: "....Le revêtement étanche de la tour de
refroidissement se compose d'un matériau pouvant être maintenu en place
à l'aide d'une structure de câbles..." (voir Kugler, colonne 1, lignes
68 et suivantes). Le brevet Kugler indique par ailleurs à la colonne 2,
lignes 12 et suivantes: "La superstructure ou enveloppe 6 est faite dans
un matériau suffisamment résistant pour être maintenue par une structure
en câbles précontraints qui peut être un matériau synthétique renforcé..."
(souligné par nos soins). La revendication 1 de ce brevet se lit par
ailleurs (en partie): "sur lequel vient se fixer une enveloppe étanche
placée tout autour de l'anneau et soutenue à l'aide de câbles" (souligné
par nos soins). Il ressort clairement de ce qui précède que la super-
structure ou enveloppe du brevet Kugler est reliée et soutenue par une
structure en câbles précontraints et ne répond bas aux mêmes fonctions ni
aux mêmes conditions de travail que l'enveloppe de la présente demande.
L'enveloppe dont il est question n'est soutenue entre les deux anneaux 2
par aucune structure en câbles autres que les câbles qui la relie à ses
extrémités inférieures et supérieures.
Nous estimons en conséquence que l'enveloppe de Kugler répond fondamentalement
à un objectif unique, celui de garantir l'étanchéité de la paroi extérieure.
De manière générale l'enveloppe n'est pas fortement tendue et elle ne joue
pas le rôle d'élément structurel principal de la tour. En d'autres termes
dans le brevet Kugler la structure en câbles joue le rôle de support alors
que l'enveloppe sert d'étanchéité; au contraire dans la situation présente
l'enveloppe est fortement tendue et se comporte en un sens comme une struc-
ture auto-portante entre les deux anneaux 2. Cette caractéristique est
évidemment absente de l'antériorité citée. A première vue il ne semble pas
qu'il s'agisse là d'une caractéristique importante. Il convient de se
rappeler cependant que ces tours sont parfois érigées à une grande hauteur.
Lorsque nous essayons de comprendre la position de l'examinateur nous
constatons cependant que dans les plans figurant au brevet la superstructure
ou enveloppe est fixée à la fondation par un dispositif non nommé autre que
celui des câbles précontraints 7. I1 est hors de doute que c'est là ce
qu'indique la divulgation et il est possible que ce soit simplement un
dispositif permettant de fixer l'enveloppe à la fondation pour éviter par
exemple que l'enveloppe ne flotte sous l'effet du vent. Nous pensons plutôt
qu'il s'agit là d'un dispositif sorti tout droit de l'imagination du dessi-
nateur concerné parce qu'il ne semble pas être vraiment à sa place à la
figure 2. Quoiqu'il en soit rien n'indique, lorsqu'on considère l'antériorité
dans son ensemble, que l'enveloppe est fortement tendue ni quel est le
dispositif employé par le demandeur dans ce qu'il appelle "précontrainte".
La suppression de la structure en câbles précontraints et l'utilisation
d'une enveloppe de forme concave et fortement tendue constitue ce qui fait
l'essentiel de cette invention.
Un certain nombre d'avantages, si l'on en croit le demandeur, sont constitués
par le fait que "la paroi de l'enveloppe est relativement fine et légère ce
qui facilite la construction." Dans la disposition présente il ne se produit
de manière générale aucune déformation due au vent dans la membrane ainsi
tendue. L'enveloppe est plus facile à construire et plus économique parce
qu'elle est constituée d'une membrane légère que l'on peut installer sans
difficulté en l'ancrant à sa base et en la fixant au sommet d'une structure
lui servant de support.
En résumé, le brevet Kugler divulgue une structure comportant une ossature
servant de soutien (sur un support central) constituée de câbles tendus à
l'avance sur lesquels repose une enveloppe servant de tour de refroidis-
sement et soutenue entre ses deux extrémités. En d'autres termes la struc-
ture en câbles précontraints joue essentiellement le rôle de support et de
soutien alors que l'enveloppe sert principalement de revêtement et assure
l'étanchéité. Par contre la présente demande divulgue une tour de refroi-
dissement comprenant un support reposant sur le sol ainsi qu'une enveloppe
tubulaire de forme concave constituée d'une membrane continue et fortement
tendue. L'enveloppe est fixée par l'intermédiaire des anneaux de soutien
au sommet du mât servant de support ainsi qu'à la fondation. Aucun câble
de soutien n'est utilisé entre les deux extrémités.
Nous n'hésitons pas à conclure que le demandeur a révélé une nouvelle combi-
naison. En outre nous sommes convaincus qu'il a fait preuve d'un certain
esprit inventif afin de produire un résultat nouveau ou amélioré d'une
manière plus rapide. Rien n'indique dans Kugler l'existence d'une structure
"auto-portante" du type décrit dans la présente demande. Cela, bien que nous
nous rangions à l'avis de l'examinateur pour dire que le brevet Kugler
indique bien un type de structure supportée en son centre. Nous recommandons
que la décision finale portant refus de la demande soit infirmée.
Nous revenons maintenant aux revendications qui ont été modifiées en
réponse à la décision finale. La revendication 1 modifiée se lit comme suit:
Une tour de refroidissement industrielle comprenant une structure
de soutien et reposant sur le sol, et une enveloppe tubulaire
convave constituée d'une membrane continue ayant la forme d'une
selle et faite dans un matériau capable de supporter les tensions
exercées dans son plan dans toutes les directions, cette membrane
étant précontrainte et se déployant autour de l'axe vertical de
la structure de soutien, un ouvrage en treillis ouvert permettant
de fixer au sol l'extrémité inférieure de cette membrane et
servant d'entrée à l'air de refroidissement qui en parcourt
l'intérieur, cette membrane étant ouverte à son extrémité supé-
rieure afin de laisser sortir l'air qui entre par le bas et étant
munie toujours à son extrémité supérieure d'un anneau, la struc-
ture de soutien étant donc entourée de cette enveloppe tendue dans
toutes les directions autour de son axe entre les extrémités supé-
rieures et inférieures, cette structure de soutien servant de
composante verticale des forces de précontrainte et ayant une
résistance suffisante pour soutenir cette membrane qui doit être
suffisamment tendue pour que la précontrainte ainsi réalisée crée
dans la membrane des tensions s'exerçant dans toutes les directions
du plan de ladite enveloppe concave, ces forces de tension étant
plus élevées que les forces de compression exercées par le vent
à l'extérieur de ladite enveloppe, cette membrane ainsi tendue
constituant ainsi une enveloppe auto-portante.
Deux points nous préoccupent lorsque l'on examine l'admissibilité de cette
demande. Le premier porte sur le terme "précontrainte" qui est aussi
utilisé dans la divulgation. A notre avis l'enveloppe tubulaire n'est pas
"précontrainte" avant d'être utilisée dans la tour, on lui applique une
forte tension lors de la construction de la tour. Nous estimons que ce
terme devrait être modifié et qu'il serait plus conforme à la réalité de
parler par exemple de "tension" ou de "post-tension". Le second point porte
sur "l'enveloppe"auto-portante" (dernière ligne de la revendication). La
membrane n'est absolument pas auto-portante. Il conviendrait là aussi
d'apporter une modification à la revendication.
Nous concluons sans ambiguité de l'examen de l'admissibilité de la revendi-
cation 1 qu'il y a là l'élément constitutif de l'invention par rapport au
brevet Kugler, tel que cela ressort de la discussion qui précède. La
revendication ne sort pas des limites de l'invention qui est faite et
elle restreint le monopole de manière appropriée. Cette revendication
pourra être admise lorsqu'elle aura été modifiée dans le sens indiqué
ci-dessus. Les revendications 2 à 10, qui dépendent directement ou indi-
rectement de la revendication 1, sont jugées elles aussi admissibles.
Nous sommes convaincus que le demandeur a réalisé un perfectionnement
brevetable compte tenu de l'état de la technique et nous recommandons
que la décision finale portant refus de la demande soit infirmée. Il
est recommandé par ailleurs que les revendications soient modifiées afin
d'en améliorer la forme et par conséquent la clarté.
J.F. Hughes
Président adjoint
Commission d'appel des brevets, Canada
J'ai pris connaissance de la suite donnée à cette demande et j'ai examiné
avec attention les recommandations faites par la Commission d'appel des
brevets. Compte tenu des circonstances, j'ai décidé de retirer la décision
finale et j'accepterai les revendications une fois qu'elles auront été
modifiées dans le sens indiqué par la Commission. La demande est renvoyée
à l'examinateur qui reprendra la procédure.
J.H.A. Gariepy
Commissaire des brevets
Hull, Québec
le 15 septembre 1977
Mandataire du demandeur
Robic, Robic & Associés
2100, rue Drummond
Montréal, Québec
H3G 1X5