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                  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

 

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