DÉCISION DU COMMISSAIRE
Art. 2, évidence Surveillance des centrales nucléaires
Les antériorités citées ont déjà traité de la surveillance des vibrations
dégagées par une composante. Dans la présente demande, le demandeur délimite
des niveaux de vibration acceptables en divers endroits de la centrale et
préconise une analyse spectrale de la puissance volumique à l'intérieur de
zones précises de manière à prévoir les pannes.
Décision finale: annulée en vertu de l'article 2; des revendications
modifiées ont été présentées après l'audience.
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La demande de brevet n o 248 995 (classe 349/29) a été déposée le 29 mars 1976,
et l'invention revendiquée s'intitule "Méthode et appareil de surveillance
automatique des phénomènes anormaux pouvant survenir dans des centrales en état
d'exploitation". Les inventeurs, Paul J. Pekrul et al, ont cédé leurs droits
à la Rockwell International Corporation. L'examinateur responsable de l'étude
de la demande a rendu une décision finale de rejet. Dans le cadre de la révision
de la décision de rejet, la Commission d'appel des brevets a tenu une audience
à laquelle le demandeur était représenté par M. Orleans.
L'objet de la présente demande porte sur une méthode de surveillance
d'installations industrielles dont les centrales nucléaires. Des capteurs de
vibrations et de pressions sont disséminés dans la centrale de manière à
assurer une surveillance permanente des diverses composantes en marche. Les
signaux émis par ces capteurs sont analysés par un ordinateur qui les compare
à des signaux témoins. Si la différence entre les signaux captés et les signaux
de repère dépasse un niveau acceptable, l'ordinateur met alors en marche une
lampe-témoin ou un avertisseur à l'intention de l'opérateur qui a la possibilité
de prendre des mesures correctives ou de procéder à l'arrêt de la centrale.
Dans sa décision finale, l'examinateur rejette toutes les revendications parce
qu'elles découlent de trois brevets délivrés aux Etats-Unis. Il fonde également
son rejet sur le fait qu'elles se distinguent des antériorités citées simplement
par la nature de l'algorithme employé par le demandeur. Les trois brevets en
question sont les suivants:
3 324 458 6 juin 1967 MacArthur
3 694 637 26 sept. 1972 Edwin et al
3 778 347 11 déc. 1973 Giras et al
Le brevet MacArthur porte sur un appareil de surveillance d'opérations commandées
par ordinateur. L'inventeur se sert d'un ordinateur pour vérifier une multitude
de variables (pression, température, etc.) et les comparer ensuite avec des
valeurs de repère. S'il y a un trop grand écart entre la variable et les limites
acceptables, un système d'alarme entre en jeu, et l'opérateur prend connaissance
de la situation par l'entremise de la console de visualisation.
L'antériorité Giras traite d'un système de commande d'ordinateur numérique
servant à faire fonctionner un réacteur nucléaire à eau bouillante et à
actionner la turbine à vapeur qui l'accompagne dans une centrale d'énergie
électrique.
De leur côté, Edwin et al s'intéressent à déceler l'usure d'un outil en
surveillant les vibrations émises en cours d'utilisation, et en les comparant
à des valeurs établies au moyen d'un ordinateur. La figure 1 de ce brevet est
reproduite ci-dessous.
<IMG>
L'appareil 10 comprend un transducteur 16 fixé sur la bague 18 qui est elle-même
en contact avec le foret 12. L'ensemble est relié à l'ordinateur 22.
Dans sa décision finale, l'examinateur déclare (notamment):
Le demandeur prétend que l'on retrouve des échelles de vibrations complexes
dans une centrale, et qu'un certain nombre de composantes fonctionnent indé-
pendamment des autres composantes. Pour ces motifs, il fait valoir que la
situation présente des problèmes différents de ceux envisagés par Edwin et al,
et qu'il prévoit plus d'un niveau de comparaison.
L'examinateur est d'accord avec le demandeur lorsque ce dernier déclare qu'il
prévoit plus d'un niveau de comparaison étant donné qu'à l'intérieur d'une
centrale, diverses composantes fonctionnent de façon indépendante. L'examinateur
conteste toutefois la conclusion du demandeur selon laquelle la situation actuelle
présente un problème de nature différente de celui envisagé par Edwin et al, et il
ne reconnaît pas que le niveau de comparaison supplémentaire confère au système
divulgué un caractère brevetable. Toutes les composantes de la centrale visée
par le demandeur sont surveillées individuellement, et chaque canal d'information
qui alimente l'ordinateur soulève par le fait même un problème identique à celui
dont traitent Edwin et al. Le fait d'opter pour un seul ou plusieurs niveaux de
comparaison représente uniquement une question de choix à l'étape de la conception,
et ne peut contribuer à faire breveter le système revendiqué par le demandeur.
Analysons maintenant la revendication 1:
a) La surveillance d'une centrale à l'aide d'un ordinateur n'est pas nouvelle
comme le démontrent les antériorités MacArthur, et Giras et al.
b) Le fait de soumettre une multitude de canaux de données d'entrée à un
balayage informatique est une pratique courante dans le domaine.
c) Le brevet délivré à Edwin et al démontre que l'on a déjà traité des signaux
vibratoires d'entrée pour obtenir des données sur la densité spectrale du
la puissance,et que l'on a déjà établi une comparaison entre les données
spectrales et des limites d'essai afin d'évaluer l'état d'une composante.
d) L'affichage des résultats de la comparaison à l'intention d'un opérateur
ne présente rien d'inédit.
La méthode revendiquée par le demandeur consiste donc à regrouper des étapes connues
et à mettre en application les enseignements de Edwin et al. Des données d'entrée
différentes ainsi que de nouvelles limites d'essai constituent en fait la seule
distinction. En d'autres termes, l'invention revendiquée se distingue uniquement
par l'algorithme employé par le demandeur pour solutionner son problème.
Les algorithmes ne sont pas brevetables, et le demandeur ne peut se fonder sur
eux pour faire breveter une méthode qui ne comporte aucun autre caractère brevetable.
Il en est de même pour l'appareil qui ne se distingue nullement des antériorités
sauf en ce qui a trait à la nature de l'algorithme divulgué par le demandeur.
...
Dans sa réponse à la décision finale, le demandeur déclare (entre autres):
...
Il faut insister sur le fait que l'invention ne repose pas sur une simple
juxtaposition car si le demandeur avait procédé ainsi en s'inspirant du système
de Edwin et al par exemple, il aurait regroupé un ensemble de systèmes élémen-
taires dotés de dispositifs de surveillance individuels. Le système conçu par
le demandeur est adapté à une centrale complexe, et il comprend un système de
surveillance unitaire possédant un nombre de canaux appropriés ainsi qu'un dispo-
sitif de balayage central, l'ensemble étant relié à un élément de traitement de
l'information.
Il ne serait pas plus juste de qualifier d'évident le fait de juxtaposer des
éléments connus et de leur ajouter un dispositif de balayage central de même qu'un
organe de commande à deux niveaux pour chaque canal. Ce résultat sous-entend que le
demandeur a procédé à une analyse du problème et des avantages que présente l'invention.
Dans la présente demande, le demandeur cerne le problème et précise les améliorations,
à apporter. En revanche, il constate que les antériorités citées ne font aucune
mention d'un problème semblable, et que rien n'a été fait en ce sens en termes
d'identification et de règlement.
Quant aux observations formulées par l'examinateur dans sa "décision finale", le
demandeur reconnaît que la surveillance d'une centrale à l'aide d'un ordinateur
n'est pas nouvelle.
Le demandeur ne conteste pas plus le fait que le balayage informatique d'une mul-
titude de canaux de données d'entrée soit pratique courante.
Le demandeur admet que le brevet délivré à Edwin et al démontre que l'on a déjà
traite des signaux vibratoires d'entrée pour obtenir des données sur la densité
spectrale de la puissance, et que l'on a déjà établi une comparaison entre les
données spectrales et des limites d'essai afin d'évaluer l'état d'une composante.
Le demandeur concède l'affichage des résultats de la comparaison à l'intention
d'un opérateur ne présente rien d'inédit.
Cependant, ces éléments qui ont fait l'objet d'un usage antérieur et dont l'exa-
minateur fait allusion, ont été mis à contribution dans des circonstances tout à
fait différentes, et il serait inopportun d'en faire un ensemble d'éléments jux-
taposés. Il est inadmissible d'essayer de prouver par voie d'analyse que les
éléments d'une invention étaient déjà connus individuellement./
L'examinateur fait allusion à des "pratiques courantes dans ce domaine" mais il
omet de préciser le domaine. Les antériorités relèvent de techniques diverses.
De toute manière, il faut souligner ques les antériorités citées ne suggèrent
aucune forme de regroupement des éléments de la manière proposée, pas plus
qu'elles ne laissent supposer qu'un regroupement semblable permettrait au demandeur
de solutionner ce problème particulier. Il faut dire que le problème en question
n'a jamais été abordé antérieurement.
L'examinateur rejette d'emblée toutes les revendications, et il semble qu'il ne
se soit même pas rendu compte qu'elles n'ont pas toutes la même portée. Il serait
dont difficile de commenter les objections de l'examinateur en passant en revue
chacune des revendications.1 Le demandeur prie instamment le Bureau d'accueillir
favorablement toutes les revendications subordonnées, elles portent sur des élé-
ments auxquels l'examinateur ne fait même pas allusion. Par conséquent, le
demandeur désire faire valoir que la décision finale ne peut s'appliquer auxdites
revendications.
Le demandeur a de la difficulté à comprendre comment l'examinateur peut invoquer
un "algorithme". Aucune revendication ne traite d'un algorithme, et l'invention
ne repose pas sur un algorithme. Le demandeur ne nie pas qu'un ordinateur
contribue à la réalisation de l'invention et qu'un programme machione fait inter-
venir un algorithme, mais les revendications, pas plus que le mémoire descriptif
d'ailleurs, ne laissent nullement supposer que l'invention porte sur un algorithme.
L'invention a pour objet un nouveau système de surveillance ainsi qu'un nouvel
appareil de surveillance conçus en fonction d'une installation industrielle com-
plexe. Le système et l'appareil qui l'accompagne sont inusités, et ils représen-
tent une solution originale à un problème qui n'a jamais été reconnu.
Il incombe à la Commission de décider si les revendications sont brevetables.
Au cours de l'audience, M. Orleans a fait observer que d'après son ionterprétation de
la décision finale, les revendications auraient été rejetées pour cause d'évidence.
Par contre,il trouve que la décision n'est pas claire en raison des autres questions
auxquelles l'examinateur fait allusion, dont les algorithmes et deux décisions rendues
par un tribunal des Etats-Unis. Etant donné que la demande présentée aux Etats-Unis
a donné lieu à la délivrance d'un brevet dans un domaine semblabler, M. Orleans a cru
qu'il était opportun de s'appuyer sur les deux décisions rendues par un tribunale de
pays, et que ce geste pouvait contribuer à l'acception de sa demande au Canada.
Après analyse de la demande, nous constatons que (TRADUCTION) "la présente invention
porte sur des appareils de surveillance des phénomènes anormaux, et plus spécialement sur
des appareils de surveillance de signaux dynamiques. Elle a été conçue en fonction de
certaines pièces que l'on retrouve à l'antérieur d'une centrale, mais que l'on peut dif-
ficilement inspecter en raison de leur accessibilité restreinte". Cette invention
s'adresse aux centrales nucléaires à l'antérieur desquelles l'inspection des pièces
s'avère pratiquement impossible sans mettre l'usine hors de service de sorte qu'il serait
souhaitable de (TRADUCTION) "déceler les problèmes éventuels, d'évaluer leur gravité et
d'indiquer les mesures à prendre" et ce, de façon régulière. Le demandeur expliqua où
installer les capteurs de vibrations et de pressions à l'intérieur de la centrale.
MacArthur se sert d'un ordinateur pour surveiller une opération dans une industrie. Il
prévoit un dispositif d'alarme qui entre en jeu dès qu'une variable s'écarte de la
valeur établie pour la pression, la température, etc. Ce dispositif réagit aussi quand
un générateur a dépassé les limites acceptables, ou qu'un disjoncteur est en position
ouverte au lieu d'être en position fermée. La troisième colonne (lignes 45 et suivantes
de l'original anglais) se lit comme suit:
(TRADUCTION) Le degré de complexité d'une opération n'influe
aucunement sur le mode de surveillance de ladite opération. Bref,
il est possible de vérifier régulièrement toutes les variables
mesurables et de les comparer à des valeurs établies à intervalles
fixes. Selon les résultats obtenus, les paramètres peuvent être
modifiés ou il peut être souhaitable de prévenir simplement un
surveillant. En d'autres termes, il s'agit de prévoir un dispo-
sitif d'urgence.
L'antériorité Giras traite d'un système d'ordinateur numérique servant à faire fonction-
ner un réacteur nucléaire à eau bouillante, et à actionner une turbine à vapeur dans
une centrale d'énergie électrique. Dans ce brevet, l'ordinateur assure la surveillance
ou le fonctionnement d'un réacteur nucléaire à eau bouillante et de la turbine qui
l'accompagne; ce système permet d'améliorer la coordination entre les diverses formes
d'exploitation de la centrale.
Le brevet Edwin porte sur (TRADUCTION) "une méthode et un appareil visant a déceler
l'usure d'un outil en surveillant les vibrations émises en cours d'utilisation, et
en les comparant à des valeurs établies". Le demandeur reconnaît cette antériorité
dans la divulgation de la présente demande (voir original anglais page 4, lignes 9
et suivantes), et il s'exprime en ces termes:
(TRADUCTION) Le fait de surveiller l'énergie vibratoire d'un
outil de coupe et de la comparer à une valeur établie est une
méthode éprouvée qui permet d'évaluer le degré d'usure d'un
outil et le moment opportun pour le remplacer. Consulter par
exemple deux brevets délivrés aux Etats-Unis, soit les nos
3,694,637 (Edwin et al) et 3,841,149. Mais la surveillance d'un
seul outil ne présente pas le même problème que la surveillance
d'une centrale en état d'exploitation. Dans les centrales, l'on
retrouve habituellement des échelles de vibrations complexes en
raison des nombreuses composantes qui fonctionnent indépendamment
les unes des autres. Pour compliquer les choses, disons que
certaines composantes fonctionnent de façon indépendante et sans
synchronisation, tandis que d'autres composantes fonctionnent
même de façon intermittente.
D'après nous, la citation Edwin laisse supposer qu'il est facile d'obtenir les données
préalables sur l'usure d'un outil en raison du nombre restreint de variables.
Le demandeur soutient qu'il est difficile de prévoir les réactions précises des
différentes composantes au moment de leur installation dans une centrale complexe,
d'autant plus qu'elles ne proviennent pas toujours d'un seul fabricant, et que le milieu
physique ambiant n'a pas été mis à l'épreuve. Etant donné que (TRADUCTION) "l'on ignore
les seuils critiques", le demandeur prétend que le système revendiqué permet d'ajuster
les paramètres en fonction de l'usage.
Même si nous sommes d'accord avec le demandeur quand il déclare qu'un certain nombre
de composantes de l'usine fonctionnent de façon indépendante, et qu'il prévoit plus
d'un niveau de comparaison, l'examinateur conteste cependant la (TRADUCTION) "conclusion
du demandeur selon laquelle la situation actuelle présente un problème de nature dif-
férente de celui envisagé par Edwin et al, et il ne reconnaît pas que le niveau de
comparaison supplémentaire confère au système divulgué un caractère brevetable". Il ne
fait aucun doute que la notion de surveillance des vibrations a déjà été démontrée par
Edwin. Cette antériorité traite toutefois des vibrations émises en rapport avec le
degré d'usure dudit outil". Les antériorités MacArthur et Giras portent sur la sur-
veillance d'une opération par ordinateur. La méthode décrite consiste à établir des
comparaisons par rapport à des paramètres comme la température, la pression et la
position du disjoncteur, mais elle ne tient pas compte des phénomènes vibratoires.
Nous estimons que l'amélioration apportée par le demandeur repose sur le fait que ce
dernier a précisé les niveaux vibratories acceptables (paramètres fixes à avance)
pour une centrale, et qu'il préconise une analyse spectrale de la puissance volumique
à l'intérieur de zones précises de manière a prévoir les pannes. Nous en venons donc
à la conclusion que l'objet de la présente demande ne découle pas de brevets cités.
Après analyse des revendications indépendantes déposées dans le dossier de
la présente demande, nous constatons que la terminologie employée ne leur
confère pas le caractère distinctif nécessaire pour les différencier des
antériorités citées. Nous avons communiqué par téléphone avec M. Orleans
à ce sujet, et ce dernier nous a fait parvenir les modifications proposées
les 6 juillet et 3 août 1983. Par exemple, la nouvelle revendication 1 se
lit comme suit:
(TRADUCTION)
Dans une centrale en état d'exploitation à l'intérieur de laquelle
les bruits de fond sont importants, des signaux variables émis
â intervalles réguliers et dérivés de capteurs installés à des
endroits précis afin d'assurer une surveillance permanente des
vibrations dégagées par les composantes en marche, une méthode
visant à balayer en temps réel des canaux de conditionnement
des signaux, un canal pour chacun desdits signaux, afin de
déceler des troubles éventuels, de juger de leur gravité et de
signaler à un opérateur quelles mesures prendre, ladite méthode
comprenant les étapes suivantes:
préparer des jeux de fréquences vibratoires limites sous forme
d'un tableau enregistré, ce dernier étant conçu d'après les
troubles manifestés antérieurement et toute la gamme de données
connues sur les composantes en marche;
choisir chaque canal dans l'ordre en prévision de l'analyse
spectrale;
traiter le signal émis par chaque canal désigné afin d'obtenir
des données sur la densité spectrale de la puissance à des
fréquences données, et les comparer à une gamme de fréquences
déterminées à l'avance comme s'il s'agissait d'une simple
transformée de Fourier;
comparer lesdites données sur la densité spectrale de la
puissance de chaque canal avec lesdits jeux de fréquences
vibratoires limites, chaque jeu comprenant au moins deux limites,
l'une correspondant à une situation nécessitant un avertissement,
et l'autre traduisant une situation d'urgence nécessitant une
intervention plus directe de la part de l'opérateur;
informer l'opérateur de l'état des composantes de la centrale
reliées à chacun des canaux, et lui signaler les mesures à
prendre en indiquant sur quel jeu de limites porte l'écart
révélé par les données sur la densité spectrale de la puissance,
et en identifiant la limite touchée à l'intérieur du jeu.
La Commission est d'avis que cette nouvelle revendication permet de laisser
tomber les objections formulées en rapport avec les revendications au dossier,
et qu'elle renferme également les éléments distinctifs nécessaires pour la
différencier des antériorités citées.
La décision Finale de l'examinateur renferme une autre objection, soit que (TRADUCTION)
"le méthode revendiquée par le demandeur se distingue des antériorités citées sim-
plement par la nature de l'algorithme employé". Cette objection est subordonnée à
l'interprétation de l'examinateur voulant que l'objet de la présente demande découle
des antériorités citées. Comme nous l'avons déjà mentionné, l'amélioration apportée
par le demandeur repose sur le fait que ce dernier a précisé les niveaux vibratoires
acceptables pour une centrale, et qu'il prévoir une analyse spectrale de la puissance
volumique à l'intérieur de zones précises. Nous nous inspirons de l'opinion formulée
dans l'affaire Schlumberger selon laquelle l'emploi d'un (TRADUCTION) "ordinateur à des
fins de mise en application d'une découverte n'influe aucunement sur la nature de ladite
découverte".
En guise de conclusion et compte tenu de l'état de la technique actuelle, les membres
de la Commission recommandent le retrait des objections formulées dans la décision
finale et l'accueil favorable des modifications apportées aux revendications 1 et 11.
Le président intérimaire de la
Commission d'appel des brevets
M.G. Brown S.D. Kot
Membre
Je suis d'accord avec les recommandations formulées par la Commission d'appel des
brevets. Par conséquent, je renvoie la demande pour exécution conformément aux termes
de la présente décision.
Le Commissaire des brevets,
J.H.A. Gariépy
Hull, Québec
25 novembre 1983
Agent du demandeur
Ridout & Maybee
Suite 2300, Richmond-Adelaide Centre
101 Richmond St. W.
Toronto (Ontario)
M5H 2J7