World Intellectual Property Organization

Le CERN et l’innovation – Au cœur de la matière

Décembre 2008

Huit aimants toroïdaux entourent le calorimètre placé au centre du détecteur pour mesurer l’énergie des particules produites lors de la collision des protons.
Huit aimants toroïdaux entourent le calorimètre placé au centre du détecteur pour mesurer l’énergie des particules produites lors de la collision des protons.

Un anneau souterrain de 27 km dans lequel sont produites, dans un froid plus glacial que celui de l’espace et un vide 10 fois supérieur à celui qui règne sur la lune, des collisions dégageant des températures cent mille fois plus élevées que celle du soleil… Rien d’étonnant à ce que le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN ait frappé les imaginations dans le monde entier. Des milliers de scientifiques et d’ingénieurs de 60 pays ont travaillé pendant plus de 20 ans à l’élaboration de ce dispositif d’une technicité et d’une complexité inégalées, destiné à fouiller au plus profond de nos origines pour détecter les particules infinitésimales qui sont les briques de l’univers.

Les difficultés ont été énormes. Près de 60 tonnes d’hélium liquide et 10 080 tonnes d’azote liquide sont nécessaires pour refroidir à 271,3°C plus de 9000 aimants qui permettent de guider deux faisceaux d’hadrons circulant dans l’anneau en sens opposé à raison de plus de 11 000 tours à la seconde, soit à une vitesse proche de celle de la lumière. Lorsque la rencontre des deux trajectoires est provoquée, elle produit 600 millions de collisions à la seconde, recréant ainsi les conditions du Big Bang. De gigantesques détecteurs mesurent la vitesse des débris de particules à quelques milliardièmes de seconde près et leur position avec une précision de l’ordre du millionième de mètre.

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Le LHC est construit à environ 100 mètres sous terre, de part et d’autre de la frontière entre la France et la Suisse.  (Toutes les photos: © CERN))

La mise en opération du LHC, au mois de septembre, n’a pas laissé le monde indifférent. Il était clair qu’il s’agissait d’un événement d’une importance capitale, d’un “tournant dans l’histoire scientifique”, mais quelle importance avait-il pour nous en tant qu’individus et comment pouvait-il influencer notre vie?

Au-delà des promesses dont elle est porteuse pour la recherche, la construction du LHC constitue en elle-même une réalisation extraordinaire, qui repousse les limites du savoir technique et produit des découvertes majeures et des applications qui influencent déjà la recherche et les pratiques commerciales dans des domaines tels que la médecine et la microélectronique, l’énergie solaire et la modélisation informatique. Ainsi, la conception et l’élaboration du matériel nécessaire à la recherche pure qui est sa raison d’être ont aussi fait du CERN un terrain propice à la mise au point d’innovations techniques dont les applications possibles ne sont parfois comprises pleinement et développées que des années plus tard.

Comment le CERN partage-t' il toutes ces connaissances avec le monde? Quelle est son attitude à l’égard de la propriété intellectuelle et des brevets – ces outils conçus pour assurer une meilleure diffusion du savoir technique et encourager le développement technologique? Les droits de propriété intellectuelle ont-ils leur place dans le monde de la science pure, où tout est axé sur le savoir plutôt que sur le commerce? Ont-ils un rôle à jouer dans l’une des collaborations scientifiques les plus importantes que connaisse le monde, et si oui, de quelle manière?

Pour obtenir des réponses à ces questions et se faire une meilleure idée de la manière dont le CERN conçoit le transfert de technologies, le Magazine de l’OMPI a rencontré Jean-Marie Le Goff, directeur du bureau de transfert de technologie du CERN (BTT).

Quelques mots sur le CERN

Le CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est l’un des plus grands laboratoires scientifiques du monde. Il a pour vocation la physique fondamentale, la découverte des éléments et des lois de l’Univers. Il utilise des instruments scientifiques très complexes pour sonder les constituants ultimes de la matière : les particules fondamentales. En étudiant ce qui se passe lorsque ces particules entrent en collision, les physiciens appréhendent les lois de la Nature.

Les instruments qu’utilise le CERN sont des accélérateurs et des détecteurs de particules. Les accélérateurs portent des faisceaux de particules à des énergies élevées pour les faire entrer en collision avec d’autres faisceaux ou avec des cibles fixes. Les détecteurs, eux, observent et enregistrent le résultat de ces collisions.

Fondé en 1954, le CERN est situé de part et d’autre de la frontière franco-suisse, près de Genève. Il a été l’une des premières organisations à l’échelle européenne et compte aujourd’hui vingt États membres.

Source : http://public.web.cern.ch

 

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Le groupe théorique du CERN joue un rôle essentiel en imaginant de nouveaux aspects de la physique qui sont ensuite étudiés à l’aide de tests élaborés à cet effet.

Une politique de science ouverte

M. Le Goff souligne tout d’abord le fort attachement du CERN aux principes de la “science ouverte”, lesquels sont favorables à la libre diffusion des méthodes, données et résultats de recherche. Le CERN favorise également la liberté d’accès au code source des logiciels qu’il développe. Selon M. Le Goff, cette façon de faire est la seule possible pour un environnement hautement collaboratif comme celui dans lequel opère le CERN, car “aucune entreprise, pas même Microsoft, ne pourrait mener à bien dans des conditions de coût raisonnables des projets logiciels aussi énormes et complexes que ceux dont a besoin le CERN pour ses expériences.”

Il observe cependant que la propriété intellectuelle a un rôle important à jouer dans cet environnement. Le système des brevets, en particulier, permet à un laboratoire de recherche tel que le CERN d’établir sa paternité sur un grand nombre de technologies et d’en être reconnu comme l’inventeur. Comme l’explique M. Le Goff, “Nous voulons que l’on sache que telle ou telle idée provient du CERN, et les brevets sont utiles à cet égard. En règle générale, si une invention porte sur le concept de base d’un nouvel accélérateur dont les perspectives d’application dans l’industrie sont limitées, nous ne cherchons pas à la protéger par brevet dans un grand nombre de pays”.

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Simulation d’une collision entre deux ions de plomb.

Le système des brevets permet aussi au CERN de suivre d’une manière plus large les effets de ses activités – tant en ce qui concerne la stimulation du développement technologique que, dans un deuxième temps, la commercialisation – par exemple par le biais de la concession de licences.

S’il est vrai que la manière dont le CERN utilise la propriété intellectuelle – plus pour son effet de reconnaissance que pour sa finalité économique – pourrait être qualifiée d’inhabituelle, elle est intéressante en tant qu’illustration d’un usage pragmatique du système des brevets dans un environnement non commercial.

Le CERN et l’industrie en symbiose technique

Le CERN a commencé dès les années 70 à prendre conscience de toute la portée de ses activités de recherche. Étant donné que la plupart des instruments qu’il utilise sont complètement nouveaux et n’existent donc pas sur le marché, c’est à ses scientifiques qu’il revient d’élaborer eux-mêmes une “preuve de concept” pour une grande partie de l’équipement dont ils ont besoin et d’en démontrer la fonctionnalité. L’industrie peut participer au développement de technologies nouvelles et acquérir du même coup un savoir et une expertise de pointe sans se soucier des risques commerciaux qui s’y attachent, dans la mesure où la responsabilité du rendement et des résultats est entièrement assumée par le CERN. Du point de vue du CERN, observe M. Le Goff, cela contribue à réduire le coût de développement de ces technologies, car les sous-traitants ne ressentent pas le besoin de prévoir des marges de sécurité risquant de conduire à “une machine deux ou trois fois plus chère, coûtant des milliards d’euros”.

La situation ainsi créée peut être avantageuse pour les entreprises industrielles, car elle leur procure sans véritable risque commercial les connaissances et le savoir-faire liés aux projets d’avant-garde. Comme le fait remarquer M. Le Goff, “on sait très bien, dans l’industrie, qu’un contrat avec le CERN n’est pas une affaire profitable. Les entreprises y gagnent cependant une expérience considérable, et dans certains cas, leur travail avec le CERN leur donne la possibilité de pousser plus loin leurs travaux de recherche-développement”.

Le CERN a procédé dernièrement à une étude sur les prolongements des contrats de haute technologie accordés – à hauteur d’un milliard d’euros environ – aux 630 sociétés ayant participé à la construction du LHC. Sur les 178 répondants, 30% ont dit avoir mis au point de nouveaux produits sans rapport avec la physique à haute énergie, 17% avaient établi de nouveaux marchés, et 14% avaient créé de nouvelles unités commerciales. “Un résultat remarquable, observe M. Le Goff, qui illustre bien les incidences de la recherche fondamentale du CERN et le fait qu’elle peut donner lieu à des innovations susceptibles d’avoir une influence directe sur la société”.

Partenariats commerciaux et droits de propriété intellectuelle

Les partenariats avec l’industrie tiennent une place importante dans les activités de transfert de technologie du CERN. Il s’agit d’accords offrant la possibilité d’utiliser des technologies du CERN pour construire des prototypes aux fins d’application commerciale. Si les coûts financiers sont assumés par le partenaire industriel, le CERN se charge de faciliter l’évaluation de la viabilité commerciale de la technologie concernée. Si sa conclusion est positive à cet égard, il établit un accord de partenariat prévoyant des droits de propriété intellectuelle.

En règle générale, les partenaires commerciaux jouissent de droits exclusifs sur les résultats des projets de recherche-développement sur leur propre marché et ont accès à la propriété intellectuelle de base du CERN pour les exploiter. Le calcul des taux de redevance s’effectue selon la valeur relative de la propriété intellectuelle de base par rapport à celle de la technologie élaborée. Le CERN a pareillement accès, pour ses propres besoins de recherche, à la propriété intellectuelle des résultats des projets conjoints de recherche-développement. Il s’efforce en outre de concéder ces résultats en licence dans d’autres domaines d’application, de manière à maximiser la diffusion et la portée de ses technologies.

 

Transferts de technologie et brevets : des indicateurs d’excellence

Le CERN, explique M. Le Goff, est motivé dans ses activités de transfert de technologies, y compris lorsque ces dernières sont brevetées, par le désir de renforcer sa position de centre d’excellence technologique. Mais même si les incidences de ses travaux de recherche fondamentale sont beaucoup plus considérables pour la société que celles de n’importe quelle technologie transférée à des fins commerciales, “on ne peut pas avoir l’un sans l’autre, dit-il. Vous savez, les brevets ne sont pas essentiels dans un environnement de science ouverte, mais ils sont absolument indispensables pour permettre à l’industrie de développer des produits et de les commercialiser. En ce qui nous concerne, ce ne sont pas des produits, mais des technologies que nous mettons au point, et dans certains cas, elles sont beaucoup trop avancées, trop coûteuses et trop étrangères à la vie quotidienne pour susciter un intérêt commercial. Alors tout dépend du moment. Si nous pensons qu’il y a un potentiel commercial sur certains marchés, nous déposons une demande de brevet pour les pays correspondants. La protection par brevet est importante pour nous, car même s’il faut parfois 10 ans pour qu’une technologie du CERN parvienne au stade commercial, elle nous permet d’établir des accords de licence avec des entreprises industrielles, d’assurer la diffusion de nos technologies et de percevoir, pendant la durée du brevet, des redevances qui contribuent à alléger le fardeau financier de l’Organisation”.

Un grand nombre de technologies du CERN ont une importante incidence sociétale, notamment dans le domaine de l’imagerie médicale. “Ces dispositifs extraordinaires, désormais d’usage courant dans le traitement du cancer (voir l’encadré de la page 13), sont issus de nos recherches, observe M. Le Goff, mais les investissements considérables de temps et d’argent qui ont été nécessaires pour les mettre au point et les commercialiser ont été effectués par l’industrie”. Ils sont maintenant directement utiles aux médecins et à leurs patients, et avantageux, d’un point de vue financier, tant pour l’industrie que pour l’économie en général. Ce type de produit illustre aussi clairement l’importance des retombées que peuvent avoir les investissements des gouvernements dans la recherche scientifique pure. Les États membres du CERN portent un vif intérêt au transfert de technologie, et celui-ci fait désormais partie intégrante de la mission de l’Organisation.

Technologies dérivées

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La tomographie par émission
de positrons est l’une des nombreuses
technologies issues des expériences
du CERN. (Photos.com)

L’imagerie médicale a été révolutionnée par les technologies issues des expériences du CERN. Une technique issue d’un prototype élaboré en 1977 par deux chercheurs du CERN, combinant la tomographie par rayons X, pour la structure et l’anatomie humaine, et la tomographie par émission de positrons, pour les fonctions biochimiques et le métabolisme, fournit aux médecins une vision quasiment parfaite aux fins de diagnostic et de planification du traitement du cancer.

Pour les scientifiques du CERN, ces technologies, qui semblent pourtant extraordinairement évoluées, sont en fait dépassées. Le temps nécessaire pour franchir la distance qui sépare la recherche scientifique de la mise sur le marché est en effet considérable. Selon M. Le Goff, “une fois que nous avons mis au point une technologie, il faut environ 10 ans pour obtenir un dispositif susceptible d’être fabriqué d’une manière économique et commercialisé à un prix abordable. Ces machines, qui sont à l’avant-garde du progrès pour les cliniciens d’aujourd’hui, sont issues de technologies de la physique à haute énergie de la fin des années 70, et pour nous, elles sont plutôt démodées car elles ne font pas appel à des technologies comme celles du LHC, par exemple, qui ont été élaborées au cours des années 90”.

Il ne fait aucun doute que ces technologies du LHC, qui nécessitent des mesures rapides et extrêmement précises du temps, du mouvement et de l’énergie des particules (photon électron), continueront de contribuer à l’amélioration de l’imagerie médicale et moléculaire, ce qui conduira à une augmentation du taux de survie au cancer en permettant une détection toujours plus précise et un traitement plus ciblé des tumeurs de petite taille.

M. Le Goff pense que les difficultés liées à la construction du prochain accélérateur, un collisionneur d’électrons linéaire extrêmement puissant, amèneront le CERN à réaliser d’importants progrès dans les domaines de la nanotechnologie et de la microélectronique, et que ces derniers ouvriront la voie à des possibilités de traitement dédié jusque-là inconnues et permettront à l’Organisation de “s’attaquer au monde des nanos à l’échelle nanométrique”.

 

Le portefeuille de brevets du CERN

Le CERN est titulaire de la propriété intellectuelle de toutes les créations de ses employés. Il est généralement cotitulaire des droits sur les découvertes technologiques réalisées en partenariat avec une autre institution.

Le CERN étant de plus en plus conscient du potentiel d’application industrielle de ses découvertes, la propriété intellectuelle fait désormais partie intégrante de sa stratégie de transfert de technologie. L’Organisation a déposé sa première demande de brevet en 1996. Elle détient actuellement 230 brevets correspondant à 35 familles de brevets, et a trouvé dans le système du Traité de coopération en matière de brevets de l’OMPI (PCT) un moyen économique de protéger ses technologies au niveau international. Le CERN, explique M. Le Goff, “veille à breveter uniquement les technologies qui lui semblent avoir un avenir commercial. Vu que nous opérons dans un environnement de science ouverte, le fait d’utiliser le PCT nous donne le temps de susciter l’intérêt de l’industrie et de décider, sur cette base, pour quels pays une demande de protection se justifie, afin d’éviter que le coût du processus de dépôt de brevets ne devienne prohibitif”.

Plus de 60% des brevets du portefeuille du CERN font l’objet de licences. La commercialisation des droits de propriété intellectuelle de l’Organisation – licences, services et conseil – a rapporté 1,5 million de francs suisses en 2007. Ce chiffre ne représente qu’une fraction du budget du CERN, mais il est conforme à la politique de l’Organisation qui consiste à “favoriser la diffusion plutôt que les revenus”. Les preneurs de licence, et notamment les instituts de recherche, se voient offrir des conditions préférentielles. La réduction du fossé technologique entre le monde de la science et celui de l’industrie représente de toute évidence un défi important – un défi que l’équipe du bureau de transfert de technologie du CERN attaque de front. “C’est à nous qu’il incombe maintenant d’informer l’industrie de la pertinence de ces technologies de pointe et des perspectives qu’elles offrent pour la prochaine génération d’innovation” observe M. Le Goff.

Créer une culture du brevet

Dans une communauté comme celle du CERN, qui se consacre à la recherche fondamentale, les chercheurs s’empressent habituellement de publier au plus tôt les résultats de leurs travaux. Or, cela peut avoir pour effet de détruire la nouveauté d’une technologie, laquelle est une condition indispensable à l’obtention d’un brevet. Quelle est l’attitude du CERN face à ce problème?

Le bureau de transfert de technologie du CERN estime et affirme qu’en dépit de la nécessité de protéger la nouveauté en tant que condition de brevetabilité, le besoin de publier les résultats de recherches à des fins scientifiques et la protection des droits de propriété intellectuelle ne sont pas fondamentalement incompatibles. “En fait, explique-t'il, on constate de plus en plus que le processus des brevets est bénéfique pour les travaux des chercheurs, dans la mesure où il oblige ces derniers à faire le point sur l’état de la technique – une pratique courante dans l’industrie, mais relativement nouvelle dans le monde de la recherche fondamentale”.

Les brevets sont importants pour le CERN, explique le BTT dans le cadre de son action de sensibilisation des chercheurs à la propriété intellectuelle, parce qu’ils augmentent les probabilités de transfert des technologies qu’ils protègent, confèrent à celles-ci une plus grande valeur et garantissent la reconnaissance de la paternité du CERN sur des inventions exceptionnelles. Selon M. Le Goff, “l’idée de la compatibilité de la propriété intellectuelle et de la recherche fondamentale s’impose graduellement. L’important, c’est de faire les choses au bon moment, ajoute-t'il. Tout tient à cela”. M. Le Goff pense que la communauté scientifique du CERN s’intéressera plus à la propriété intellectuelle une fois que la tension liée à la mise en route du LHC se sera estompée.

À son avis, l’attitude des chercheurs face à la propriété intellectuelle a été influencée par un certain nombre de facteurs. Tout d’abord, toute leur attention a été concentrée sur les difficultés techniques énormes que présentait la création du LHC, et pas nécessairement sur les autres applications possibles des technologies qu’ils élaboraient. Deuxièmement, certains d’entre eux craignent que la protection des droits de propriété intellectuelle ne constitue une menace pour la liberté de recherche. Troisièmement, le rôle des brevets et de la propriété intellectuelle est généralement mal compris dans la communauté de la recherche.

De toute évidence, le CERN évolue dans sa stratégie de transfert de technologie, et le système de la propriété intellectuelle joue un rôle dans sa mission à cet égard. Il lui permet en effet d’élargir ses options, de confirmer sa place de centre d’excellence dans son domaine et d’être reconnu comme innovateur technologique et comme plaque tournante de premier plan en matière de transfert de technologie.

Cela étant, nombreux sont ceux qui ne sont pas encore convaincus que le système de la propriété intellectuelle, avec toute sa complexité, représente à terme le meilleur moyen pour le CERN de faire bénéficier au maximum la société des résultats de ses recherches.

Chercheurs d’or numérique

Le CERN est à l’avant-garde de la technologie des réseaux. Ainsi qu’il sied au berceau du Web, il dirige des projets informatiques figurant parmi les plus ambitieux au monde.

Le LHC produira, à pleine capacité, quelque 15 pétaoctets (15 millions de gigaoctets) de données par année. Pour mettre cela en perspective, si un octet (qui égale une lettre) était un grain de riz, un pétaoctet représenterait l’équivalent de 80 bols de riz pour chaque habitant de la planète ou une quantité de riz suffisante pour couvrir le centre de Londres d’une couche de riz d’un mètre d’épaisseur (nos remerciements à Managed Networks qui a fait le calcul : http://blog.managednetworks.co.uk/tag/petabyte/). La grille LCG (LHC Computing Grid ou grille de calcul du LHC) assurera le stockage et le traitement à travers le monde de quantités de données gigantesques qui seront transférées à des vitesses supérieures à un gigaoctet à la seconde! Elle permettra à des milliers de scientifiques du monde entier d’accéder à ces données et de les passer au crible. C’est pourquoi les futurs utilisateurs de la grille LCG sont parfois comparés à des “chercheurs d’or numérique”.

En plus de sa grille LCG, le CERN coordonne également le projet de grille EGEE (Enabling Grids for E-sciencE). Le but de ce dernier est de mettre à la disposition de la communauté de la recherche au sens large (de la science biomédicale à l’astrophysique) une infrastructure commune reliant plus de 20 000 ordinateurs pour utiliser leur puissance de calcul combinée.

Ces grilles peuvent être exploitées pour un grand nombre d’applications de recherche mettant en œuvre des quantités importantes de données. Le projet WISDOM s’en sert, par exemple, pour accélérer la mise au point de médicaments contre des maladies telles que la malaria et la grippe aviaire (virus H5N1). Le projet MammoGrid (auquel le CERN est associé) utilise la technologie de grille informatique pour constituer une base de données paneuropéenne de clichés mammaires qui permettra de partager les données et les ressources d’analyse des mammographies afin d’améliorer les traitements du cancer du sein et de réduire les risques d’erreur de diagnostic.
 

Cathy Jewell, Section des relations avec les médias et le public de l’OMPI.

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