Tendances en matière de brevets dans le secteur des énergies renouvelables

James Nurton, journaliste indépendant

Le développement des sources d’énergie renouvelable (telles que l’énergie solaire, éolienne et marémotrice) est essentiel pour faire face à la crise climatique. Que nous apprennent les données de brevets à ce sujet?

La dernière décennie a connu des investissements records en faveur des énergies renouvelables, ainsi que des progrès technologiques notables. En témoignent la multiplication des panneaux solaires et des éoliennes dans tout le paysage, mais également l’évolution du nombre de demandes de brevet publiées.

Les brevets sont largement utilisés pour mesurer l’ampleur de l’innovation et renseigner sur son origine et son domaine d’application. Une analyse approfondie des données de brevets offre donc une mine d’informations sur l’innovation.

Vue d’ensemble

Selon le rapport Global Trends in Renewable Energy Investment 2019 (Tendances mondiales en matière d’investissement dans les énergies renouvelables en 2019) , publié par le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) et BloombergNEF, les investissements dans les capacités en énergies renouvelables ont dépassé les 250 milliards de dollars É.-U. chaque année entre 2014 et 2018, et ont totalisé 2600 milliards de dollars É.-U. au niveau mondial pour l’ensemble de la décennie. En 2019, l’ensemble des énergies renouvelables (y compris la grande hydraulique) comptaient pour 26,3% de la production totale d’électricité dans le monde.

La situation de l’investissement varie néanmoins d’une année sur l’autre. Malgré leur niveau élevé, les investissements consentis en 2018 étaient en réalité inférieurs à ceux de 2017, ainsi que l’expliquent les auteurs du rapport sur les tendances mondiales : “Oui, les chiffres des investissements mondiaux réalisés en 2018 affichaient un recul de 12% par rapport à l’année précédente, mais il ne s’agissait pas d’un retour en arrière. L’énergie renouvelable, en particulier le solaire photovoltaïque, coûte de moins en moins cher.”

Comme l’ont expliqué Yongping Zhai et Yoonah Lee dans un article consacré au Forum économique mondial, l’investissement dans les énergies renouvelables ralentit, mais ce n’est pas nécessairement une mauvaise nouvelle. “Le ralentissement de la croissance de l’investissement dans les énergies renouvelables peut essentiellement être attribué à la baisse des coûts de l’énergie solaire et éolienne dans le monde, et à l’évolution des conditions du marché avec une réduction des subventions dans de nombreux pays. En d’autres termes, l’investissement nécessaire est moindre pour installer le même niveau de capacité solaire ou éolienne”, constatent les auteurs.

Il convient de garder ces facteurs à l’esprit lorsque nous observons les tendances en matière de brevets dans le secteur des énergies renouvelables.

Brevets et énergie renouvelable

Le Traité de coopération en matière de brevets (PCT) administré par l’OMPI est largement utilisé par les inventeurs qui souhaitent obtenir une protection par brevet dans le monde entier. Moyennant le dépôt d’une demande unique selon le PCT, les déposants peuvent obtenir la protection d’une invention dans plus de 150 pays signataires. La délivrance des brevets reste néanmoins dévolue aux offices de brevets nationaux ou régionaux.

Une utilisation accrue des énergies renouvelables est essentielle pour limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C.

Dans le cadre du système du PCT, le déposant d’une demande de brevet peut déposer une demande internationale, ce qui déclenche un processus visant l’obtention de droits dans de multiples ressorts juridiques. Il est important de noter que la demande est généralement publiée 18 mois après la date de dépôt la plus ancienne, ce qui signifie que l’invention est divulguée au public à ce stade. Après cela, la demande est examinée et (si elle satisfait aux critères de brevetabilité applicables) le brevet est délivré par chaque office des brevets national ou régional dans lequel la protection est demandée. La durée de validité des brevets délivrés est généralement de 20 ans à compter de la date de dépôt de la demande, sous réserve du versement des taxes de maintien en vigueur. À l’expiration des droits de brevet, la technologie concernée tombe dans le domaine public, ce qui signifie que le public est libre de l’utiliser sans risque d’action en justice.

L’étude de l’évolution du nombre de demandes internationales publiées selon le PCT peut être source d’enseignements précieux sur les tendances technologiques dans le monde, pour autant que l’on garde à l’esprit quelques limitations. Premièrement, les chiffres du PCT ne représentent pas l’ensemble de l’activité inventive dans le monde : certains inventeurs peuvent choisir de déposer des demandes de brevet individuelles au niveau national ou régional au lieu d’utiliser le système du PCT, ou décider de ne pas déposer de demande du tout. Deuxièmement, les données relatives à la publication donnent un aperçu des tendances au moment de la publication, qui intervient généralement 18 mois après le dépôt de la demande, et de nombreuses années avant l’expiration du brevet, et ne nous indiquent ni la durée de validité du brevet ni la manière dont il est commercialisé ou concédé sous licence sur le marché.

Tendance générale

Comme le montre la figure 1, le nombre total de demandes internationales déposées et publiées selon le PCT pour les technologies renouvelables a augmenté chaque année entre 2002 et 2012, année où il a culminé avec 4541 demandes. Depuis lors, le nombre de demandes a diminué chaque année entre 2013 et 2018, avec cependant une légère hausse observée en 2019.

Pour replacer ces données dans leur contexte, 237 378 demandes selon le PCT ont été publiées par l’OMPI en 2018 , toutes technologies confondues, ce qui signifie que la part des brevets en rapport avec les énergies renouvelables dépassait à peine 1% de ce chiffre. C’est un résultat limité par rapport à ceux enregistrés dans des secteurs tels que l’informatique, la communication numérique, la technologie médicale et les produits pharmaceutiques, qui représentent chacun au moins 6% des demandes internationales.

Cela étant, le taux de croissance du secteur des énergies renouvelables est impressionnant : entre 2002 et 2012, le nombre de demandes PCT publiées pour ces sources d’énergie a augmenté de 547%. Cela correspond à la décennie de promotion de l’innovation dans ce secteur, durant laquelle la majeure partie des investissements a été réalisée. Et même si le nombre total de publications PCT a diminué depuis le pic de 2012, ce chiffre était encore, en 2019, 3,5 fois plus élevé qu’en 2002.

Les familles de brevets offrent un autre instrument de mesure. Une famille de brevets comprend tous les brevets nationaux ou régionaux portant la même date de priorité. En d’autres termes, une famille de brevets permet de mesurer à la fois le nombre d’innovations et le nombre de marchés sur lesquels les demandes sont déposées. En utilisant cette mesure, le nombre total de demandes de brevet en rapport avec les énergies renouvelables, si l’on se fonde sur l’année de dépôt de la première demande répertoriée, est passé de 10 463 en 2002 à 27 089 en 2011, année où il a atteint son pic. En 2017 (l’année la plus récente pour laquelle des données sont disponibles), ce chiffre était de 24 027.

Que pouvons-nous en déduire? Il est important de garder à l’esprit que les brevets constituent un investissement à long terme. Par exemple, un brevet demandé en 2012 pourrait toujours être valide en 2032. Le déposant d’une demande de brevet peut commercialiser son invention à tout moment durant cette période, soit en créant des produits ou services qui incorporent la technologie brevetée, soit en la concédant sous licence.

Les inventions relatives aux énergies renouvelables qui ont été brevetées durant la décennie 2002-2012, marquée par l’essor de ce secteur, sont donc susceptibles d’être intégrées dans des produits et services commercialisés aujourd’hui et au cours de la prochaine décennie. Les statistiques dont nous disposons révèlent qu’un grand nombre d’innovations ont vu le jour dans le secteur des énergies renouvelables depuis 2002, dont nous commençons à peine à voir les avantages. En outre, les statistiques ventilées par secteur technologique nous laissent entrevoir certaines tendances dans le secteur des énergies renouvelables.

Figure 1

Source : Division de l’économie et des statistiques, OMPI

Ventilation par secteur technologique

Le nombre total de demandes PCT publiées pour les énergies renouvelables peut être divisé en quatre grands secteurs : l’énergie solaire, la pile à combustible (production d’électricité par réaction chimique), l’énergie éolienne et l’énergie géothermique (utilisation de la chaleur qui se trouve sous la surface de la Terre).

La tendance la plus notable depuis 2002 est la croissance de la technologie solaire (voir figure 2). En 2002, l’énergie solaire ne représentait qu’un peu plus d’un quart des demandes PCT publiées pour les énergies renouvelables, contre plus de la moitié en 2019.

Au cours des 17 dernières années, le nombre de demandes PCT publiées en rapport avec l’énergie solaire a augmenté de 678%. Le solaire est chaque année en tête des technologies depuis 2009. Il a connu son apogée en 2012, avec 2691 demandes internationales de brevet publiées. Cet investissement dans l’innovation traduit la croissance de la production d’énergie solaire dans le monde : le rapport mondial sur les tendances mentionné plus haut indique que la capacité en énergie solaire n’était que de 25 gigawatts (GW) à la fin de 2009, et que 638 GW supplémentaires y ont été ajoutés entre 2010 et 2019.

Les données relatives à l’énergie solaire contrastent avec celles de la technologie de la pile à combustible, qui devançait les autres technologies lorsqu’elle a atteint son pic en 2008. Depuis lors, le nombre de demandes de brevet publiées a quasiment diminué de moitié dans ce secteur et en 2019, les demandes internationales de brevet relatives à cette technologie représentaient à peine 19% des demandes concernant des énergies renouvelables.

Le nombre de demandes internationales de brevet publiées pour l’énergie éolienne connaît de fortes fluctuations, bien que la tendance générale soit à la hausse. En 2019, elles représentaient 28% des publications dans le secteur des énergies renouvelables. En revanche, les demandes internationales de brevet relatives à l’énergie géothermique représentaient à peine 1,4% des demandes publiées dans le secteur.

Figure 2

Source : Division de l’économie et des statistiques, OMPI

Ventilation régionale

L’origine des brevets renseigne également sur les tendances en matière de brevets. Le pays d’origine du déposant doit être indiqué dans la demande et en cas de pluralité de déposants, les données sont celles du premier déposant cité.

Selon cette analyse, nous pouvons voir que durant la décennie 2010-2019, le Japon était en tête du classement concernant le nombre total de demandes de brevet portant sur des énergies renouvelables, et de demandes en rapport avec les technologies solaires et de la pile à combustible. Les États-Unis d’Amérique se classaient au premier rang pour la technologie géothermique (voir figure 3), et pour l’énergie éolienne, le Danemark occupait la tête du classement, suivi de l’Allemagne.

Néanmoins, si nous examinons la deuxième partie de la décennie, le tableau est quelque peu différent. Tandis que le Japon est demeuré en tête avec un total de 3114 demandes internationales de brevet publiées pour les énergies renouvelables, et que les États-Unis d’Amérique ont conservé leur deuxième position avec 2247 demandes, la Chine a progressé pour s’emparer de la troisième place avec 1522 demandes. Sur le nombre total de demandes publiées en provenance de la Chine, 1115 étaient en rapport avec le secteur de la technologie solaire, dans lequel la Chine a fait des progrès notables ces dernières années : en 2017, la Chine est ainsi devenue le premier pays à dépasser les 100 GW de capacité en énergie solaire, avec l’objectif d’atteindre les 1330 GW d’ici à 2050.

La Chine occupait également la première place pour ce qui est des familles de brevets. Si l’on comptabilise les familles entières de brevets entre 2013 et 2017, par exemple, 45 472 brevets provenaient de la Chine, soit plus du double du nombre de brevets émanant du Japon, qui occupait la deuxième place (21 386). Cette tendance était alimentée par la technologie solaire, pour laquelle les déposants chinois comptaient trois fois plus de brevets que les déposants japonais.

Le contraste entre les données relatives aux brevets publiés et celles portant sur les familles de brevets est intéressant, car il indique que les déposants chinois déposent des demandes de brevet dans un plus grand nombre de ressorts juridiques que les déposants des autres régions, ce qui suggère que les inventions brevetées pourraient avoir plus de chance d’être commercialisées dans le monde entier.

Figure 3

Source : Division de l’économie et des statistiques, OMPI

Amélioration des technologies

L’utilisation accrue des énergies renouvelables est essentielle pour limiter le réchauffement planétaire à 1,5 °C par rapport aux niveaux préindustriels, ce qui constitue l’un des objectifs fixés par l’Accord de Paris. Un rapport établi en 2018 par le Groupe d’experts intergouvernemental des Nations Unies sur l’évolution du climat (GIEC) s’est intéressé à divers scénarios et a établi que, pour atteindre l’objectif de 1,5 °C, 70% à 85% de l’électricité devraient être fournis par les énergies renouvelables d’ici à 2050. Le rapport indique en outre que : “Tout en reconnaissant les défis et les différences entre les options et les situations nationales, la faisabilité politique, économique, sociale et technique de l’énergie solaire, de l’énergie éolienne et des techniques de stockage de l’électricité s’est considérablement améliorée au cours des dernières années, ce qui semble indiquer une transition systémique potentielle dans le domaine de la production d’électricité.”

Les preuves issues de la publication des données de brevets confirment cette conclusion et suggèrent que l’innovation dans le secteur des énergies renouvelables a décollé au cours de la décennie ayant pris fin en 2012, en particulier pour les technologies solaires. Au cours des années à venir, nous verrons comment cette innovation contribue à lutter contre le réchauffement planétaire dans la pratique.

Liens

• WIPO GREEN : encourager l’innovation et le transfert de technologies vertes