Que peut nous apprendre l’analyse du paysage des brevets sur l’innovation dans la production de biocarburants ?

En réponse au réchauffement climatique et aux défis environnementaux qui en découlent, l’utilisation des biocarburants et l’optimisation des processus et méthodes de production de biocarburants ont suscité un intérêt considérable ces dernières années. Rayhana Laamiri, Consultant in Business Intelligence, examine la dynamique des brevets dans les technologies de production de biocarburants pour révéler les principaux acteurs et les principaux marchés de R&D pour cette alternative prometteuse.

Que sont les biocarburants ?

Les biocarburants sont des carburants alternatifs produits par la conversion de la biomasse des déchets végétaux, algues ou animaux. En tant qu'alternative renouvelable aux combustibles fossiles, la plupart des biocarburants sont utilisés pour les transports, mais ils peuvent également être utilisés pour le chauffage et la production d'électricité.

Les biocarburants peuvent être synthétisés selon différentes méthodes, et de nombreuses recherches sont en cours pour identifier de nouvelles matières premières et procédures de production afin d'améliorer la qualité des produits finaux et de les rendre plus adaptables aux moteurs actuels.

Par exemple, les biocarburants synthétiques sont produits à partir d’hydrocarbures issus de sources biologiques, telles que la biomasse, en utilisant des méthodes chimiques et thermiques.

Source : Production de biocarburants  

Que peut nous dire la dynamique des brevets sur l’innovation dans la production de biocarburants ?

Pour comprendre les activités d'innovation et de R&D dans cette technologie émergente, nous avons effectué une recherche macro à l'aide de notre logiciel propriétaire d'intelligence PI . En analysant les brevets liés à la production de biocarburants à l’aide de notre expertise en matière de propriété intellectuelle , nous avons pu créer un aperçu mondial fascinant de l’avancement de la recherche et des investissements dans ce domaine.

Production de biocarburants : origine et dynamique des dépôts de propriété intellectuelle

Un aperçu mondial des tendances en matière de propriété intellectuelle couvrant la synthèse et la production de biocarburants, y compris le statut juridique, la dynamique des dépôts et les pays de R&D, est présenté ci-dessous.

Comme le montrent les graphiques, les dépôts de brevets pour cette technologie ont culminé en 2010 avec 401 familles de brevets déposées, suivis d'une diminution continue de l'activité de brevet par la suite. Parmi les familles de brevets déposées, 44 % sont délivrées et 33 % sont en attente dans une base de données mondiale de 5 016 familles de brevets.

L'Asie est le premier continent pour les dépôts de brevets, principalement tirés par les acteurs chinois (> 1 300 familles de brevets), suivis par les entreprises américaines (88 % pour les États-Unis) et européennes (15 % pour le Royaume-Uni).

Production de biocarburants : couverture du marché

Les inventions dans le domaine de la production de biocarburants bénéficient d'une protection mondiale et sont principalement publiées dans les principaux pays innovants, à savoir les États-Unis, la Chine, l'Inde et le Canada.

Production de biocarburants : les meilleurs acteurs

Parmi les principaux investisseurs dans l'innovation dans le domaine des biocarburants, on trouve des acteurs majeurs des secteurs de l'énergie et des champs pétroliers, ainsi que la contribution d'universitaires et de centres de recherche principalement coréens. Le géant anglo-néerlandais Shell est en tête avec 64 familles de brevets déposées, décrivant principalement la conversion de matériaux cellulosiques et leurs procédés. La société américaine de raffinage du pétrole UOP arrive en deuxième position avec 49 familles de brevets, portant principalement sur la synthèse de carburants à partir de matières premières renouvelables.

Les dépôts de brevets des grands acteurs montrent un intérêt précoce pour les technologies des biocarburants avant 2006. La décélération des dépôts de brevets des grands acteurs depuis 2016 pourrait s’expliquer par un intérêt pour d’autres ressources que la biomasse pour produire des biocarburants et de l’énergie.

Production de biocarburants : réseaux et collaborations

Les demandeurs de brevet ont tendance à citer les brevets des autres lorsqu'ils décrivent leurs inventions. Cette interaction forte nous en dit long sur la concurrence dans le domaine. Un portefeuille fortement cité par la plupart des acteurs est susceptible d’être un portefeuille pionnier ou bloquant.

Comme prévu, les institutions de recherche fondamentale sont les principaux contributeurs aux collaborations scientifiques, notamment les universités d'Asie (dont Korea Institute of Science & Technology, Tsinghua University) et les universités et entités américaines (University of California et Battelle Memorial Institute) et IFP Energies Nouvelles (un institut de recherche français).

Il est intéressant de noter que les sociétés pétrolières et gazières (Shell, China Petroleum, Eni, PetroChina, UOP, Chevron) figurent parmi les principaux partenaires industriels collaborateurs dans le domaine des biocarburants, avec la présence d'entreprises spécialisées dans les biocarburants telles que Neste Oil et IOGEN.

Production de biocarburants : technologie et concepts

Le graphique ci-dessous présente les concepts les plus utilisés dans la production de biocarburants. Cela peut être une source d’idées pour de nouveaux développements ou être utilisé pour identifier des technologies protégées dans un nouveau domaine.

La biohuile, le gaz de synthèse, le prétraitement, les réactifs et les micro-organismes sont les concepts clés associés aux brevets liés à la production de biocarburants.

Le concept couvre différentes étapes de synthèse des biocarburants, notamment :

• Matières premières : Algues, lipides, lignine, biomasse, charbon…,
• Processus : Usine, réactifs, pipelines, micro-organismes, enzymes… et
• Produits : Biogaz, biocarburant, gaz de synthèse.

Le graphique suivant identifie également les grappes technologiques possibles protégées parmi le corpus global des brevets sur les biocarburants. Chaque point correspond à une famille de brevets, et la localisation est calculée en fonction de la similarité entre les différents documents. La similarité repose sur la proximité des concepts technologiques entre les documents.

Elle identifie également les matières premières potentielles (microalgues, huile essentielle, sucre fermentescible, acides gras), les procédés (photoréacteur, réacteur de pyrolyse) et les catalyseurs ou réactifs (bactéries, levure recombinante, radical propyle) pour la synthèse des biocarburants.

Comment la dynamique des brevets trace l’avenir du carburant

L’innovation dans la production de biocarburants promet de réduire l’empreinte carbone des industries à forte consommation de carburant. En incluant les biocarburants dans le mix énergétique, les entreprises peuvent réduire leurs émissions cumulées de carbone et le coût de la réalisation des objectifs de carboneutralité nette d’ici 2050.

Étant donné que les économies de carbone les plus importantes sont obtenues grâce à l’utilisation de matières premières de deuxième génération, telles que les résidus agricoles, les déchets de bois et d’autres déchets, l’approvisionnement en biocarburants durables sera toutefois limité par la disponibilité de ces matières premières.

Les carburants synthétiques étant actuellement plus coûteux à produire que les combustibles fossiles, l’innovation à chaque étape du processus a le potentiel de réduire ces coûts à l’avenir. Cela permettra d'augmenter la production de biocarburants pour défossiliser la demande mondiale croissante de transport.

La dynamique des brevets peut fournir des informations précieuses sur les tendances et les marchés de la recherche et de l’innovation, comme nous espérons que cette analyse sur la production de biocarburants l’illustre. Pour plus d'informations sur l'activité en matière de brevets dans le secteur des énergies renouvelables ou pour des conseils ou une assistance spécifiques, contactez l' équipe Questel IP Consulting .

Rayhana Laamiri est Consultant in Business Intelligence, titulaire d'un diplôme d'ingénieur chimiste de l'Institut national des sciences appliquées et technologiques (INSAT), Tunisie, et d'un master en chimie du solide de l'Université de Lorraine, France. Elle a rejoint Questel en 2018 en tant que consultante PI au sein de l'équipe chimie, travaillant sur des sujets liés à la chimie et aux matériaux pour plusieurs entreprises internationales.