Le transfert d’énergie sans fil
Rapport sommaire
Introduction
Le transfert d’énergie avec fil, tel que nous l’expérimentons dans notre vie de tous les jours fournit suffisamment d’énergie, mais restreint la mobilité et s’accompagne de problèmes de sécurité. Le transfert d’énergie sans fil est une nouvelle technologie efficace qui utilise des champs créés par des particules chargées pour transporter de l’énergie sur un espace entre un transmetteur et un récepteur d’air; il remplace donc avantageusement le transfert avec fil pour brancher de nombreux appareils électriques. En 2021, le marché mondial de la transmission d’énergie sans fil était évalué à 35,13 milliards de dollars US, et on s’attend à ce qu’il atteigne 170,19 milliards de dollars US d’ici à 2029, soit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 21,80 % durant la période de prévision de 2022-20291. Les technologies en champ proche représentent le plus grand segment du marché du transfert sans fil en raison de leur application étendue dans diverses industries. Plus particulièrement, la technologie de résonance magnétique utilisée pour la recharge sans fil se distingue parmi les segments qui affichent la croissance la plus rapide au sein de ce marché. Le secteur de la technologie de recharge sans fil est un espace concurrentiel, ce qui le rend sujet aux poursuites juridiques. À cet égard, certains acteurs clés comme Samsung et Apple ont, du reste, aussi été confrontés à des menaces de la part d’entités non pratiquantes (NPE).
Sections
Dans le monde entier, on assiste à une promotion manifeste de l’adoption des technologies de transfert d’énergie sans fil. Par exemple, les forces navales des États-Unis développent actuellement une station de recharge sous-marine pour leurs véhicules sous-marins sans pilote. Dépourvue de câbles, cette technologie facilitera la recharge des drones en mer2. Par conséquent, à l’avenir, nombre de drones navals pourront être alimentés de cette façon. L’Allemagne hébergera aussi un premier essai public de « recharge sans fil » sur un kilomètre dans la ville de Balingen pour tenter de remédier à « l’angoisse de la panne » susceptible de handicaper les conducteurs de véhicules électriques3. Le gouvernement du Canada appuie aussi l’écosystème du transfert d’énergie sans fil (TESF) en aidant les entreprises comme Solace, d’une part, à accroître leur capacité d’utiliser des solutions de ce type pour qu’elles profitent à divers secteurs et, d’autre part, à offrir des remises pour l’installation de stations de recharge sans fil au bureau et à la maison4.
Les auteurs du rapport du CAI sur le transfert d’énergie sans fil explorent diverses tendances observées dans le domaine du transfert d’énergie sans fil en champ proche, dont le couplage inductif, la résonance magnétique, le couplage capacitif et la résonance capacitive. Ils signalent aussi diverses entreprises de premier plan, ainsi que leurs tendances en matière de dépôt de brevets tout en dégageant des renseignements de pointe utiles sous l’angle du marché, des normes, des brevets essentiels au respect des normes et des litiges en matière de brevets.
Les publications de brevets ont été catégorisées en fonction des diverses technologies utilisées dans le cadre du TESF, des industries dans lesquelles des technologies du TESF s’appliquent, des composantes matérielles utilisées pour le TESF et des paramètres de rendement pour le TESF, et sont classées en fonction de la taxonomie de l’étude, puis analysées pour permettre la compréhension des tendances et des lacunes. Les auteurs de cette étude explorent aussi les chaînes de valeur nécessaires aux fournisseurs de composantes électriques, aux fournisseurs de solutions techniques et conceptuelles, aux vendeurs, aux distributeurs et aux fabricants de produits liés au TESF, et donnent des détails à cet égard. Environ 88 779 familles de brevets (voir graphique. 1.1) ont été analysées pour ce rapport. On a tenu compte d’un membre par famille de brevets INPADOC pour analyse. Cette série de données réduite sur les brevets comprend le membre des brevets le plus récemment publié. Les données sur le marché et les normes sont tirées de publications, d’articles et de documents scientifiques publiés.
Transfert d’énergie sans fil – 88 779 familles de brevets
Note : Pour les brevets et les applications, lorsque plusieurs catégorisations étaient possibles, nous les avons classés dans plusieurs catégories
Les techniques radiatives (champ éloigné), grâce auxquelles l’énergie est transmise par des vagues électromagnétiques ou des faisceaux laser ont été exclues de l’analyse pour la portée de cette étude.
Principaux points à retenir
Tendances géographiques des dépôts de brevets
Les É.-U. affiche la plus forte présence sur le marché au niveau de la PI dans le secteur du TESF avec 58 324 dépôts de brevets et une part de marché estimée de 1,7 milliard de dollars en 2020. Par conséquent, c’est aussi aux É.-U. que les poursuites juridiques sont les plus fréquentes dans le domaine des technologies de recharge sans fil. La Chine affiche le deuxième nombre de dépôts de brevets le plus élevé; cependant, environ 36 % de la totalité de ses demandes de brevets concernent des modèles utilitaires. Le Japon, l’Europe et la Corée du Sud font aussi partie des principales administrations de prédilection avec 19 538, 17 959 et 14 468 brevets/demandes publiées, respectivement. Le Canada est la cinquième zone qui affiche le plus de dépôts de brevets, avec un marché dont la croissance est estimée à 20,4 % entre 2020 et 2027.
Le rapport intégral du CAI donne une vision plus détaillée de l’activité de brevetage à l’échelle mondiale avec et sans la Chine.
Tendance au niveau de la technologie et de l’industrie
Bien des produits que nous utilisons chaque jour sont fondés sur une technologie de couplage inductif. Par exemple, la technologie de recharge que nous trouvons dans la majorité des brosses à dents électriques, est fondée sur le couplage inductif. Il n’est pas surprenant que le plus grand nombre de brevets pour les principales technologies dont il est question dans cette étude soient axés sur le couplage inductif, soit près de 43 % du total des actifs. Par contraste, la résonance capacitive affiche le plus petit nombre de brevets parmi les principaux domaines technologiques dont on tient compte dans cette étude. Il y a aussi très peu d’entreprises actives dans ce domaine. Cet aspect pourrait susciter des possibilités d’innovation et de protection de la PI pour les entreprises qui œuvrent dans le domaine du TESF.
L’automobile et les télécommunications sont les deux secteurs d’application qui affichent un nombre substantiel de dépôts de brevets et un marché suffisamment important. En revanche, les transmetteurs, les récepteurs, les bobines et les rectificateurs font partie des quatre composantes matérielles solides qui regroupent 76 % du total des familles de brevets de la catégorie du matériel. Comme la recharge sans fil gagne du terrain, surtout dans les applications des véhicules électriques et des téléphones intelligents, il est crucial de protéger dès que possible les normes ainsi que les technologies perturbatrices dans ce domaine. On constate, au vu du diagramme circulaire du Graphique 1.3, une distribution des dépôts de brevets propres aux composantes matérielles, comme les oscillateurs, les transmetteurs, les récepteurs, les bobines et les rectificateurs dans le domaine du TESF.
Poursuites juridiques liées aux brevets et grands acteurs du TESF
Ces dernières années, nous avons constaté une hausse des poursuites juridiques liées aux brevets dans le domaine des technologies de recharge sans fil, Scramoge (ECB) étant l’un des principaux plaignants. Scramoge a intenté des poursuites contre d’importants acteurs de ce secteur technologique, comme Samsung, Apple et Google. Creekview IP, Mojo Mobility et WiTricity (une entreprise dérivée du Massachusetts Institute of Technology) sont de nouveaux plaignants du milieu de la recharge sans fil. Par exemple, WiTricity a intenté des poursuites contre Momentum Dynamics Corporation, une jeune pousse du secteur des technologies propres, pour avoir violé plusieurs de ses brevets faisant intervenir une technologie relative à la recharge sans fil des véhicules électriques. Les jeunes pousses de ce domaine doivent donc se méfier de telles poursuites.
Principaux acteurs
Samsung et State Grid Corp, de la Chine, sont à la tête du secteur du transfert d’énergie sans fil. LG, Panasonic, Qualcomm, Toyota, BBK, Apple et Philips font partie des principaux dépositaires de brevets du milieu du TESF. On a découvert lors de l’étude que les dépôts de brevets de Qualcomm ont commencé à baisser à partir de 2017, notamment à cause de la vente de Halo, sa technologie de recharge sans fil des véhicules électriques, à WiTriCity, une entreprise dérivée du Massachusetts Institute of Technology (MIT).
| Taxonomie technologique | Principaux acteurs |
|---|---|
| Couplage inductif | State Grid, Panasonic, Philips, Bosch, Samsung |
| Résonance magnétique | Samsung, LG, Toyota, Qualcomm, State Grid |
| Couplage capacitif | State grid, Samsung, Qualcomm, Panasonic, Murata, Toyota |
| Résonance capacitive | Mitsubishi Corporation, Fujitsu, Samsung, Philips, South China University of Technology |
| Matériel TESF | LG, Samsung, Panasonic, Qualcomm, WiTriCity, Toyota, State Grid |
| Industries du TESF | Samsung, State Grid, LG, Panasonic, Qualcomm |
Le paysage canadien
Au Canada, il y a environ 2 946 familles de brevets (4 973 actifs brevetés au total) au chapitre des technologies de transfert d’énergie sans fil. Bien qu’au cours de la dernière décennie, on ait constaté des dépôts de brevets réguliers, les dépôts de brevets canadiens forment seulement 2 % des dépôts totaux des brevets dans le monde. Alstom, Johnson & Johnson, Blackberry, Medtronic, Alticor et Boston Scientific font partie des quelques grands dépositaires au Canada. Alstom, qui détient un maximum de brevets canadiens dans ce domaine, est une multinationale française qui œuvre dans le secteur des transports; cependant, elle arrive en tête au chapitre du nombre de brevets axés sur les transmetteurs déposés au Canada. Lorsqu’on observe les joueurs canadiens actifs dans le secteur du dépôt des brevets dans le milieu du TESF, on constate que Blackberry et Solace figurent parmi les principaux dépositaires. Solace Power, une entreprise de Mount Pearl établie au Canada, s’inscrit parmi les principaux dépositaires et a une mainmise dans diverses technologies du milieu du TESF. Solace prédomine tout particulièrement dans les secteurs de la résonance magnétique et de la résonance capacitive, bon nombre de ses familles de brevets ayant des ramifications aux É.-U., à Hong Kong, à Singapour, en Inde et en Corée. Blackberry a 80 familles de brevets avec plus de 60 dépôts de brevets répartis en Europe, aux É.-U., en Chine, à Hong Kong et en Corée.
L’industrie des télécommunications demeure le principal consommateur/innovateur du milieu du TESF, blackberry, Qualcomm et Emerson Electric, pour ne citer que ces quelques exemples, ayant pris la tête de la protection des brevets au Canada. Au cours des dernières années, on a aussi assisté à une prolifération de l’activité de brevetage dans le milieu des soins de santé/médicaux en lien avec le TESF.
Chaîne de valeur
Le Graphique 1.4 montre la chaîne de valeur mondiale des technologies de transfert d’énergie sans fil. La chaîne de valeur comprend de grands acteurs de toute la chaîne de valeur du TESF. Elle comprend des fabricants de composantes électroniques, des concepteurs et des ingénieurs de systèmes et de solutions pour les TESF, ainsi que des acteurs des secteurs de la vente, de la distribution et de l’application ainsi que des industries des services, comme les télécommunications, l’automobile et la santé. Solace, Elix, Moblek, Power2Go, eLeapPower, UTEV (University of Toronto Electric Vehicle), Flo, Green Power, BEQ Technology, MED-EL, Blackberry font partie des acteurs canadiens qui œuvrent dans la chaîne de valeur du TESF. Vous trouverez dans la version intégrale du rapport une description des principaux acteurs de la chaîne de valeur mondiale et canadienne.
Portée, méthodologie et hypothèses
Ce rapport sommaire contient un aperçu du rapport panoramique détaillé du CAI sur le transfert d’énergie sans fil. Le TESF peut être classé dans la catégorie du champ proche et dans celle du champ éloigné. La portée de cette étude se limite au TESF en champ proche, lui-même classé dans les catégories du couplage inductif (le TESF inductif et la résonance magnétique) et du couplage capacitif (TESF capacitif et résonance capacitive).
Les brevets octroyés ou les demandes de brevets ont été classé dans plusieurs catégories chaque fois que cela est applicable et possible. Par exemple, une revendication de brevet affichant une recharge par couplage inductif et une recharge par résonance magnétique pour un véhicule électrique est classée dans les catégories suivantes : couplage inductif et résonance magnétique (i.e., nœuds technologiques) et automobile – recharge de VE (industrie). Cet exemple illustre le chevauchement de différents nœuds taxonomiques (i.e., technologie et industrie dans cet exemple).
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References
3 Source: Wireless charging offers hope for mass electric vehicle use | Financial Times (ft.com)
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