T 0361/99 06-03-2001

1. Le recours est recevable.

2. Un examen des revendications et de la description fournies pendant la procédure orale devant la chambre de recours a montré que leurs contenus sont bien supportés par les documents d'origine du brevet. Une analyse de l'art antérieur le plus proche a aussi été ajoutée dans la description. Par ailleurs, toutes les caractéristiques des revendications indépendantes du brevet, tel que délivré, se retrouvent dans les nouvelles revendications indépendantes, si bien qu'il n'y a pas d'extension de l'objet de ces revendications. Ces points n'ont pas été contestés par l'intimée présente à la procédure orale. L'article 123, paragraphes (2) et (3), CBE est donc respecté.

Le seul point d'objection de l'intimée en ce qui concerne la recevabilité des revendications a porté sur la forme en deux parties de la revendication (règle 29(1) CBE). Ce sujet sera abordé dans la partie suivante concernant l'activité inventive impliquée, en liaison avec l'analyse de l'art antérieur le plus proche.

3. Aucun document de l'art antérieur cité ne montre l'ensemble des caractéristiques de l'installation selon la revendication 1 ou du procédé selon la revendication 7, si bien que cette installation et ce procédé sont bien nouveaux (articles 52 et 54 CBE). L'intimée a reconnu ce fait.

4. L'art antérieur le plus proche est, sans contestation de la part des parties, représenté par l'installation décrite par l'antériorité D1.

La figure 1 de ce document montre le schéma général de l'installation avec, à sa partie supérieure, des cyclones en série servant de préchauffeurs, traversés de haut en bas par le clinker de ciment à traiter et de bas en haut par les fumées du four rotatif allongé, ce dernier étant disposé presque horizontalement. L'installation de précalcination se trouve entre cette série de cyclones préchauffeurs et le four et elle se compose d'une chambre de combustion, d'une chambre de réaction et du dernier cyclone, lequel est appelé "cyclone de séparation de la matière" dans la revendication 1 du brevet incriminé. La chambre de combustion est une unité distincte, disposée parallèlement au conduit vertical, qui a pour fonction d'amener les fumées du four au cyclone de séparation. Ce conduit forme - au moins dans sa partie inférieure - la chambre de réaction avec à sa suite, donc dans sa partie supérieure, la partie postcombustion. La chambre de combustion a pour fonction principale de produire des gaz réducteurs. Elle débouche par sa partie inférieure au bas du conduit vertical, donc pratiquement au point de raccordement de ce conduit avec l'ouverture d'échappement des fumées du four, tandis que, dans sa partie haute, elle est munie au moins d'un brûleur, qui est un brûleur à fuel dans cet art antérieur, et d'une entrée de clinker de ciment provenant des réchauffeurs. Le clinker réchauffé par les cyclones est donc introduit dans la chambre de combustion, y circule avec turbulence de haut en bas, se mélange ensuite en bas de la chambre de réaction avec les fumées qui sortent à grande vitesse de l'ouverture du four, puis, mélangé à ces fumées, il remonte dans cette chambre de réaction jusqu'à atteindre au moyen d'un coude la partie supérieure du cyclone de séparation de la matière pour y être séparé des fumées avant d'être introduit dans le four pour y finir sa cuisson. A la sortie du four, il passe dans un refroidisseur.

L'installation de précalcination utilise l'air chaud de ce refroidisseur en plusieurs points : selon la figure 1 de D1, une conduite principale d'air chaud provenant du refroidisseur est subdivisée en deux éléments de conduite, l'un alimentant de façon tangentielle la chambre de combustion au travers d'une volute entourant le brûleur central et l'autre aboutissant vers le milieu de la chambre de réaction verticale. Ces éléments de conduite correspondent respectivement au second et troisième conduit d'air chaud cités dans le préambule de la revendication 1 du brevet incriminé.

5. D1, cependant avec ses figures 5 et 6, montre une forme modifiée du précalcinateur ci-dessus. Cette variante se distingue par une alimentation en klinker de ciment de la chambre de combustion effectuée en deux étages superposées. L'étage supérieur correspond à celui de la figure 1 de ce même document, qui montre un brûleur central et l'arrivée d'air chaud ou "second conduit" provenant du refroidisseur. L'étage inférieur est espacé du précédent par une portion conique de la chambre de combustion et est formé d'un espace annulaire de diamètre supérieur à celui de la chambre de combustion, Dans cet espace débouchent des brûleurs, des arrivées d'air chaud tangentielles de même sens que celle du "second conduit" ci-dessus et enfin une entrée de klinker. Il est précisé dans la description de D1 que cet espace annulaire est avant tout une chambre de dispersion du klinker de ciment et que le but de cette variante est d'améliorer l'échange de chaleur entre le klinker et les gaz de combustion. Autrement dit, les arrivées d'air chaud supplémentaires de ce second étage, que l'intimée identifie avec le premier conduit d'air chaud selon la revendication 1 du brevet attaqué, n'ont dans D1 de sens qu'en combinaison avec, à la fois, des brûleurs additionnels et une arrivée supplémentaire de klinker. Leur principale fonction est de disperser le klinker pour qu'il s'échauffe au contact de la chaleur apportée par les brûleurs additionnels. Qu'un mouvement de rotation uniforme des gaz et de la matière puisse s'ensuivre n'est pas contesté, mais ceci n'est qu'un résultat secondaire qui n'est pas clairement enseigné par D1, qui ne mentionne que la présence d'un tourbillonnement("swirling") créé dans la chambre de combustion. Dans la revendication du brevet en cause, par contre, le premier conduit d'une part débouche tangentiellement dans la chambre de combustion même, et non dans un espace annulaire de dispersion reliée à la chambre de combustion, et d'autre part il a pour seule fonction d'envoyer un courant d'air chaud additionnel circulant dans le même sens que celui du dessus, et ce indépendamment de la présence de brûleurs ou non. Selon la description du brevet attaqué, ce courant d'air additionnel en combinaison avec le brûleur central et la volute a pour effet de stabiliser la flamme du brûleur central afin de permettre à la chambre de combustion de générer des gaz réducteurs. Ce résultat ne semble pas pouvoir être obtenu avec un courant d'air additionnel, lorsqu'il est combiné, comme c'est le cas dans l'installation selon D1, avec des brûleurs additionnels et une arrivée de produit, tous placés dans une chambre annulaire particulière de la chambre de combustion. Le premier conduit selon la revendication 1 ne peut donc être assimilé aux arrivées d'air du second étage d'arrivée de klinker selon la variante des figures 5 et 6. de D1. La disposition de la caractéristique correspondante dans la partie caractérisante de la revendication 1 est donc justifiée (règle 29(1) CBE). La revendication 1 requiert la présence de ce premier conduit d'air chaud, indépendamment de la présence ou non de brûleurs additionnels, et par suite le fait que la revendication 1 n'exclut pas explicitement des brûleurs supplémentaires n'a pas d'importance.

6. Les caractéristiques distinctives de l'objet de la revendication 1 vis-à vis de l'installation décrite dans D1 sont donc bien indiquées dans la partie caractérisante de cette revendication et comprennent :

- le troisième élément de conduite, dit premier conduit, d'air chaud, qui débouche tangentiellement dans la chambre de combustion dans le même sens que le second conduit ;

- la forme en col de cygne de la conduite de combustion ;

- le type de combustible utilisé, sous forme pulvérisée ;

- et, enfin, l'angle (I) du troisième conduit d'air chaud qui débouche dans la conduite de postcombustion, cet angle conduisant à une injection d'air à contre-courant des fumées.

7. Le problème résolu par la présente invention est le même que celui à la base de D1, à savoir réduire les oxydes d'azote qui se trouvent dans les fumées sortant du four (en produisant donc du carbone imbrûlé CO), tout en évitant qu'à la suite de cette réduction il reste trop d'imbrûlés, notamment sous forme CO. Toutefois, à la différence de D1, dont l'installation fonctionne avec un combustible liquide, à savoir du fuel, la présente invention vise à résoudre le problème ci-dessus dans le cadre d'un combustible pulvérisé, tel qu'indiqué dans la revendication 1 et qui est plus difficile à brûler et à vaporiser.

Comme dans le procédé selon D1, le principe général est de faire fonctionner l'installation de précalcination en marche réductrice pour éliminer les oxydes d'azote. Avec un combustible solide, ceci est rendu encore plus difficile qu'avec un combustible liquide, du fait que les combustibles solides brûlent de façon bien plus médiocre en atmosphère réductrice.

8. L'intimée n'a pas contesté que le problème ci-dessus est résolu, mais pour elle la solution est identique à celle de D1, avec seulement une amélioration de la postcombustion du fait du meilleur mélange causé par l'angle (I) et de la prolongation de la combustion réalisée par le col de cygne. Il n'y aurait en fin de compte selon elle qu'une différence de degré.

Cependant, de l'avis de la chambre, la caractéristique d'angle du troisième conduit d'air chaud au niveau de la postcombustion implique une activité inventive à elle seule pour les raisons qui suivent.

9. De D1, voir la colonne 5, lignes 7 à 11, l'homme du métier sait que l'apport d'air chaud en aval de la chambre de réaction est destiné à assurer une combustion complète des gaz, tout en empêchant la formation d'oxydes d'azote. Cet air chaud, dont la température peut varier de 700 C à au-delà de 800 C (voir D1, col. 5, l. 60, et F5, page 6, col. droite, 2ème parag.), agit avant tout en apportant de l'oxygène. Or, comme l'a souligné l'intimée elle-même en accord avec la littérature sur ce sujet, il est en général recherché de maintenir une température d'environ 850 C tout le long du précalcinateur, car c'est la température la plus appropriée pour effectuer la précalcination tout en évitant la formation d'oxydes d'azote (cf. F6, page 364, milieu de la colonne de gauche ; D1, col. 4, l. 57 et col. 5, ligne 15 ; F1, page 219, col. gauche, 2ème parag.). Cet homme du métier sait aussi qu'il convient d'éviter des pics locaux de température et que ceci est obtenu en assurant une vitesse assez grande de passage des gaz dans le précalcinateur, voir sur ce point encore le même passage mentionné ci-dessus de F6. L'homme du métier n'est donc pas incité à envoyer de l'air à contre-courant des gaz montants le long de la conduite verticale, car d'une part ceci freine ces gaz, réduit donc leur vitesse, et simultanément en provoquant un mélange brutal de l'oxygène de l'air chaud avec les gaz peut provoquer une brusque élévation locale de température avec, pour conséquence, la (re)formation d'oxydes d'azote. L'intimée a fait valoir qu'en fait une élévation de température n'était pas possible à cause des réactions de réduction dans le précalcinateur lui-même, ces réactions maintenant la température vers 850 C. Cet argument est peut-être valable dans la chambre de réaction, mais la zone concernée ici est celle de la postcombustion, ce qui suppose que la majeure partie de ces réactions ont déjà eu lieu (cf. l'opinion même de l'intimée devant la première instance, page 7, lignes 18 à 20 du procès-verbal de la procédure orale). L'homme du métier n'est donc guère assuré que des pointes locales d'échauffement ne puissent pas se produire dans cette zone de postcombustion.

10. D1 et F1 sont les deux seuls documents qui enseignent de prévoir un conduit d'air chaud à un tel point d'une installation de précalcination. Or, dans D1, ce conduit débouche de façon incliné dans le sens même des gaz montants, tandis que, dans F1, figure 15, il est montré disposé à 90 . Ceci laisse supposer que pour l'homme du métier avant la présente invention, même lorsqu'il envisageait un mélange de l'air chaud et des gaz à cet endroit du précalcinateur avec des angles différents d'injection, il n'était néanmoins pas évident d'envisager une injection en sens contraire.

11. Selon l'intimée, le document F5, en particulier sa figure 10 et le passage y afférent, rendait cette caractéristique évidente, du fait que, dans cet art antérieur et pour un but identique, il est divulgué une conduite d'air chaud débouchant avec une certaine inclinaison et en sens opposé aux fumées dans la conduite verticale. qui relie l'ouverture de sortie des fumées du four au cyclone de séparation.

Il est en effet enseigné dans ce document - page 6, colonne de droite, avant-dernier paragraphe et page 8, premières lignes - que ce mode de réalisation de l'entrée d'air chaud assure un bon mélange de l'air chaud avec les fumées du four, notamment en raison de cette disposition à contre-courant des fumées. Toutefois, la fonction de ce conduit d'air chaud est différente de celle du premier conduit selon la présente invention. Cette antériorité F5 concerne, en effet, une installation de précalcination d'un type autre que celui du brevet attaqué ou encore de D1 ou F1, car la chambre de combustion n'est pas une unité distincte, mais elle se trouve dans la conduite verticale déjà mentionnée, juste après l'ouverture de sortie des fumées du four et elle est suivie de la chambre de réaction, qui dans cet art antérieur est en majeure partie constituée par le col de cygne reliant le tube vertical au cyclone de séparation. Or, il est bien précisé dans F5 que la conduite d'air chaud, qui est la seule mentionnée dans cette installation, débouche dans la sortie des gaz du four avant le précalcinateur, donc avant même la chambre de combustion. Immédiatement à sa suite, donc juste au dessus, se trouvent la conduite d'entrée de klinker de ciment, inclinée de façon identique à celle d'air chaud, et l'injection de combustible, tous deux faisant partie de la chambre de combustion. La fonction de la conduite d'air chaud de cet art antérieur est donc d'assurer un bon mélange non seulement de l'air avec les fumées du four, mais aussi du klinker de ciment en le dispersant en combinaison avec les moyens d'injection de combustible (voir la page 4, colonne de gauche, et la page 7, dernier paragraphe de la colonne de droite de F5). Aucun des phénomènes de précalcination n'a encore pu se produire, et en particulier aucune postcombustion, ni même une éventuelle recomposition d'oxydes d'azote.

L'homme du métier, partant de l'installation selon D1, n'a déjà pas de raison particulière de considérer l'installation selon F5 qui diffère singulièrement de celle de la présente invention, surtout au niveau de la sortie du four et par sa chambre de combustion. Il n'est pas non plus incité à tenir compte de la conduite d'air de cette installation qui débouche justement à ce niveau, à cause de sa fonction, qui est différente, et des phénomènes en jeu à cet emplacement, qui ne sont pas comparables à ceux qui s'exercent dans une zone de postcombustion. Enfin, cet art antérieur n'attire pas l'attention de l'homme du métier sur le choix d'un angle particulier d'inclinaison.

12. Les autres documents cités de l'art antérieur sont moins pertinents que les précédents à l'égard de cette caractéristique de la revendication 1 du brevet en cause. Ils n'ont d'ailleurs pas été cités à son encontre.

Pour les raisons ci-dessus exposés, cette caractéristique suffit donc à conférer un caractère inventif à l'objet de la revendication 1. Il n'est pas nécessaire dans ces conditions d'examiner les autres caractéristiques distinctives de la solution revendiquée et, en particulier, la question de savoir si elles impliquent ou non une activité inventive. En conclusion, l'objet de la revendication 1 du brevet incriminé implique une activité inventive (article 56 CBE). Il en est de même pour le procédé de la revendication 7, car elle implique une installation ayant les mêmes caractéristiques structurelles que celles de la revendication 1. Les revendications 2 à 6 et 8 à 13 sont respectivement dépendantes des revendications 1 et 7, concernent des développements de leurs objets et par suite impliquent la caractéristique particulière ci-dessus, considérée comme inventive.