Quelles conséquences tirer des analyses des scénarios pour la recherche ?

Séminaire du 29 avril

JP Bourgoin (CEA)F. Lemoine (Université de Lorraine et CPU)

Opportunités Menaces

- Levier communautaire (et international) à exploiter

- Positionnement de leader mondial dans certains domaines (nucléaire, hydrocarbures)

- Acteurs publics de R&D et de formation internationalement reconnus pour leurs compétences

- Liens étroits entre organismes de recherche et laboratoires universitaires (SFRI),

- Implication de grands groupes industriels français dans le domaine de l’énergie

- Durabilité des politiques publiques de soutien financier dans le domaine des NTE et visibilité à long terme

- Déficit d’articulation entre efforts de R&D, développement industriel et objectifs politiques,

- Manque de visibilité sur le long terme (enchainement des étapes de R&D),

- Moyens financiers limités au regard de certains compétiteurs : Chine, Japon, Etats-Unis

- Marché français insuffisamment attractif amenant les grands industriels à investir dans la R&D sur des marchés plus dynamiques

Forces Faiblesses

- Excellence de la formation académique des chercheurs, de la recherche fondamentale à la démonstration,

- Partenariat avec les entreprises - Réflexion R&D présente dans certains CSF - Rôle des EPIC pour renforcer le lien entre

secteur académique et monde économique

- Déficit d'articulation globale des outils - Déficit de sensibilité aux attentes des

marchés, manque d’intégration des SHS, - Retard pris dans certains domaines,

pesanteurs lors de la structuration des dispositifs de R&D

- Manque de capacité à mobiliser des ressources rapidement face à l'émergence de nouveaux secteurs

- Manque de partage de retour d’expérience (démonstrateurs)

- Peu d’utilisation du levier communautaire

5 Leviers Stratégiques

5 Constats 5 Priorités Thématiques

Opportunités Menaces - Structuration en cours de grands pôles

universitaires incluant les EPST (objectif : 30 sites universitaires).

- Structuration des forces de recherche au sein de l’alliance ANCRE.

- Développement des structures de maturation, valorisation, transfert, recherche publique-privée (SATT, CVT ANCRE, plates-formes régionales CEA Tech, IRT, IEED).

- Dispersion des moyens. - Dispersion des moyens d’accès aux

financements. - Faiblesse des niveaux de financement

récurrent pour soutenir la recherche fondamentale.

Forces Faiblesses - Tissu académique dense et bien structuré

dans une logique nationale (CNRS) et locale (grands sites universitaires).

- Présence d’EPIC à même de faire le lien entre le secteur académique et le monde économique.

- Recherche fondamentale académique insuffisamment mobilisée sur le domaine de l’énergie.

- Absence de vision consolidée sur les concepts nouveaux.

- Insuffisance de projets interdisciplinaires structurés.

- Absence de structuration sur des objectifs partagés.

- Vision systémique trop peu présente. - D’une manière générale, difficulté à

capitaliser l’excellence de la recherche fondamentale pour la transformer en avantages compétitifs.

SWOT Général

Analyses SWOT ThématiquesPour la SNRE

Scénarios de l’ANCRE

Verrous de L’ANCRE

5 Leviers Stratégiques

5 Constats 5 Priorités Thématiques

• Concentrer les moyens sur un nombre limité de priorités pour lesquelles doivent être définies des feuilles de route

• Développer la transversalité entre filières• Miser sur les approches systèmes au-delà des briques technologiques,• Anticiper les besoins des marchés énergétiques• Intégrer le rôle –appelé à croître- de la modélisation et plus généralement

des TICs

• Nécessité d’inscrire dans la durée la dynamique de structuration des acteurs de la recherche publique

• Nécessité de renforcer la place de la prospective énergétique

• Nécessité d’accroitre le rayonnement de la R&D nationale

• Nécessité d’amplifier l’impact de la R&D sur la compétitivité des filières industrielles françaises,

• Nécessité d’adapter l’offre de formation aux besoins du secteur énergétique

Déclinaison en 16 actions

• Segmentation + Priorisation• Déclinaison spécifique pour programmation PIA et ANR

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Une indispensable approche « Système »

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.

• scénario « Sobriété renforcée » reposant essentiellement sur le triptyque sobriété renforcée, efficacité énergétique poussée et développement des énergies renouvelables,

• scénario « Décarbonisation par l’électricité », fondé sur la combinaison d’un effort d’efficacité énergétique et d’un accroissement dans les usages de la part de l’électricité, qu'elle soit d'origine renouvelable ou nucléaire,

• scénario « Vecteurs diversifiés », misant sur l'efficacité énergétique, un renforcement limité des usages électriques, l'accent étant largement mis sur la diversification des sources et vecteurs d’énergies et sur un rôle important des systèmes énergétiques intégrés développés localement

Les scénarios de l’ANCRE comme guides pour la projection(trajectoire de la transition énergétique de la France à H2050)

Atteindre le facteur 4 à H2050 sur les émissions de CO2 du secteur énergétique : → Lever des verrous majeurs souvent communs à tous les scénarios ≡invariants→ Introduire au moins une révolution technologique dans chacun des scénarii

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Proposition de segmentation pérenne autour de 5 orientations stratégiques pour la R&D dans le domaine de l’énergie

1. Invariants des scénarios de transition énergétique1. Efficacité énergétique et sobriété (bâtiment, Green IT, transports)2. Renforcement des filières nationales ENR (solaire, EMR, bioénergies,

géothermie)3. Optimisation du système énergétique - permettant notamment d’intégrer une part significativement augmentée d'ENR intermittentes – par le développement du stockage, de l'inter-conversion entre vecteurs énergétiques et des réseaux intelligents (H2, interopérabilitéréseaux d’énergie)

Plateforme Myrthe AjaccioStockage Hydrogène de l’énergie solaire et intégration au réseau insulaire

Problématique clé et multi-scalaire de l’adaptation dynamique offre-demande

L’exemple des Smart Grids électriques et de la nécessaire approche système multidisciplinaire

Hardwaresécurisé

Middleware / Softwaresécurisés standardisésProduction

Stockage

Electronique de puissance

Usages, comportements

Sciences technico-économiques et sociales

« smart metering » Capteurs (V, I, F), réseaux de capteurs

Algorithmes et logiciels de contrôle/commande

Equilibrage Offre/demande

Sureté de fonctionnement temps réel des fonctions critiques

Protocoles IP optimisés

Traitement des bases de données

Radio, WIFI haut débit sécurisés

Intelligence des composants énergétiques

PV, CPV, CSP, PEMFC, SOFC

Batteries VEBatteries stationnairesElectrolyseurs, H2 & PACChaleur, froid, eau,…

Bornes de rechargeOnduleurs

IHM, Situation awareness

Services web, smart-phone

TransportNouveaux matériaux :Nano, supraconducteurs

Modélisation, Simulation , Prévisions

Cyber-sécurité

Outils d’aide à la décision

Calcul HPC

Cloud sécurisé

Maintenance prédictive

Interface avec les utilisateurs

Protection et résilience du réseau

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Proposition de segmentation pérenne autour de 5 orientations stratégiques pour la R&D dans le domaine de l’énergie

1. Invariants des scénarios de transition énergétique1. Efficacité énergétique et sobriété (bâtiment, Green IT, transports)2. Renforcement des filières nationales ENR (solaire, EMR, bioénergies,

géothermie)3. Optimisation du système énergétique - permettant notamment d’intégrer une part significativement augmentée d'ENR intermittentes – par le développement du stockage, de l'inter-conversion entre vecteurs énergétiques et des réseaux intelligents (H2, interopérabilitéréseaux d’énergie)2. Consolidation et évolution des filières énergétiques actuellement

majoritaires dans le bouquet énergétique national1. Secteur hydrocarbures et ressources minérales (Optimisation des ressources énergétiques et minérales stratégiques)2. Secteur nucléaire (sûreté, adaptation du parc, 4G/RNR, ITER)3. Révolution technologique à fort impact potentiel sur la transition énergétique

1. Captage, transport, stockage et valorisation du CO22. Stockage électrique de grande capacité3. Récupération de la chaleur fatale (cogénération nucléaire notamment)

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4. Connaissances des marchés et des comportements [Enjeu de prise en compte des aspects non technologiques conditionnant l'évolution du système énergétique].

5. Concepts scientifiques innovants pour l'énergie [Enjeu de maintien d'un socle de savoir aux frontières des connaissances et de la capacité à le mobiliser, dans une approche interdisciplinaire pour faire émerger des concepts innovants pour l'énergie].

Cinq priorités stratégiques pour la R&D dans le domaine de l’énergie