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L'étude Technologies clés intégrale

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    Som

    mai

    rePrface du ministre .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6Avant-propos .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8Introduction .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 10Contexte ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 12Mthodologie ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 17

    Les technologies cls 2015

    Chimie - Matriaux - Procds ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 231. Nanomatriaux ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 322. Simulation molculaire .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 343. Biotechnologies blanches ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 364. Microstructuration ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 385. Catalyse ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 406. Dpt de couche mince ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 427. Matriaux fonctionnels, intelligents et de performance ............................................................................................................................................................................................................... 448. Capteurs ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 469. Procds membranaires ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 4810. Fabrication rapide ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 5011. laboration de composites - Assemblages multimatriaux .......................................................................................................................................................................................... 5212. Contrle non destructif ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 54

    Technologies de linformation et de la communication ....................................................................................................................................................................... 5913. Robotique............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 7414. Technologies rseaux sans l .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 7615. Rseaux haut dbit optiques .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 7816. Objets communicants ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8017. Technologies 3D .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 8218. Interfaces homme-machine ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 8419. Ingnierie de systmes complexes et systmes de systmes .................................................................................................................................................................................. 8620. Calcul intensif .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8821. Progressive/Intelligent Manufacturing ....................................................................................................................................................................................................................................................................................... 9022. Optolectronique ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 9223. Nanolectronique ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 9424. Technologies de numrisation de contenus ............................................................................................................................................................................................................................................................... 9625. Scurit holistique ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 9826. Virtualisation et informatique en nuages ....................................................................................................................................................................................................................................................................... 10027. Logiciel embarqu et processeurs associs ............................................................................................................................................................................................................................................................. 10228. Valorisation et intelligence des donnes ......................................................................................................................................................................................................................................................................... 10429. Portail, collaboration et communications unies ............................................................................................................................................................................................................................. 106

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    Environnement ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 11130. Technologies pour la captation matrise et le traitement des sdiments pollus ............................................................................ 12231. Capteurs pour lacquisition de donnes ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 12432. Technologies pour le dessalement de leau faible charge nergtique ........................................................................................................................ 12633. Technologies pour le traitement des polluants mergents de leau ............................................................................................................................................... 12834. Technologies pour le traitement de lair ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 13035. Technologies pour la dpollution in situ des sols et des sites pollus ....................................................................................................................................... 13236. Technologies pour la gestion des ressources en eau ................................................................................................................................................................................................................... 13437. Technologies pour le recyclage des matriaux rares et leur valorisation ......................................................................................................................... 13638. Technologies de tri automatique des dchets ................................................................................................................................................................................................................................................ 13839. Valorisation matire des dchets organiques ................................................................................................................................................................................................................................................... 14040. co-conception ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 142

    nergie ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 14741. Carburants de synthse issus de la biomasse .................................................................................................................................................................................................................................................... 15842. Solaire thermodynamique ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 16043. nergies marines ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 16244. Piles combustible ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 16445. Technologies de lhydrogne ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 16646. Captage, stockage et valorisation du CO2 ..................................................................................................................................................................................................................................................................... 16847. nergie nuclaire .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 17048. Solaire photovoltaque .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 17249. nergie olienne en mer .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 17450. Gothermie ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 17651. Stockage stationnaire dlectricit ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 17852. Rseaux lectriques intelligents ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 18053. Technologies dexploration et de production dhydrocarbures ................................................................................................................................................................... 18254. Technologies de raffinage des hydrocarbures ................................................................................................................................................................................................................................................. 18455. Technologies pour lexploration, lextraction et les traitements des ressources minrales ......................................... 18656. Carburants de synthse issus de ressources fossiles ..................................................................................................................................................................................................................... 18857. Biomasse et dchets: valorisation nergtique ......................................................................................................................................................................................................................................... 190

    Transports ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 19558. Moteurs combustion interne ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 20659. Moteurs lectrique ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 20860. Nouvelles technologies de turbomachine .................................................................................................................................................................................................................................................................. 21061. Interaction homme-machine, ergonomie ................................................................................................................................................................................................................................................................... 21262. Optimisation de la chane logistique .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 21463. Technologies de stockage et de gestion bord de lnergie lectrique ............................................................................................................................. 21664. lectronique de puissance ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 21865. Mcatronique ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 22066. Communications et donnes ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 22267. Dmarche doptimisation de lingnierie et de la production .......................................................................................................................................................................... 22468. Matriaux et technologie dassemblage pour lallgement ................................................................................................................................................................................... 22669. Outils et mthode de conception et de validation ............................................................................................................................................................................................................................ 228

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    Btiment ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 23370. Systmes denveloppe du btiment ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 24471. Systmes constructifs ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 24672. Matriaux biosourcs, composites et recycls ................................................................................................................................................................................................................................................ 24873. Maquette numrique ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 25074. Comptage intelligent ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 25275. Technologies dintgration et de mutualisation des ENR dans le btiment ............................................................................................................ 254

    Sant, Agriculture et Agroalimentaire ............................................................................................................................................................................................................................................................ 25976. Ingnierie cellulaire et tissulaire ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 27277. Ingnierie gnomique ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 27478. Ingnierie du systme immunitaire ................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 27679. Technologies pour la biologie de synthse .............................................................................................................................................................................................................................................................. 27880. Systmes bio-embarqus .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 28081. Technologies pour la matrise des cosystmes microbiens ................................................................................................................................................................................ 28282. Capteurs pour le suivi en temps rel ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ 28483. Technologies de diagnostic rapide .................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 28684. Technologies pour limagerie du vivant .............................................................................................................................................................................................................................................................................. 28885. Technologies douces dassainissement ............................................................................................................................................................................................................................................................................... 290

    Conclusion ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 294Annexes Quelques explications sur lchelle des TRL ................................................................................................................................................................................................................................... 296Liste des technologies candidates ...................................................................................................................................................................................................................................................................... 300Liste des participants ltude .................................................................................................................................................................................................................................................................................... 305

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    D ans un monde o les technologies voluent de plus en plus vite, et o le choix parmi des alternatives technologiques peut savrer dcisif, il est important de nourrir et structurer une rexion nationale sur les orientations les plus prometteuses et cratrices de valeur et demplois. Cest ainsi que depuis 1995, le ministre charg de lIndustrie ralise tousles cinq ans une tude destine identier et caractriser les technologies cls qui contribuentau dveloppement conomique de la France sur un horizon moyen terme de cinq dixans.

    Ltude Technologies cls 2015 que nous publions aujourdhui en constitue la quatrime dition.Elle a mobilis, sous la supervision dun comit stratgique prsid par Denis RANQUE, prsidentdu Cercle de lindustrie, plus de 250 experts que je tiens remercier pour leur contribution,et a pris en compte les rsultats de plusieurs travaux, comme notamment lexercice de prospective France 2025 conduit sous lgide du Centre danalyse stratgique, ou encore la stratgienationale de recherche et dinnovation.

    Cette tude, mene intervalles rguliers, est ainsi devenue une rfrence dans la bote outils des politiques publiques nationales en faveur de linnovation et de la comptitivit des entreprises. Elle remplit plusieurs missions:

    formidable instrument de sensibilisation au dveloppement technologique, et de valorisation des lires scientiques et techniques. En mettant lhonneur linnovation technologique, elle souligne le rle essentiel de lindustrie dans la constructionde notre avenir;

    valuer la capacit de notre tissu industriel investir le champ des opportunits gnres par les 85 technologies cls en 2015, quil sagisse des technologies diusantes susceptibles de gnrer des gains de productivit, ou des technologies davenir,ouvrant la voie au dveloppement de nouveaux marchs. Cette analyse stratgique des forceset des faiblesses de la France dans plusieurs domaines technologiques a t complte cette anne par la formulation de recommandations susceptibles de favoriser leur dploiement. Une attention particulire a aussi t porte la dimension sociale des direntes technologies ainsi quaux services qui leur sont associs;

    Les technologies cls :une prospective et un clairage

    pour des dcisions

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    enfin, elle constitue un outil structurant daide la dcision pour les entreprises comme pour les pouvoirs publics. Les entreprises souhaitant laborer leur stratgie de R&D ou engager une dmarche dinnovation pourront trouver dans cet ouvrage des clairages utiles sur les applications et les enjeux technologiques, ainsi que sur les principaux acteurs et centres de comptences vers lesquels se tourner. Il en va de mme pour ltat, les collectivits territoriales et les principales structures au service de linnovation et de la comptitivit, comme par exemple Oso ou lAgence nationale de la recherche, qui pourront sappuyer sur cette tude pour dfinir lorientation de leur politique de soutien aux projets dentreprise ou lorganisation dactions collectives en direction des acteurs conomiques.

    La diffusion en matire dinnovation et de technologie tant tout aussi importante que les progrs technologiques eux-mmes, les rsultats de ltude Technologies cls 2015 seront diffuss le plus largement possible auprs des chefs dentreprise et des dcideurs en rgion, travers le rseau territorial des Direccte ou par le biais dInternet.

    Je souhaite que le lecteur de ltude, chef dentreprise, ingnieur, chercheur, membre dun ple de comptitivit ou dune grande filire industrielle, puisse y trouver les informations qui contribueront clairer sa comprhension des enjeux ou ses choix, mieux orienter son action et identifier ses partenaires. Et que ce travail contribuera ainsi la ncessaire amlioration du potentiel industriel de notre pays, et par l, sa prosprit et ses emplois.

    ric BESSONMinistre de lIndustrie, de lnergie

    et de lconomie numrique

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    ropo

    s D es technologies cls, pour quoi faire ? Lobjectif fondamental de ce travail de prospective technologique consiste, aprs avoir positionn la France dans son environnement international, procurer des gains decacit dans le monde de lentreprise comme dansla gestion publique. Il est voisin dans son esprit dautres exercices mens concurremment par de grands pays industrialiss.

    Ltude sur les technologies cls horizon 2015 est un document attendu : pour mmoire, ltude prcdente, qui visait lhorizon 2010, a donn lieu environ un million de pages lues sur Internet.

    Luc ROUSSEAU, directeur gnral de la Comptitivit, de lindustrie et des services ma propos de prendre la prsidence du comit stratgique de ltude en me demandant de veiller la bonne orientation des dimensions scientique, technique et industrielle de lexercice, et de massurerde la collgialit du travail accomplir.

    Pour cela jai runi, dans ce comit, un certain nombre de personnalits qui toutes ensembles permettaient de dgager une vision partage des enjeux pour notre pays.

    Les changes rguliers avec les acteurs oprationnels de ltude ont permis de dnir parmisept secteurs les 85 technologies cls qui devront faire lobjet dune attention soutenue de la partdes chefs dentreprises, des cadres, des dcideurs publics, car leur matrise permettra de mieuxrelever les ds qui se posent notre socit et de donner nos entreprises de meilleurs avantages comptitifs.

    Que dit-elle de neuf par rapport aux exercices prcdents ? Si les trois quarts environ des technologies dj repres en 2005 comme cruciales restent prsentes, leurs contenus dtaills,leurs marchs de dbouchs, leur champ concurrentiel, la quantication de leurs importances relatives, ont volu. Dautre part, la prsente tude sest attache fournir des cls aux chefs dentreprises la recherche de nouveaux vecteurs pour innover comme aux dcideurs publics qui vont devoir arbitrer avec des budgets contraints. Enn, une analyse sur les technologies diusantes, importantes pour lconomie, a t conduite.

    Ce sont environ 250 experts qui ont t consults pour collecter les informations permettant un diagnostic sur le contexte et les enjeux des dirents secteurs, relever les grandes tendances dvolution qui leurs sont associes, identier les volutions technologiques majeures et les acteursde la R&D qui les conduisent. De plus les feuilles de route stratgiques des ples de comptitivit vocation mondiale ont t intgres dans les analyses.

    Je tiens les remercier tous pour leur prcieuse contribution,

    Cet exercice a t conduit pour dterminer sur chacune des technologies les principales forceset faiblesses, atouts et menaces des comptences franaises.

    Les dveloppements dinnovations technologiques doivent rpondre simultanment deux types dattentes socitales ; dune part, le besoin de progrs, de cration de valeur, demplois,de bien-tre, de scurit ; dautre part, la prise en compte des risques, rels ou perus, inhrents toute innovation. Ltude a donc aussi mentionn, pour chacune des technologies, les facteursqui pouvaient en freiner le dploiement.

    Enn, en vue daugmenter la cration de valeur sur le territoire national, les dirents aspects lis lidentication et au dveloppement de nouveaux types de services concourant la comptitivitet lamlioration de notre balance commerciale ont t examins sous langle des opportunits oertes par les direntes technologies et marchs.

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    Les diffrentes monographies et fiches technologies cls constituant le document final saccompagnent de propositions de recommandations formules par les diffrents groupes de travail et valides par le comit stratgique. Ces recommandations proposent aux lecteurs, diffrents niveaux de mise en uvre (investissements, partenariats, formation, rglementation, normalisation...), des pistes pour crer un environnement favorable au dploiement de ces technologies.

    Ltude Technologies cls 2015 sera rapidement utilise puisquelle fait partie, au mme titre que la stratgie nationale de recherche et dinnovation et la stratgie nationale sur lnergie, et en cohrence avec ces dernires, des documents de rfrence qui vont permettre de guider les choix retenir dans le cadre des investissements davenir notamment en ce qui concerne les instituts de recherche technologique et les instituts thmatiques dexcellence en matire dnergie dcarbone.

    Je forme le vu que les rsultats de Technologies cls 2015 se dclinent en de multiples actions en faveur du dveloppement de nos industries, et du succs de nos chercheurs, ingnieurs et techniciens, et quainsi ils contribuent offrir notre pays les meilleures conditions de son dveloppement dans la comptition mondiale.

    Denis RANquEPrsident du comit stratgique

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    Intro

    duct

    ion Lexercice technologies cls :

    une rexion prospective court-moyen terme

    S ortir de la crise par le haut : telle est la volont qui anime lindustrie et les services exposs la concurrence extrieure en France. Ce d de la comptitivit, ardente obligation pour les entre-prises comme pour les acteurs publics, sappuie aujourdhui sur plusieurs outils : la politique des ples de comptitivit, pour renforcer sur les territoires lmergence de projets collaboratifs fortes retombes, quil sagisse de projets de R&D ou de projets dquipements structurants ; des politiques de lires et de mtiers, pour redensier le tissu industriel, ainsi que les tats gnraux de lindustrie en ont montr le besoin ; et des stratgies dinnovation pour les investissements davenir, nancs par lemprunt national, qui supposent connues les technologies les plus porteuses qui ont des chances de prosprer sur le territoire. Des analyses stratgiques et prospectives qui anticipent les tendances, dcrivent les oppor-tunits et les menaces, analysent les forces et faiblesses du tissu industriel et des services lis, permettent de reprer grands traits ces technologies. Grce ces rexions, les forces vives de lconomie et de la recherche disposent dclairages et doutils daide la dcision pour focaliser leurs eorts sur les innova-tions qui feront la richesse de demain, et qui permettront lconomie nationale de valoriser pleinement ses atouts, en Europe et dans le monde.

    Linnovation, facteur cl de dveloppement conomique, repose sur un ensemble de dmarches scienti-ques, technologiques, organisationnelles, nancires et commerciales qui aboutissent la ralisation et la vente de services, produits ou procds nouveaux ou amliors. Concernant le volet technologique, la France, linstar de plusieurs pays dvelopps ou mergents, ralise priodiquement une tude visant identier et caractriser les technologies cls pour son dveloppement conomique. Cette tude est conduite sous lgide du ministre de lIndustrie tous les cinq ans depuis 1995.

    La prsente tude, qui identie les technologies cls lhorizon 2015-2020, a t mene au cours de lan-ne 2010. Pour la premire fois une distinction est opre entre les technologies diusantes, souvent exis-tantes, dont la diusion se rvle stratgique pour la comptitivit dun secteur dactivit donn, et les tech-nologies davenir, souvent mergentes, prsentant un potentiel de dveloppement en France et dans le monde. La cohrence avec les rexions stratgiques menes au plan national a par ailleurs t un point dattention du comit stratgique : ainsi ltude a tenu compte de la stratgie nationale de recherche et dinnovation dnie n 2009 sous lgide du ministre de lEnseignement suprieur et de la Recherche, des rexions menes en 2009-2010 dans le cadre des tats gnraux de lindustrie, des travaux en cours sur la stratgie nationale de recherche sur lnergie (SNRE), et de la prospective de dfense pour ses impacts sur les activits civiles. De mme les feuilles de route stratgiques des ples de comptitivit ont t exploites.

    Sur la base dune analyse de type atouts-attraits, ltude a permis didentier 85 technologies: 23 sont des technologies diusantes et 21 ont t caractrises comme technologies davenir. Prs de la moiti, 41, ont t considres comme appartenant aux deux catgories. Cette particularit sexplique par deuxraisons : dune part, ces technologies sont trs diusantes car elles concernent un large panel de secteurs

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    ou dapplications potentiels ; dautre part, pour ces technologies, des dveloppements sont encore nces-saires pour aboutir un niveau dexcellence mondial ou le conforter.

    Le lecteur prendra connaissance des sept monographies* et des fiches correspondantes en gardant trois points lesprit :

    un effort de synthse a t ncessaire pour mettre en exergue les messages cls et ne pas noyer le lecteur sous un trop grand nombre de considrations. Nombre des 85 technologies cls sont en fait des familles de technologies qui permettent de rpondre un besoin, ou de raliser une fonction. Le lecteur expert aura lgitimement envie daller plus loin que la description, volontairement limite deux pages, de chaque technologie ; la consultation de la bibliographie figurant la fin de chacune des sept parties thmatiques de louvrage peut contribuer de tels approfondissements;

    les considrations conomiques lies chaque technologie cl (enjeux, taille des marchs, tat de la concurrence, stratgies dautres pays, stratgies rsultant dorientations au sein de lunion europenne) ne doivent tre considres que comme des points de repre. une entreprise qui souhaiterait saisir les opportunits dcrites, et se positionner sur les marchs correspondants, devra naturellement approfon-dir lanalyse de ces marchs et btir une stratgie de conqute adapte. En effet, les technologies comme la taille des marchs accessibles peuvent voluer. De mme, le caractre cl des technologies est li au potentiel industriel et conomique franais, qui est lui-mme volutif : il sagit donc dune photographie au moment o ltude est labore;

    les horizons de temps donns ltude sont relativement courts cinq ans tout en sinscrivant, pour de nombreux mtiers, dans des perspectives plus longues jusqu dix ans. Dans ce cas la prospective suppose des scnarios alternatifs : ce sont des scnarios mdians, aussi cohrents que possible, qui ont t en gnral retenus.

    (*) Chimie-Matriaux-Procds, TIC, Environnement, nergie, Transports, Btiment, Sant, Agriculture et Agroalimentaire

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    Cont

    exte L

    es principaux lments de contexte socio-conomique international, synthtiss ci-dessous, per-mettent de mettre en perspective les analyses sectorielles objets des monographies des chapitres suivants, et les choix des technologies cls des secteurs conomiques correspondants. Ils repr-sentent autant de facteurs externes, dopportunits ou de menaces, qui inuenceront lcono-

    mie franaise dans les prochaines annes.

    Les travaux France 2025 conduits par le Centre danalyse stratgique [1], ainsi que les analyses menes loccasion de llaboration de la stratgie nationale de recherche et dinnovation [2] et des tats gnraux de lindustrie [3], fournissent des ressources documentaires de premier plan, dont les pages suivantes pro-posent une synthse. Nous renvoyons le lecteur qui souhaite approfondir lanalyse aux rapports en rfrences.

    Le contexte international

    Mondialisation et dplacement du centre de gravit conomique du monde

    Sur le plan gopolitique, on retiendra videmment comme lment de contexte primordial la mondiali-sation. Selon lOCDE, elle comporte trois dimensions :

    Selon que lon sy prpare activement ou quon la subisse passivement, la mondialisation reprsente une formidable opportunit de dveloppement conomique, ou une menace pour notre prosprit.

    Dans ce contexte, les quatre pays mergents rassembls sous les initiales BRIC (Brsil, Russie, Inde, Chine) sont vus comme des gants linuence croissante sur plusieurs points :

    -

    En particulier, la Chine, qui a t longtemps la premire puissance conomique mondiale, aspire retrou-ver ce rang, et est en passe datteindre son objectif, tout au moins en termes de PIB.

    -lation mondiale) et gure parmi celles qui croissent le plus rapidement sur la plante. Si son PIB natteignait

    intrt majeur quil convient de prendre en compte dans les stratgies de dveloppement des entreprises.

    Dmographie

    Dans une tendance globale de laccroissement de la population mondiale jusqu 9 milliards dindividus lhorizon 2050, lge moyen ou le pourcentage de personnes ges dans la population augmente. Le ph-nomne du vieillissement ne touche pas seulement les pays dvelopps mais, sous leet de lallonge-ment de lesprance de vie et/ou dune diminution de la fcondit, presque tous les pays sont concerns.

    volutions les plus importantes auront lieu en Asie et en Afrique. Mme les zones dj trs urbanises

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    population mondiale devrait se concentrer sur le littoral, les experts estimant que 75% de la population mondiale vivra moins de 50 km dune cte lhorizon 2050.

    Crises et instabilit financire et montaire

    Du fait de la mondialisation, les consquences des crises, quelles quelles soient (financires, militaires), ne restent dsormais plus cantonnes une rgion, leurs effets se propagent dsormais dans le monde la vitesse des rseaux de communication. Leur frquence doccurrence augmente galement, et elles sont de plus en plus souvent communes plusieurs secteurs industriels. La crise que nous traversons depuis 2008 a pris naissance dans la sphre financire et sest propage plusieurs secteurs. Les marchs de commodits comme lautomobile et le btiment ont t particulirement touchs.

    Les finances publiques des tats sont notes par les agences de notation (Standard & Poors, Moodys, Fitch), ce qui, dans un contexte de libre circulation des capitaux, permet aux investisseurs une lecture du climat conomique et du risque (et donc sa rmunration en termes de taux dintrt). Les crises de finances publiques des annes quatre-vingt-dix et dbut 2000 taient perues comme lointaines par les Europens (Argentine, par exemple). La situation grecque au printemps 2010, irlandaise lautomne de la mme anne, et la garantie apporte par ces tats des banques en situation critique, mais aussi la dgradation bru-tale des taux dendettement des pays plus prospres sous leffet de la crise sont venus rappeler quau-del de certains taux dendettement il nest plus de croissance soutenable. Ces donnes impliquent des vo-lutions qui modifient sensiblement diverses perspectives de marchs et des priorits dinvestissements.

    La variabilit des taux de change affecte fortement les entreprises. La parit euro/dollar tait de 1,17dollar pour 1euro lors de sa premire cotation en 1999. Aprs un plus bas en 2000 (0,82dollar), leuro a atteint en 2008 un sommet proche de 1,60dollar, pour revenir en quelques mois 1,35dollar. Plus que les carts, cest la volatilit qui pose des problmes aux entreprises, notamment aux PME exportatrices ou importa-trices qui nont pas leur disposition des outils sophistiqus de couverture de change. Lors des priodes deuro fort, les entreprises sont tentes par des localisations pluri-rgionales (Asie, Amriques, uE) pour attnuer les effets.

    Rarfaction et hausse de prix des matires premires

    Les cours des matires premires connaissent galement des fluctuations importantes, de frquences et damplitudes leves, ces fluctuations parfois violentes sinscrivent dans une tendance haussire gnrale, due dune part, une forte augmentation de la demande en provenance notamment des pays mergents, et dautre part, au caractre limit des ressources de la Terre, notion dsormais intgre par les oprateurs. Les spculations viennent en outre alimenter la virulence des fluctuations.

    Le renchrissement des ressources, pour pnalisant quil soit court terme, tend orienter les entreprises vers une meilleure gestion : loptimisation des consommations dnergie, le recyclage et le changement de matires premires via des technologies alternatives, sont rendus attractifs et conomiquement ren-tables par les hausses de prix des ressources traditionnelles.

    Rchauffement climatique et prise de conscience environnementale

    Les effets tangibles du rchauffement climatique ne sont plus gure contests aujourdhui, plusieurs indices en attestent :

    augmentation lente, suprieure 0,6C en un sicle, des tempratures moyennes enregistres par les stations mtorologiques du monde entier ;

    diminution de ltendue et de lpaisseur de la banquise arctique ;

    recul des glaciers continentaux.

    Au sein des pays dvelopps, les disparits de comportement vis--vis de lcologie sont importantes, les couches les plus aises de la population tant souvent les plus mme de payer plus cher un produit

  • TECHNOLOGIES CLS14

    ou service, ou de procder un investissement cologiquement responsable (nergies renouvelables, produits de lagriculture biologique). Surtout, lchec de Copenhague a, au moins provisoirement, laiss la seule union europenne avec des engagements quantitatifs majeurs long terme de rduction des gaz effet de serre et dvolution de ses consommation et production dnergie.

    Le contexte europen et national

    Dveloppement durable

    Le dveloppement durable , qui, outre cette composante cologique, se proccupe des aspects sociaux et conomiques (durabilit des modles, quit des changes), influence de plus en plus les comporte-ments des consommateurs et des entreprises. Depuis quelques annes, aprs une phase de green washing (qui tentait de simplement donner une teinture cologique des produits existants), un vritable march du dveloppement durable a merg, crant une vritable conomie et de la valeur :

    marchs des crdits carbone, montarisation du droit polluer ;

    nouvelles filires dans les nergies renouvelables ;

    gestion des ressources ;

    directives REACH dans le domaine de la chimie.

    Les gouvernants et lgislateurs se sont pour la plupart saisis des enjeux environnementaux. Dsormais, pour de nombreux produits, la mise sur le march ncessite lengagement de matriser la filire de fin de vie, et donc dtre en capacit de structurer la collecte, identifier les composants, en tracer les filires Base sur des raisonnements prenant en compte limpact environnemental vit, la fiscalit permet das-surer le respect des objectifs par les producteurs. La consquence en est lmergence de filires favorises par la lgislation qui peuvent tre diffrentes dun pays lautre : combustion, recyclage

    De nouveaux schmas de collecte, de valorisation et de contrle se mettent en place et gnrent un surcot pour le consommateur final. De nouvelles recettes dans les filires font voluer le modle cono-mique du producteur de dchets .

    Composants du dveloppement durable, la consommation et lachat responsables se dveloppent, et revtent des formes diverses, de la part des particuliers comme des entreprises :

    pour les marchs des particuliers, on notera : les achats de produits labors selon les principes du bio, la rduction de la consommation, la prise en compte des allgations de bnfice pour lenvironnement, les achats en cycles courts (proximit), le souci du commerce quitable;

    concernant les entreprises, les engagements en termes dthique, les partenariats avec les fournisseurs, la communication institutionnelle sont autant de signaux forts anticipateurs dune volution venir des comportements.

    Sant, scurit et principe de prcaution

    Phnomne mondial moyen terme, le vieillissement de la population est particulirement sensible court terme dans les pays dvelopps, dont la France. Grce au progrs de lhygine, de la mdecine, de la pharmacologie, de lalimentation, de la matrise des risques, lallongement de la dure de vie est considr comme un vritable progrs pour la socit. Il doit saccompagner dune qualit de vie qui ne se rduise pas avec les annes. Or, malgr les avances, il apparat que de nouvelles pathologies, souvent lies lge, se dveloppent rapidement, linstar des maladies neuro-dgnratives. Il y a l des enjeux majeurs en termes de sant publique, ainsi que des dfis pour les scientifiques.

  • TECHNOLOGIES CLS 15

    Lconomie des troisime et quatrime ges se dveloppera dans les prochaines annes, notamment travers les services. En France, lge de la retraite, on constate des dparts massifs des grands centres urbains (en particulier lle-de-France), puis un retour vers les villes, o la densit de services est plus forte. Selon lInsee, les personnes ges de 80ans et plus constitueront une part croissante de la population mtropolitaine en 2030 (7,2% contre 4,5% actuellement).

    Par ailleurs, la socit rclame plus de contrle et de scurit :

    le principe de prcaution inscrit dans la constitution franaise et issu des problmatiques lies lenvi-ronnement sapplique de multiples secteurs;

    la gestion des risques : devenue une activit part entire dans les entreprises;

    la traabilit;

    la gestion des crises : ESB, grippe A.

    Cette attitude impose une valuation systmatique des risques en regard des bnfices attendus dune action ou dun produit.

    Les technologies de linformation et de la communication (TIC)jouent un rle essentiel dans la socit

    Incontournables pour le fonctionnement et la comptitivit des entreprises, de plus en plus omniprsentes dans la plupart des objets courants, enfouies dans les vhicules et tous les systmes techniques complexes, les technologies de linformation et de la communication se diffusent dans toutes les composantes de lconomie et dans chaque recoin de notre vie quotidienne. Elles contribuent de faon majeure aux gains de productivit comme linnovation, et comme telles, sont une composante essentielle de la croissance. Elles sont aussi le vecteur principal de lvolution vers la socit de la connaissance.

    Traites en tant que secteur conomique et par le prisme des technologies cls, les TIC font galement partie de notre environnement. Leurs volutions font natre des espoirs de progrs, tout en soulevant des questions de socit fondamentales sagissant par exemple du respect de la vie prive.

    Les marchs et les modles conomiquesDes cycles conomiques de plus en plus rapides

    Consquence de la mise en rseau des acteurs conomiques mondiaux, et de la circulation acclre de linformation, les cycles conomiques senchanent de plus en plus rapidement :

    les crises et les revirements de situation sont brutaux et frquents ;

    la morphologie des chanes de valeur est susceptible dvoluer rapidement ;

    les entreprises sadaptent en acclrant le rythme de renouvellement des produits dans tous les sec-teurs dactivit : lectronique grand public, mais aussi automobile, biens dquipements, pharmacie, agroalimentaire

    Les cycles conomiques imposent lentreprise de rduire ses temps de dveloppement et de se rorga-niser, en interne ou en externalisant certains dveloppements.

    Des structures de marchs en volution

    La structuration mme des marchs volue, avec deux tendances, le ddoublement des marchs, et la thorie du long tail (longue trane).

  • TECHNOLOGIES CLS16

    Certains marchs, aprs stre essouffls, ont retrouv un dynamisme en segmentant leur offre en deux axes opposs, le luxe et le low-cost. Dans le transport arien par exemple, le dveloppement fort des compagnies davions-taxis est concomitant avec la croissance exceptionnelle de compagnies ariennes bas cots qui couvrent de nombreuses destinations, avec des prix trs rduits. Certaines entreprises crent des enseignes low-cost en leur sein, avec une marque ddie.

    Par ailleurs, les marchs de niches, longtemps dlaisss par les acteurs majeurs, se rvlent comme potentiellement crateurs de valeur, mme si les quantits individuelles de chaque produit vendu restent modestes. Cest la thorie long tail (longue trane, daprs lexpression utilise dans le langage statistique). Grce Internet notamment, des modles diversifis mergent au rebours de tendances antrieures doffres uniformises. un exemple dentreprise qui a russi simposer sur ce march est le distributeur en ligne Amazon. Grce notamment aux nouveaux modles de vente (en ligne) et de stockage (dans des entrepts peu coteux loin des centres-ville), le cot daccs aux niches est parfois trs faible. Ainsi les mar-chs de niches peuvent-ils tre trs rentables, et une offre abondante de produits uniques ou de petites sries, peut gnrer autant de chiffre daffaires quun march de produits populaires ou de commodits.

    Une imbrication de plus en plus forte avec les services

    Outre la dynamique des marchs de services qui ne se dment pas, les marchs de produits voluent aussi, avec des dynamiques propres, vers une offre de services associs. Lorsquil achte un produit, le client, quil soit particulier, administration ou entreprise, attend un service aprs vente, une offre de maintenance, un service de mise jour. Il peut galement tre attir par toute offre de services lui facilitant la vie et lui permettant de se concentrer sur ses proccupations essentielles ou son cur de mtier pour les entre-prises. Les services accompagnant loffre produit principale sont une source de revenus complmentaires, parfois plus importante que la vente du produit et qui fait la rentabilit. Tous les secteurs conomiques sont concerns, les monographies sectorielles du prsent ouvrage approfondissent ces aspects.

    Lentreprise souvre et travaille en rseau

    De plus en plus, le client participe llaboration du produit et fournit du travail. Cette tendance est particulirement visible dans le domaine des technologies de linformation et de la communication. Des versions bta des logiciels sont mises en circulation pour que les utilisateurs les testent et signalent lditeur les bugs, le modle de lopen source met contribution des communauts de dveloppeurs Loin de ces contributions de personnes claires ou de spcialistes, le consommateur fournit aussi un tra-vail, traditionnellement fourni par lentreprise dans de nombreux cas : les caisses automatiques, lenregis-trement en bornes libre service dans les aroports, les services bancaires en ligne

    Les dmarches dopen innovation conduisent les entreprises aller plus loin que leurs partenariats industriels classiques, et chercher leurs ides et projets, et plus globalement la valeur, dans lensemble de lenvironnement qui leur est accessible : clients, fournisseurs, laboratoires Potentiellement porteuses davances majeures, ces mthodes ont des impacts significatifs sur les modes dorganisation, les pro- cessus et les modles conomiques des entreprises.

    Rfrences

    [1] http://www.strategie.gouv.fr/article.php3?id_article=949

    [2]http://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/pid20797/la-strategie-nationale-de-recherche-et-d-innovation.html

    [3] http://www.etatsgeneraux.industrie.gouv.fr/

  • TECHNOLOGIES CLS 17

    Mt

    hodo

    logi

    e Mthodologie de ralisation de ltudeL tude a t mene de janvier octobre 2010, par un consortium dexperts et consultants, sous lgide: lindustrie, prsident de Technicolor, compos de personnalits de lindustrie, de la recherche et de reprsentants de plusieurs ministres ; ce comit stratgique sest runi trois reprises durant ltude, respectivement trois, cinq et neuf mois aprs son dmarrage ;

    (Industrie, Recherche, Dfense, cologie), de lAgence nationale de la recherche et dOso; ce comit de pilotage sest runi toutes les six semaines pendant la dure de ltude ;

    Elle sest droule en quatre phases :

    Phase 1 Cadrage

    Cette premire phase a permis de dlimiter le cadre de ltude, de concevoir et dvelopper les outils et les mthodes mis en uvre par la suite.

    Une srie dentretiens avec les responsables sectoriels de la DGCIS a permis de construire un premier pano-rama de lindustrie franaise, tous secteurs dactivit confondus, didentier les enjeux et les thmatiques prioritaires et de constituer une premire liste de technologies surveiller .

    Phase 2 Identication des technologies candidates

    Lanalyse bibliographique et une premire srie dentretiens avec des experts ont t au cur de cette partie des travaux.

    Les informations recueillies lors de la premire phase ont t compltes grce un travail danalyse docu-mentaire. Les documents recueillis ont t indexs et archivs sur un site intranet ddi ltude. Chacun des chapitres de ce document comporte une slection des rfrences bibliographiques les plus utiles.

    1

    2

    3

    4

    Cadrage de lintervention

    Identification des technologies candidates

    Dtermination et caractrisation des technologies cls

    diusantes et davenir

    Formulation des recommandations, nalisation du livrable

    de la DGCIS

  • TECHNOLOGIES CLS18

    une premire srie dentretiens avec des experts reconnus des sciences, des technologies et du dve-loppement des entreprises ont permis de mettre en perspective les rsultats de cette analyse bibliogra-phique, et de dterminer les technologies candidates, i.e. susceptibles dtre retenues in fine comme technologies cls.

    Phase 3 Dtermination et caractrisation des technologies cls

    Sur la base de ces listes de technologies candidates, sept groupes de travail sectoriels, anims par les consul-tants, et composs des responsables sectoriels de la DGCIS et dexperts de lindustrie ou de la recherche acadmique (composition des groupes en annexe) se sont runis pour slectionner les technologies cls (diffusantes et davenir).

    Des entretiens experts complmentaires ont t raliss, et les ples de comptitivit consults.

    une premire version des fiches technologies cls et du livrable a t rdige.

    En fin de phase, sept autres groupes de travail se sont runis, avec pour objectif de proposerdesactionsconcrtes mme de favoriser le dveloppement des technologies davenir et la diffusion des technolo-gies diffusantes.

    Phase 4 Formulation des recommandations, finalisation du livrable

    Initie par la troisime runion du comit stratgique, cette phase a permis denrichir chaque monogra-phie et chaque fiche technologie cl par des recommandations ; ces recommandations sont exprimes par les experts consults et les consultants qui ont anim les travaux.

    Lensemble du livrable a t revu, notamment par les membres du comit de pilotage et du comit strat-gique, pour en assurer la cohrence et la compltude.

    Prsentation des rsultats et utilisation de ltude

    Ltude couvre tous les secteurs conomiques (hors banques et assurances, sauf pour certains aspects lis aux TIC, en particulier). Pour guider la lecture par les utilisateurs de ltude, une structuration par grands secteurs technico-conomiques a t opre :

    Chimie - Matriaux - Procds.

    TIC (Technologies de linformation et de la communication).

    Environnement.

    nergie.

    Transports.

    Btiment.

    Sant, Agriculture et Agroalimentaire.

    Cet ordre de prsentation reflte la proximit croissante avec le consommateur final, ainsi que le repr-sente le schma ci-dessous ; le schma illustre galement le fait que certains secteurs (chimie-matriaux, technologies de linformation et de la communication) irriguent la plupart des autres. En pratique, cet ensemble fait systme , en ce sens que linnovation nat souvent aux interfaces dusages simultans de nombreuses technologies, dont les matrises sont conjointement ncessaires.

  • TECHNOLOGIES CLS 19

    Chacun de ces secteurs est prsent selon la mme structure.

    Une monographie de quelques pages dveloppant une rflexion stratgique sur le secteur considr :

    le contexte et les enjeux ;

    les grandes tendances dvolution du secteur, et les produits et services qui les desservent ;

    les tendances technologiques, qui sous-tendent ces produits et services ;

    une analyse de la position de la France ;

    des recommandations de porte gnrale, pour favoriser la diffusion des technologies diffusantes et le dveloppement des technologies davenir.

    En tte de chaque monographie figure un schma :

    chaque cercle reprsente une technologie identifie par son numro ;

    le rayon du cercle (trois rayons possibles) donne une indication de lattrait du march de la technologie considre (taille, taux de croissance). Attention: les comparaisons entre deux monographies ne sont pas pertinentes sur ce critre dattrait;

    les couleurs renvoient aux enjeux auxquels rpond la technologie ;

    chaque technologie est positionne horizontalement et verticalement dans le schma :

    laxe horizontal indique lhorizon temporel daccs au march pour la technologie;

    laxe vertical prcise la position de la France dans la comptition internationale.

    2. Technologies de linformation de la communication

    1. ChimieMatriaux Procds

    3. Environnement

    4. nergie

    5. Transports

    6. Btiment

    7. Sant,Agriculture et

    Agroalimentaire

    12 TC

    11 TC

    17 TC

    17 TC

    12 TC

    6 TC

    10 TC

  • TECHNOLOGIES CLS20

    Une collection de fiches technologies cls,chaque fiche ayant la mme structure :

    TECHNOLOGIES CLS274 TECHNOLOGIES CLS 275

    Sant, Agricultureet Agroalimentaire

    77. Ingnierie gnomique

    Degr de diffusion en France

    Degr de diffusion dans labsolu

    Faible diffusion

    Faible diffusion

    Diffusion croissante

    Diffusion croissante

    Gnralisation

    Gnralisation

    Liens avec dautres technologies cls

    Potentiel dacteurs en France

    Position de la France

    Maturit (chelle TRL)

    Faible

    Leader ou Co-Leader

    mergence (TRL : 1-4)

    Moyen

    Dans le peloton

    Dveloppement (TRL : 5-7)

    Fort

    En retard

    Maturit (TRL : 8-9)

    Diusante D'avenir

    DescriptionLe gnome peut tre manipul afin de faire pntrer un ou plusieurs gnes dintrt dans les cellules ou les tissus dun organisme vivant. Le gne peut tre introduit selon deux mthodes : in vivo et ex vivo. Dans la mthode in vivo, le gne est directement introduit. Dans la mthode ex vivo, les cellules cibles sont dabord prleves puis modifies gntiquement par lintroduction du gne avant dtre r-administres au sein de lorganisme.De nouvelles recherches sont aujourdhui dveloppes et reposent, en plus de lADN, sur des petits ARN inter-frents (ARNi). Cette technique de ciblage cellulaire des ARNi permet le blocage des ARN messagers (ARNm) par les ARNi et ainsi la correction du dysfonctionnement dune protine.La transgnse correspond la modification du gnome dun organisme par gnie gntique. Elle peut tre rali-se au niveau de micro-organismes, de cellules de plan-tes ou danimaux et rsulte en un organisme gntique-ment modifi.Le transfert de gnes et la vectorisation sont cls dans la matrise de lingnierie gnomique. Les gnes sont introduits au moyen de vecteurs viraux vecteurs rtro-viraux, adnoviraux ou issus de virus associs aux ad-novirus (AAV) par exemple ou non viraux plasmides ou vecteurs lipidiques par exemple. Des verrous technologiques subsistent. Ainsi, malgr les rcentes avances scientifiques, linsertion du gne nest pas encore compltement matrise ; pour cela, une meil-leure connaissance des voies dinsertion des vecteurs et de la localisation dans le gnome du gne introduit est indispensable. Le transfert de gnes doit galement tre assur de manire sre et efficace et garantir la stabilit de lexpression du gne introduit. Par ailleurs, la transg-nse tait ralise jusqu prsent de manire alatoire; lenjeu est de cibler des modifications trs prcises. Les nouvelles gnrations de squenceurs constituent des outils prcieux pour cela.

    ApplicationsLingnierie gnomique trouve de nombreuses appli-cations en agronomie et agroalimentaire. Lenjeu est de rpondre aux besoins en termes dagriculture durable, en dveloppant des varits requrant moins deau et de pesticides, et davantage rsistants aux conditions de culture. Il sagit dorganismes gntiquement modifis (OGM). La superficie mondiale des cultures gntique-ment modifies est de 134 millions dhectares en 2009 et devrait crotre 200 millions dhectares dici 2015 (sur 40pays) [38].

    Sans aller jusquaux OGM, lingnierie gnomique per-met galement de slectionner des varits animales ou vgtales prsentant des caractristiques agronomiques dintrt. Elle permet galement de combiner dans une mme souche de bactries ou de levures les gnes per-mettant de produire les enzymes capables de transfor-mer la cellulose en thanol, pour la production de bio-carburants partir des restes des cultures.En sant, les pathologies concernes par lingnierie gnomique sont nombreuses. Les avances en ingnie-rie gnomique permettent notamment le dveloppe-ment de la thrapie gnique. En juin 2010, 1644 essais cliniques sont en cours dans le monde. La grande majorit de ces essais est en phase I (60,5%) ; seuls 3,5% sont en phaseIII [36]. Le march mondial de la thrapie gnique est estim 484M$ en 2015 [37]. En avril 2010, aucun produit de thrapie gnique na encore t approuv par la Food and Drug Administration (FDA).En modifiant le gnome de certaines espces animales, il est galement possible de produire des biothrapies (par exemple partir de lapins gntiquement modi-fis). Enfin, lingnierie gnomique est porteuse de ser-vices trs haute valeur ajoute, notamment au travers du squenage du gnome bas sur les nouvelles gn-rations de squenceurs, mais aussi de services de carac-trisation de limpact et de contrle qualit de la chirur-gie gnomique ( limage des socits de service de type immunomonitoring).

    Enjeux et impactsLes enjeux sont tout dabord mdicaux. Le spectre des maladies concernes par la thrapie gnique est trs large et la thrapie gnique favorise le dveloppement de nouveaux traitements mdicaux et en particulier de solutions pour certaines maladies incurables lheure actuelle (telles que des maladies orphelines). En revan-che, si les essais sur les animaux sont porteurs despoir, le passage de lanimal lhomme demande des finance-ments importants et une organisation adapte. Il faut galement noter des enjeux de durabilit, soit par lobtention de varits adaptes aux conditions climati-ques et ncessitant moins dintrants, soit lobtention de produits autrement qu partir de ptrole.Enfin, les questions thiques et sociales sont trs impor-tantes. Le Comit consultatif national dthique (CCNE) sest exprim plusieurs reprises sur la thrapie gnique et prconise de limiter les recherches aux seules cel-lules somatiques et dexclure les cellules germinales. La socit franaise est galement trs rfractaire lide de consommer des produits issus dOGM.

    Acteurs

    Position relative de la FranceLa France possde une bonne position en recherche avec la prsence de plusieurs centres de recherche de pointe en gntique et gnomique. En 1999, la France a dailleurs t le premier pays tenter de soigner des bbs privs de dfenses immunitaires, dits bbs-bul-les grce la thrapie gnique. Des entreprises telles que Transgene ou Cellectis se distinguent un niveau international. Au niveau des essais cliniques, les tats-Unis sont le pays leader et ralisent 62,9% des essais cliniques en thra-pie gnique dans le monde. La France, avec 44 essais cliniques en cours soit 2,7% se situe en cinquime position, derrire le Royaume-Uni (11,9%), lAllemagne (4,8%) et la Suisse (2,9%) [36]. Concernant les applica-tions environnementales et agroalimentaires, la France

    est en retard, tant sur la production de biocarburants que sur le recours aux OGM. Ce retard est en grande par-tie d aux vritables difficults dacceptabilit socitale.

    Analyse AFOMAtouts

    Comptences prsentes (centres de recherche de pointe) ; des industriels de niveau international ; force de lAFM.

    Faiblesses Rglementation ; faibles investissements ; dimensions sociales et thique ; peu de centres de production de vecteurs significatifs.

    OpportunitsLarge spectre dapplications ; rsultats positifs de cer-tains essais cliniques.

    MenacesForte concurrence internationale, notamment des tats-Unis ; thique.

    RecommandationsPoursuivre les rflexions rglementaires et thiques.Soutenir la mise en place de centres de production de vecteurs de deuxime gnration, tout en favorisant la mutualisation de la demande (engager pour cela un grand programme avec des industriels impliqus).Soutenir le dveloppement dinfrastructures type P3, avec des salles blanches et un confinement de grade industriel, accessibles aux PME. Soutenir les dveloppements en bio-informatique et la mise en place de formatons permettant de possder le potentiel humain (en bioinformatique et en biopro-duction). Adquation avec les investissements davenir.

    Principaux acteurs franais

    R&D : Gnthon, Inserm (LTG, UTCG Nantes), Institut Pasteur Universit Paris Descartes (Dpartement de biothrapie), TransgeneIndustriels : Cayla, Cellectis, Clean Cells, Genopotic, Genosafe, In-Cell-Art, PrimeBiotechUtilisateurs : Hpital Necker, Sanofi-Aventis, LimagrainStructures relais : AFM, Alsace BioValley, Lyonbiople, Medicen

    Principaux acteurs trangers

    Avigen, Cell Genesys, Introgen Therapeutics, Genvec, Genzyme Corporation, Pioneer HiBred International, Targeted Genetics Corp, Urigen Pharmaceuticals Inc., Vical (Etats-Unis), Gene Signal (Suisse), AnGes MG (Japon), Oxford BioMedica (Royaume-Uni), Shenzhen SiBiono GeneTech Co., Ltd (China)

    DfinitionsLingnierie gnomique repose sur des disciplines fondamentales abordant les problmes de base de lorganisation, de la stabilit et de la variation du matriel gntique, de la rplication et de la rparation de lADN, ainsi que de la rgulation de lexpression et de lvolution des gnomes et enfin la gnomique des populations. Ltude de la rgulation de lexpression des gnes et des contrles pigntiques, omniprsents dans le monde du vivant, reprsente un enjeu important pour comprendre les fonctions molculaires de la physiologie cellulaire, la relation gnotype-phnotype et les liens entre gnes, environnement et sant.Lingnierie gnomique trouve de multiples applications, fait appel des technologies de vectorisation et requiert la prsence doutils puissants dacquisition et de traitement des donnes. Elle doit galement pouvoir bnficier du dveloppement des nouvelles techniques dimagerie.

    1 2 3

    20 28 41

    76 84

    Caractre diffusant ou davenir de la technologie

    Indicateurs sur la diffusionet la maturit de la technologie

    Applicationsde la technologie

    et clairages sur les marchscorrespondants

    Enjeux et impactsattendus de la technologie

  • TECHNOLOGIES CLS 21

    TECHNOLOGIES CLS274 TECHNOLOGIES CLS 275

    Sant, Agricultureet Agroalimentaire

    77. Ingnierie gnomique

    Degr de diffusion en France

    Degr de diffusion dans labsolu

    Faible diffusion

    Faible diffusion

    Diffusion croissante

    Diffusion croissante

    Gnralisation

    Gnralisation

    Liens avec dautres technologies cls

    Potentiel dacteurs en France

    Position de la France

    Maturit (chelle TRL)

    Faible

    Leader ou Co-Leader

    mergence (TRL : 1-4)

    Moyen

    Dans le peloton

    Dveloppement (TRL : 5-7)

    Fort

    En retard

    Maturit (TRL : 8-9)

    Diusante D'avenir

    DescriptionLe gnome peut tre manipul afin de faire pntrer un ou plusieurs gnes dintrt dans les cellules ou les tissus dun organisme vivant. Le gne peut tre introduit selon deux mthodes : in vivo et ex vivo. Dans la mthode in vivo, le gne est directement introduit. Dans la mthode ex vivo, les cellules cibles sont dabord prleves puis modifies gntiquement par lintroduction du gne avant dtre r-administres au sein de lorganisme.De nouvelles recherches sont aujourdhui dveloppes et reposent, en plus de lADN, sur des petits ARN inter-frents (ARNi). Cette technique de ciblage cellulaire des ARNi permet le blocage des ARN messagers (ARNm) par les ARNi et ainsi la correction du dysfonctionnement dune protine.La transgnse correspond la modification du gnome dun organisme par gnie gntique. Elle peut tre rali-se au niveau de micro-organismes, de cellules de plan-tes ou danimaux et rsulte en un organisme gntique-ment modifi.Le transfert de gnes et la vectorisation sont cls dans la matrise de lingnierie gnomique. Les gnes sont introduits au moyen de vecteurs viraux vecteurs rtro-viraux, adnoviraux ou issus de virus associs aux ad-novirus (AAV) par exemple ou non viraux plasmides ou vecteurs lipidiques par exemple. Des verrous technologiques subsistent. Ainsi, malgr les rcentes avances scientifiques, linsertion du gne nest pas encore compltement matrise ; pour cela, une meil-leure connaissance des voies dinsertion des vecteurs et de la localisation dans le gnome du gne introduit est indispensable. Le transfert de gnes doit galement tre assur de manire sre et efficace et garantir la stabilit de lexpression du gne introduit. Par ailleurs, la transg-nse tait ralise jusqu prsent de manire alatoire; lenjeu est de cibler des modifications trs prcises. Les nouvelles gnrations de squenceurs constituent des outils prcieux pour cela.

    ApplicationsLingnierie gnomique trouve de nombreuses appli-cations en agronomie et agroalimentaire. Lenjeu est de rpondre aux besoins en termes dagriculture durable, en dveloppant des varits requrant moins deau et de pesticides, et davantage rsistants aux conditions de culture. Il sagit dorganismes gntiquement modifis (OGM). La superficie mondiale des cultures gntique-ment modifies est de 134 millions dhectares en 2009 et devrait crotre 200 millions dhectares dici 2015 (sur 40pays) [38].

    Sans aller jusquaux OGM, lingnierie gnomique per-met galement de slectionner des varits animales ou vgtales prsentant des caractristiques agronomiques dintrt. Elle permet galement de combiner dans une mme souche de bactries ou de levures les gnes per-mettant de produire les enzymes capables de transfor-mer la cellulose en thanol, pour la production de bio-carburants partir des restes des cultures.En sant, les pathologies concernes par lingnierie gnomique sont nombreuses. Les avances en ingnie-rie gnomique permettent notamment le dveloppe-ment de la thrapie gnique. En juin 2010, 1644 essais cliniques sont en cours dans le monde. La grande majorit de ces essais est en phase I (60,5%) ; seuls 3,5% sont en phaseIII [36]. Le march mondial de la thrapie gnique est estim 484M$ en 2015 [37]. En avril 2010, aucun produit de thrapie gnique na encore t approuv par la Food and Drug Administration (FDA).En modifiant le gnome de certaines espces animales, il est galement possible de produire des biothrapies (par exemple partir de lapins gntiquement modi-fis). Enfin, lingnierie gnomique est porteuse de ser-vices trs haute valeur ajoute, notamment au travers du squenage du gnome bas sur les nouvelles gn-rations de squenceurs, mais aussi de services de carac-trisation de limpact et de contrle qualit de la chirur-gie gnomique ( limage des socits de service de type immunomonitoring).

    Enjeux et impactsLes enjeux sont tout dabord mdicaux. Le spectre des maladies concernes par la thrapie gnique est trs large et la thrapie gnique favorise le dveloppement de nouveaux traitements mdicaux et en particulier de solutions pour certaines maladies incurables lheure actuelle (telles que des maladies orphelines). En revan-che, si les essais sur les animaux sont porteurs despoir, le passage de lanimal lhomme demande des finance-ments importants et une organisation adapte. Il faut galement noter des enjeux de durabilit, soit par lobtention de varits adaptes aux conditions climati-ques et ncessitant moins dintrants, soit lobtention de produits autrement qu partir de ptrole.Enfin, les questions thiques et sociales sont trs impor-tantes. Le Comit consultatif national dthique (CCNE) sest exprim plusieurs reprises sur la thrapie gnique et prconise de limiter les recherches aux seules cel-lules somatiques et dexclure les cellules germinales. La socit franaise est galement trs rfractaire lide de consommer des produits issus dOGM.

    Acteurs

    Position relative de la FranceLa France possde une bonne position en recherche avec la prsence de plusieurs centres de recherche de pointe en gntique et gnomique. En 1999, la France a dailleurs t le premier pays tenter de soigner des bbs privs de dfenses immunitaires, dits bbs-bul-les grce la thrapie gnique. Des entreprises telles que Transgene ou Cellectis se distinguent un niveau international. Au niveau des essais cliniques, les tats-Unis sont le pays leader et ralisent 62,9% des essais cliniques en thra-pie gnique dans le monde. La France, avec 44 essais cliniques en cours soit 2,7% se situe en cinquime position, derrire le Royaume-Uni (11,9%), lAllemagne (4,8%) et la Suisse (2,9%) [36]. Concernant les applica-tions environnementales et agroalimentaires, la France

    est en retard, tant sur la production de biocarburants que sur le recours aux OGM. Ce retard est en grande par-tie d aux vritables difficults dacceptabilit socitale.

    Analyse AFOMAtouts

    Comptences prsentes (centres de recherche de pointe) ; des industriels de niveau international ; force de lAFM.

    Faiblesses Rglementation ; faibles investissements ; dimensions sociales et thique ; peu de centres de production de vecteurs significatifs.

    OpportunitsLarge spectre dapplications ; rsultats positifs de cer-tains essais cliniques.

    MenacesForte concurrence internationale, notamment des tats-Unis ; thique.

    RecommandationsPoursuivre les rflexions rglementaires et thiques.Soutenir la mise en place de centres de production de vecteurs de deuxime gnration, tout en favorisant la mutualisation de la demande (engager pour cela un grand programme avec des industriels impliqus).Soutenir le dveloppement dinfrastructures type P3, avec des salles blanches et un confinement de grade industriel, accessibles aux PME. Soutenir les dveloppements en bio-informatique et la mise en place de formatons permettant de possder le potentiel humain (en bioinformatique et en biopro-duction). Adquation avec les investissements davenir.

    Principaux acteurs franais

    R&D : Gnthon, Inserm (LTG, UTCG Nantes), Institut Pasteur Universit Paris Descartes (Dpartement de biothrapie), TransgeneIndustriels : Cayla, Cellectis, Clean Cells, Genopotic, Genosafe, In-Cell-Art, PrimeBiotechUtilisateurs : Hpital Necker, Sanofi-Aventis, LimagrainStructures relais : AFM, Alsace BioValley, Lyonbiople, Medicen

    Principaux acteurs trangers

    Avigen, Cell Genesys, Introgen Therapeutics, Genvec, Genzyme Corporation, Pioneer HiBred International, Targeted Genetics Corp, Urigen Pharmaceuticals Inc., Vical (Etats-Unis), Gene Signal (Suisse), AnGes MG (Japon), Oxford BioMedica (Royaume-Uni), Shenzhen SiBiono GeneTech Co., Ltd (China)

    DfinitionsLingnierie gnomique repose sur des disciplines fondamentales abordant les problmes de base de lorganisation, de la stabilit et de la variation du matriel gntique, de la rplication et de la rparation de lADN, ainsi que de la rgulation de lexpression et de lvolution des gnomes et enfin la gnomique des populations. Ltude de la rgulation de lexpression des gnes et des contrles pigntiques, omniprsents dans le monde du vivant, reprsente un enjeu important pour comprendre les fonctions molculaires de la physiologie cellulaire, la relation gnotype-phnotype et les liens entre gnes, environnement et sant.Lingnierie gnomique trouve de multiples applications, fait appel des technologies de vectorisation et requiert la prsence doutils puissants dacquisition et de traitement des donnes. Elle doit galement pouvoir bnficier du dveloppement des nouvelles techniques dimagerie.

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    Les principaux acteurs franais et trangers (R&D, intgrateurs,

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