Précisions sur le changement de responsable du programme

Le programme 190 couvre la recherche dans les domaines du développement durable, de l’énergie, des risques, des transports, de la construction et de l’aménagement. Le caractère transversal du programme lui confère un rôle stratégique pour le développement de la recherche et de l’innovation au service des politiques de développement durable, ainsi que pour le développement des synergies nécessaires. Ainsi, le programme 190 s’étend sur un large panel de domaines de recherche que sont les nouvelles technologies de l’énergie, le nucléaire, les risques nucléaires et radiologiques, les risques environnementaux, les transports, la construction, l’aménagement, les réseaux et l’aéronautique. Ce dernier domaine de recherche s’inscrit par ailleurs, dans l’initiative 18 « Soutien aux filières stratégiques » du Grand plan d’investissement (GPI) soulignant l’enjeu gouvernemental de placer l’économie française sur une trajectoire d’investissement permettant d’atteindre l’objectif de neutralité carbone en 2050.

La recherche dans le domaine des NTE est menée par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) et par l’Institut du pétrole – énergies nouvelles (IFPEN).

L’objectif d’IFPEN est de développer des innovations et des technologies pour produire, à partir de sources renouvelables, des carburants, des intermédiaires chimiques et de l’énergie :

• Dans le domaine des procédés, IFPEN a poursuivi les travaux visant le développement de filières industrielles de production de carburants et intermédiaires chimiques issus de la biomasse non alimentaire, avec la mise sur le marché de la technologie Futurol de production de bioéthanol avancé. Les contacts se poursuivent en vue d’une première industrielle. Concernant la mise au point de procédés permettant la fabrication de caoutchouc issu de ressources végétales (projet BioButterfly mené avec Michelin et soutenu par l’Ademe), la décision de réaliser un expérimentateur pré-industriel sur le site de Bassens a été prise mi-2019. Enfin, IFPEN a poursuivi le développement d’un procédé de recyclage chimique du PET opaque et coloré par glycolyse en vue de sa purification (décoloration, etc..) et de sa réutilisation pour les bouteilles.
• Dans le domaine des ressources énergétiques, IFPEN contribue au développement des énergies marines et de l'écologie industrielle, avec le développement d’un logiciel de simulation du comportement dynamique des éoliennes offshore flottantes et la mise au point de nouvelles méthodes de simulation des effets de sillage entre éoliennes. En matière de stockage d’énergie, IFPEN a installé un démonstrateur de batterie redox à flux intégrée à un micro-réseau, avec des services EMS (systèmes de gestion de l’énergie) de pilotage à distance du stockage couplé à du photovoltaïque. Sur le Captage, Stockage et Utilisation du CO2 (CCUS) et les technologies de réduction du CO2 dans l’atmosphère, un partenariat stratégique a été signé en 2019 pour 5 ans avec TOTAL.
• Dans le domaine des transports, la technologie mise en place par IFPEN de machine électrique de type synchro-réluctant (première machine électrique innovante sans terre rares pour des tractions électriques de moyenne et forte puissance) pour des applications du segment B a fait l’objet de deux projets industriels en 2019. Par ailleurs, une nouvelle version de l’application smartphone Geco air a été mise sur les stores en avril 2019. Elle propose une offre pour les Plans de Mobilités (PDM) des entreprises qui sont stimulés par la LOM de 2019. Un projet territoire d’Innovation (TIGA) a été accepté en 2019 permettant de placer IFPEN comme concepteur/opérateur de l’observatoire de la mobilité pour le grand ouest parisien.

Enfin, IFPEN a poursuivi son action sur l’efficacité énergétique et environnementale, la compétitivité de l’industrie, le développement d’éco-filières, le support technologique aux PME innovantes et la formation.

Le CEA développe des briques technologiques du système énergétique, en concentrant ses efforts sur des composants clés pour les besoins nationaux et européens, à court et moyen terme, tout en explorant certaines pistes de plus long terme. Les principales réalisations 2019 sont les suivantes :

• Dans le domaine du photovoltaïque, le CEA a validé la réalisation d’une cellule à hétérojonction (HET) à 24 % de rendement grâce à l'amélioration des procédés de fabrication. Le CEA vise par ailleurs le transfert de la technologie HET, validée à l’échelle industrielle en 2019 avec la société ENEL green Power.
• Dans le domaine des batteries, le CEA a validé le procédé d’obtention d’électrodes fonctionnelles d’accumulateur lithium-ion, en voie sèche ou avec une teneur réduite en solvant, dans le cadre d’un programme industriel avec la société SAFT. Ces électrodes présentent des performances prometteuses pour des systèmes batteries plus solides.
• Dans le domaine des piles à combustible, le CEA a renforcé ses partenariats stratégiques avec des grands industriels et ses collaborations internes. Il s’est positionné au meilleur niveau international en terme de simulation 3D des piles à combustible à membrane d'échange de protons (PEMC) avec l’outil logiciel « TRUST_FC ».
• Dans le domaine de la gestion de l’énergie, le CEA a mis à disposition un démonstrateur à l'échelle 1 de stockage thermique sensible pour une unité industrielle.

S’agissant du nucléaire, les principales réalisations du CEA pour l’année 2019 sont les suivantes :

• En application des décisions prises par le Comité de l’énergie atomique, le CEA déploie le plan de mise sous contrôle du projet de réacteur Jules Horowitz (RJH), pour une mise en œuvre complète en 2020. Sur site, le chantier a connu des avancées significatives avec la fin de la réalisation du cuvelage de la piscine réacteur qui a permis d’enclencher le montage du bloc pile ainsi que l’introduction des premiers équipements dans le bâtiment réacteur (notamment les échangeurs primaires principaux). Au plan réglementaire, le décret d’autorisation de création de l’installation nucléaire de base (INB) RJH a été modifié, pour fixer une échéance de chargement du combustible au plus tard en 2028.
• Le CEA a élaboré le dossier de fin de la convention entre l’État et le CEA relative au programme d’investissement d’avenir, action « réacteur de 4^e génération ASTRID » ; ce dossier, tenant compte de la réorientation du programme, contient plus de 2 000 éléments sur les 23 000 documents produits au total pendant la période 2010-2019. En outre, le CEA a réalisé la synthèse de la modélisation du démonstrateur de puissance réduite appelée « new ASTRID » sous la forme d’une maquette numérique.
• Par ailleurs, grâce à ses capacités expérimentales et ses outils de simulation numérique, le CEA a continué de mener des actions de recherche et développement qui contribuent à l’expertise nucléaire du CEA.

Dans le domaine des risques, le programme porte les crédits de l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS) et de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN).

À l’écoute des besoins issus des politiques publiques, tout comme des besoins de la société et des industriels, la recherche de l’INERIS couvre des activités allant d’une recherche amont (par exemple, comprendre et modéliser les mécanismes à l’origine des phénomènes dangereux) à une recherche finalisée (développer des outils et méthodes pour prévenir leur déclenchement et protéger les populations ou les milieux impactés). Elle s’appuie sur des moyens expérimentaux uniques (laboratoires, essais en grand ou in situ), de la modélisation et des expertises de terrain. L’activité de veille prospective visant à identifier les sujets émergents en termes de risques environnementaux a été renforcée.

La mission d’expert des risques nucléaire et radiologique, portée par l’IRSN, répond à une finalité permanente, celle de la protection des personnes et de l’environnement face à ces risques.

Dans ce cadre, l’action de l’Institut, dont le programme porte les crédits, s’articule autour de deux axes complémentaires : la recherche afin d’accroitre la connaissance relative à ces risques afin de mieux en appréhender les effets, et l’expertise, en appui aux pouvoirs publics et autorités compétentes, afin d’évaluer les dispositions prises en vue de s’en protéger.

L’année 2019 aura été celle de la signature du quatrième contrat d’objectifs et de performance (COP) Etat-IRSN pour la période 2019-2023, qui définit pour les 5 ans à venir la feuille de route de l’Institut, réaffirmant l’engagement de l’IRSN au service de l’ensemble de ses missions scientifiques et techniques ainsi que sa contribution au dialogue avec la société civile. Le COP inscrit par ailleurs la gouvernance et le pilotage de l’IRSN dans la poursuite des politiques de modernisation de l’Etat et de ses opérateurs, notamment au travers d’un effort de maîtrise des dépenses et du déploiement d’une politique de gestion humaine, financière et patrimoniale socialement et écologiquement responsable.

Parmi les actions majeures de 2019, il convient de noter les expertises réalisées en appui à l’Autorité de sûreté nucléaire concernant le réacteur EPR de Flamanville et le réexamen périodique des réacteurs de 900 MWe dans le cadre de leur 4ème visite décennale. En matière de recherche, 2019 a vu l’émergence de nouveaux projets à l’échelle européenne dans le cadre de l’appel à projets Euratom « 2018-2019 » mais également la poursuite des projets « Recherche en sûreté nucléaire et en radioprotection » soutenus par le programme des investissements d’avenir notamment dans les domaines de la modélisation des transferts de radionucléides dans l’environnement, de la posologie d’administration d’iode stable en situation accidentelle ou bien encore de l’étude des accidents de perte de refroidissement des combustibles nucléaires lors de leur entreposage en piscine.

Dans les domaines des transports, de la construction, de l’aménagement et des réseaux, le programme finance deux organismes de recherche : l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR) et le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB).

L’Ifsttar conduit des travaux de recherche finalisée et d’expertise dans les domaines des transports, des infrastructures, des risques naturels et de la ville pour améliorer les conditions de vie et favoriser un développement durable de nos sociétés.

L’année 2019 se caractérise par l’accroissement de l’engagement de l’Ifsttar en termes d’actions et de séminaires de transfert auprès des pouvoirs publics.

Par son expertise sur les questions de mobilité et de sécurité, l’Ifsttar a notamment apporté sa contribution à la députée Laurence Gayte pour sa mission sur la sécurité des passages à niveaux, a participé au programme national d’expérimentations pour le développement du véhicule autonome (EVRA) et a contribué à l’atelier prospectif sur la vie robomobile piloté par la DGITM sur le volet relatif aux impacts sur les modes de vie. L’Ifsttar a également été auditionné sur la sécurité des ponts et les éléments apportés ont été incorporés dans le rapport sénatorial du 26 juin 2019 dans le cadre de ses recherches sur l’efficience et la résilience des infrastructures.

Dans le domaine de l’aménagement et de la protection des territoires, signalons également la contribution de l’Ifsttar à l’étude prospective MIRE, produite en mars 2019, qui vise à estimer les impacts de la révolution des usages de la mobilité sur les infrastructures routières et leurs équipements, ainsi que la collaboration avec Alstom à la réalisation de solutions pour l’alimentation de véhicules électriques grâce à des rails insérés dans les chaussées.

En 2019, le CSTB a poursuivi son implication dans des projets de R&D multi-partenariaux, qui associent des acteurs publics et privés. Il contribue au programme PROFEEL, programme d’innovation sur la rénovation énergétique des bâtiments, proposé par la filière de la construction. Cette contribution s’opère au travers de 4 projets de recherche qui fait intervenir des partenaires économiques (http://www.programmeprofeel.fr). De mêmen, l’accélérateur de start-up du CSTB – le CSTBLab- a accueilli 9 nouvelles sociétés sélectionnées par un jury. Elles sont accompagnées au plan scientifique et technique par le CSTB, à minima durant un an, pour consolider leurs projets, développer de nouvelles fonctionnalités et services et augmenter la valeur ajoutée de leur offre. Ces start-ups s’ajoutent aux 15 entreprises innovantes ayant déjà bénéficier de l’appui du CSTB’Lab. Le CSTB participe toujours à l’Institut Efficacity, dédié à la transition énergétique des villes, qui réunit vingt-huit partenaires, industriels et chercheurs.

En 2019, le CSTB a inauguré les travaux de modernisation de sa soufflerie climatique Jules Verne, implantée dans ses locaux de Nantes. Cette Soufflerie est le seul équipement au monde permettant de soumettre et analyser le comportement et la stabilité des ouvrages et systèmes, face à des phénomènes climatiques de différentes intensités, des plus légers aux plus extrêmes. Cette infrastructure scientifique et technique de pointe est unique par ses équipements innovants et son offre pluridisciplinaire. Elle permet de tester en un même lieu les ouvrages et équipements à toutes les échelles, tout en couplant démarche numérique et expérimentale, pour garantir une finesse de résultats.

Le CSTB a bénéficié dans sa démarche du soutien de Nantes Métropole, de la Région Pays de la Loire et du Fonds européen de développement régional (FEDER). Après un an de travaux, l'équipement s'étend désormais sur 6 000 m² et comporte cinq veines d'études et d'expérimentation : une nouvelle veine aéro-acoustique et deux veines rénovées, atmosphérique et aérodynamique, auxquelles s'ajoutent les veines thermiques et aéraulique. Il intègre également une instrumentation scientifique et technique de pointe dédiée au secteur de l'automobile et des transports, permettant de tester des véhicules jusqu'à 14 tonnes, et des automobiles hybrides ou tout électrique.

Dans le domaine de l’aviation civile, l’action du programme 190 a pour triple objectif :

• de soutenir la compétitivité de cette filière stratégique, première filière française exportatrice et créatrice d’emplois industriels ;
• de promouvoir le développement de technologies améliorant la sécurité des vols et réduisant l’impact environnemental des aéronefs, dans un contexte de croissance continue du trafic aérien à l’échelle mondiale ;
• d’accompagner et de développer les compétences et le potentiel technologique des PME et ETI, qui concentrent environ la moitié des emplois de la filière.

Cette action est mise en œuvre à travers l’élaboration d’un programme de recherche annuel constitué d’un ensemble de projets de R&D prioritaires pour la filière, soutenus sous forme de subventions ou d’avance remboursable. Les projets ainsi soutenus visent principalement une réduction des cycles de développement de 30 %, une plus grande autonomie et un gain d’efficacité énergétique global de 20 %, ce dernier axe mobilisant la moitié des financements disponibles.

En 2019, l’intégralité des crédits de l’action a été engagée, soit un montant de 135 M€, en soutien de 42 projets de R&D, représentant un investissement total de 278 M€. Ils ont été sélectionnés à partir des critères d’impact définis et approuvés par le comité de pilotage GPI Transports-Mobilité, et au terme d’une instruction détaillée des projets par la DGAC. Quant aux crédits de paiement, 92,7 M€ ont été consommés, pour la plus grande partie, sur des engagements antérieurs à 2019.

Sur le plan programmatique, l’année 2019 a principalement été tournée vers la réduction de l’empreinte environnementale du transport aérien, et notamment la préparation de la prochaine génération de moteurs thermiques à très haut taux de dilution pour l’aviation commerciale. L’effort de recherche ainsi engagé, soit la moitié du budget d’investissement, s’inscrit dans l’objectif d’un gain d’efficacité énergétique global de 20 % sur la prochaine génération d’aéronefs. Il permet même d’envisager dès à présent des gains additionnels sur la génération suivante, au-delà de 2030. Le programme 2019 a par ailleurs permis d’initier des travaux structurants sur les nouveaux concepts d’opération basés sur davantage d’autonomie et les enjeux de cybersécurité associés. Il apporte enfin un soutien essentiel au développement d’outils numériques de modélisation et de simulation de nouvelle génération.

Le programme 2019 a eu un fort effet d’entraînement direct sur la filière au sens large, avec près de quarante de PME, ETI et laboratoires associés en tant que partenaires portant plus de 25 % de l’activité totale.