L'amendement II-16 du 15 novembre 2019 a diminué de 5,2 M€ les crédits du programme.

Le programme a obtenu en loi de finances rectificative du 30 juillet 2020 165 M€ en AE et 85 M€ en CP au titre du soutien à la recherche dans l'aéronautique civile.

Le programme a obtenu, par arrêté du 6 février 2020, des reports de fonds de concours à hauteur de 8 724 € en AE et, par arrêté du 12 février 2020, des reports de crédits budgétaires à hauteur de 37 805 € en AE et de 820 372 € en CP.

Institut national de l’environnement industriel et des risques (6,3 M€)

En 2020, l’INERIS a reçu une subvention de 6,3 M€ au titre du programme 190.

La recherche à l’Ineris est une composante essentielle pour le développement de l’expertise que l’Institut met à disposition des pouvoirs publics et des entreprises dans le domaine de la prévention et maîtrise des risques industriels et environnementaux. Les priorités de l’Institut se définissent par les défis scientifiques posés par la mise en œuvre du contrat d’objectifs et de performance (COP) et par la recherche de l’excellence imposée par la mission de l’Institut.

La recherche représente environ 20 % de l’activité de l’Ineris. Elle est financée en partie par des subventions publiques, par les succès sur des appels à projets de recherche nationaux et européens ainsi que les contrats de recherche partenariale avec des entreprises.

En tant qu’établissement de recherche l’Ineris est périodiquement évalué par le Haut Conseil de l’évaluation de la recherche et de l’enseignement supérieur (Hcéres). Ainsi, l’année 2020 a été marquée par la deuxième évaluation menée par un Comité d’évaluation Hcéres et portant sur son activité pour la période 2015-2018. Dans ses conclusions, le Comité d’évaluation identifie les principaux atouts de l’Ineris : « l’aptitude à conjointement répondre aux urgences et anticiper les risques émergents, de grands équipements d’envergure internationale, l’ouverture européenne réussie et la capacité scientifique marquée par le fort taux de succès dans les programmes nationaux et européens ». Ces conclusions confortent l’Institut dans son modèle « en trépied » alliant recherche, appui aux pouvoirs publics et expertise auprès des entreprises, et sa stratégie basée sur le développement de partenariats scientifiques solides en France et en Europe. Il participe ainsi à trois alliances nationales de recherche (AllEnvi, Ancre et Aviesan) et à deux unités mixtes de recherche dans les domaines de la toxicologie prénatale (Peritox avec l’UPJV d’Amiens) et de l’écotoxicologie (Sebio avec les universités de Champagne-Ardenne et du Havre-Normandie). Le dynamisme des équipes de l’Institut se traduit par leur importante participation à des projets de recherche, nationaux (28 projets soumis dont 35% avec succès) et européens.

La recherche à l’Ineris s’appuie largement sur des plateformes d’essai, souvent à grande échelle, sur ses laboratoires et sur une culture affirmée de l’expérimentation et de la modélisation numérique dans le but de mieux appréhender la survenue et la complexité des phénomènes dangereux et des pollutions. L’Institut est par ailleurs très attentif à la production scientifique issue de cette activité. Le nombre d’articles publiés dans des revues à comités de lecture référencées dans la base ISI Web of Science a atteint 95 en 2020 (très légèrement inférieur à 2019). Ces publications sont pour la plupart associées à des travaux de thèses de doctorat. Fin 2019, 38 doctorats étaient en cours. Durant l’année, 13 thèses de doctorats et 2 habilitations à diriger des recherches ont été soutenues et 13 nouvelles thèses ont commencé. 

Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

La subvention pour charges de service public allouée à l’IRSN au titre du programme 190 s’élève à 166,5 M€ pour l’exercice 2020.

L’IRSN dispose également du produit de la contribution, acquittée par les exploitants d’installation nucléaire de base (INB) en vertu de l’article 70 de la loi n°2016-1918 du 29/12/2016, et dont le montant perçu en 2020 est de 62,158 M€. Ces moyens contribuent, à hauteur de 42,5 M€, au financement des activités d’appui technique que l’IRSN apporte à l’ASN, en complément du financement relevant de l’axe « Appui à l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) », et, à hauteur de 19,6 M€, au financement des actions d’études et recherche en soutien à l’expertise, en complément des moyens portés par l’axe « Recherche et missions de service public ».

L’exercice 2020 a été marqué, au-delà des actions scientifiques et techniques réalisées, par la nécessité pour l’IRSN d’adapter ses modes de travail au regard des conditions sanitaires afin d’assurer dans les meilleures conditions la continuité de ses activités.

Dès le début de la crise sanitaire, l’Institut a mis en œuvre son plan de continuité d’activité pour le maintien des activités vitales (activités techniques, sécurité, crise). Les activités ne pouvant être assurées à distance, en particulier les activités techniques ainsi que les activités relevant de la sécurité et de la crise, ont fait l’objet d’astreintes. Les activités de recherche expérimentale devant être menées sur les sites de l’IRSN et certaines activités non essentielles de surveillance de l’environnement ont, quant à elles, été temporairement suspendues.

En coordination avec les autorités publiques (ASN, DSND…) et les directions ministérielles à qui il apporte son appui technique, l’IRSN a adapté ses activités d’expertise dans l’objectif d’assurer la continuité de l’appui technique qu’il leur apporte, en utilisant, massivement, le télétravail déployé dans le cadre de son programme de transformation numérique. L’Institut a porté une attention toute particulière à la mise en place des dispositions permettant de traiter les demandes des exploitants nucléaires et des responsables d’activité qui seraient nécessitées par le maintien de la sûreté, de la sécurité et de la radioprotection des installations et activités essentielles à la nation.

Pour la seconde phase de confinement, ces différentes modalités ont été reconduites, avec un recours massif au télétravail. Toutefois les activités expérimentales, qui avaient été interrompues lors du premier confinement, ont été maintenues et conduites dans la stricte application des protocoles sanitaires en vigueur.

1) Recherche et missions de service public (107,5 M€)

Les programmes de recherche mis en œuvre par l’IRSN visent principalement la réduction de la sensibilité des installations et activités utilisant des rayonnements ionisants aux différents risques pouvant les affecter, la compréhension des phénomènes qui peuvent être à l’origine d’accidents majeurs, l’amélioration de l’efficacité des parades envisageables, le développement des connaissances qui sous-tendent le cadre des actions de protection et la mise au point des techniques et outils opérationnels dont l’Institut a besoin pour remplir ses missions (métrologie des rayonnements ionisants, bases de données, outils de calcul et de modélisation,…).

Dans le domaine de la recherche en sûreté nucléaire, l’IRSN a poursuivi en 2020 le pilotage et la réalisation des projets de recherche financés par le volet « Recherche en Sûreté Nucléaire et Radioprotection » du Programme d'investissements d’avenir (PIA), notamment les projets DENOPI, PERFROI, MiRE et MITHYGENE. Ainsi dans le cadre du projet DENOPI destiné à l’étude de la phénoménologie des accidents de perte de refroidissement des piscines d'entreposage de combustible usé, le dispositif d’essai ASPIC a été installé en 2020 sur sa plateforme expérimentale THEMA à Cadarache ; ce dispositif permettra d’étudier l’efficacité du refroidissement par aspersion de combustible partiellement dénoyé. Dans le cadre du projet PERFROI, l’IRSN a mené au mois d’octobre 2020, dans une boucle de thermohydraulique mise à disposition par Stern Laboratories, au Canada, la première campagne du programme d’essais COAL, dont l’objet est d’étudier la capacité à refroidir le cœur d'un réacteur en situation d’APRP (Accident de perte de réfrigérant primaire). La deuxième phase du projet MiRE, projet qui vise à améliorer le piégeage des iodes volatils lors de l’éventage de l’enceinte de confinement dans le cadre de la gestion d’un accident de fusion, a été engagée en 2020 dans l’objectif de tester le comportement de nouveaux matériaux de piégeage, sélectionnés lors de la première phase, dans des conditions les plus représentatives d’une situation accidentelle. Outre les projets du PIA, l’IRSN a signé en 2020 un accord de consortium – CONCRETE – qui regroupe des partenaires académiques et qui vise à faire progresser les connaissances relatives au vieillissement du béton des ouvrages de génie civil, notamment ceux constituant la troisième barrière de confinement des réacteurs électronucléaires français. Toujours dans le domaine du vieillissement, l’IRSN a initié différentes actions de recherche dans le cadre de six programmes européens (projets Euratom H2020) qui ont démarré en 2020, dont cinq relatifs aux matériaux métalliques (cuves en aciers et composants métalliques). Initialement programmée en 2020, la mise en service de la plateforme MACUMBA à Saclay dédiée à l’étude des phénomènes de fuites – représentatif d’un béton d’enceinte de confinement de réacteur - liées à une fissuration du béton résultant d’évènements accidentels variés (montée en pression interne résultant d’un accident sur le réacteur, séisme, etc.) a, quant à elle, dû être retardée du fait du confinement.

Dans le domaine des déchets radioactifs, les recherches menées par l’IRSN s’inscrivent dans le cadre de l’évaluation du projet CIGEO de stockage profond. Dans ce contexte, l’IRSN mène des recherches sur la performance des dispositifs de scellement des puits d’accès dans son laboratoire de recherche souterrain de Tournemire. En 2020, l’IRSN a poursuivi la préparation de deux expérimentations, avec l’achèvement du creusement du premier des deux puits de 10 mètres de profondeur et d’1 mètre de diamètre associés à ces expérimentations.

Dans le domaine de la recherche sur les transferts des radionucléides vers les écosystèmes, l’IRSN a poursuivi en 2020 les travaux dans le cadre du projet AMORAD financé par le PIA « Recherche en sûreté nucléaire », et plus précisément ceux sur les transferts sol-forêt et au sein des bassins versants, en collaboration avec le BRGM et le CEA. L’IRSN a également engagé le développement d’un outil d’aide à la décision pour la remédiation des sols contaminés à la suite d’un accident nucléaire, intégrant l’ensemble des connaissances acquises dans le cadre du projet AMORAD.

Dans le domaine des aléas naturels, l’IRSN a poursuivi les actions de caractérisation du séisme du Teil survenu le 11 novembre 2019 en Ardèche. Le programme de recherche du projet DARE, financé par l’ANR et visant à améliorer la compréhension et l’estimation des effets de site dans la vallée du Rhône, a également été lancé en 2020. Concernant l’aléa hydrométéorologique, les actions de recherche ont porté en 2020 sur l’étude des niveaux marins et vents extrêmes, ainsi que sur les méthodes permettant la caractérisation probabiliste de l’aléa inondation.

Dans le domaine de la recherche sur les effets sur l’homme des rayonnements ionisants

L’IRSN a poursuivi les études menées dans le cadre du projet PRIODAC financé dans le cadre du PIA « Recherche en Sûreté Nucléaire et Radioprotection ». Ce projet vise à étudier les modalités d’administration d’iodure de potassium stable en situation d’accident nucléaire générant des rejets radioactifs répétés ou prolongés. Dans la continuité des résultats obtenus précédemment pour l’adulte dans la première phase du projet, les études menées en 2020 ont concerné la possibilité d’administrer aux femmes enceintes et aux jeunes enfants une prise répétée d’iode stable pendant plusieurs jours afin d’optimiser la saturation de la thyroïde sans toxicité notable. Toujours dans le domaine des contremesures médicales, l’IRSN a poursuivi ses recherches concernant le bénéfice thérapeutique des cellules stromales mésanchymateuses (CSMs), en combinaison avec des biomatériaux et/ou d’autres agents (pharmacologiques, probiotiques…), pour le traitement des effets secondaires des radiothérapies ; ces recherches s’effectuent notamment dans le cade des projets OPENN, IXBONE financés par l’ANR. L’IRSN a également poursuivi ses recherches visant à traiter des patients souffrant d’un syndrome aigu d’irradiation, résultant par exemple d’un acte de malveillance et qui se caractérise par une destruction partielle ou totale de leurs cellules souches sanguines, par un apport de cellules souches hématopoïétiques, à l’origine des cellules sanguines, à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPS) qui sont produites en laboratoire à partir de cellules de peau. Dans ce cadre, l’IRSN a signé en 2020 un accord entre l’Établissement français du sang et l’entreprise TreeFrog Therapeutics, pour la production de greffons hématopoïétiques universels et prêts à l’emploi, à partir de banques de cellules souches.

Parallèlement, l’IRSN a poursuivi la caractérisation du microfaisceau d’irradiation MIRCOM implanté à Cadarache et mis en exploitation en 2019, outil fondamental pour comprendre les mécanismes physiques et biologiques qui se déclenchent à la suite d'une irradiation, depuis le transfert d'énergie du rayonnement aux molécules jusqu'aux effets biologiques tardifs. Les résultats obtenus montrent la capacité du microfaisceau à réaliser des irradiations précises et reproductibles de structures cellulaires et subcellulaires, permettant d'engager l’exploration des dysfonctionnements radio-induits aux échelles subcellulaire, cellulaire, tissulaire, jusqu’aux petits organismes multicellulaires.

L’IRSN a également poursuivi les recherches menées sur les effets d’une contamination à l’uranium chez les travailleurs du cycle du combustible, avec d’une part la recherche d’une signature métabolomique spécifique d’une contamination à l’uranium, d’autre part l’évaluation de l’hypothèse suggérée d’une association entre contamination à l’uranium et développement d’un carcinome rénal.

Dans le domaine des études épidémiologiques, l’IRSN a poursuivi les actions relatives à l’analyse des relations « dose-risque » concernant les travailleurs du nucléaire (Orano et EDF notamment) et les patients ayant bénéficié d’examens diagnostiques ou d’actes thérapeutiques.

2) Appui aux pouvoirs publics (3,6 M€)

L’appui aux pouvoirs publics couvre des activités relevant du domaine de l’environnement, de la gestion des situations d’urgence et de la protection des travailleurs contre les rayonnements ionisants. Ces activités sont programmées au moyen de conventions pluriannuelles et de protocoles annuels liant l’IRSN aux directions ministérielles concernées. Elles concernent notamment la surveillance des travailleurs exposés aux rayonnements ionisants, la surveillance radiologique des denrées alimentaires ou bien encore le suivi des anciens sites miniers d’Uranium. En 2020, l’IRSN a initié, dans le cadre de son appui technique à la Direction générale du travail et en collaboration avec ses services, le développement d’un nouveau portail national pour la surveillance de l’exposition des travailleurs aux rayonnements ionisants. Ce projet, qui s’appuie sur la refonte de SISERI, le système d’information de suivi dosimétrique des travailleurs exposés aux rayonnements ionisants, dont l’IRSN assure la gestion, bénéficie d’un financement du Fonds de Transformation de l’Action Publique. Dans le domaine de la santé, l’IRSN a notamment réalisé une expertise concernant la performance de certaines installations de mammographie, en réponse à une demande de la Direction générale de la Santé. Enfin, l’IRSN a également mobilisé son réseau de surveillance de l’environnement lors de l’incendie qui s’est déclaré le 4 avril 2020 dans la zone d’exclusion de Tchernobyl (Ukraine) afin d’évaluer les conséquences de la propagation en France de masses d’air potentiellement contaminées ainsi qu’en juin 2020 suite à la détection d’une élévation des niveaux de radioactivité dans l’air en Europe du Nord.

3) Appui à l’Autorité de sûreté nucléaire (37,4 M€)

L’activité menée par l’IRSN en matière d’expertise de sûreté nucléaire a été marquée en 2020 par la remise à l’ASN, au mois de mars, de l’avis de synthèse du 4^e réexamen périodique des réacteurs de 900 MWe. Priorité majeure fixée conjointement entre l’Autorité de sûreté nucléaire et l’IRSN au programme de travail 2020, cet avis agrège les conclusions d’une quarantaine d’avis d’expertises réalisés par l’Institut au cours de ce réexamen.

Parallèlement, le processus de réévaluation de sûreté s’est également poursuivi pour les réacteurs du palier de 1450 MWe, en particulier au travers de l’expertise des études relatives à la maîtrise des risques d’explosion à l’intérieur et à l’extérieur de l’îlot nucléaire.

Concernant l’EPR de Flamanville, autre priorité du programme de travail ASN/IRSN 2020, les expertises de l’IRSN ont principalement porté sur les compléments apportés par EDF à la suite de l’instruction en 2018 du rapport de sûreté et sur le traitement des écarts détectés sur les soudures de traversées des lignes vapeur. Dans le cadre de l’expertise du référentiel d’exploitation du réacteur, l’IRSN a également initié en 2020 l’examen de plusieurs chapitres des règles générales d’exploitation, dont le chapitre 6 relatif à la conduite du réacteur en situation incidentelle/accidentelle, le chapitre 10 relatif aux essais physiques du cœur et le chapitre 3 relatif aux spécifications techniques d’exploitation.

L’IRSN a également finalisé en 2020 d’autres expertises majeures, notamment les réexamens de sûreté du réacteur à haut flux (RHF) et de la station de traitement des effluents liquides et des déchets solides du site Orano de la Hague (INB n°118).

Dans le domaine des transports de combustibles nucléaires et dans la continuité de l’analyse préliminaire menée en 2019, l’IRSN a évalué la conformité du modèle de colis TN Eagle® dédié à l’entreposage à sec et au transport d’éléments combustibles irradiés.

L’expertise du dossier de démantèlement du réacteur situé à Brennilis s’est poursuivie et fera l’objet d’une présentation en groupe permanent d’experts, début mars 2021.

Il est à noter également, l’évaluation réalisée en 2020 à la demande de l’ASN de la nouvelle organisation mise en place par Framatome dans son usine du Creusot dédiée à la réalisation des pièces de grande taille nécessaires à la fabrication de composants primaires des réacteurs nucléaires.

A ces expertises, s’ajoutent les travaux récurrents menés par l’Institut au titre du suivi en exploitation des installations, l’analyse du retour d’expérience et l’examen des dossiers techniques présentés par les exploitants liés à la mise en œuvre de modifications matérielles ou de référentiel d’exploitation des installations, ainsi que l’appui à l’inspection.

Parmi les actions menées dans les domaines de la radioprotection de l’homme et de l’environnement, l’IRSN a finalisé les travaux du groupe pluraliste chargé de proposer un projet de guide sur l’évaluation de l’impact radiologique sur la faune et la flore. L’IRSN a également apporté son appui technique sur le sujet des valeurs de référence en tritium utilisées pour le contrôle de la qualité des eaux destinées à la consommation humaine et a mis en place en novembre 2020, en lien avec l’ASN une campagne de mesures d’activité en tritium dans la Loire afin de comprendre l’origine des activités anormalement mesurées par l’Association pour le contrôle de la radioactivité dans l’Ouest.

4) Sûreté nucléaire et radioprotection des activités de défense, contrôle des matières nucléaires, protection contre la malveillance (18 M€)

Dans le cadre de ses missions d’appui et de concours techniques, l’IRSN a renouvelé en 2020 les conventions le liant au Délégué à la sûreté nucléaire et à la radioprotection pour les installations et activités intéressant la défense (DSND), aux Hauts Fonctionnaires de défense et de sécurité (HFDS) du ministère de la Transition écologique (MTE) et du ministère de l’économie des finances et la relance (MEFR), ainsi qu’au Comité technique Euratom (CTE).

Dans le cadre de l’appui technique fourni au DSND (financé par les programmes 190 et 212), l’IRSN a poursuivi en 2020 l’examen de projets

Université Gustave Eiffel (UGE)

La subvention pour charges de service public versée à l'ex-IFSTTAR au titre de l’année 2020 s’élève à 86,1 M€.

Le budget 2020 a été construit afin d’allouer les crédits nécessaires à la réalisation des objectifs du Contrat d’objectifs et de performance 2017-2021 passé entre l’État et l’ex-IFSTTAR via les trois axes scientifiques du COP :

- axe 1 « Transporter efficacement et se déplacer en sécurité » ;

- axe 2 « Améliorer l’efficience et la résilience des infrastructures » ;

- axe 3 « Aménager et protéger les territoires ».

Les échanges avec les tutelles ont été marqués par l’établissement d’une note de synthèse stratégique dans le cadre du Contrat de site vague E (janvier 2020), suivie de la rédaction itérative d’une feuille de route à durée limitée (2021-2022) dans l’attente de l’élaboration d’un nouveau dispositif contractuel, selon le calendrier fixé par le MESRI.

La participation aux FUTURES Days (1^er au 3 décembre 2020) dont la thématique portait sur “Sciences et appui aux politiques publiques pour les territoires urbains” a permis de dresser un panorama de l’appui aux politiques publiques au sein de l’université. Cette vaste consultation interne à toute l’université, écoles comprises, a mis en évidence, (i) la variété d’actions tant en termes de thématiques que de modalité, (ii) l’importance de conserver un clair partage des rôles et des postures entre chercheur (liberté académique, rigueur scientifique, dans l’indépendance des pressions partisanes ou idéologiques) et décideur public (contingence et responsabilités de la décision, en contexte jamais totalement certain, de plus en plus controversé).

L’année 2020, fortement perturbée par la Covid, a vu une diminution du nombre de séminaires de transfert. Ceux qui ont pu être maintenus ont connu un bien meilleur taux de participation des tutelles (sans doute permise par la nouvelle organisation du travail et les outils à distance, visio…), alors que par le passé, il avait été observé la difficulté de déplacement des tutelles techniques.

« Transporter efficacement et se déplacer en sécurité » :

L’ex-Ifsttar conduit des recherches pour améliorer la fiabilité des transports de personnes et de marchandises, dans leurs différents modes et usages, à coûts et externalités maîtrisés, et progresser dans les systèmes et services pour une mobilité multimodale, intelligente, propre et sans couture. L’expertise de l’institut est sollicitée dans le cadre de la politique de sécurité routière pour renforcer la sécurité et l’ergonomie des déplacements, pour une mobilité sereine et respectueuse de la vie humaine.

En termes d’appui aux politiques publiques, l’Université Gustave Eiffel a notamment apporté sa contribution sous la forme de séminaires, lorsque leur organisation était possible.

Un grand nombre de réalisations sont listées dans le bilan du COP 2020 de l’ex-Ifsttar, parmi lesquelles nous pouvons citer une étude financée par la DSR menée sur les situations à risques pour les cyclistes (AME/LAPEA) ou la mise en place d’un observatoire de la logistique urbaine (AME/SPLOTT, chaire Logistics city) qui a permis via des enquêtes légères et régulières menées auprès d’un panel d’entreprises et de plateformes logistiques de voir les conséquences du confinement (entre le 20 mars et le 8 mai 2020).

« Améliorer l’efficience et la résilience des infrastructures » :

L’ex-institut participe au développement d’une économie circulaire de la construction, par l’accroissement de l’usage de matériaux renouvelables et de bio-matériaux alternatifs. La transition numérique et énergétique conduit à rechercher de nouvelles générations d’infrastructures de transport et de production de l’énergie.

Si les séminaires d’appui aux politiques publiques ont tous été reportés, des résultats ont quand-même été acquis en 2020 (cf. bilan du COP). Mentionnons notamment :

• L’implication du laboratoire Navier dans le chantier de mise en sécurité et de reconstruction de Notre-Dame de Paris avec la participation au groupe de travail « Structure »

• L’engagement majeur de l’établissement dans l’expertise et la normalisation, avec une demande réactivée par la prise de conscience sociétale consécutive à l’effondrement récent de plusieurs ponts en France et en Europe, principalement autour des problématiques techniques de fatigue et/ou corrosion de câbles tendus (câbles extérieurs d’ouvrages en béton précontraint, câbles porteurs ou tracteurs de transports guidés) et de réaction de gonflement interne affectant les bétons. Après un premier Policy Brief sur la résilience des infrastructures en 2019, un deuxième document a été rédigé pour le T20 en collaboration avec un groupe d’experts internationaux « Evaluating Resilient Infrastructure Systems».Ces activités illustrent l’enjeu du financement sur le long terme des expérimentations pour disposer des données et des connaissances nécessaires à l’expertise ultérieure, souvent demandée pour des interventions en urgence (suite à accident ou dommage). Comme l’année précédente, ce bilan souligne l’importance de la reconnaissance des activités d’expertise et de normalisation dans la carrière des chercheurs, dans une politique de renouvellement du vivier d’experts.

« Aménager et protéger les territoires » :

L’ex-Ifsttar contribue à l’aménagement durable des territoires, notamment urbains, il cherche à mieux anticiper les risques naturels et climatiques pour augmenter la résilience des villes et des territoires, réduire leur vulnérabilité et protéger les populations.

En termes d’appui aux politiques publiques, plusieurs séminaires ont pu avoir lieu.

Un grand nombre de réalisations sont listées dans le bilan du COP 2020 de l’ex-Ifsttar, parmi lesquelles nous pouvons mentionner le projet ANR MoDe, sur les motifs de démotorisation dans les aires urbaines (LVMT, AME/DEST) qui traite d'un sujet peu abordé jusqu'à présent au regard du report modal : la diminution de la possession de véhicule(s) par les ménages.

Plusieurs expertises ont été conduites en 2020 par le département GERS : retour d'expérience technique (pilotage Cerema et RTM 06) suite aux crues violentes et aux dégâts d'octobre 2020 dans les Alpes Maritimes (tempête Alex), contribution (IsTerre) à l'expertise et soutien au Liban pour l'évaluation de l'intégrité structurelle des bâtiments suite à l'explosion dans le port de Beyrouth, projet TULIP (Tunneliers et limitation des impacts sur les pieux), en collaboration avec la Société du Grand Paris, le CETU et l'ENTPE, sur l'impact du creusement d'un tunnel sur les fondations existantes (expérimentation en vraie grandeur);

En 2020 au niveau de l’ex-Ifsttar, les relations en Europe se sont densifiées avec l’Italie par la création de deux laboratoires internationaux Associés (LIA) avec le CNR et l’université de Bologne et l’avancement significatif d’un troisième LIA avec Politechnico di Milano. Sur le plan international, des MoU (mémorandum d’entente) ont été signés avec l’école centrale de Casablanca au Maroc, l’université de Tokyo au Japon et l’université de Tongji en Chine.

Centre scientifique et technique du bâtiment (15,6 M€)

Le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) est un établissement public industriel et commercial qui reçoit pour mission de l’État de procéder ou faire procéder à des recherches scientifiques et techniques directement liées à la préparation ou à la mise en œuvre des politiques publiques en matière de construction et d’habitat. Les recherches prévues contribuent à la transition écologique et énergétique, à la transition numérique et à la compétitivité du secteur.

Afin de répondre à ces grands enjeux, l’activité du CSTB se structure autour de quatre domaines d’action stratégiques : bâtiments et quartiers pour bien vivre ensemble ; bâtiments et villes face au changement climatique ; innovation, fiabilisation de l’acte de construire et Rénovation ; économie circulaire et ressources pour le bâtiment. Il s’agit notamment de réaliser de nouvelles avancées vers une démarche globale de performance environnementale ou de proposer une approche au niveau du quartier et de l'îlot urbain, avec mutualisation des consommations et productions. Il convient de travailler sur une adaptation des bâtiments aux enjeux du changement climatique. Il s’agit encore de faire émerger de nouveaux modes constructifs permettant une meilleure qualité ou une baisse des coûts de construction, ainsi qu’une montée en compétence des professionnels. Par exemple, le CSTB contribue significativement à la transition numérique de l’ensemble de la filière, en particulier au travers du développement du projet de maquette numérique.

Le CSTB développe des activités de recherche et d’expertise à destination de l’ensemble des acteurs du secteur de la construction et de la ville durable. Il répond ainsi aux questions posées à la recherche par les ministères, les collectivités territoriales et répond aux appels à projets de l’ANR, de l’ADEME, du FUI et du programme européen de recherche et d’innovation Horizon 2020, ainsi qu’aux besoins de travaux scientifiques des entreprises privées vers lesquels il a réorienté sa recherche pour compenser la baisse de sa subvention depuis 2015. Il active de nombreux partenariats avec d’autres laboratoires publics et universités.

En 2020, la subvention versée au centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) au titre du programme 190 s’est élevée à 15,6 M€, versés sous forme de subvention d’investissement. 

Comme ces dernières années, la dotation a été utilisée très majoritairement pour financer des projets de recherche, projets qui constituent des actifs de recherche par l’immobilisation des coûts, hors frais généraux. Ainsi le développement de 65 actifs de recherche (dite 100% ou collaborative) a été financé avec la subvention d’investissement. Le reliquat a financé de l’investissement matériel. 

Il convient de noter que la diminution sur la période 2015-2019 de la subvention accordée au CSTB par le programme 190 a amené l’établissement à réorienter ses activités de recherche vers un financement par les acteurs socio-économiques. Cela a constitué à la fois une force pour le transfert vers les acteurs socio-économiques et un facteur de risque quant à la capacité du CSTB à renouveler ses compétences et à développer ses connaissances à moyen terme sur les champs majeurs des politiques publiques.

Les crédits de l’action aéronautique du P190 relevaient entièrement du GPI en 2019 et en 2020, à l’exception des crédits Relance mis à disposition par la LFR 3 pour 2020.

Les deux lignes (P190 classique d'une part, et crédits de LFR 3 puis crédits de relance, dont ceux transférés sur le P190 à compter de 2021, d'autre part) participent d’une seule et même politique publique de soutien.

Les choix de soutien des projets des industriels sont basés sur la contribution à l’objectif du volet R&D du Plan de relance aéronautique (préparation d’aéronefs décarbonés compétitifs, de toutes tailles, entrant en service dès la fin de la décennie), et à la cohérence, technique et temporelle, du lancement futur des programmes d’aéronefs. La DGAC prend également en compte la maturité technique et financière du contenu proposé et s’assure en outre de la bonne inclusivité des partenariats de R&D (association aux travaux des acteurs pertinents, notamment PME/ETI).

La grande majorité des projets soutenus sont partenariaux, et ont donc plusieurs bénéficiaires directs. Par ailleurs, la dynamique de recueil des propositions des PME et ETI de la filière par la DGAC a permis dès 2020 la contractualisation de 3 projets menés exclusivement par des PME (en plus des projets de plus grands acteurs, dont les PME peuvent être partenaires). In fine, c'est donc en pratique 33% de la valeur des travaux (près de 270 M€, financée à moitié par les grands groupes) qui revient à des entreprises hors des groupes Safran, Airbus, Thales, Dassault et ATR.

CEA

Le CEA se positionne comme un accélérateur de la transition énergétique et soutient une approche intégrée du système énergétique de demain qui s’appuie sur les modes de production (énergie nucléaire et énergies renouvelables), leurs interactions au sein du réseau (stockage, pilotage, conversion). Il 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 domaines couverts concernent la production photovoltaïque, le stockage (batteries), le vecteur hydrogène, la gestion de l’énergie intégrant dans une approche système les réseaux (électricité, gaz et moyens de stockage) et l’efficacité énergétique (bâtiment, infrastructures industrielles).

Par rapport aux exercices précédents et à la prévision en LFI, le CEA a dû réarticuler les dépenses affectées aux actions 16 et 17 en augmentant les dépenses liées à l’action 17 par prélèvement sur l’action 16.

Production photovoltaïque (20,5 M€)

Le CEA se positionne sur l’ensemble de la chaîne de la valeur, du matériau à l’intégration dans les systèmes, en préparant les nouveaux systèmes de production photovoltaïque, à très haute performance, offrant des capacités d’intégration accrue et de service au réseau.

En 2020, le CEA a validé la réalisation d’une cellule à hétérojonction (HET), de 3^e génération, avec 25 % de rendement dans le cadre d’une collaboration avec Enel. Il mène des travaux sur les cellules tandem à base de pérovskites avec la réalisation d’une nouvelle cellule de 9 cm² correspondant à un rendement de surface active de 23,7 %.

Il poursuit sa prospection d’un opérateur de fabrication de cellules et de modules HET, opérant sur le sol français, alors qu’une part significative des recettes extérieures provient notamment des acteurs internationaux (équipementiers ou fournisseurs de solutions complètes) comme Enel Green Power ou Meyer Burger.

Stockage (17,9 M€)

Le CEA contribue au développement de technologies de stockage d’énergie pour le transport, la mobilité et le stationnaire, afin d’augmenter la densité d’énergie embarquée. Ces travaux s’appuient sur la chimie des matériaux, la modélisation multi-physique et multi-échelle, la réalisation des composants et leur intégration dans des systèmes fonctionnels. Ils visent à faire émerger des technologies de rupture, permettant d’aller au-delà des performances des dispositifs actuels, en répondant aux enjeux de réduction ou de substitution de métaux critiques ou nocifs pour l’environnement et la santé.

Dans le domaine des batteries lithium-ion, les efforts du CEA portent le haut niveau de fiabilité et de sureté, et les batteries gélifiées ou tout solide. Dans le cadre de la stratégie de reconquête industrielle et des projets de construction de gigafactory en Europe, le CEA travaille en étroite collaboration avec Saft sur des batteries Li-ion de 3^e génération plus sûres et durables.

Le CEA a réalisé, en 2020, les premiers accumulateurs Li-ion de 3^e génération avec des matériaux à haut taux de nickel à la cathode et moins de cobalt dont les performances sont conformes à la feuille de route de Saft. Il a poursuivi ses travaux sur la solution SOLGAIN^TM, électrolyte polymère hybride–céramique, développée avec Solvay. La réalisation d’un démonstrateur est attendue en 2021.

Afin de comprendre, prédire et améliorer la sécurité des batteries, le CEA a mis en service une nouvelle installation de tests abusifs, à Grenoble, coopérée avec SERMA, pour ses usages propres et de ses partenaires industriels. Elle permet de caractériser l’énergie dégagée par des cellules de batteries Li-ion en conditions abusives. Un premier essai de qualification a été réalisé en 2020.

Vecteur hydrogène (10,2 M€)

L’hydrogène est un vecteur énergétique (production, stockage et conversion) qui permet d’intégrer les énergies renouvelables dans un mix énergétique, de décarboner l’industrie et le transport. L’objectif est de faire émerger une filière nationale associant les grands groupes français et des équipementiers.

Concernant la production d’hydrogène, la R&D se concentre sur l’électrolyse en phase vapeur à haute température (EHT) qui présente l’avantage de pouvoir fonctionner de manière réversible (production-conversion). Les premiers investissements ont été conduits dans un atelier pilote capable de conforter la technologie et de préfigurer les premières étapes d’une ligne de production. La fabrication du premier stack de puissance (75 cellules de 200 cm²), initialement prévue fin 2020, n’a pu être réalisée en raison de l’arrêt des activités pendant le premier confinement. Une étape intermédiaire a pu être franchie avec la réalisation d’un stack de 25 cellules ayant les performances attendues.

Dans le domaine des piles à combustible (PEMFC), le CEA poursuit son accompagnement des industriels (Faurecia, Symbio). Une pile de 87 kW a notamment été testée dans des conditions représentatives de l’automobile ce qui valide la technologie pour les applications de mobilité.

Gestion de l’énergie : réseaux et efficacité énergétique (11,1 M€)

Les réseaux électriques sont abordés à travers une approche système (production, stockage, réseaux), reposant sur la pluralité des sources (nucléaire, thermique, solaire…), en privilégiant les démonstrateurs à l’échelle de mini-réseaux de quartiers ou en sites isolés.

Le CEA a développé un outil de dimensionnement multi-réseaux couplant électricité, chaleur gaz. L’optimisation du dimensionnement a pu être réalisée en prenant en compte une grande diversité d’hypothèses de travail, différents modèles des composants énergétiques et des outils d’analyse, à travers un cas d’étude à l’échelle d’un quartier.

Des progrès ont été obtenus sur les convertisseurs d’énergie bidirectionnels avec la fabrication d’un premier démonstrateur de chargeur-onduleur à base de composants GaN pour une application smart grid de véhicules électriques.

Une maison expérimentale de la plateforme INCAS de l’INES a été rénovée avec une solution industrielle intégrant 19 panneaux PV en façade (15 %) et en toiture (85 %). Le chauffage est assuré par une pompe à chaleur. Afin d’atteindre l’autonomie énergétique, 9 panneaux supplémentaires en façade sont nécessaires. Il s’agit maintenant de vérifier les performances réelles de la maison sur une base horaire (suivi de l’autoconsommation), et de confirmer l’intérêt des façades Est et Ouest pour des maisons individuelles.

IFPEN

Les travaux d’IFPEN dans le domaine des nouvelles technologies de l’énergie (NTE) s’articulent autour des axes du COP 2016-2020, à savoir : la recherche et l’innovation selon les priorités stratégiques « Mobilité durable » et « Énergies nouvelles », la recherche fondamentale transverse, ainsi que la formation diplômante et le soutien à la compétitivité des entreprises innovantes de taille modeste. Les travaux d'IFPEN sont menés en partenariats étroits avec les milieux industriels et académiques nationaux, européens et internationaux.

Les crédits alloués pour 2020 ont participé au financement des activités suivantes :

Recherche et innovation dans le domaine de la Mobilité durable

Les ressources d’IFPEN consacrées à la mobilité durable composent l’Institut Carnot  IFPEN Transports Énergie.

Mobilité électrifiée

Le projet européen H2020 « MODALIS² », piloté par IFPEN et qui fédère des membres de l’alliance batterie (Saft, Solvay, Umicore, Siemens…), a été lancé en janvier 2020. Il s’agit de développer des modèles et outils de simulation pour les futures technologies de batteries.

Le consortium COMUTES² (Consortium pour la Mutualisation de Tests Electriques sur Systèmes de Stockage), créé sous l’impulsion d’IFPEN et qui a pour objectif de mettre en place et de réaliser des campagnes d’essais mutualisées de vieillissement de batteries, a lancé fin 2020 sa toute première campagne d’essais dédiée au vieillissement en cyclage à froid des batteries Li-ion avec 5 adhérents.

Le projet EasyMOV’, l’un des six projets lauréats du Challenge Innovation interne IFPEN 2018, vise à apporter une réponse aux enjeux de la mobilité des charges lourdes en milieu hospitalier afin de diminuer les troubles musculo-squelettiques. Après la validation du modèle économique et de la vision marché en 2019, l’année 2020 a permis la réalisation d’une présérie de 5 prototypes ; la création de la start-up destinée à mettre sur le marché ce produit interviendra début 2021.

En 2020, IFPEN a développé ses activités sur la pile à combustibles dans les aspects expérimentation sur véhicules et simulation.

Mobilité connectée

L’application pour smartphones Geco air a été enrichie – amélioration fonctionnelle et de l’expérience utilisateur avec une nouvelle version sortie début 2021. Le projet européen H2020 LONGRUN, dont le but est de développer un ensemble complet de chaînes de traction pour poids lourds et autocars plus respectueux de l’environnement, a été lancé, dans lequel IFPEN est pilote du lot poids-lourd connecté.

En tant qu’expert sur l’empreinte environnementale du transport terrestre, IFPEN a réalisé à la demande du Ministère de la Transition Ecologique une étude scientifique destinée à évaluer les émissions polluantes et de gaz à effet de serre de 22 véhicules récents. Les résultats ont été publiés fin 2020. Pour réaliser certaines mesures, IFPEN s’est appuyé sur Real-e, l’analyseur mobile et connecté de gaz d’échappement en conditions réelles développé en collaboration avec la PME Capelec.

Mobilité à faible impact environnemental

Les travaux d’amélioration du rendement effectif des motorisations essence ont été poursuivis, ainsi que les travaux pour réduire les émissions de polluants (particules fines, NMOG, HC, CO…). Par ailleurs, afin d’accélérer ses travaux dans le domaine du moteur à combustion hydrogène qui nécessite des adaptations spécifiques, IFPEN s’est doté en 2020 d’un banc d’essai dédié. 

Recherche et innovation dans le domaine des Energies nouvelles

Transformation de la biomasse non alimentaire en biocarburants et bioproduits

IFPEN contribue à la démonstration et la mise en place de filières industrielles françaises de production de biocarburants de deuxième génération, notamment au travers des projets collaboratifs BioTfueL (biodiésel et biokérosène) et Futurol (bioéthanol). S’agissant du projet BioTfueL, les essais se sont poursuivis sur les pilotes de démonstration et des contacts commerciaux ont d’ores et déjà été initiés. En ce qui concerne Futurol, qui s’est achevé avec succès fin 2018, la technologie est sur le marché et la 1^ère licence Futurol™ a été concédée en mars 2020 par la filiale Axens au raffineur croate INA.

IFPEN investit également la chimie biosourcée, notamment la mise au point de procédés permettant la fabrication de plastiques (projet Bio-TCat) ou caoutchouc (projet BioButterfly) issus de ressources végétales. En ce qui concerne le projet BioButterfly mené avec Axens et Michelin et soutenu par l’Ademe, la construction d’un expérimentateur pré-industriel sur le site de Bassens a démarré en 2020. S’agissant du projet Bio-TCat mené avec Axens et Anellotech, pour la production d’intermédiaires chimiques entrant dans la fabrication d’objets courants (bouteilles en plastique, vêtements, etc..), le dossier de la technologie a été finalisé en vue d’une 1^ère unité commerciale. Enfin en 2020, Cargill, IFPEN et Axens se sont associés pour poursuivre le développement et la mise à l’échelle industrielle d’un procédé d’acide acrylique biosourcé.

Production d’énergie en milieu marin

Les travaux d’IFPEN visent à proposer des solutions technologiques dans les domaines de l’éolien posé et flottant et de l’énergie des vagues et de la houle (marémotrice/houlomotrice), permettant une réduction du coût de l’électricité produite. Un travail est notamment mené sur l’évaluation de la ressource en vent ainsi que sur la mise au point de systèmes de contrôle performants pour éoliennes offshore et systèmes houlomoteurs. L’objectif est d’optimiser la production d’énergie des systèmes par rapport à la ressource en vent ou en vagues disponible. Le contrôle permet par exemple d’orienter au mieux une éolienne afin qu’elle reçoive un maximum de vent. IFPEN développe le logiciel DeepLines Wind™ de simulation du comportement dynamique des éoliennes offshore flottantes, en collaboration avec la société Principia. En 2020, de nouveaux modèles de sillage ont été intégrés au logiciel FarmShadow de simulation à l’échelle du parc. Par ailleurs les tests ont été poursuivis sur le logiciel WiSe-Windfield, qui permet de reconstruire avec précision le champ de vent mesuré par un lidar placé sur la nacelle d’une éolienne.

Autres thématiques portées par la transition énergétique et la lutte contre le changement climatique

IFPEN a mis en place un incubateur afin de favoriser l’émergence d’innovations en rupture dans le domaine des NTE. Un deuxième challenge d’innovation interne, centré sur les thématiques de l’Environnement et du Climat, a été lancé en octobre 2019 et finalisé en juin 2020, avec la sélection de 5 projets innovants qui ont été intégrés dans les programmes. Par ailleurs, les travaux de valorisation des savoir-faire et technologies sur de nouveaux marchés ont été poursuivis :

- Stockage de l’énergie : IFPEN a installé un démonstrateur de batterie redox à flux intégrée à un micro-réseau (microgrid) sur son site de Lyon. Il vise d’une part, à tester les propriétés et les limites d’utilisation des batteries dans un environnement représentatif et d’autre part, à valider des systèmes de gestion de l’énergie (EMS) qui pilotent et optimisent le fonctionnement du stockage et permettent d’intégrer au réseau des productions électriques variables d’origine renouvelable. Les contacts industriels se sont poursuivis en 2020 concernant la gestion de l’énergie (projet EMS).

- Recyclage des plastiques : 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. Un accord de développement et de commercialisation a été finalisé avec la société japonaise JEPLAN et Axens afin de démontrer la technologie sur l’unité JEPLAN de recyclage de textile de Kitakyushu Hibikinada au Japon. 

- Gestion du sous-sol pour les nouvelles technologies de l’énergie : cette thématique concerne la géothermie et l’hydrogène sous deux axes transverses : la modélisation des stockages souterrains, ainsi que leur surveillance et leur impact environnemental. En 2020, le projet DEEPEN, qui vise à dé-risquer la production en géothermie profonde, a été lancé. Le volet hydrogène a vu le lancement en novembre de la Chaire Industrielle ORHYON (micro-Organismes et Réactivité de l’HYdrOgèNe dans le sous-sol) portée par l’UPPA en partenariat avec IFPEN et cofinancée par ENGIE et l’ANR.

- Captage et stockage du CO₂ : dans le cadre du projet H2020 3D, la construction du pilote dédié à la démonstration du procédé IFPEN DMX de captage par solvant sur le site d’ArcelorMittal à Dunkerque a été lancée. Le projet Investissements d’Avenir DINAMX, complémentaire au projet 3D, a été lancé pour étudier les performances du procédé DMX™ pour différents émetteurs de CO₂.

Les activités d’IFPEN consacrées aux ressources énergétiques composent l’Institut Carnot IFPEN Ressources Energétiques.

Recherche fondamentale transverse

L’activité est majoritairement constituée de travaux de thèse qui portent sur la résolution de questionnements scientifiques ouverts, associés aux défis de la transition énergétique, et qui visent à préparer les innovations de rupture de demain. Le programme est structuré autour de 9 verrous scientifiques transverses, déclinés en défis à relever. Les efforts de pilotage stratégique se sont poursuivis en 2020 pour disposer d’une recherche fondamentale développant les connaissances et la vision prospective nécessaires à la mise en œuvre de la transition écologique. On retiendra également pour cette année la signature de deux nouveaux accords-cadres de partenariat en recherche académique, en faveur de la transition énergétique : avec l’UNESCO, dans le domaine des géosciences, et avec l’INRIA, dans le domaine du calcul haute performance, des sciences des données et de l’intelligence artificielle. Par ailleurs, IFPEN a poursuivi sa dynamique de participation aux appels à projets nationaux et européens et est monté en puissance sur de nouvelles thématiques diversifiées. En juin 2020, IFPEN et l’Institut de relations internationales et stratégiques (IRIS) ont publié le bilan des travaux conduits dans le cadre du projet Generate (Géopolitique des énergies renouvelables et analyse prospective de la transition énergétique), financé par l’ANR.

Formation des acteurs de la transition écologique

Cette activité est assurée par IFP School, école de l’innovation énergétique et de la mobilité durable. Afin de répondre à l’évolution des besoins de l’industrie et des attentes des étudiants, IFP School adapte en permanence ses méthodes pédagogiques et ses modules d’enseignement. Elle accorde une large part aux compétences et métiers de la transition écologique dans la plupart de ses programmes d’enseignement. En 2020 a été créé Lab’Innov, laboratoire d’innovation pédagogique et de cultures digitales ; la continuité pédagogique à distance des enseignements, projets et examens a été mise en place ; les deux MOOC (Massive Online Open Course) « Tomorrow’s Mobility » et « Energy Transition : Innovation Towards a Low Carbon Future » ont eu un grand nombre de participants et des taux de complétion élevés. Par ailleurs, 3 nouveaux programmes conjoints ont démarré à l’international, un avec l’Institut National du Pétrole et du Gaz (INPG) au Sénégal et 2 avec l’Institut Houphouët-Boigny (INPHB) en Côte d’Ivoire, dans le cadre de la création de l’Ecole supérieure du Pétrole et de l’Energie (ESPE) à Yamoussoukro.

Soutien à la compétitivité des entreprises innovantes de taille modeste

IFPEN mène une politique de soutien à la compétitivité des PME, ETI et start-up par l’innovation dans les domaines de la mobilité, de l’énergie et des éco-industries, avec l’objectif d’accélérer les projets d’innovation et de codévelopper de nouveaux produits et services. Le soutien prend différentes formes : collaboration en matière de recherche et d’innovation, mise à disposition de compétences et de moyens techniques, aide à la valorisation industrielle, appui financier. IFPEN compte une dizaine de partenaires parmi les incubateurs et accélérateurs ayant une dimension nationale, permettant de gagner en visibilité et d’accroître les opportunités de collaborations avec des PME ou de jeunes entreprises innovantes. En 2020, malgré les difficultés de prospection dues aux contraintes de la COVID 19, plus de 200 nouvelles start-ups et PME innovantes ont pu être rencontrées.