OPÉRATION STRATÉGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action concerne des projets conduits par le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) :

• pour la partie « hors programme NRBC-E (nucléaire, radiologique, biologique et chimique - explosif) », l’action 1 est une action thématique définie essentiellement dans les domaines de la cognition, des maladies infectieuses et des dispositifs de diagnostic pour la médecine de terrain ;
• pour la partie du programme de R&D NRBC-E, les thématiques principales sont les suivantes : détection, identification, diagnostic médical d’agents biologiques (toxines, bactéries et virus) et thérapie.

2. ASPECTS FINANCIERS

L’écart de 102 072 € en AE et CP entre la loi de finance initiale (LFI) et l’utilisation est dû à l’annulation de la réserve consécutive à la loi de finances rectificative (LFR) pour 2020.

Pour la partie hors NRBC-E, peuvent être signalés les travaux suivants :

• dans le domaine de cognition, une avancée majeure sur la compréhension de la latéralisation cérébrale, avec une approche innovante combinant imagerie cérébrale et séquençage complet du génome ;
• dans le domaine des maladies infectieuses, la caractérisation d’une protéine, cible potentielle pour le développement d’antiviraux, qui a conduit au dépôt d’un brevet, et, en collaboration avec l’European Molecular Biology Laboratory (EMBL) et l’Université de Bristol (Royaume-Uni), la conception d’une nouvelle technologie vaccinale simple d’emploi qui pourrait à terme permettre de combattre de nombreuses autres maladies infectieuses ;
• dans le domaine des dispositifs de diagnostic pour la médecine de terrain, la reproduction d’une molécule anti-microbienne produite par une bactérie de l’intestin, aux caractéristiques très intéressantes dans le combat contre la résistance aux antibiotiques, ou encore l’identification d’un mécanisme important dans la transmission de résistances aux antibiotiques d’une bactérie causant des gastrites et des cancers de l’estomac.

Pour le volet NRBC-E, l’effort de recherche a continué à porter sur les développements de solutions technologiques pour la détection, l’identification, le diagnostic et le traitement des agents de la menace biologique. Il a été démontré que le rendement de sortie (vers l’industrie puis des équipements) du P191 CEA est intéressant.

SYNTHÈSE ACTION 01

AUTORISATIONS D’ENGAGEMENT ET CRÉDITS DE PAIEMENT ANNÉE 2020 (EN €)

ENGAGEMENTS ET ÉCHÉANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

OPÉRATION STRATÉGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

L’action 2 concerne les recherches réalisées par le CEA sur les thématiques suivantes :

• composants-capteurs-communication ;
• photonique ;
• cybersécurité.

2. ASPECTS FINANCIERS

L’écart de 232 156 € en AE et CP entre la LFI et l’utilisation est dû à l’annulation de la réserve consécutive à la LFR pour 2020.

Concernant la thématique « composants-capteurs-communication » :

• dans le domaine des composants, capteurs, le laboratoire d’électronique et de technologie de l’information du CEA (CEA-LETI) est aujourd’hui le partenaire de R&D de référence de l’ensemble des industriels nationaux des semi-conducteurs et a fortement contribué aux succès actuels de ces industriels : imageurs, composants de puissance, mémoires non volatiles pour microcontrôleurs, bolomètres, imageurs infra-rouges ;
• dans le domaine des communications, les activités se sont poursuivies, en particulier sur la 5G, les antennes, les objets connectés et les protocoles de communication comme le LiFi (ou Light Fidelity) par exemple ;
• dans le domaine des composants de puissance, les travaux de développement de transistors et de diodes GaN/Si (Nitrure de gallium sur silicium) se sont poursuivis en 2020 pour augmenter leur maturité.

Concernant la thématique « photonique » :

• les travaux de photonique sur silicium ont progressé avec la première validation de l’utilisation de la lithographie à immersion pour réaliser des composants en photonique silicium ainsi que l’intégration des lasers à matériaux semi-conducteurs sur un circuit silicium ;
• la maturation de la filière technologique se poursuit dans le domaine des composants optiques courbes et en l’appliquant à d’autres composants (bolomètres, imageurs IR (infrarouge), micro-afficheurs) ;
• les recherches en photonique quantique ont porté en particulier sur les thématiques suivantes : sources de photon uniques (avec des résultats très prometteurs : publication, dépôt de brevet), composants pour les puces photoniques quantiques.

Concernant la thématique « cybersécurité », deux faits marquants scientifiques illustrent les travaux conduits :

• l’amélioration des attaques physiques par canaux auxiliaires de circuits intégrés grâce à l’intelligence artificielle / machine learning ;
• le pilotage du programme SPARTA, le CEA étant un des quatre pilotes pour un « Réseau de compétences en cybersécurité » soutenu par un programme européen.

SYNTHÈSE ACTION 02

AUTORISATIONS D’ENGAGEMENT ET CRÉDITS DE PAIEMENT ANNÉE 2020 (EN €)

ENGAGEMENTS ET ÉCHÉANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

OPÉRATION STRATÉGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action concerne les études menées par le Centre national d’études spatiales (CNES) dans le domaine spatial.

2. ASPECTS FINANCIERS

L’écart de 34 946 322 € en AE et CP entre la LFI et l’utilisation est dû aux annulations de crédits consécutives à la LFR pour 2020.

En 2020, la participation de l’État dans le cadre de cette action a permis notamment de lancer ou de poursuivre les actions de recherche duale des projets suivants :

• Projet CASTOR (Capacité strAtégique Spatiale Télécom mObile Résiliente) : l’étude en cours doit aboutir à des démonstrations de la maîtrise des technologies duales critiques pour la réalisation des sous-systèmes bord et sol. Les sous-systèmes qui sont aujourd’hui visés sont les suivants : système de traitement numérique, charge utile, système antennaire du satellite et démonstrateur de segment de mission ;
• MUSIS/CSO : le programme MUltinational Space-based Imaging System (MUSIS) est le programme de la défense française destiné à fournir une capacité multi-capteur d’observation de la Terre (optique, radar), dont la composante spatiale optique (CSO) est à la charge de la France. Les travaux se sont poursuivis en 2020, avec le succès du lancement de CSO2 le 29 décembre 2020 ;
• CERES : le programme CapacitE de Renseignement Electromagnétique (ROEM) Spatiale (CERES), est destiné au renseignement sur les communications et sur les radars. Les travaux menés par le CNES dans le cadre de ce programme auront des retombées pour les futurs programmes civils, ce qui justifie le financement sur la subvention au titre du programme 191. Les travaux de développement se sont poursuivis en 2020 avec les essais mécaniques, vide thermiques et de compatibilité électromagnétique des deux premiers satellites ;
• TELEMAK : démonstrateur technologique à usage dual pour les satellites de télécommunication de nouvelle génération. Ce projet entre dans le cadre du programme défense de télécommunications spatiales SYRACUSE IV. TELEMAK consiste notamment à améliorer les performances des couvertures en bande Ka tout en développant une protection contre les interférences et les agressions, et à sécuriser les développements technologiques en cours sur les charges utiles avec un processeur numérique transparent. Ces pré-développements sont duaux et doivent répondre en particulier au marché croissant des satellites de télécommunication gouvernementaux mais aussi aux programmes commerciaux ;
• TARANIS : ce projet concerne l’étude du couplage atmosphère-ionosphère lors des épisodes orageux et utilise la plateforme de microsatellite Myriade. L’échec du lancement dans la nuit du 16 novembre 2020 a entraîné la perte du satellite. Une étude a été lancée pour proposer des solutions menant à la réalisation d’une mission TARANIS 2 ;
• ISIS : l’objet du projet ISIS (Initiative for Space Innovative Standards) est la production d’un référentiel d’interopérabilité reposant sur une ligne de produits segment sol de contrôle générique des satellites de nouvelle génération. En 2020, la livraison des fournitures au profit de CERES s’est poursuivie.

Au titre des activités de recherche et technologie :

• OTOS (Observation de la Terre en Optique Super-résolue) est un démonstrateur de technologies innovantes, dans le domaine du renseignement d'origine image (ROIM). OTOS utilise notamment des miroirs semi rigides avec correction active des déformations résiduelles. Les travaux se sont poursuivis en 2019, avec en particulier les essais des briques du démonstrateur d’optique active ;
• CO3D (Constellation Optique en 3D) : il s’agit d’une constellation de mini-satellites optiques répondant aux besoins d’une mission de modèle numérique de terrain et modèle de 3D mondial (pour des besoins civils et militaires). Ces deux objectifs reposent sur un même concept de petit satellite à coût récurrent compétitif et sur une architecture système conçue pour un déploiement incrémental permettant d’enrichir progressivement la capacité vis-à-vis des deux besoins de mission exprimés. En 2020, l’emport d’équipements complémentaires a été contractualisé ;
• ANGELS (Argos Neo on a Generic Economical and Light Satellite) : projet visant au soutien du développement d’une offre française de nanosatellite et à la préparation de la future génération du système ARGOS. Suite au lancement réussi en décembre 2019, la recette en vol a été prononcée en octobre 2020.

Par ailleurs, le programme 191 finance un grand nombre d’études de R&T dans le domaine des systèmes orbitaux visant la recherche prospective et notamment les technologies de rupture, la préparation des projets futurs et le développement de la capacité d’expertise nationale. Ces études sont menées avec divers organismes de recherche institutionnels et l’industrie. En particulier des études ont été réalisées en 2020 dans les domaines des transmissions spatiales, des architectures spatiales et de la propulsion.

SYNTHÈSE ACTION 03

Autorisations d’engagement et CRÉDITS de paiement année 2020 (EN €)

ENGAGEMENTS ET ÉCHÉANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

OPÉRATION STRATÉGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action comporte un volet du programme interministériel de R&D NRBC-E, et cible par ailleurs des recherches pour la réalisation de systèmes énergétiques embarqués.

2. ASPECTS FINANCIERS

L’écart de 226 687 € en AE et CP entre la LFI et l’utilisation est dû à l’annulation de la réserve consécutive à la LFR pour 2020.

Concernant la thématique « Systèmes énergétiques pour l’embarqué » :

• dans le domaine des batteries, le CEA a amorcé le virage vers les batteries à électrolyte solide pour accompagner la feuille de route européenne dans le cadre du projet Batterie 2030. Le CEA a renforcé ses moyens pour tester la sécurité des batteries pour servir des projets de développement de batteries pour l’aéronautique et le spatial qui nécessitent un haut niveau de sécurité. Toujours dans un contexte d’augmentation forte de la densité d’énergie des cellules Li-Ion et d'amélioration de la sécurité des batteries, le CEA mène également des travaux visant à accroitre sa capacité à détecter et quantifier les précurseurs de l'emballement thermique ;
• dans le domaine de l’hydrogène, dans le cadre du plan national de déploiement de l’hydrogène, le CEA a développé une technologie basée sur l’Electrolyse Vapeur Haute Température (EVHT) dont la réversibilité permet d’une part de produire de l’hydrogène décarboné et d’autre part de l’électricité et poursuit ses travaux sur les premiers prototypes de 50 à 300 kW. Le CEA développe également une technologie de pile à combustible de type PEM pour la mobilité hydrogène.

Pour le volet NRBC-E, les recherches ont été poursuivies sur la détection biologique, la protection et la décontamination. Pour le volet thérapeutique, les recherches sont centrées sur la ricine. Les travaux en 2020 ont portés sur la mise au point de mousse, de papier et ticket détecteurs et des produits arrivant à maturité (ambiance gamma).

SYNTHÈSE ACTION 04

Autorisations d’engagement et CRÉDITS de paiement année 2020 (EN €)

Engagements et ÉCHÉANCIERS de paiement (en m€)