OPERATION STRATEGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action en recherche duale concerne les programmes réalisés 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 en 2021 dans les domaines de l’antibiorésistance et du sens olfactif ;

• 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), contre-mesures et traitements.

Pour le volet « hors programme NRBC-E » les principaux projets soutenus en 2021 concernent :

• dans le domaine de l’antibiorésistance :

  • l’étude des bactéries et des bactériophages ;

  • une approche nouvelle pour l’identification et la validation de biomarqueurs de résistance et virulence bactérienne.

• le développement d’un nez optoélectronique pour l’analyse des odeurs et des composés organiques volatiles.

Pour le volet NRBC-E :

• le développement des tickets détecteurs se poursuit : à noter dans ce domaine l’arrivée commerciale d’un test CEA multiplexe pour certains agents ;

• un kit de diagnostic toxine de laboratoire a été évalué avec succès en milieu hospitalier ;

• les travaux d’évaluation de contre-mesures aérosols se poursuivent.

2. ASPECTS FINANCIERS

Synthese ACTION 01

AUTORISATIONS D’ENGAGEMENT ET CREDITS DE PAIEMENT ANNÉE 2021 (EN €)

ENGAGEMENTS ET ECHEANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

L'ensemble des actions relevant du P191 ont été financées au titre du Plan de relance de l'économie.

 OPERATION STRATEGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action en recherche duale concerne des recherches réalisées par le CEA sur les thématiques suivantes :

• cybersécurité ;

• composants et technologies quantiques ;

• photonique.

Dans le domaine de la cybersécurité, les axes d’effort s’articulent autour du développement :

• des architectures sécurisées destinées à assurer la cybersécurité des systèmes industriels ;

• des technologies de cybersécurité hardware pour les composants de sécurité ;

• des technologies pour la sécurité logicielle, dont les résultats acquis en 2021 vont permettre le lancement au titre du programme 144 d’un projet technologique de défense en vue de développer des méthodes innovantes d’évaluation logicielle.

En ce qui concerne la thématique des composants et technologies quantiques :

• des avancées ont été obtenues pour les composants de puissance, où le CEA est un acteur majeur pour le développement des nouvelles filières ;

• le transfert de nouvelles technologies de transistors et de diodes à base de GaN/Si (nitrure de gallium sur silicium) développées au CEA LETI vers un partenaire industriel a démarré ;

• les premières plaques SiC (carbure de silicium) obtenues par Smart-Cut (technologie permettant de transférer des couches monocristallines ultrafines d'un substrat à un autre) ont été mises au point ;

• les travaux relatifs à l’architecture matérielle et aux briques technologiques pour le calcul quantique (Qubits en technologie Silicium) se sont poursuivis ;

• un jalon important a été franchi en 2021 dans le domaine de la réduction de la consommation énergétique des mémoires à changement de phase (PCM).

Les principaux thèmes du domaine de la photonique sont :

• les displays/microleds et systèmes pour les besoins de la Réalité Virtuelle/Réalité Augmentée : en 2021, le CEA a réalisé une maquette au profit d’utilisateurs des forces armées. En outre, plusieurs avancées technologiques sur les micro-displays multi-couleur de pas pixel inférieur à 10 μm ont été réalisées ;

• la photonique sur silicium : le CEA a réalisé un micro-miroir actionné par effet piézoélectrique ;

• les recherches en photonique fondamentale ont porté sur les sources de photons uniques, les détecteurs supraconducteurs de photons uniques et les sources à semi-conducteurs pour l’émission UV.

2. ASPECTS FINANCIERS

Synthese ACTION 02

AUTORISATIONS D’ENGAGEMENT ET CREDITS DE PAIEMENT ANNÉE 2021 (EN €)

ENGAGEMENTS ET ECHEANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

L'ensemble des actions relevant du P191 ont été financées au titre du Plan de relance de l'économie.

OPERATION STRATEGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

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

En 2021, 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 :

• 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. Les premiers véhicules technologiques sont en cours d’évaluation pour une validation avant fonderie des ASIC finaux en 2022 ;

• 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 2021, avec notamment une revue de recette en vol qualité image ;

• CERES : le programme CapacitE de Renseignement Électromagnétique (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 illustre parfaitement l’aspect dual des travaux menés. Les satellites ont été lancés le 16 novembre 2021 ;

• TELEMAK : démonstrateur technologique à usage dual pour les satellites de télécommunications 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 télécommunications gouvernementaux, mais aussi aux programmes commerciaux ;

• 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. Fin 2021, Le fonctionnement de la ligne de produits ISIS dans le cadre de la recette en vol et des opérations de CERES a montré un bon niveau de stabilité ;

• 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 activités se sont poursuivies en 2021 avec des développements technologiques visant notamment la préparation du futur programme IRIS. En parallèle, la fabrication du FPGA (field programmable gate array) NG ultra a été lancée en 2021 conformément à la prévision ;

• 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. L’année 2021 a été marquée par le franchissement avec succès de quatre revues (instrument, sol, satellite et système) ;

• YODA (des Yeux en Orbite pour un Démonstrateur Agile) : les objectifs du projet sont de réaliser une démonstration technique d’une capacité de surveillance de type guetteur en orbite géostationnaire et de démontrer le concept d’emploi associé au futur Centre opérationnel des opérations spatiales. Les travaux de la phase A, analyse du besoin et faisabilité du projet, se sont clôturés en 2021 ;

• SATAIS : ce projet vise à démontrer la faisabilité d’une capacité de collecte et analyse des signaux AIS (Automatic Identification System) en orbite offrant une forte revisite et une haute performance de détection. Il porte sur le développement des segments spatial et sol d’un système complet d’AIS haute performance intégré à la constellation KINEIS. Un point clé intermédiaire a permis de confirmer le bon niveau de maturité de la définition du sous-système AIS et de son intégration dans le système global ;

• NESS : la mission NeSS, qui présente un intérêt dual, vise à démontrer en orbite les performances atteignables dans le domaine de la détermination de la « propreté fréquentielle » (absence de pollution par certains utilisateurs du spectre électromagnétique) avec un nano satellite bas coût. La phase d’assemblage, intégration et test du satellite a démarré à l’automne 2021.

Par ailleurs, 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 ont été poursuivis en 2021. Ces études sont menées avec divers organismes de recherche institutionnels et l’industrie. En outre, 2021 a vu le lancement de travaux préparatoires dans le domaine de l’exploitation des données spatiales.

2. ASPECTS FINANCIERS

 Synthese ACTION 03

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

ENGAGEMENTS ET ECHEANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

L'ensemble des actions relevant du P191 ont été financées au titre du Plan de relance de l'économie.

OPERATION STRATEGIQUE : RECHERCHE DUALE

1. DESCRIPTION

Cette action en recherche duale concerne des recherches réalisées par le CEA. Elle comporte un volet du programme interministériel de R&D NRBC-E, et cible par ailleurs des recherches pour la réalisation de systèmes énergétiques embarqués.

Concernant la thématique « Systèmes énergétiques pour l’embarqué » : le CEA est en particulier mobilisé en soutien des industriels du domaine des batteries, pour participer à la recherche et au développement sur les matériaux, les cellules, les systèmes, les procédés de fabrication et de recyclage. Ces développements sont menés en prenant en compte la réduction de l’utilisation des matériaux critiques, en cherchant à faciliter la réutilisation des batteries et/ou leur démantèlement dans des filières de recyclage durables via l’écoconception.

Dans le domaine de l’hydrogène, un premier dispositif unitaire d’électrolyse à oxyde solide réversible a été fabriqué, testé et validé. L’objectif recherché est d’empiler les dispositifs unitaires pour former un dispositif pleine échelle exploitable industriellement.

Dans le domaine de l’énergie solaire photovoltaïque, le CEA est actif sur trois segments clés de la chaîne de valeur : les cellules photovoltaïques à haut rendement de conversion, les modules photovoltaïques pour centrales solaires ou intégration spécifique et les systèmes photovoltaïques.

Pour le volet NRBC-E, les faits marquants dans le domaine chimique sont les suivants : en juin 2021 a eu lieu le transfert industriel de la technologie de mousse de décontamination CONFOAM. Cette mousse présente de bonnes performances et un impact logistique amélioré.

Dans les domaines de la décontamination et de la protection, un photocatalyseur pour améliorer la destruction d’ypérite a été mis au point et des matériaux pouvant complémenter les charbons actifs dans les systèmes de filtration ont été développés.

En ce qui concerne le développement de matériaux pour l’absorption de chimiques à des fins d’analyse, les travaux ont été arrêtés faute de résultats suffisants.

2. ASPECTS FINANCIERS

Synthese ACTION 03

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

ENGAGEMENTS ET ECHEANCIERS DE PAIEMENT (EN M€)

L'ensemble des actions relevant du P191 ont été financées au titre du Plan de relance de l'économie.