L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE

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1 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
Master « Economie et Politique de l’Energie et de l’Environnement» INSTN – Université Paris X L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE  Innovation et énergies : quels rapports ? p. 2  Un peu de théorie économique sur l’innovation p. 7  La révolution technologique en exploration- -production d’hydrocarbures p. 13 Le leadership danois dans l’éolien p. 40  La spécificité française dans le nucléaire p. 50  Quelques leçons pour gérer l’innovation p. 62  Annexes p. xx Marc Isabelle DPg / SEES IMRI, bur. A702 Commissariat à l’Energie Atomique Université Paris-Dauphine 31-33, rue de la Fédération pl. du Mal de Lattre de Tassigny F Paris cedex 15 F PARIS cedex 16 © Marc ISABELLE 2006

2 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
INNOVATION ET ÉNERGIES : QUELS RAPPORTS ? La question trait d’union L’énergie est-elle une ressource rare ? L’économie s’intéresse principale- -ment à l’utilisation des ressources rares, pour lesquelles plusieurs utilisations sont en concurrence (ici ou là, aujourd’hui ou demain, etc.) Bien allouer une ressource rare consiste à mettre des moyens en œuvre pour qu’elle soit utilisée là où elle est le plus productive Ce sont principalement les marchés qui permettent d’utiliser une ressource ici ou là, aujourd’hui ou demain, de la façon la plus efficace L’énergie = un facteur de production Ressources épuisables, (non-)renouvelables, intermittente, etc. Innovation permet de lutter contre la rareté © Marc ISABELLE 2006

3 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
INNOVATION ET ÉNERGIES : QUELS RAPPORTS ? Un point de vue macroéconomique à très long terme Activité économique et consommation d’énergie L’intensité énergétique tend à diminuer quand le niveau de dévelop- -pement économique augmente… … car croissance écono mique et réduction de la consommation d’énergie ont un parent en commun : l’innovation NB : le taux de croissance économique a été histori- -quement bien supérieur au taux de décroissance de l’intensité énergétique… … ainsi, l’économie mondiale consomme de plus en plus d’énergie Vale²urs mondiales ; source : Martin (2005) © Marc ISABELLE 2006

4 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
INNOVATION ET ÉNERGIES : QUELS RAPPORTS ? Un point de vue mésoéconomique à moins long terme Des changements technologiques rapides… en phases de crise … et aux innovations technologiques développées en réaction au prix élevé du pétrole ! Source : Le loup derrière la porte, « Introduction à la déplétion du pétrole », -27 +27 © Marc ISABELLE 2006

5 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
INNOVATION ET ÉNERGIES : QUELS RAPPORTS ? Et demain ? L’approvisionnement en énergies plus que jamais dépendant de l’innovation Le XXIe siècle verra la fin du pétrole (37% de l’énergie primaire consommée dans le monde, 98% de l’énergie consommée pour les transports en Europe) Le XXIe siècle verra le changement climatique lié aux émissions de gaz à effet de serre (dont 75% sont liées à l’utilisation / la production d’énergie) Source : Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 3.0. (Washington, DC: World Resources Institute, 2006), © Marc ISABELLE 2006

6 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
INNOVATION ET ÉNERGIES : QUELS RAPPORTS ? Objectifs du cours Pourquoi et comment innove-t-on dans les secteurs de l’énergie ? Comment favoriser l’émergence de nouvelles options énergétiques ? Identifier et comprendre les dynamiques particulières d’émergence et de structuration de filières technologiques dans les secteurs de l’énergie © Marc ISABELLE 2006

7 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION UNE APPROCHE TRADITIONNELLE Le modèle Inputs Entreprise Outputs capital (K, prix r) travail (L, prix w) Technologie Qmax = f (K, L, E ) produits (Q, prix p) énergie (E, prix e) Les entreprises maximisent leurs profits : étant donnée la technologie dont elles disposent s.c. Q = f (K, L, E ) donc on en déduit la combinaison optimale de facteurs de production (K *, L *, E *) à utiliser ainsi que Q * L K Pourquoi les entreprises peuvent-elles souhaiter innover ? Q = cte Pour moins utiliser un facteur de production qui s’est renchérit B C pente = w / r AB : même qté, même technologie, combinaison de facteurs  B est préférable à A car il coûte moins cher A AC : même qté, meilleure technologie, combinaison de facteurs  C est préférable à B car il coûte moins cher © Marc ISABELLE 2006

8 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION UNE APPROCHE TRADITIONNELLE Les présupposés et les implications du modèle Comment les entreprises innovent-elles ? Des nouvelles technologies résultent des progrès des sciences et techniques, supposés indépendants de l’environnement économique Ces nouvelles technologies sont décrites et compilées dans une sorte d’annuaire des technologies connu de tous et accessible à tous (technologie  information, comme dans un brevet) Acquérir une nouvelle technologie n’implique aucun coût ; cela consiste juste à sélectionner la moins coûteuse dans « l’annuaire » étant donnés les prix des facteurs de production Par conséquent : Toutes les entreprises d’un même secteur industriel possèdent la même technologie La nouvelle technologie (machines, organisation du travail) est a priori efficace ; pas de problème de mise en œuvre dans l’entreprise Les entreprises n’ont aucun rôle technologique au sens propre Intérêt principal = comprendre pourquoi une entreprise peut souhaiter innover © Marc ISABELLE 2006

9 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION DES APPROCHES NOUVELLES Le modèle Une entreprise n’est plus appréhendée à travers ses produits et sa technologie mais à travers ses compétences Reléguée au deuxième plan : la technologie d’une entreprise qui lui permet de produire un bien donné à un instant donné Aspect crucial de l’approche renouvelée : les compétences d’une entreprise constituent sa capacité à innover, c’est-à-dire à transformer de façon quasi-permanente la gamme de ses produits et les façons de les fabriquer Les compétences d’une entreprise reposent sur ses ressources spécifiques (matérielles et humaines) et sur son organisation par laquelle ces ressources sont mobilisées Pourquoi les entreprises peuvent-elles souhaiter innover ? Parce que dans le jeu de la concurrence économique, si on n’innove pas, on meurt (obsolescence des produits, des techniques, des organisations) © Marc ISABELLE 2006

10 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION DES APPROCHES NOUVELLES Les présupposés et les implications du modèle Comment les entreprises innovent-elles ? Développer une nouvelle technologie s’apparente à un processus (A B) X X L’entreprise transforme ses ressources et son organisation − et donc ses compétences − en les mobilisant dans des processus de développement de technologies L’apprentissage réalisé par ses ressources humaines est central ; son efficacité dépend de l’organisation mise en œuvre Les connaissances technologiques qu’il produit sont en partie tacites Par conséquent : Une entreprise progresse sur le plan de ses technologies le long d’une trajectoire Une entreprise est incapable d’anticiper la meilleure trajectoire possible L’équilibre financier de la firme innovante n’est pas simple à réaliser Les entreprises d’un même secteur ont des profils technologiques différents © Marc ISABELLE 2006

11 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION DES APPROCHES NOUVELLES Le concept de système national de recherche et d’innovation (SNRI) Approches précédentes placent l’entreprise au cœur de l’innovation ; mais si l’entreprise… … n’est pas exposée à la concurrence ? SNRI Etat … ne peut pas s’approprier ses innovations ? Politique de la concurrence Droits de propriété intellectuelle … ne peut pas trouver du personnel qualifié sur le marché du travail ? Système financier Entreprise … n’a pas accès à une base de connais--sances scientifiques et techniques ? … ne peut pas trouver des financements pour ses projets innovants sur le marché des capitaux ? Enseignement supérieur Recherche publique : importance des interactions entre les différentes composantes du système Avec SNRI, on peut expliquer les disparités observées d’un pays à l’autre sur le plan de leurs capacités nationales d’innovation © Marc ISABELLE 2006

12 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
UN PEU DE THÉORIE ÉCONOMIQUE SUR L’INNOVATION DES APPROCHES NOUVELLES Application du concept de SNRI aux secteurs de l’énergie Dans le domaine de l’énergie, quatre grandes familles de variables peuvent plus particulièrement jouer sur la dynamique d’un SNRI dans une filière technologique donnée : l’effort national de R&D (public et privé) dans cette filière Effort national de R&D les aides publiques dont bénéficie l’énergie considérée et la fiscalité qui lui est appliquée le niveau de développement du secteur industriel associé SNRI Energies la part de l’énergie considérée dans le bilan énergétique national % dans bilan énergétique Poids du secteur industriel Soutiens publics à l’énergie La dynamique du SNRI s’analyse suivant les interactions entre familles de variables ex. comment (i) l’effort de R&D (ii) le % dans bilan énergétique (iii) les soutiens publics à l’énergie contribuent à déterminer le poids du secteur industriel © Marc ISABELLE 2006

13 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’HISTOIRE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE Les débuts : Le pétrole, récolté au gré d’affleurements, est utilisé dès l’antiquité 1859 : forage du premier puit de pétrole par le "colonel" Drake aux Etats-Unis  naissance de l’industrie pétrolière ; le pétrole est utilisé pour l’éclairage John D. Rockefeller 8 juil. 1839 † 23 mai 1937 1875 : développement de l’industrie pétrolière américaine ; monopolisation du marché US par la Standard Oil, démantelée par décision de justice en 34 sociétés indépendantes en 1911 ; le pétrole lampant représente 44% du marché, l’essence 15% (débuts de l’automobile) 1920 : début de l’internationalisation de l’industrie pétrolière (Venezuela, Iran) © Marc ISABELLE 2006

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LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’HISTOIRE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE La période de forte expansion : 1928 : accord d’Achnacarry dit « de la ligne rouge » : création d'un cartel par les sept plus grandes compagnies pétrolières Le pétrole lampant représente 11% du marché, l’essence 41% Le château d’Achnacarry en… Ecosse 1950 : le cartel commence à être contesté par les compagnies pétrolières américaines dites « indépendantes », par les sociétés nationales des pays consommateurs et par les pays producteurs Très forte croissance du marché du pétrole et du gaz (doublement tous les dix ans) 1960 : le ratio réserves prouvées de pétrole / consommation mondiale est égal à 40 années © Marc ISABELLE 2006

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LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’HISTOIRE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE La période d’incertitudes : ?? 1970 : les réserves mondiales de pétrole diminuent pour la première fois en plus de 50 ans (R/P = 33 ans) 1973 : premier choc pétrolier et nationalisation des ressources d’hydrocarbures par les pays de l’OPEP ; développement de nouvelles zones de production (Mer du Nord, Alaska, …) 29 nov. 1973 1979 : second choc pétrolier ; programmes de réduction de la facture et de la dépendance énergétique dans les pays consommateurs (réduction de l’intensité énergétique, substitutions inter-énergies) ; l’offre de pétrole non-OPEP dépasse l’offre de pétrole OPEP 1er juin 1979 © Marc ISABELLE 2006

16 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’HISTOIRE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE La période d’incertitudes : ?? (suite…) 1981 : l’offre de pétrole devient supérieure à la demande à court terme ; l’Arabie Saoudite régule le déséquilibre en réduisant sa product° 1986 : contre-choc pétrolier ; l’Arabie Saoudite, ne parvenant pas à discipliner le cartel de l’OPEP, ouvre ses vannes à fond ; l’industrie pétrolière entre pour la première fois depuis près de soixante ans dans un environnement de prix concurrentiels 1990s : réouverture des pays producteurs aux compagnies pétrolières internationales 1998 : méga-fusions entre compagnies pétrolières (Exxon+Mobil BP+Arco+Amoco Total+Fina+Elf Chevron+Texaco) 2004 : le troisième choc pétrolier ? © Marc ISABELLE 2006

17 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’HISTOIRE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE • Premier puits de pétrole en Pennsylvanie 1859 • Développement de l'industrie américaine 1900 • Internationalisation de l'industrie • Accord d'Achnacarry, dit "de la ligne rouge" : formation du cartel des sept sœurs indépendants américains et les sociétés nationales • Contestation du cartel des sept sœurs par les de pays consommateurs • Première tension sur l'offre de pétrole à long terme • Emergence de l'OPEP • Nationalisations des ressources d'hydrocarbures • Premier et second chocs pétroliers • Réformes structurelles dans les pays consommateurs pour freiner leur demande d'hydrocarbures • Augmentation de l'offre d'hydrocarbures non OPEP • Contre-choc pétrolier • Concentration du secteur parapétrolier • 1ère guerre du Golfe • Réouverture des pays propriétaires aux capitaux privés • Méga-fusions parmi les compagnies pétrolières 1920 1928 1950 1970 1973 1979 1986 1990 1998 2003 • 2ème guerre du Golfe ÈRE AMÉRICAINE ÈRE INTERNATIONALE TRANQUILLITÉ TECHNOLOGIQUE RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE 2004 • 3ème choc pétrolier ? © Marc ISABELLE 2006

18 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LA STRUCTURE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE Une industrie verticalement séparable… mais intégrée En amont, l’exploration-production d’hydrocarbures : très capitalistique, très risquée, prend beaucoup de temps, potentiellement très profitable ; aspects technologiques, contractuels et fiscaux primordiaux Entre l’amont et le milieu, le transport : capitalistique ; aspects stratégiques primordiaux Au milieu, le raffinage : capitalistique, très concurrentiel ; aspects technologiques et environnementaux primordiaux En aval, la distribution : moins capitalistique, très concurrentielle ; aspects marketing primordiaux Un grand nombre de compagnies pétrolières sont présentes sur tous les segments ; cela favorise la sécurité des approvisionnements* et la diversification des risques (* Le marché pétrolier mondial se développe à partir du milieu des années 1970 ; avant 1973, plus de 70% des flux de pétrole font l’objet de cessions internes aux compagnies pétrolières) © Marc ISABELLE 2006

19 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LA STRUCTURE DE L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE Une pluralité d’acteurs Les compagnies pétrolières internationales : Shell, Exxon-Mobil, BP-Amoco-Arco, Total(FinaElf), Chevron-Texaco, Agip, … ; une industrie très concentrée ; méga-fusions depuis 1998 Les États propriétaires des ressources d’hydrocarbures (et leurs sociétés nationales) : Arabie Saoudite (Aramco), Iran (NIOC), Mexique (Pemex), Venezuela (PDVSA), Algérie (Sonatrach), Indonésie (Pertamina), … ; fédérés à travers l’OPEP ; des nouveaux entrants : Norvège, Russie ; sans oublier les États-Unis Les sociétés de services para-pétroliers : Schlumberger, Halliburton, Baker&Hugues, Dresser, … ; vaste mouvement de concentration industrielle après le contre-choc de 1986 Les organismes publics ou parapublics de recherche & développement : IFP, API, … Une industrie résolument internationale ; des matières premières éminemment géopolitiques © Marc ISABELLE 2006

20 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : THÉORIE Les coûts : la courbe en U Nationalisations des ressources pétrolières… 1971 1972 1973 1974 1975 … d’Algérie, de Libye … du Venezuela Internationalisation de l’industrie pétrolière … d’Irak, d’Oman … d’Arabie Saoudite, du Koweït, du Qatar, d’Abu Dhabi découvertes du Venezuela, d’Iran… … d’Iran Difficulté technique pour découvrir, développer et produire un nouveau champ de pétrole … d’Irak Mer du Nord, Alaska, … x … d’Arabie Saoudite … du Koweït Hyper-contrainte technique … d’Algérie, de Libye, d’Abu Dhabi Contraintes techni- -ques décroissantes ??? plus de grande découverte 1920 1930 1940 1950 1960 1970 Qté Apparition d’une contrainte technique nouvelle… démultipliée par l’impératif de sécurité d’approvision- -nement des économies occidentales © Marc ISABELLE 2006

21 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : THÉORIE Les prix : ≈ soixante ans de prix décorrélés des coûts Pas de contrainte concurrentielle Hyper-contrainte concurrentielle Prix administrés par le cartel des sept sœurs formé en 1928 Contre-choc pétrolier (1986) puis prix concurrentiels Chocs pétroliers ? : environnement totalement nouveau de prix concurrentiels  impératif permanent de réduction des coûts © Marc ISABELLE 2006

22 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : THÉORIE Tranquillité puis révolution technologique Coût Prix Tranquillité technologique Révolution technologique 1970 coût marginal “naturel” de long terme 1920 1986 1928 temps © Marc ISABELLE 2006

23 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : PRATIQUE Les coûts : limites des technologies existantes en 1973 Viking Graben : profondeur d’eau min 100m max 250m fréq(vagues > 2,5m) ~ 35% du temps tempêtes, froid, …  on ne sait pas faire; ex. fenêtre de trois mois en été pour ins- -taller les plateformes Alaska North Slope : eaux prises par les glaces dégel du permafrost tremblements de terre migrations d’animaux sauvages tempêtes, froid, …  on a cru qu’on savait transporter le pétrole; la première goutte est arrivée au port en eaux libres de Valdez en 1977 avec cinq ans de retard et un surcoût farami- -neux par rapport au projet initial Southern Gas Basin : profondeur d’eau max = 50 m fréq(vagues > 2,5m) ~ 6% du temps  on sait faire Source : Tugendhat & Hamilton, (1975) : Oil. The biggest business Source : Chevalier, (1973) : Le nouvel enjeu pétrolier, p.80 © Marc ISABELLE 2006

24 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : PRATIQUE Côté inputs : les investissements de Recherche & Développement : période de basses eaux pour la R&D pétrolière : investissements de R&D de l’industrie pétrolière américaine x 2,3 (Boy de la Tour, 1999) Côté outputs : le comptage des innovations : on recense 103 innovations en E&P d’hydrocarbures (4,48 / an) : ’’ ’’ ’’ ’’ ’’ (4,86 / an) (Bourgeois, 1999)  D pas saisissant ! : on recense 3 innovations majeures en E&P d’hydrocarbures : ’’ ’’ ’’ ’’ ’’ ’’ (Bourgeois, 1999)  D assez faible et appréciation du caractère majeur d’une innovation sujette à caution © Marc ISABELLE 2006

25 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : PRATIQUE Côté outputs : les critères de performances opérationnelles Profondeur d’eau (offshore): + exploration 500 m m m + production 100 m m m Taux de succès en exploration 10 % % Taux de récupération % % des réserves Déport horizontal de puits 2,5 km 6,1 km 10,6 km Durée d’une campagne mois 6 mois sismique 3D de 1000 km2 Durée d’une phase de ans 2-3 ans développement standard 1970 1980 1990 2000 années © Marc ISABELLE 2006

26 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES DEUX RÉGIMES TECHNOLOGIQUES DIFFÉRENCIÉS : PRATIQUE Côté outputs : les coûts de production Gisement moyen OPEP Gisement moyen hors OPEP Gisement marginal hors OPEP Coût ($/bep) Coût  ($/bep) Coût  ($/bep) © Marc ISABELLE 2006

27 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’ÉMERGENCE DES GRANDS PRINCIPES TECHNOLOGIQUES La sismique Elle permet de modéliser la structure géologique en enregistrant et traitant les différents échos d’une onde sismique envoyée dans le sous-sol ; elle s’impose dans la première moitié du XXe siècle Le principe… Le résultat (2D)… © Marc ISABELLE 2006

28 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’ÉMERGENCE DES GRANDS PRINCIPES TECHNOLOGIQUES La diagraphie électrique Elle permet de connaître la structure géophysique en collectant et en enregistrant plusieurs paramètres physiques à différentes profondeurs d’un puits ; elle est inventée en 1927 par les frères Schlumberger … sur le point d’être descendus dans un puits Outils de diagraphie… © Marc ISABELLE 2006

29 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’ÉMERGENCE DES GRANDS PRINCIPES TECHNOLOGIQUES Le forage en pression équilibrée Il permet d’éviter les phénomènes de puits éruptifs (dangereux) et de dégradation des parois en maintenant dans le puits une colonne de boue de forage dont on contrôle la densité (et donc la pression) ; elle est inventée après la seconde guerre mondiale Une éruption de puits Tête de forage avec circulation de boue de forage Bac à boues sur un site de forage © Marc ISABELLE 2006

30 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES L’ÉMERGENCE DES GRANDS PRINCIPES TECHNOLOGIQUES Les mécanismes d’innovation à l’œuvre Sur le modèle théorique de l’approche traditionnelle : les acteurs de l’industrie pétrolière ne sont pas incités à innover (phase de tranquillité technologique) les innovations résultent pour l’essentiel de progrès scientifiques et techniques largement indépendants des acteurs et de l’économie pétrolière quand une technique plus efficace que l’existant est mise au point, elle se diffuse rapidement dans toute l’industrie Ces innovations ont été améliorées depuis (cf. infra) mais elles ont inauguré les grands principes technologiques qui sont encore utilisés aujourd’hui dans l’industrie d’exploration-production d’hydrocarbures © Marc ISABELLE 2006

31 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LES NOUVELLES TECHNOLOGIES La sismique 3D elle permet d’obtenir une image beaucoup plus précise (en trois dimensions) de la structure géologique du sous-sol qui est exploré elle s’est développée à partir des années 1980, notamment grâce à l’augmentation spectaculaire de la capacité de stockage et de traitement informatique de données l’enregistrement des données à différents moments de la vie d’un champ en exploitation permet de visualiser les mouvements des fluides dans les couches géologiques ; c’est la sismique 4D Le résultat… © Marc ISABELLE 2006

32 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LES NOUVELLES TECHNOLOGIES Les techniques de forage le forage horizontal permet de traverser toute la largeur d’un réservoir en production  productivité x 2-5 mais coût seulement x 1,2-1,4 les puits multilatéraux permettent d’exploiter plusieurs réservoirs superposés ou proches à partir d’un seul et même puits central  économies d’échelle le forage à long déport permet d’atteindre plusieurs réservoirs éloignés à partir d’une seule infra- -structure de forage   nombre de plateformes en offshore, permet de forer à partir du rivage plus récemment, et grâce entre autres aux NTIC, la technologie évolue vers l’utilisation de capteurs permanents dans les puits permettant d’obtenir des données en temps réel sur les gisements dans l’objectif de piloter les forages de manière interactive et de leur imprimer des trajectoires complexes Forage horizontal Forage interactif © Marc ISABELLE 2006

33 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LES NOUVELLES TECHNOLOGIES Les technologies offshore les navires de forage à positionnement dynamique permettent de forer des puits dans des eaux très profondes (plusieurs km) Navire de forage à positionnement dynamique les plates-formes à lignes tendues (Tension Leg Platform), ancrées sur le fond marin, sont utilisées pour la production dans des eaux moyennement profondes (plusieurs hm) les systèmes de production flottants (Floating Production Storage and Offloading) s’affranchissent de la contrainte liée à la hauteur d’eau et sont bien adaptés aux conditions d’environnement difficiles têtes de puits sous-marines, conduites flexibles pour réseaux de collecte et d’évacuation, pompes polyphasiques, robots sous-marins téléguidés (Remotely Operated Vehicle), bouées de stockage FPSO © Marc ISABELLE 2006

34 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LES NOUVELLES TECHNOLOGIES Les technologies de récupération assistée (Enhanced Oil Recovery) Elles ont pour objectif d’améliorer le taux de récupération des hydrocarbures dans les réservoirs : injection de gaz (gaz associé, vapeur d’eau, CO2) ou d’hydrocarbures légers miscibles dans ceux du gisement combustion in situ injection de polymères ou d’agents tensio-actifs pour faciliter l’écoulement des fluides dans la roche-réservoir Ce sont des technologies chères, utilisées principalement aux Etats-Unis technologies dédiées à la production des pétroles extra-lourds Injection de CO2 miscible Résultat de l’injection d’air © Marc ISABELLE 2006

35 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES LES NOUVELLES TECHNOLOGIES Les mécanismes d’innovation à l’œuvre Sur le modèle théorique de l’approche renouvelée : les acteurs de l’industrie pétrolière sont fortement incités à innover (phase de révolution technologique) ils développent leurs compétences grâce à l’apprentissage réalisé dans les projets d’exploration-production innovants ils sont soumis à des contraintes cognitives dès 1970 puis à des contraintes financières à partir de 1986 chacun progresse le long d’une trajectoire technologique qui lui est propre © Marc ISABELLE 2006

36 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES ORGANISATION INDUSTRIELLE ET INNOVATION Les questions théoriques Pourquoi et comment les différents acteurs de l’industrie travaillent-ils ensemble ? Les questions pratiques L’accélération technologique a-t-elle transformé les relations entre les acteurs de l’industrie ? Quel est le rôle de chaque type d’acteur au regard de l’innovation technologique ? Quelles sont ses compétences ? Ont-elles évolué ? Comment expliquer le paradoxe de la R&D dans l’industrie pétrolière ? © Marc ISABELLE 2006

37 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES ORGANISATION INDUSTRIELLE ET INNOVATION Entre compagnies pétrolières et sociétés parapétrolières Quelques grandes compagnies pétrolières aux frontières très étendues vs. une multitude de petites sociétés parapétrolières spécialisées sur quelques services très standardisés (acquisition de données géophysiques, réalisation de diagraphies, perforation des parois de puits, construction d’équipements, …) Tranquillité technologique Une relation de sous-traitance traditionnelle : appel d’offre concurrentiel pour la réalisation, sous l’autorité du donneur d’ordres, d’une prestation de court terme étroitement spécifiée Un mouvement de recentrage des compagnies pétrolières (dès 1970, accéléré à partir de 1986) vs. un mouvement de concentration industrielle et d’intégration technologique des sociétés parapétrolières (à partir de 1986) Révolution technologique Des nouveaux contrats de sous-traitance : une rémunération globale avec prise de risque pour des prestations intégrées clés en main, avec reconduction du contrat en cas de performances satisfaisantes + quelques coopérations explicites © Marc ISABELLE 2006

38 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES ORGANISATION INDUSTRIELLE ET INNOVATION Entre compagnies pétrolières elles-mêmes Des économies d’échelle importantes  80% des projets sont entrepris par une compagnie pétrolière seule Tranquillité technologique Les compagnies pétrolières s’associent quand les risques sont trop importants (20% des projets)  l’identité des partenaires est peu discriminante Un enrichissement des projets d’exploration-production en connaissances technologiques  de plus en plus de coopérations à partir de 1970 Révolution technologique Un risque financier accru pour des projets intensifs en nouvelles technologies  des coopérations de plus en plus équilibrées à partir de 1986 Des spécialisations technologiques qui se développent  des coopérations entre partenaires aux compétences proches © Marc ISABELLE 2006

39 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA RÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE EN E&P D’HYDROCARBURES ORGANISATION INDUSTRIELLE ET INNOVATION Entre compagnies pétrolières elles-mêmes : synthèse Tranquillité technologique Révolution technologique Cie 2 7% Cie 3 5% distance entre compagnies Cie 4 3% Cie 2 19% Cie 3 9% Part moyenne d’une compagnie dans les projets Cie 2 24% Compagnie pétrolière 1 92% Compagnie pétrolière 1 72% Compagnie pétrolière 1 61% temps 1920 1970 2000 1986 © Marc ISABELLE 2006

40 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN LE POINT D’ARRIVÉE (CE QU’ON VEUT EXPLIQUER…) Un marché en croissance exponentielle… capté à 50% par les entreprises danoises En 2004, Vestas, entreprise danoise leader mondial, a installé MW (35% du marché mondial !) Le catalogue Vestas : Source : Danish Wind Industry Association, Wind turbine sales, 1950 2002 innovation ? © Marc ISABELLE 2006

41 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN DE L’INTÉRÊT DE DISPOSER D’OPTIONS TECHNOLOGIQUES Des petits événements… Dès les années 1890, Poul la Cour commence à transformer des moulins traditionnels pour la production d’électricité … et publie un journal sur le même sujet Il donne des cours sur la génération éolienne d’électricité… Au début des années 1950, Johannes Juul, un ancien étudiant de La Cour, développe des éoliennes produisant du courant alternatif et donc connectables au réseau électrique En 1956, il construit l’éolienne de Gedser (200 kW) pour une compagnie d’électricité ; la plus grande au monde pour son époque, elle incluait de nombreuses innovations, a fonctionné 11 ans sans aucune maintenance et a constitué un standard pour de nombreux constructeurs © Marc ISABELLE 2006

42 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN DE L’INTÉRÊT DE DISPOSER D’OPTIONS TECHNOLOGIQUES … peuvent avoir des grandes conséquences à terme… 1973 : premier choc pétrolier ; Danemark dépend à 94% de ses importations de pétrole ; engouement populaire pour les énergies renouvelables : des particuliers construisent leurs propres éoliennes en modèle réduit de celle de Gedser (10-15 kW) : un charpentier, Christian Riisager, vend une série de 50 éoliennes (22 puis 30 kW) qu’il a commencé à construire au fond de son jardin avec des composants bon marché « sur étagère » (pâles en bois, boîtes de vitesses de camion, moteurs électriques comme générateurs, freins mécaniques) Devant le succès de Riisager, un dizaine d’entreprises venant principalement du secteur des machines agricoles se lancent dans la fabrication d’éoliennes 1979 : second choc pétrolier ; le Gouvernement danois décide d’accorder une subvention (30% des coûts d’investissement) pour l’installation de nouvelles turbines par des particuliers  le marché se développe… Eolienne modèle Bonus 30 kW commercialisée à partir de 1980 … mais reste étroit ! (valeurs indicatives) Source : Kamp L.M., (2002), Learning in wind turbine development © Marc ISABELLE 2006

43 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN DE L’INTÉRÊT DE DISPOSER D’OPTIONS TECHNOLOGIQUES … avec un peu de chance, pourvu qu’on soit en position de la saisir ! 1982 : la Californie met en place un programme de promotion des énergies alternatives en supplément d’un programme fédéral  crédit d’impôt d’environ 40-45% pour l’éolien : c’est le California wind rush Les fabricants danois, étant les seuls à avoir une expérience de production en série et à proposer des éoliennes fiables et sures, ont raflé la moitié de ce marché gigantesque pour l’époque ( turbines pour une capacité installée de MW représentant 95% du marché mondial de l’époque)  effet d’apprentissage considérable qui a permis de réduire de 50% le coût au kWh de l’électricité produite par les turbines danoises  le concept danois de turbines éoliennes s’impose rapidement comme le standard technologique de l’industrie (80% des turbines vendues en 1997 étaient inspirées par ce design dominant)  la part de marché mondiale des fabricants danois franchit 50% en 1985, niveau auquel ils se maintiendront jusqu’en 2002  l’industrie danoise a pu donner le cap et garder une longueur d’avance en matière d’innovation technologique dans l’éolien © Marc ISABELLE 2006

44 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN UN SYSTÈME NATIONAL DE RECHERCHE ET D’INNOVATION ORIGINAL Des SNRI concurrents centralisés… : chocs pétroliers  de nombreux pays (Allemagne, Suède, Pays-Bas, Royaume-Uni, Etats-Unis, Canada) lancent des grands programmes de R&D sur l’éolien Dans ces pays, des SNRI de type centralisé sont mis en place : - recherche de ruptures technologiques (taille, puissance, matériaux) - acteurs = grandes entreprises (General Electric, Boeing, MAN) et centres de recherche (NASA) - développement de proto--types expérimentaux - investissement public massif en R&D Prototype MOD-1 General Electric Mis en service en 1979 2 MW  60m Programme interrompu prématurément après la tête de série en raison d’un phénomène imprévu de résonnance acoustique © Marc ISABELLE 2006

45 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN UN SYSTÈME NATIONAL DE RECHERCHE ET D’INNOVATION ORIGINAL dont ne sort aucun produit commercial Des SNRI concurrents centralisés… Risque technique intrinsèque aux ruptures technologiques (ex. MOD-1) Faible variété des options technologiques (designs, matériaux, mécanismes, …) Coût d’investissement très élevé Pas d’apprentissage en l’absence de production en séries industrielles Sureté et fiabilité non garanties en situation opérationnelle Décalage par rapport à la demande du marché (puissance, taille) © Marc ISABELLE 2006

46 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN UN SYSTÈME NATIONAL DE RECHERCHE ET D’INNOVATION ORIGINAL Les officiels danois voient grand… et échouent 1977 : Danemark lance un programme de R&D (Wind Power Programme) sur le modèle des Etats-Unis et en coopération avec eux pour développer des turbines géantes et ultra-innovantes en s’appuyant sur des grandes entreprises danoises, sur le Risoe National Lab (jusqu’ici responsable de la R&D nucléaire) et sur la Technical University of Denmark Le parc d’éoliennes de Masnedø (1985, 750 kW, 8 M$ 2003) Une turbine a été détruite par un incendie en 1987 suite à une surchauffe au niveau du générateur Les éoliennes de Nibe (1979, 630 kW) L’objectif était de produire, entre 1985 et 1990, de 500 à 600 turbines géantes (500 kW – 1 MW) pour satisfaire la demande danoise d’électricité ; elles ont connu de graves problèmes de fatigue du métal dans les pales NB : à la différence des Etats-Unis, elles s’inspirent du design de l’éolienne de Gedser qui a fait ses preuves  mêmes problèmes qu’aux Etats-Unis + problèmes supplémentaires de manque de financement (ex. pales en polyester renforcé de fibres de verre trop chères), d’absence de compétences des entreprises (ex. pour construire des pales de plusieurs dizaines de m) et d’intérêt de leur part © Marc ISABELLE 2006

47 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN UN SYSTÈME NATIONAL DE RECHERCHE ET D’INNOVATION ORIGINAL Les acteurs de terrain danois se constituent en réseau Offre Demande Christian Riisager et ses émules n’ont pas attendu le Wind Power Programme pour vendre des dizaines de petites éoliennes à des particuliers, souvent réunis en coopératives En 1978, les propriétaires d’éoliennes obtiennent du gouvernement une loi obligeant les compagnies d’électricité à racheter leur surplus d’électricité à 85% du prix du marché  côté demande, la production décentralisée se développe Côté offre d’éoliennes, la concurrence entre petits fabricants est rude  stimule l’innovation Variété des designs : turbine de Darrieus (boîte de vitesse + générateur + au sol, pas besoin de pivot pour s’adapter à la direction du vent) Développement d’un système de pivotement actif pour plus de puissance © Marc ISABELLE 2006

48 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN UN SYSTÈME NATIONAL DE RECHERCHE ET D’INNOVATION ORIGINAL Les acteurs de terrain danois se constituent en réseau Innovations incrémentale à partir de l’existant, recherche de la simplicité, de la fiabilité et de la sureté Rôle de l’association des utilisateurs d’éoliennes (fondée en 1978 par une douzaine de propriétaires d’éoliennes de Riisager) : - Partage d’expérience sur comment améliorer les turbines (sureté, fiabilité) et assurer un retour d’expérience vers les fabricants d’éoliennes - Information sur les performances des différentes turbines vendues sur le marché (publication du mensuel Naturlig Energi) Rôle de la plateforme de test et de certification développée au Risoe National Lab © Marc ISABELLE 2006

49 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LE LEADERSHIP DANOIS DANS L’ÉOLIEN DES AIDES PUBLIQUES STRUCTURANTES Historique des soutiens publics à l’éolien hors R&D C’est le SNRI qui a coûté le moins cher qui est aujourd’hui en position de leader mondial © Marc ISABELLE 2006

50 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE CARACTÉRISTIQUES DU PROGRAMME ÉLECTRONUCLÉAIRE FRANÇAIS 1 Basé sur la science SNRI = « grand programme », i.e. tout le contraire de l’éolien danois, idem éolien états-unien et assimilés Contraintes de sécurité très forte Lien avec les activités nucléaires de défense Poids prédominant des acteurs publics organisés en filière (recherche CEA, constructeur FRAMATOME, exploitant EDF, cycle du combustible COGEMA) Euratom au niveau européen © Marc ISABELLE 2006

51 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE CARACTÉRISTIQUES DU PROGRAMME ÉLECTRONUCLÉAIRE FRANÇAIS 2 This model was based on a public pilot, which was located within the administration (as in the case of aeronautics), took the form of an agency (as in the case of space) or was suitable for a public research institute (such as in the nuclear domain). It relied on the support of one or more national champions, responsible for the industrial exploitation of the programme and for taking it beyond national borders. This always involved the development of public research capacities, which in turn gave rise to public research institutions. Public services or national operators usually performed a lead-user function for the first full-scale applications, and for demonstrating the relevance of the complex objects developed in this way. All the civil programmes shared a similar rationale: genuine long-term risk-taking, at the frontier of knowledge and technology, where no capacity for the generation of new markets was foreseen. Who could have imagined the development of telecommunications satellites when France launched the first “Diamant” rocket? Who could have judged the market potential of a supersonic aircraft, when France and Great Britain (evidence that the “large programmes” approach was not specifically French) embarked on the Concorde adventure? One organisation, the CEA, was responsible for the civil nuclear programme and, during the 1950s, its responsibilities were extended to military nuclear activities. The history of the French nuclear industry is an eventful one. During the 1960s gas graphite reactors were abandoned in favour of Westinghouse pressurised water reactors in the civil sector, while the industrial producers experienced a troubled history. However, the oil crisis and the decision by France and its state monopoly, Électricité de France (EDF), to rely completely on nuclear energy, led to the emergence of two world leaders, Framatome in boilers, and COGEMA in the combustion cycle. The termination of the fast breeder programme and debate over the management of waste contributed significantly to the reorientation of action centred solely on the CEA. Thus the programme gradually developed into the funding of one institution of persons (of whom are on the civil side). Source : Laredo & Mustar (2001), Research and innovation policies in the new global economy © Marc ISABELLE 2006

52 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE CARACTÉRISTIQUES DU PROGRAMME ÉLECTRONUCLÉAIRE FRANÇAIS 3 Source : Laredo & Mustar (2001), Research and innovation policies in the new global economy © Marc ISABELLE 2006

53 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE CARACTÉRISTIQUES DU PROGRAMME ÉLECTRONUCLÉAIRE FRANÇAIS 4 Pourquoi ça a fonctionné en France et pas en Allemagne ? The history of the federal big science labs started in the early 1950s with the promising prospects of nuclear energy, which was seen as the key to technological competitiveness. The nuclear euphoria was politically emphasised by the new Ministry of Nuclear Science, which orchestrated the public funding of nuclear research in big science labs. Their mission was to build nuclear research reactors, developed and operated in close collaboration with German industry, which also supplied financial resources. Competition between the states and their responsibility for research policy led to the establishment of five large research centres. These labs were finally financed by federal funds after the industry gradually lowered its financial commitment while developing its own indigenous technology or taking licenses of foreign reactor designs. For a while, the strategy of the German nuclear science programme seemed unsettled and was refocused several times, lastly on high temperature and fast breeder reactors which were finally abandoned in the 1990s. Though the federal research programme at first glance led to an internationally competitive German nuclear industry, after reviewing the German public reactor programme Keck (1980) recaps that its commercial benefit was marginal. Actually, there was little contribution by government research centres to the only commercially successful reactor type, the light-water reactor. Parallel to the phasing out of nuclear research programmes and even before the downturn of public support for nuclear energy in the late 1970s, the nuclear research centres diversified their activities from nuclear energy to nuclear waste management and unrelated new technologies like microelectronics, computer technologies and environmental science. For instance, the Geestacht research centre shifted to marine research after abandoning its first mission as a nuclear powered ship. Despite the vanishing importance of nuclear science, all these big-science labs still operate at full steam. Source : Beise & Stahl (1998), Public Research and Industrial Innovations in Germany, Discussion Paper No © Marc ISABELLE 2006

54 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Synopsis Au départ (1950?), deux programmes concurrents correspondant à deux technologies différentes : (i) gaz-graphite et (ii) eau légère Fin des années 1960 = il a fallu choisir (pourquoi ?) Ce choix n’a pas été celui du Directeur du CEA, ni celui du Directeur d’EDF, ni celui du gouvernement Il a donné lieu à une bataille entre deux clans qui ont divisé toutes les parties prenantes (recherche, industrie, politique) Pour le gaz-graphite = le CEA soutenu par le Président De Gaulle mais aussi un certain nombre d’ingénieurs d’EDF avantage = indépendance (fonctionne à l’uranium naturel) et prestige national inconvénient = filière technologiquement plus complexe et moins mûre Pour l’eau légère = EDF mais aussi un certain nombre de cadres dirigeants du CEA avantage = rationalité économique inconvénient = filière développée par les Etats-Unis, fonctionne à l’uranium enrichi Quand Pompidou a succédé à De Gaulle comme Président de la République, il a tranché en faveur de la technologie eau légère © Marc ISABELLE 2006

55 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Les questions Mais il a fallu acheter une licence aux entreprises états-uniennes pour pouvoir utiliser cette technologie Par souci d’indépendance et de prestige national, la filière technologique eau légère a ensuite été francisée Questions = - comment les deux filières technologiques ont-elles émergé ? - comment ont-elles été comparées ? © Marc ISABELLE 2006

56 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES L’émergence de multiples filières technologiques du nucléaire électrogène Depuis sa création en 1945, le CEA avait exploré plusieurs pistes = - un petit réacteur à eau légère devant être mis en service dans un sous-marin - un prototype de réacteur à eau lourde - ‘’ ‘’ ‘’ à haute température - ‘’ ‘’ ‘’ à neutrons rapides (Rapsodie) Des chercheurs et ingénieurs d’EDF étaient associés à ces programmes A la fin des années 1950, Euratom nouvellement créé et les Etats-Unis ont signé un accord de coopération visant à favoriser l’importation de technologies nucléaires états-uniennes en Europe Le gouvernement français autorise du bout des lèvres EDF a coopérer avec les Belges pour la construction du premier réacteur états-uniens en 1960 La filière gaz-graphite conserve les faveurs de la sphère politique et technique jusqu’au milieu des années 1960 mais la filière eau légère est désormais identifiée comme une concurrente potentielle © Marc ISABELLE 2006

57 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Le basculement… dû à des petits événements historiques 1965 = les entreprises américaines du nucléaire font une campagne internationale de promotion de la technologie eau légère en affichant des coûts en capital particulièrement favorables  les producteurs d’électricité états-uniens leur commandent 49 réacteurs en ( MW) L’acte en train de se dérouler sur la scène états-unienne fournit des arguments aux défenseurs de la filière eau légère  ce qui n’était qu’une ligne de faille entre les deux camps devient un fossé Mars 1966 = premier acte officiel, le DG d’EDF écrit à l’AG du CEA « Les réacteurs gaz-graphite sont compétitifs avec les centrales traditionnelles, Cependant, ils sont significativement plus chers que les réacteurs à eau légère. Bien qu’une filière basée sur l’uranium naturel présente l’avantage de promouvoir l’indépendance française, cet avantage pourrait bien à long terme ne plus faire le poids face à la différence de prix. » L’AG du CEA reconnaît que l’affaire mérite d’être étudiée plus à fond Mai 1966 = les deux dirigeants créent un comité paritaire pour entreprendre une comparaison des différents réacteurs fonctionnant en Europe et en Amérique Mais l’affaire devient publique et se déforme à l’occasion = on voudrait abandonner le programme nucléaire français  les pro-gaz graphite s’émeuvent, les pro-eau légère s’engouffrent dans la brèche © Marc ISABELLE 2006

58 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Comment comparer deux technologies ? Décembre 1966 = des problèmes surviennent pendant la mise en service du réacteur gaz-graphite de la centrale EDF de Chinon (fuites au niveau des échangeurs thermiques, défaillance du système de surveillance des barres de combustible) Nicholas Vichney, "La centrale nucléaire EDF3 de Chinon est arrêtée pour six mois," Le Monde (2 dec. 1966), p.7 Nicholas Vichney, "Les incidents survenus à la centrale de Chinon amènent à poser le problème des rapports entre l'Electricité de France et le Commissariat atomique" , Le Monde (24 janvier 1967), pp. 1, 17. "Le crêpage de Chinon," Le Canard Enchaîné (7 dec 1966), p. 2. « Bref le matériel nucléaire bien de chez nous ne tient pas le coup....Des têtes vont rouler, citoyens ! » Janvier 1967 = le comité paritaire EDF – CEA termine son travail et rend… deux rapports, un issu du CEA et l’autre d’EDF Les deux institutions sont d’accords sur les chiffres (FF / kWh) mais pas sur la façon de les interpréter : - EDF s’en tient à ce coût économique pour comparer les deux technologies  eau légère est meilleure ; qui plus est, en travaillant sous licence états-unienne, les industriels français impliqués dans le programme pourront bénéficier financièrement et techniquement du dynamisme des industriels américains ; enfin, le licencieur garantit le prix du combustible - CEA y rajoute des considérations de sécurité des approvisionnements  gaz-graphite est meilleure, la filière eau légère nécessitant de l’uranium enrichi pour lequel il n’existe pas d’usine d’enrichissement en France ; et si gaz-graphite et plus cher c’est en raison des piètres compétences techniques d’EDF sur Chinon ; enfin, le gaz-graphite produit du plutonium pour les réacteurs à neutrons rapides et pour le programme de dissuasion nucléaire © Marc ISABELLE 2006

59 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Le consensus passe par la méthodologie Septembre 1967 = échouant dans sa tentative de convaincre De Gaulle de choisir la filière eau légère, le DG d’EDF démissionne en invoquant des raisons personnelles ; mais la presse y voit l’abandon par EDF de ses ambitions par rapport à la technologie eau légère Fin 1967 = face à l’échec du comité paritaire EDF-CEA, c’est à la commission PEON (Production d’Electricité d’Origine Nucléaire ; y siègent les cadres dirigeants d’EDF, du CEA, des représentants des ministères et de quelques industriels ; ses avis son indépendants) que le gouvernement a donné le soin de trancher la guerre des filières Travaux intermédiaires = - mêmes divergences subsistent - le nucléaire n’est pas compétitif face aux sources d’énergies traditionnelles - mais il ne faut pas l’abandonner pour autant car s’il venait à devenir compétitif, alors le marché européen du nucléaire serait dominé par l’industrie allemande (AEG et Siemens) Avril 1968 = le rapport PEON est publié et ce concentre sur deux points de méthodologie de comparaison - il faut tenir compte des incertitudes sur le coûts économique de chaque filière pour comparer leurs compétitivités relatives - le choix doit être basé sur des critères économiques objectifs et non sur des considérations politiques En conséquence de quoi il faut (i) construire immédiatement un réacteur sous licence américaine (ii) ne pas construire de réacteur gaz-graphite avant une réévaluation du programme en 1970 © Marc ISABELLE 2006

60 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Le choix est fait Ayant perdu une bataille contre la technologie eau légère, les pros gaz-graphite invoquent alors le futur prometteur de la technologie à neutrons rapides (notamment pour l’indépendance et le prestige national) pour laquelle le programme gaz-graphite doit être poursuivi (plutonium et compétences) Avril 1969 = le nouveau DG d’EDF et l’AG du CEA (rallié à la cause de la technologie eau légère) rédigent un « plan d’action » qui reprend les conclusions de la commission PEON en les resituant dans la logique d’un avenir construit autour de la technologie à neutrons rapides Juin 1969 = De Gaulle part remplacé par G. Pompidou, ouvertement favorable à la technologie sous licence états-unienne 16 octobre 1969 = le DG d’EDF prend tout le monde de vitesse (y compris Pompidou) à l’occasion d’une conférence de presse pour l’inauguration du réacteur gaz-graphite de Saint-Laurent « Bravo aux équipes de Saint-Laurent pour leur réussite, Saint-Laurent est ce qu’EDF fait de mieux en matière de réacteur nucléaire. Mais malheureusement, la filière gaz-graphite n’est pas viable commercialement. Dorénavant, EDF construira des réacteurs à eau légère sous licence américaine. » Une décision officielle est enfin prise ! © Marc ISABELLE 2006

61 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
LA SPÉCIFICITÉ FRANÇAISE DANS LE NUCLÉAIRE LA GUERRE DES FILIÈRES Epilogue 14 novembre 1969 = G. Pompidou annonce la fin du programme nucléaire gaz-graphite 17 novembre 1969 = entre et salariés du CEA en grève défilent de la place de Invalides à la tour Eiffel ; une délégation est reçue par le premier Ministre J. Chaban-Delmas le 20/11 mais elle n’obtient rien ; le mouvement s’essouffle Epilogue = ce n’est que vers le milieu des années 1970 que les producteurs d’électricité d’origine nucléaire aux Etats-Unis se rendront compte que le coût réel en capital était plus de 2 fois supérieur à celui annoncé par les fabricants américains (asymétrie d’information) © Marc ISABELLE 2006

62 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
QUELQUES LEÇONS POUR GÉRER L’INNOVATION Le processus d’innovation Deux inputs essentiels pour l’innovation = - les connaissances et savoir-faire - les financements Ne pas négliger a priori des événements qui peuvent sembler relever de l’information journalistique = ils peuvent avoir des conséquences déterminantes à long terme  Importance de la veille (intelligence en anglais) et de la prospective (savoir envisager tous les scénarios possibles, y compris les plus improbables) Importance de disposer d’options technologiques, pour l’entretien desquelles les aides publiques sont essentielles © Marc ISABELLE 2006

63 L’INNOVATION DANS LES SECTEURS DE L’ÉNERGIE
QUELQUES LEÇONS POUR GÉRER L’INNOVATION Le système d’innovation Importance stratégique des coopérations (fortes = travailler ensemble, moins fortes = échanges d’informations) - entre compagnies pétrolières, avec les sociétés parapétrolières - entre fabricants et utilisateurs d’éoliennes - entre recherche publique et toutes entreprises du secteur (fabricants, exploitants) Rôle clef de l’Etat pour créer l’environnement favorable au démarrage industriel d’une filière technologique = - subventions publiques pour lancer le marché - financement + compétences de R&D - organisation d’une filière technologique naissante (standardisation, normalisation, coordination) SNRI centralisé ou décentralisé ? - décision à prendre pour le premier qui est coûteux et risqué - pourquoi se priver du second ? © Marc ISABELLE 2006