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CO 2 maîtrisé | Carburants diversifiés | Véhicules économes | Raffinage propre | Réserves prolongées © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures.

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1 CO 2 maîtrisé | Carburants diversifiés | Véhicules économes | Raffinage propre | Réserves prolongées © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie Nathalie Alazard-Toux et Philippe Ungerer IFP

2 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 2 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures: les acteurs Les acteurs Compagnies pétrolières internationales – IOCs Compagnies nationales - NOCs Sociétés de services parapétroliers - ISCs Organismes publics ou parapublics de recherche & développement

3 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 3 Les acteurs Groupes pétroliers intégrés à dimension international. Ex: Shell, ExxonMobil, BP, Total, ChevronTexaco,... Compagnies pétrolières non-intégrées, indépendantes. Ex: Perenco, Maurel & Prom Historique Passé R&D centrée dans les IOC (20 à 30 ans) avec une recherche qui touche tous les domaines, de l'amont à l'aval pétrolier et gazier, voire d'autres domaines Compagnies pétrolières- IOC

4 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 4 Les acteurs Évolution avec la baisse du prix du baril dans les années 80 recentrage des activités de R&D sur le core business et baisse des budgets R&D avec la baisse du prix du brut à la fin des années 90, restructuration et fusions acquisitions externalisation (plus ou moins importantes selon les compagnies) d'une partie de la R&D Compagnies pétrolières- IOC

5 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 5 Les acteurs Aujourd'hui des IOC avec forte activité de R&D interne. Ex: Total, Shell des IOC avec forte externalisation de la R&D. Ex: BP Amoco dans tous les cas: coopération avec équipes externes (laboratoires, CdR, universités, compagnies de services) en interne maintenir une compétence pour permettre de comprendre, juger, orienter les travaux externes Compagnies pétrolières- IOC coopération avec équipes externes développement de compétences internes Forte activité R&D interne Activité R&D interne réduite Comment gérer au mieux mes actifs

6 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 6 Les acteurs Grands groupes fournisseurs d'équipements et de services Technip, Schlumberger, Halliburton, Baker&Hugues, Dresser,... Sociétés spécialisées focalisées sur des secteurs précis CGG, Nabors industries, Transocean, Acergy,... Les secteurs d'activité: géophysique, forage et services associés, ingénierie, travaux sous-marins et construction de facilités pour gisements, raffinage Secteur des Services pétroliers -ISC

7 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 7 les acteurs Historique Depuis la fin des années 80, transfert de certains secteurs de la R&D vers les parapétroliers augmentation des dépenses de R&D des grands du parapétrolier voire de certaines petites structures (positionnement high tech sur niche), créneaux pointus Fin des années 90, forte concentration des acteurs rationalisation des dépenses pour certains acteurs Aujourd'hui Effort de R&D très variable suivant les groupes et les entreprises: entre 1% et 5% du chiffre d'affaires voire bien plus Les entreprises occidentales cherchent à obtenir un avantage comparatif en termes de produits/services Secteur des Services pétroliers -ISC

8 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 8 Depuis 1998, une phase de consolidation à plusieurs niveaux : chez les pétroliers chez les parapétroliers Pas de fusions-acquisitions majeures concernant les grands pétroliers ou parapétroliers Phase de consolidation très nette : - création des 5 majors pétroliers - Affirmation de quelques majors parapétroliers en tant que sociétés intégrées (Saipem, Technip, Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes) - Fusions/Acquisitions entre sociétés parapétrolières de taille importante Avant 1998Après 1998 Les acteurs

9 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 9 Les acteurs français ont presque tous doublé de taille... Principaux mouvements de fusions/acquisitions depuis 1998 Les acteurs

10 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 10 Les acteurs Structuration en France Le financement de la Recherche dans les secteurs E&P via le processus CEP&M-RTPG (ex FHS) en favorisant la coopération entre acteurs nationaux du secteur a contribué à la création de grands groupes nationaux reconnus à l'international le parapétrolier français

11 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 11 les acteurs Pays producteurs exportateurs: Aramco (Arabie Saoudite), PDVSA (Venezuela), Pemex (Mexique),... non exportateurs ou faiblement exportateurs: Petrobras (Brésil), Petrochina (Chine) Historique Autrefois, souvent seulement un intermédiaire entre États et Compagnies Internationales Progressivement elles cherchent à devenir moins dépendantes technologiquement, certaines sont devenues leader dans certains domaines technologiques. Ex: Petrobras dans le domaine de l'offshore profond elles sortent des frontières nationales. Ex: Chine, Brésil Pour accompagner cela, développement de centres de recherche propres (Ex: CENPES- Petrobras, KUST King Abdallah University of Science and Technology en Arabie Saoudite, etc.) dans l'objectif de valoriser les ressources propres viser l'indépendance technologique et énergétique permettre la création d'un tissu industriel et de compétence dans le pays Compagnies nationales - NOC

12 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 12 Les acteurs Compagnies nationales Aujourd'hui NOC's recourent aux compétences de leur Centre de Recherche (CdR), tout en ayant des collaborations avec l'extérieur (Labos, Universités, ISC) Intérêt des NOC pour une collaboration avec les IOC: compétences opérationnelles "pointues", management des compétences et des projets Compagnies nationales- NOC NOC CdR Lab o ISC s Cd R Uni v...

13 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 13 Les acteurs Organismes et entités de recherche indépendants: Organismes et équipes publics et parapublics de R&D Instituts de recherche, laboratoires nationaux et universités Quelle R&D? Spécialisation dans certains domaines Recherche d'une excellence scientifique Recherche de collaborations Volonté fréquente de valoriser sur le plan industriel et commercial le produit de leur recherche Organismes de recherche

14 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 14 Évolution des dépenses de R&D IOC/ISC Comparaison de l'évolution de l'effort de R&D de 5 majors pétroliers et de 3 principaux groupes parapétroliers:

15 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 15 Les dépenses de R&D IOC et ISC Dépenses de R&D en % du Chiffre d'affaires Dépenses de R&D par employé

16 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 16 Les dépenses en R&D Compagnies pétrolières Petrobras et Petrochina

17 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 17 Les dépôts de brevets Évolutions des dépôts dans le domaine des biocarburants Nombre de dépôts

18 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 18 Organisation de la R&D Modalités: en interne: équipes propres en externe: sous-traitance ou travail collaboratif R&D interne: Même si chaque segment d'activité (E-P, transport, raffinage, etc.) nécessite des techniques spécifiques, les opérations de R&D sont généralement réalisées au sein d'un centre dédié, parfois une filiale. Ceci permet d'obtenir des économies d'échelle. Parfois constitution d'une filiale dont l'objectif serait à la fois (ExxonMobil) de constituer un support technique pour les autres filiales du groupe et de commercialiser à l'extérieur du groupe les connaissances développées (gestion des brevets, ventes de services de conseils, d'expertise ou d'autres activités de type engineering) de poursuivre une activité de recherche importante étroitement intégrée à des stratégies commerciales et à l'exploitation des opportunités qui se présentent. Mise en place d'une organisation éclatée (Shell: 13 laboratoires de recherche dans le monde). IOC/NOC/ISC

19 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 19 Organisation de la R&D R&D externe: Partiellement hors du Groupe IOCs ou ISCs, la R&D est de plus en plus confiée à des structures externes (équipe de recherche des ISC) et/ou à des Centres et équipes de recherche indépendants (il y a toujours un suivi R&D à l'intérieur du Groupe). Formes multiples: Formation d'associations temporaires afin de répondre à une question précise (1). Associations regroupant les groupes pétroliers, des universités, des centres de recherche spécialisés (privés ou publics), des parapétroliers, etc. Partenariat de plus long terme (souvent bilatéral). Favorisée par un certain nombre de mécanismes, notamment: Participation publique au financement via de programmes nationaux et internationaux. Ex: RTPG en France, SkatteFUNN en Norvège... Opérations de capital-risque (1) JIP: un mode de partage des résultats et des risques (culturel à travers les JV), et un mode de coopération très utilisé également pour la création et fabrication d'outils en phase de démonstration IOC/NOC/ISC

20 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 20 Exemple: RTPG France à l'origine de: d'une pépinière de projets innovants d'un positionnement high tech dans l'offshore du parapétrolier français (reconnu internationalement): Exemple: GIRASSOL:

21 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 21 Exemple: Skatte FUNN Norvège Système de déduction de taxes en cas de dépenses en R&D En 2002 le gouvernement norvégien introduit un système de déduction de taxes pour les investissements réalisés en R&D dans les petites et moyennes entreprises (PME), de moins de 100 employés. Les entreprises peuvent aller jusqu'à 20% de réductions de taxes sur les coûts en R&D et dépendent de l'approbation du projet par le Conseil de la Recherche de Norvège. Ce système a été étendu en 2003 à toutes les entreprises indépendamment de leur taille, les grandes entreprises pouvant aller jusqu'à une limite de 18% si le projet est approuvé par le Conseil de la Recherche de Norvège. Le montant maximum de dépenses en R&D pour bénéficier du système est fixé à 4 million de NOK, ce qui équivaut à un maximum de NOK de réduction de taxes (plafond 2006). Le montant peut être étendu à 4 million de NOK supplémentaires dans le cas de projets conjoints avec des institutions de R&D reconnues. La part du SkatteFUNN dans le financement public est supérieur à 60% dans les entreprises dont l'effectif est inférieur à 100 employés et de 40% au total.

22 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 22 Les Fonds de Capitaux à Risques Accroissement de l'intérêt porté par des capitaux privés et des fonds de capitaux à risques aux technologies et services de l'E&P. Ces fonds interviennent souvent pour aider les sociétés à commercialiser les produits technologiques. Certaines compagnies pétrolières ont créé leurs propres structures (exemple : Chevron Technology Ventures et Shell Technology Ventures). Elles investissent plus en amont (financement de la phase de développement du produit). Elles cherchent à financer des innovations qui pourraient les aider à accroître la valeur de leurs actifs ou améliorer les performances de leurs activités ( trouver et produire plus de pétrole, améliorer l'efficacités de l'outil de raffinage... développer des technologies énergétiques alternatives)

23 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 23 Organisation Proposent des projets de recherche en relation avec les opérationnels et assurent la collecte des idées et liens avec d'autres centres de recherche dans le monde. Étudient notamment des sujets transverses, plus futuristes, par ex le captage – stockage de CO2 Les interactions entre ce type d'acteur –qui est aussi impliqué dans la création technologique- et les IOCs sont très différentes de celles entre les IOCs et les ISCs et leur niveau de dépense en R&D est relativement modeste. Laboratoires et centres de recherche publics et parapublics de R&D

24 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 24 Conclusions Dans le passé, l'innovation dans le domaine du pétrole et du gaz était essentiellement le fait des IOCs. Aujourd'hui, une plus grande présence des ISCs, voire des NOCs une R&D plus collaborative. Pour les ISCs européennes et américaines, l'innovation est indispensable au maintien de l'avantage compétitif. Elle permet également de diversifier les domaines d'intervention.

25 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 25 Plusieurs types d'innovation... également utiles Innovation de rupture changement important de technologie (ex. moteurs HCCI, nouvelle famille de matériaux en catalyse) création d'un nouveau marché (ex. conduites flexibles) attaque d'un nouveau marché (ex. biocarburants) risque important long délai avant de percer Innovation incrémentale amélioration modérée d'une technologie existante (ex. nouvelle version d'un logiciel, nouvelle génération d'un catalyseur commercial) garder/augmenter ses parts dans un marché existant retour rapide risque modéré mais pression forte

26 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 26 Organisation de l'innovation à l'IFP évaluation économique préliminaire projets de recherche exploratoire bottom-up = à l'initiative des groupes de compétences (ex. matériaux hybrides organo-métalliques pour catalyse et séparation) top-down = nouvelle orientation stratégique demandant un développement de compétences (ex. batteries pour véhicules hybrides) collaboration très fréquente avec des laboratoires académiques (stade précompétitif) projets de recherche appliquée et/ou de développement structure matricielle facilitant les projets pluridisciplinaires partenariat industriel quasi obligatoire : filiales, PME, grands groupes, compagnies nationales collaboration fréquente avec des laboratoires académiques

27 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 27 Fonctionnement de la structure matricielle effectif ing + tech Explo- produc. Raffinage - pétroch. Moteurs- énergie Rech. explo. Form ation 91 M90 M58 M9 M18 M Ingénierie de Réservoir Mécanique Appliquée Physique et Analyses Catalyse et Séparation Chimie et Physico-chimie Tech. Applic. Energétiques Technol., Informatique et Math. Appl Procédés Géologie, Géoch., Géoph Etudes Economiques Centres de résultats (programmation) Directions de Recherche (compétences)

28 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 28 Le transfert de technologie : un art délicat Bien apprécier les besoins et contraintes de l'industrie réunions systématiques partenariat industriel motivé le plus tôt possible dans chaque projet rôle très positif des mobilités de personnel IFP filiales (Beicip-Franlab, Axens) Protection industrielle (brevets, accords de cession de licence) nécessaire coûteuse (> 5 M /an à l'IFP) délais Persévérer Effort généralement plus important que la phase de recherche savoir rebondir : choix du partenaire, voire changer de "produit"

29 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 29 Projet de recherche exploratoire Matériaux hybrides organo-métalliques (MOFS) Bibliographie, montage de collaborations universitaires Synthèses de MOFs connus et d'un MOF original à l'IFP Caractérisation expérimentale des effets catalytiques Caractérisation de l'adsorption d'hydrocarbures et de gaz expérimentalement modélisation moléculaire Nombreux points restant à étudier : stabilité, identification structurale, etc. distribution spatiale du CO 2 adsorbé (rouge) et du méthane (jaune) dans MOF-5

30 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 30 Conduites flexibles Objectif initial (années 1970) : "flexoforage" pour réaliser des puits fortement déviés Problème : le forage rotary classique (tiges acier) suffit pour faire des puits déviés, voire horizontaux ! Solution (années 1980): réutilisation du concept pour produire des conduites flexibles pour la production en mer (nouveau marché !) Valorisation industrielle par Coflexip (mainteant Technip – Coflexip), n° 1 mondial depuis 30 ans

31 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 31 Transformation des huiles végétales en biocarburants Années 1980 : plateforme IFP de Soustons (Landes) large connaissance des matières premières (huiles végétales) développement de procédés pas de débouché industriel fermeture de la plateforme vers : procédé Esterfip-H catalyse hétérogène meilleure pureté du sous-produit (glycérol) 8 unités vendues par Axens en Kirkpatrick Award of Chemical Engineering 2007 Unité Sofiprotéol t/an (Sète)

32 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 32 Records de Production en mer profonde m m m 752 m 540 m 312 m 2197 m m IFP/ Direction des Etudes economiques/sept m

33 © IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie 33 Evaluation économique de différentes filières de production d'hydrogène


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