Nathalie Alazard-Toux et Philippe Ungerer IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie Nathalie Alazard-Toux et Philippe Ungerer IFP La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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

Les acteurs Historique Compagnies pétrolières- IOC Passé 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les acteurs Compagnies pétrolières- IOC 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les acteurs Compagnies pétrolières- IOC 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 Activité R&D interne réduite Forte activité R&D interne Comment gérer au mieux mes actifs coopération avec équipes externes développement de compétences internes La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les acteurs Secteur des Services pétroliers -ISC 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

les acteurs Historique Secteur des Services pétroliers -ISC 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les acteurs Depuis 1998, une phase de consolidation à plusieurs niveaux : chez les pétroliers chez les 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 Pas de fusions-acquisitions majeures concernant les grands pétroliers ou parapétroliers Avant 1998 Après 1998 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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

Structuration en France Les acteurs le parapétrolier français 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 Rappel sur le fait que l'on est parti d'une multitude d'acteurs, s'une situation de très forte concurrence La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

les acteurs Compagnies nationales - NOC Pays producteurs Historique 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Compagnies nationales Les acteurs Compagnies nationales- NOC 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 NOC Labo ISCs CdR Univ ... CdR La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Organismes et entités de recherche indépendants: Les acteurs Organismes de recherche 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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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: La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les dépenses de R&D IOC et ISC Dépenses de R&D par employé en % du Chiffre d'affaires Parapétroliers fortes disparités de 1% à 5% voire plus pour petits acteurs high tech Compagnies pétrolières: à l'investissement en R&D il faut ajouter les dépenses en exploration qui peuvent être considérées au même titre que la recherche comme un investissement-risque La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Les dépenses en R&D Compagnies pétrolières Petrobras et Petrochina Rappel sur le fait que l'on est parti d'une multitude d'acteurs, s'une situation de très forte concurrence La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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

Organisation de la R&D IOC/NOC/ISC Modalités: R&D interne: 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). La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Organisation de la R&D IOC/NOC/ISC 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 Commentaire: BP externalités excessives La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Exemple: RTPG France d'une pépinière de projets innovants 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: La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 800 000 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. La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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) La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Organisation Laboratoires et centres de recherche publics et parapublics de R&D 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. La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Conclusions Dans le passé, Aujourd'hui, 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. La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Fonctionnement de la structure matricielle Centres de résultats (programmation) effectif ing + tech Explo-produc. Raffinage- pétroch. Moteurs- énergie Rech. explo. Formation 91 M€ 90 M€ 58 M€ 9 M€ 18 M€ Ingénierie de Réservoir 79 +++ + Mécanique Appliquée 107 ++ Physique et Analyses 83 Catalyse et Séparation 151 Chimie et Physico-chimie 102 Tech. Applic. Energétiques 192 Technol., Informatique et Math. Appl. 106 Procédés 206 Géologie, Géoch., Géoph. Etudes Economiques 20 Directions de Recherche (compétences) La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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" La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 CO2 adsorbé (rouge) et du méthane (jaune) dans MOF-5 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

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 1990 2006 : procédé Esterfip-H catalyse hétérogène  meilleure pureté du sous-produit (glycérol) 8 unités vendues par Axens en 2006-2007 Kirkpatrick Award of Chemical Engineering 2007 Unité Sofiprotéol 200000 t/an (Sète) La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie

Records de Production en mer profonde Définition : « Barrière » se déplace progressivement. En 2002, elle se situe à 500 mètres de profondeur d ’eau. 3 Caractéristiques principales : En exploration, des taux de succès relativement élevés. - Afrique de l ’Ouest : 1 puits sur 2  découverte. - Golfe du Mexique (GoM) : 1 puits sur 3. - Brésil : 1 puits sur 3. - Asie - Pacifique : 1 puits sur 4. Des réserves importantes. Des productivités élevées. 1 709 m La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie IFP/ Direction des Etudes economiques/sept. 2007

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