N° 1493 N° 238

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ASSEMBLÉE NATIONALE SÉNAT

CONSTITUTION DU 4 OCTOBRE 1958

treizième législature Session ordinaire de 2008 - 2009

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Enregistré à la Présidence de l’Assemblée nationale Annexe au procès-verbal

Le 3 mars 2009 de la séance du 3 mars 2009

OFFICE PARLEMENTAIRE D’ÉVALUATION

DES CHOIX SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES

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RAPPORT

sur

l’Évaluation de la stratégie nationale de recherche en matière d’énergie

Par MM. Christian BATAILLE et Claude BIRRAUX,

Députés

_________ Déposé sur le Bureau de l’Assemblée nationale par M. Claude BIRRAUX, Président de l’Office

_________ Déposé sur le Bureau du Sénat par M. Jean-Claude ÉTIENNE, Premier Vice-Président de l’Office

Composition de l’office parlementaire d’évaluation
des choix scientifiques et technologiques

Président

M. Claude BIRRAUX

Premier Vice-Président

M. Jean-Claude ÉTIENNE

Vice-Présidents

M. Claude GATIGNOL, député Mme Brigitte BOUT, sénatrice

M. Pierre LASBORDES, député M. Christian GAUDIN, sénateur

M. Jean-Yves LE DÉAUT, député M. Daniel RAOUL, sénateur

députés	sénateurs
M. Christian BATAILLE M. Claude BIRRAUX M. Jean-Pierre BRARD M. Alain CLAEYS M. Pierre COHEN M. Jean-Pierre DOOR Mme Geneviève FIORASO M. Claude GATIGNOL M. Alain GEST M. François GOULARD M. Christian KERT M. Pierre LASBORDES M. Jean-Yves LE DÉAUT M. Michel LEJEUNE M. Claude LETEURTRE Mme Bérengère POLETTI M. Jean-Louis TOURAINE M. Jean-Sébastien VIALATTE	M. Gilbert BARBIER M. Paul BLANC Mme Marie-Christine BLANDIN Mme Brigitte BOUT M. Marcel-Pierre CLÉACH M. Roland COURTEAU M. Marc DAUNIS M. Marcel DENEUX M. Jean-Claude ÉTIENNE M. Christian GAUDIN M. Serge LAGAUCHE M. Jean-Marc PASTOR, M. Xavier PINTAT Mme Catherine PROCACCIA M. Daniel RAOUL M. Ivan RENAR M. Bruno SIDO M. Alain VASSELLE

SOMMAIRE

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Pages

INTRODUCTION 7

La démarche d’évaluation 8

L’horizon temporel 9

Les retombées économiques 11

Le rôle clef de la valorisation 12

I. LA FORME DE LA STRATÉGIE 15

A. LE DÉCALAGE AVEC LES ATTENTES 15

1. La liste des « thèmes prioritaires » 15

2. Les caractéristiques attendues d’une stratégie 17

3. L’articulation entre les recherches publique et privée 20

4. La dimension temporelle 23

B. LES LEÇONS DU GRENELLE DE L’ENVIRONNEMENT 27

1. La place de la recherche dans la politique de l’énergie 27

2. Le besoin d’instances de pilotage 30

3. La participation aux programmes internationaux 33

II. LE FOND DE LA STRATÉGIE 37

A. LES TECHNOLOGIES ÉTABLIES 38

1. La recherche sur l’énergie nucléaire 38

a) Les axes législatifs 38

b) Les inflexions souhaitables 39

La désignation de chefs de file 40

L’évaluation des recherches de Tournemire 40

Le rôle crucial de la séparation 40

La clôture du chantier « Superphénix » 41

2. La recherche pétrolière 43

a) Une position de premier plan 43

b) Une stratégie cohérente 44

c) Un dynamisme technologique méconnu 46

B. LES TECHNOLOGIES NOUVELLES 51

1. La recherche sur l’efficacité énergétique 51

a) La conservation de la chaleur 52

b) La production de chaleur 53

c) La mise en oeuvre 54

d) Les normes thermiques des bâtiments 56

2. La recherche sur l’énergie solaire 61

a) Les différents procédés de conversion 61

b) L’arbitrage thermique / photovoltaïque 62

c) Les trois pistes photovoltaïques françaises 63

d) Les conditions d’un déploiement massif 67

3. La recherche sur le stockage d’énergie 70

a) La poursuite de l’amélioration des batteries 70

b) Le déploiement de STEP en mer 74

c) Le stockage réparti dans le parc automobile 80

4. La recherche sur les biocarburants 82

a) Un apport indispensable, mais limité 82

b) La réalité de l’effet d’éviction sur l’alimentation 82

c) L’apport des filières de deuxième génération 84

d) Le projet de pilote industriel à Bure 85

e) La piste de la troisième génération 87

5. La recherche sur les énergies marines 89

a) La diversité des pistes technologiques 89

b) Un potentiel significatif 90

6. La recherche sur l’énergie éolienne 93

a) Un effort français en voie d’ajustement 93

b) Une énergie fondamentalement intermittente 93

c) Le besoin d’un dispositif de stockage 95

7. La recherche sur la pile à combustible 97

a) La spécificité de la pile à combustible 99

b) Les limites d’une application à l’automobile 100

8. La recherche sur le captage et le stockage du CO₂ 105

a) Quelques ordres de grandeur 106

b) Les opinions recueillies à l’étranger 108

c) L’avis de Greenpeace International 110

d) Un « marché potentiel à l’export » ? 111

L’accessibilité des marchés cibles 112

La robustesse de l’avantage stratégique 112

La voie de la coopération internationale 114

e) L’équilibre de l’approche communautaire 114

f) L'apport du marché des droits d'émission 116

g) La répartition de la charge 117

h) La voie d'une rupture technologique 119

CONCLUSION 121

RECOMMANDATIONS 125

Sur la forme de la stratégie 125

Sur le fond de la stratégie 126

EXAMEN DU RAPPORT PAR L'OFFICE 127
COMPOSITION DU COMITÉ DE PILOTAGE 137
ANNEXES 141
document 1 - Projet de pôle de recherche sur le campus de Saclay 143
document 2 - Stockage d’énergie en mer : un exemple chiffré153

VISITES DE LOCAUX DE RECHERCHE 157
Personnalités rencontrées 157
AUDITIONS INDIVIDUELLES 159
Personnalités auditionnées 161
Compte rendu des auditions 164
AUDITION PUBLIQUE OUVERTE À LA PRESSE, SUR LES BIOCARBURANTS 305
Personnalités auditionnées 307
Compte rendu de l’audition publique309

MISSIONS À L’ÉTRANGER 351
Mission en Finlande 353
Personnalités rencontrées 354
L’apport des entretiens 355
Mission aux États-Unis 358
Personnalités rencontrées 358
L’apport des entretiens 361
Mission au Japon 371
Personnalités rencontrées 371
L’apport des entretiens 374
Dépense publique de recherche en énergie (Tableau) 37

Mesdames, Messieurs,

Sans pour autant nourrir l'actualité du Parlement par des textes législatifs, l'énergie et la recherche en énergie sont au coeur de la mission du Parlement en qualité d'enjeux nationaux majeurs sur des thèmes récurrents.

D'abord, le pouvoir d'achat des Français quand on constate que le moindre déséquilibre dans l'approvisionnement en pétrole, en gaz, ou en électricité, a une influence sur le coût du « panier de la ménagère ».

Ensuite, la défense de l'environnement et les risques de désastre écologique liés aux rejets des énergies carbonées ou à la consommation sans frein qui prévalait jusqu'à aujourd'hui.

Enfin, le souci de l'indépendance nationale pour éviter, comme certains pays européens, imprévoyants dans le long terme, de nous retrouver en situation de dépendance par rapport à des fournitures d'énergie qui relèvent plus des États et de l'action politique que des entreprises et du libre échange.

Ce rapport, scientifique dans une première approche, concerne en fait la politique économique, le développement durable et les affaires internationales. La présente évaluation de « la stratégie nationale de la recherche énergétique » peut connaître un usage élargi.

Cette stratégie est définie par l’article 10 de la loi du 13 juillet 2005 de programme fixant les orientations de la politique énergétique : elle « précise les thèmes prioritaires de la recherche dans le domaine énergétique et organise l’articulation entre les recherches publique et privée ». Elle est « arrêtée » par le ministre chargé de l’énergie et le ministre chargé de la recherche. La première « stratégie nationale de la recherche énergétique » a été publiée en mai 2007.

La démarche d’évaluation

L'énergie a toujours occupé une place essentielle dans les sociétés humaines. On a le sentiment de constater aujourd'hui un regain d'importance de cette question qui met en péril les gouvernements et peut même expliquer la majeure partie des conflits du moment.

On observe que, contrairement à bien des domaines techniques où les découvertes nouvelles ont rendu caduques les techniques anciennes, en matière d'énergie, les ressources s'additionnent dans le temps. L'énergie hydraulique est connue des hommes depuis des temps immémoriaux, le bois n'a pas été éliminé par le charbon, le pétrole n'a pas remplacé le charbon, le gaz ne s'est pas substitué au pétrole, l'énergie nucléaire n'a pas éliminé les autres énergies. De la même façon, les énergies nouvelles qui seront évoquées ouvrent des perspectives complémentaires par rapport aux énergies connues, bien développées et toujours utiles.

Plusieurs observations se sont imposées d’emblée à vos rapporteurs en prenant en charge cette mission d’évaluation :

- d’abord, son objet est étroitement défini, la « recherche énergétique », formulation très synthétique pour désigner l’effort de recherche dans le domaine de l’énergie. Il ne s’agit donc pas d’examiner la politique de l’énergie en elle-même, mais bien les pistes qui sont explorées pour donner à celle-ci les moyens d’évoluer dans l’avenir tout en préservant au mieux les intérêts de la France. La recherche en énergie constitue en quelque sorte une « dérivée première » de la politique de l’énergie : elle donne la direction à suivre (la « pente », dirait-on en mathématique), et l’intensité de la vitesse (caractérisée par la mobilisation de moyens) avec laquelle il faut s’orienter dans cette direction ;

- ensuite, l’évaluation doit s’effectuer en fonction de lignes de force déjà globalement définies, à savoir celles qui s’imposent pour l’élaboration de la stratégie. Ces lignes directrices sont fixées par l’article 5 de la loi précitée : il s’agit de « conserver [la] position de premier plan [de la France] dans le domaine de l’énergie nucléaire et du pétrole », d’assurer « l’accroissement de l’efficacité énergétique dans les secteurs des transports, du bâtiment et de l’industrie », et « l’augmentation de la compétitivité des énergies renouvelables » ;

- enfin, l’évaluation, en principe, ne vaut pas mandat de substitution à la mission dévolue aux ministres chargés d’arrêter la stratégie. L’évaluation doit rester une appréciation à distance, qu’elle porte sur la forme ou sur le fond. S’agissant de la forme, elle doit s’attacher à critiquer le cas échéant la méthode suivie pour élaborer la stratégie ; s’agissant du fond, elle doit juger la conformité des priorités choisies aux lignes directrices fixées par la loi.

Cependant, il est difficile, pour ceux qui sont en charge d’une évaluation, de la conduire sans développer leur propre vision de l’objet soumis à évaluation. Vos rapporteurs ont auditionné en France une soixantaine de spécialistes de l’énergie, et en ont rencontré une cinquantaine d’autres lors de leurs trois missions en Finlande, aux États-Unis, au Japon. Au fil de ces contacts, ils se sont forgés un jugement sur ce que devraient être les priorités de recherche en énergie pour la France, et ce rapport leur fournit l’occasion d’en faire part.

Ce présent rapport d’évaluation de la « stratégie nationale de recherche énergétique » apparaît dans une certaine mesure comme un tome complémentaire du précédent rapport produit par vos deux rapporteurs, en mars 2006, sur les nouvelles technologies de l’énergie : celui-ci avait pour objectif une description exhaustive, une à une, sous forme d’un abécédaire, des différentes « briques de base » composant le paysage des nouvelles technologies de l’énergie ; celui-là va s’efforcer de justifier une hiérarchisation qualitative des différentes pistes technologiques possibles, en vue de contribuer à la rédaction de la prochaine version de la « stratégie nationale de recherche énergétique » d’ici 2012.

Pour élaborer une hiérarchisation qualitative, il paraît indispensable de prendre en compte deux dimensions incontournables : d’une part, le temps, car il faut tenir compte de la maturation nécessaire des recherches, de leur éclosion jusqu’au stade du déploiement industriel ; d’autre part, les retombées économiques, dont on peut exiger qu’elles soient au moins européennes, et au mieux, françaises.

L’horizon temporel

Dans le secteur de l’énergie, les évolutions prennent beaucoup de temps, et les transitions d’un système technologique à un autre s’opèrent sur des dizaines d’années. C’est là une différence fondamentale avec le secteur des technologies de l’information, où les progrès sont manifestes d’une année sur l’autre, au rythme approximatif de la loi empirique de Moore, à savoir un doublement d’efficacité à prix constants tous les dix-huit mois, qu’il s’agisse de la puissance des ordinateurs, de la rapidité des connexions Internet ou de la richesse de l’offre multimédia en téléphonie mobile.

La réflexion stratégique sur la recherche en énergie doit donc intégrer cette lenteur de réaction pour faire face à l’augmentation prévisible de la demande d’énergie, dont on prévoit qu’elle pourrait croître d’un tiers d’ici 2030, et doubler d’ici 2050, alors que la disponibilité de certaines énergies fossiles (pétrole, gaz) va devenir de plus en plus problématique au fur et à mesure de l’avancée vers la fin du siècle.

Le processus d’exploitation de nouvelles sources d’énergie consomme lui-même de l’énergie ; l’énergie nucléaire en fournit une illustration évidente avec la fusion, puisque celle-ci consiste à chauffer un plasma jusqu’à des températures de l’ordre de la centaine de millions de degré, pour libérer l’énergie résultant de la formation de noyaux atomiques d’hélium par fusion de noyaux atomiques de deutérium et de tritium, énergie incommensurablement plus importante que celle mobilisée pour le chauffage du plasma.

A l’échelle de l’histoire de l’humanité, qui dépend encore à 80 % des énergies fossiles, il existe donc une sorte de course de vitesse entre, d’un côté, l’extinction progressive de ces ressources anciennes, et de l’autre, le développement de nouveaux systèmes énergétiques qui vont nécessiter une grande quantité d’énergie pour leur mise au point et leur mise en route. Si l’humanité consomme trop vite ses ressources anciennes, ou si elle tarde trop à développer les nouveaux systèmes énergétiques, elle risque de voir tomber l’énergie courante disponible en dessous d’un seuil l’empêchant de mener à bien les solutions de relais.

Cette dernière perspective justifie une mobilisation générale de la communauté politique internationale, et par contrecoup, de la communauté scientifique mondiale ; heureusement, la mobilisation de celle-ci s’est déjà produite, par le biais de la préoccupation du changement climatique. Depuis l’adoption, à la Conférence de Rio¹ en 1992, de la Convention sur le climat posant la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre, et la signature du protocole de Kyoto en 1997, l’urgence d’un investissement massif dans les nouvelles technologies de l’énergie fait consensus sur la planète.

Il s’agit néanmoins de répartir l’effort de recherche entre ces nouvelles technologies, en tenant compte de la vitesse d’émergence de chacune au stade industriel, de manière que le supplément d’offre d’énergie que chacune apporte vienne, à temps, répondre à une évolution de la demande d’énergie. Ainsi, il serait peu pertinent de concentrer exclusivement tout l’effort de recherche sur la seule fusion nucléaire, malgré son potentiel extraordinaire, car elle ne sera disponible au mieux qu’à la fin du XXIe siècle, alors que la demande mondiale d’énergie va exploser dans les prochaines décennies.

Au niveau de chaque stratégie nationale, l’ajustement de l’effort de recherche à l’évolution anticipée de la demande d’énergie se pose dans les mêmes termes qu’au niveau mondial, mais en tenant compte des particularités et des atouts du contexte géographique et économique local. Ainsi, la Finlande, petit pays couvert à 80% de forêts, complète son choix nucléaire par un engagement marqué dans la production de biodiesel de deuxième génération, lui permettant de valoriser sa richesse en biomasse. Le Sud-Ouest des États-Unis, et particulièrement la Californie, très ensoleillés, foisonnent logiquement de Clean’Tech à la pointe des technologies de l’énergie solaire.

La France doit aussi tenir compte de ses particularités et de ses atouts pour ajuster, aux différentes échéances, la répartition de ses efforts de recherche en énergie, et c’est là une dimension à prendre en compte dans sa « stratégie nationale de la recherche énergétique ».

Les retombées économiques

Mais la recherche ne peut pas s’envisager seulement du point de vue de l’intérêt de l’humanité. Certes, elle comporte une composante de connaissances fondamentales qui justifie une mobilisation coopérative de tous les chercheurs du monde. Cependant, la mise au point des procédés industriels suppose un investissement qui ne peut se financer qu’avec une perspective de chiffres d’affaires. A l’aval des filières de recherche, au stade de la mise au point industrielle, les pays se retrouvent en concurrence pour l’installation des unités de production, et les emplois et les recettes fiscales que celles-ci procurent.

Il convient dès lors de combiner une ouverture mondiale totale en matière de recherche fondamentale à une démarche sélective, guidée par un objectif bien pragmatique de rentabilité, en matière de recherche appliquée.

Il est important que la France soit présente sur la scène mondiale de la recherche fondamentale, dans l’énergie comme dans les autres domaines. Les moyens publics qu’elle consacre à cette noble tâche au service de l’humanité doivent cependant demeurer à l’échelle de sa taille économique mondiale ; elle s’engage déjà bien au-delà de cette contribution proportionnelle, car la recherche publique y représente 0,9% du PIB contre 0,7% au Japon. De toute façon, au niveau le plus fondamental de la recherche scientifique, la force de frappe est fonction de l’intensité de la coopération internationale. Un des symboles de cette collaboration mondiale est l’accord international ayant permis la création du site d’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) à Cadarache. A une échelle plus réduite, on peut encore citer la participation de l’IRDEP (Institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque) et de l’Université de Picardie (laboratoire menant des recherches sur les batteries) au Global Climate and Energy Project de l’Université de Stanford, financé par le mécénat de quatre grands groupes mondiaux (Toyota, Schlumberger, Exxon Mobil, General Electric).

Cependant, les investissements publics dans la recherche appliquée doivent reposer sur des considérations beaucoup plus sélectives, car ils interviennent dans un contexte de concurrence : si une solution alternative s’impose finalement sur le marché mondial, a fortiori sur le marché français, tout le soutien antérieurement accordé au développement de la solution nationale est perdu. Cette situation a été illustrée par le célèbre échec du second « Plan calcul » de 1971, montrant l’impossibilité d’une reconquête nationale d’un marché mondial fortement concurrentiel comme celui des ordinateurs.

Il peut d’ailleurs exister une situation intermédiaire entre celle d’une maîtrise absolue de son marché national, et celle du risque de submersion sous l’offre concurrentielle mondiale : il s’agit du cas où la rentabilité de l’investissement bénéficie certes de l’acquis des commandes publiques nationales, mais dépend aussi, pour une part substantielle, de l’accès à quelques fructueux marchés étrangers. L’équation économique du succès commercial des systèmes d’armes (avion de combat, missile, char) repose souvent sur ce genre d’équilibre ; la viabilité des « marchés potentiels à l’export » devient alors un paramètre crucial. Ce type de démarche repose sur un pari commercial à l’échelle internationale.

La créativité scientifique et la préoccupation économique semblent donc difficiles à concilier, puisque l'une se nourrit d'une mise en commun internationale et l'autre vise à exploiter unilatéralement un avantage. La première est tellement désintéressée qu'elle risque peu d'avoir un effet direct en retour ; la seconde est tellement intéressée qu'elle provoque l'échec à vouloir trop directement un retour.

Le rôle clef de la valorisation

Les analyses sur la valorisation de la recherche permettent de surmonter ces tensions contradictoires. Une démarche d’investissement dans la technologie doit en effet s’efforcer d’anticiper sur les étapes à l’aval de la recherche proprement dite : l’étape de mise au point industriel, puis l’étape de déploiement commercial.

C’est ce qu’expliquent les responsables de recherche à la tête des organismes exemplaires en matière d'exploitation de brevets, Olivier Appert à la tête de l'IFP, Jean Therme à la tête de la Direction de la recherche technologique au CEA : la préoccupation de la valorisation doit se manifester dès le lancement de la recherche. Songer à la valorisation seulement une fois que le résultat est obtenu, c'est prendre le risque d'un temps de retard, dont un concurrent venu d’ailleurs peut profiter pour s'imposer en créant une situation commercialement irréversible.

A partir de là, dès lors qu'un axe de recherche est repéré comme prioritaire du point de vue de l'intérêt national, il apparaît essentiel de le gérer dans une perspective de valorisation : les chercheurs ne doivent plus être laissés livrés à eux-mêmes, avec comme seule perspective l'aléatoire reconnaissance gagnée à la faveur d'une publication internationale; ils doivent être accompagnés d'une structure qui les aident à développer le réflexe de la protection de la propriété intellectuelle.

De grands établissements comme le CEA et l'IFP se sont donnés les moyens logistiques de cet accompagnement, qui n'empêche pas les chercheurs de bénéficier à titre personnel d'une légitime renommée au sein de la communauté scientifique internationale, comme le montre l'exemple d'Yves Chauvin, prix Nobel de chimie en 2005, après une longue carrière à l'IFP.

A côté des grands établissements scientifiques et technologiques, les universités peuvent aussi fonctionner selon le modèle de la valorisation au plus près de la recherche, et Claude Birraux, comme rapporteur pour avis de la loi de programme pour la recherche du 18 avril 2006, avait cité à la tribune le modèle très performant de l'Université de Louvain-la-Neuve (UCL), en Belgique. L'interface entre les unités de recherche et le monde extérieur y est assurée par une société anonyme filiale de l'université, la SOPARTEC, qui se charge du dépôt des brevets, de la gestion des licences, des partenariats avec les entreprises, de la création des structures d'essaimage (spin-off) avec l'appui des soutiens régionaux.

Quel qu'en soit le cadre, cet effort particulier de valorisation s'impose dès lors qu'un domaine est désigné comme prioritaire, indépendamment de l'état intrinsèque des connaissances sur le domaine, qu’elles relèvent plus de la recherche fondamentale ou plus de la recherche appliquée. L'exemple des recherches sur l'énergie nucléaire montre bien que le processus de valorisation peut très bien s'appliquer à une recherche en amont, s'il s'agit d'une grande priorité nationale.

La prise en compte des retombées économiques donnent donc une dimension encore plus sélective à l’exercice d’élaboration d’une stratégie de la recherche, car il s’agit non seulement d’arbitrer entre différents moyens dédiés à la recherche, mais encore entre différents moyens dédiés à la valorisation.

*

* *

L’évaluation qui suit, concernant la « stratégie nationale de recherche énergétique », se compose de deux parties reprenant les deux niveaux classiques d’analyse sur la forme, puis sur le fond.

Les critiques sur la forme mettent l’accent sur la faiblesse de la méthodologie, la formulation peu explicite et mal explicitée des priorités, et le défaut de validation officielle par les autorités politiques de l’État.

Les réflexions sur le fond prennent en compte, d’un côté, les évolutions engagées depuis l’impulsion donnée par le « Débat national sur l’énergie » en 2003, dont le document gouvernemental de mai 2007 fournit, thème par thème, une excellente synthèse, et de l’autre, les apports du Grenelle de l’environnement à la recherche en matière d’énergies renouvelables, comme le fonds de soutien aux démonstrateurs industriels.

Vos rapporteurs souscrivent à l’accentuation des efforts, en complément du maintien de la primauté scientifique de la France en matière nucléaire et de sa force technologique en matière pétrolière, sur l’énergie photovoltaïque, les biocarburants de deuxième génération, et le stockage d’énergie. Ils partagent en outre l’intérêt signalé par le « Plan national de développement des énergies renouvelables de la France » du 17 novembre 2008, pour les énergies marines.

Les progrès sur les stockages d’énergie de masse leur apparaissent comme une condition essentielle du développement des énergies renouvelables, et ils retiennent à cet égard une idée originale d’atolls de stockage en mer, bien adaptés pour compléter un parc d’éoliennes off-shore. Car la nature ne produit la plupart des énergies renouvelables que par intermittence, et l’homme cherche à compenser cette discontinuité depuis qu’il se chauffe et s’éclaire.

I. LA FORME DE LA STRATÉGIE

Les divers contacts pris par vos rapporteurs, d’abord avec les membres du comité de pilotage, ensuite avec diverses personnalités auditionnées, ont confirmé leur impression que le document de mai 2007, quoique non dépourvu de qualités documentaires, ne correspondait pas véritablement à ce qu’on pouvait attendre d’une stratégie nationale de recherche. Les travaux menés dans le cadre du Grenelle de l’environnement ont ouvert la voie à une deuxième version du document qui pourrait sans doute mieux répondre à ce qu’a voulu le législateur en instituant cet exercice de planification stratégique.

A. LE DÉCALAGE AVEC LES ATTENTES

Dans un document de planification stratégique, il est légitime de s’attendre à trouver une liste des « thèmes prioritaires », comme le prévoit la loi du 13 juillet 2005. Tel n’est pas véritablement le cas de celui publié en mai 2007, où la partie proprement stratégique prend plutôt la forme d’une synthèse de six pages présentant, selon un plan certes bien structuré, un bilan de l’ensemble des recherches en cours. Le décalage avec les attentes est également patent s’agissant de la présentation d’une « articulation entre les recherches publique et privée ».

1. La liste des « thèmes prioritaires »

La lecture du document de 144 pages intitulé « Rapport sur la stratégie nationale de la recherche dans le domaine énergétique » ne laisse pas de surprendre, car l’essentiel de son contenu (p.19 à 120) est constitué d’une série de fiches, regroupées dans la cinquième partie, « Approche thématique », contenant des synthèses, au demeurant fort intéressantes, sur les différentes pistes de recherche suivies dans le domaine de l’énergie.

Cette approche exhaustive est justifiée par la nécessité d’« explorer les voies qui peuvent être prometteuses pour le futur du mix énergétique mondial. » (p.10).

La partie proprement programmatique tient dans les six pages de la quatrième partie, « Orientations stratégiques », qui structure la démarche d’ensemble de l’effort de recherche autour de deux axes : le développement de ressources énergétiques non émettrices de gaz à effet de serre, d’une part, et l’amélioration de l’efficacité énergétique, d’autre part.

Sous ces deux en-têtes, figure la liste des principaux thèmes de recherche en cours :

- d’un côté, la fission nucléaire de quatrième génération, l’exploitation de la biomasse, l’énergie photovoltaïque, et le captage et stockage du gaz carbonique ;

- de l’autre, le stockage de l’énergie, la réduction de la consommation d’énergie dans les bâtiments et les transports, le développement de la pile à combustible et de la production d’hydrogène, et l’étude de réseaux de distribution « intelligents » combinant au mieux les demandes et les offres décentralisées d’énergie.

La fusion thermonucléaire est mentionnée et renvoyée à une perspective temporelle plus lointaine que 2050.

Il n’y a pas d’ambiguïté sur le fait que ces six pages tiennent lieu de stratégie nationale de recherche énergétique, puisque l’ancien site Internet de la DGEMP² les présente sous l’intitulé : « La synthèse de la stratégie nationale sur la recherche dans le domaine de l’énergie. »

Pourtant, la forme rédactionnelle retenue se place elle-même en deçà de l’ambition de fixer une stratégie, puisqu’elle reste dans une tonalité de document préparatoire : « quelques domaines prioritaires peuvent être identifiés », est-il écrit deux fois. Il n’est même pas indiqué si l’ordre dans lequel les thèmes sont cités correspond ou non à une forme de classement.

Cette prudence est à rapprocher du ton plus sûr adopté par le rapport du Comité opérationnel sur la recherche du Grenelle de l’environnement lorsqu’il aborde « la question énergétique » :

« Les priorités nouvelles sont claires : développement des efforts de recherche notamment sur le solaire, la capture des gaz à effet de serre, les biocarburants de seconde génération, avec des actions transversales (qu’on retrouve dans le domaine des transports) sur le stockage de l’énergie (batteries), l’électronique de puissance et les matériaux. » (p.8).

Le ton est différent parce que certainement l’assise intellectuelle est plus solide : d’un côté, il s’agit sans doute de l’ébauche d’un document qui aurait dû avoir une portée politique ; de l’autre, il s’agit d’une réponse pleine d’élan et d’allant d’un comité de personnalités qualifiées, auxquelles une lettre de mission ministérielle demande directement de « décliner de façon opérationnelle les conclusions du Grenelle en matière de recherche […] et de proposer en conséquence une stratégie nationale de recherche sur les thématiques suivantes : changement climatique ; nouvelles technologies de l’énergie ; transports propres ; soutien aux démonstrateurs technologiques ; bâtiments écologiques ».

La liste des priorités de cette autre stratégie est à peu près la même que celle de mai 2007³ sous réserve de trois nuances :

- la pile à combustible n’est mentionnée au titre de la propulsion des véhicules que pour les transports lourds ou publics ;

- l’accent est mis sur l’importance de la recherche sur les composants de puissance pour la gestion de l’énergie ;

- une simple veille technologique est préconisée pour les énergies éoliennes, géothermiques et marines.

Mais, globalement, il s’agit déjà d’une stratégie à la fois plus affirmée et plus affinée.

Fait défaut dans les deux cas, au-delà des analyses et explications ad hoc qui justifient la mise en avant de chacun des domaines présentés comme prioritaires, une démarche systématique par critères, qui permette de donner un fondement objectif à la répartition des moyens budgétaires entre les différentes priorités et, éventuellement, à une évolution de cette répartition.

En outre, s’agissant d’un domaine où la dimension temporelle est cruciale, il manque une présentation par « Road Map », permettant d’avoir une vue synthétique sur l’émergence successive des technologies.

2. Les caractéristiques attendues d’une stratégie

La lecture des six pages de synthèse sur la stratégie nationale de recherche énergétique ne permet pas de retrouver ce qui fait habituellement les traits caractéristiques d’une stratégie :

- d’abord, l’affirmation politique déterminée des orientations choisies ;

- ensuite, la mention des critères pris comme références pour établir ces orientations ;

- enfin, les travaux ayant permis de choisir les orientations au vu des critères retenus.

Une stratégie a en effet pour fonction de fournir un guide pour l’avenir, et elle n’est utile qu’en étant validée, expliquée, et justifiée.

Or, la stratégie énergétique de mai 2007 :

- n’est pas validée, car les orientations choisies ne sont pas politiquement soutenues.

On s’attendrait à ce qu’une autorité politique prenne la responsabilité d’endosser la liste des orientations évoquées ; on découvre, au bas de la page 11, que le rapport a été préparé par les services des deux ministères chargés de la recherche et de l’industrie, donc qu’il ne s’agit que d’un document administratif, sans dimension politique. Cependant, le législateur n’a pas voulu un document administratif, puisqu’il a précisé que le ministre chargé de l’énergie et le ministre chargé de la recherche « arrêtent » la stratégie.

Les circonstances politiques de mise en place d’un nouveau Gouvernement au printemps 2007 expliquent sans doute en partie cette absence d’endossement politique. Il paraît évident que la deuxième version de la stratégie doit correspondre à une feuille de route fixée explicitement par les deux ministres concernés, ou mieux encore, par le Gouvernement, le Premier ministre lui conférant la force de tout document portant sa signature. C’est un point de procédure qui sera approfondie plus loin.

- n’est pas expliquée, car les critères de choix ne sont pas explicités.

Certes, le rapport rappelle, dans sa troisème partie, les éléments du « contexte politique et législatif », et la page 9 en particulier recense les « principales orientations de la politique énergétique française ». Mais on pourrait s’attendre à ce que ces diverses indications soient transformées en critères opérationnels de choix, permettant la construction d’une grille d’analyse grâce à laquelle toutes les pistes de recherche pourraient faire l’objet d’une analyse objective.

Seuls deux critères sont effectivement explicités en haut de la page 12, et sont tout à fait fondamentaux :

Ø l’indépendance énergétique ;

Ø la lutte contre le changement climatique.

Mais ce début de grille d’analyse devrait être complété par d’autres critères permettant d’apprécier l’intérêt des différentes pistes de recherche. On peut en citer par exemple trois :

Ø « la date probable de [] déploiement sur les marchés », critère temporel retenu par le rapport Chambolle⁴, mais aussi mis en avant par M. Raymond Leban⁵, citant en exemple la « maturité technologique » dans un rapport du World Business Council for Sustainable Development ;

Ø le poids relatif de « l’intérêt sociétal » et de « l’intérêt sectoriel » qui, selon Jean-Paul Langlois, doit déterminer le degré de l’engagement de l’État ;

Ø « les risques » et « les enjeux », critères représentatifs de l’espérance économique de gains, dont M. Jean-Louis Beffa a signalé qu’ils étaient d’usage courant dans les démarches stratégiques conduites par les entreprises et les pays étrangers.⁶

- n’est pas justifiée, car les orientations ne ressortent pas de l’analyse de critères.

On voudrait trouver dans le rapport un commentaire sur la manière dont chaque piste technologique se trouve appréciée à l’aune d’une grille de critères de référence. Cette partie devrait même constituer l’essentiel du rapport, retraçant les diverses consultations ayant permis de nourrir cette appréciation. A cet égard, le rapport mentionne bien, en bas de la page 11, que « les acteurs concernés ont été sollicités sous diverses formes », faisant référence en particulier à l’organisation de quelques « tables rondes » thématiques, mais la retranscription des échanges n’est pas fournie.

A l’inverse, le rapport Chambolle, pour justifier les priorités qu’il affichait, s’est appuyé sur le contenu d’une série de grilles d’évaluation. Le rapport du World Business Council for Sustainable Development, mentionné précédemment, propose en annexe, technologie par technologie, un commentaire détaillé d’appréciation au regard des critères préalablement retenus. Au Department of Energy comme au Global Climate and Energy Project ⁷, les travaux d’appréciation de l’état des différentes technologies dans le cadre de la planification de l’effort de recherche donnent lieu à l’organisation de « Workshops », réunissant des spécialistes du domaine concerné, et les échanges sont publiés.

Le rapport de mai 2007 apparaît donc entaché d’un déficit méthodologique qui le prive d’une véritable portée stratégique, même s’il constitue incontestablement un document de référence pour une information synthétique sur les différentes pistes technologiques suivies dans l’énergie.

En fait, son élaboration pourrait s’inspirer d’une approche systématique de type « atouts/attraits » utilisée par certains exercices de prospectives, comme les documents « Technologies clés » 2000, 2005 et 2010, réalisés depuis 1995, tous les cinq ans, par la direction générale des entreprises, sous l’autorité du ministre de l’industrie qui en signe la préface.⁸

Le rapport sur la « stratégie nationale de recherche énergétique » fait d’ailleurs lui-même état de son déficit méthodologique en conclusion de la synthèse présentée en quatrième partie (en bas de la page 17) :

« Il s'agit en effet du premier exercice du genre qui demande encore à être approfondi. Il conviendrait en particulier de mieux cerner le poids respectif des différents domaines et de définir plus précisément les trajectoires industrielles associées. Ce travail d'approfondissement pourrait être assuré dans le cadre d'une déclinaison de la stratégie menée par les acteurs du domaine impliqués dans les différents champs techniques.

En particulier, le haut conseil de la science et de la technologie ainsi que les agences publiques en charge de la recherche pourraient apporter une contribution importante à cette transcription de la stratégie dans la pratique.

En termes de processus, le présent rapport pourrait être soumis à une large discussion, conduisant à préciser les analyses et à mobiliser les acteurs autour de quelques thèmes, favorisant ainsi les processus d'organisation de la recherche. A l'issue de cette étape, une nouvelle version tenant compte des apports de chacun des acteurs pourrait être produite, conduisant à une focalisation accrue sur les thèmes retenus comme indispensables à l'issue de cet examen. »

Dont acte ! Vos rapporteurs reconnaissent bien volontiers la difficulté du « premier exercice du genre », et souscrivent au besoin d’une mobilisation plus large de la communauté scientifique et technologique, y compris dans le secteur privé, pour parvenir à une « focalisation accrue » de la stratégie.

On peut du reste estimer que le Grenelle de l’environnement, et notamment les travaux du comité opérationnel sur la recherche de janvier à juin 2008, ont répondu pour partie à ce souhait d’une « large discussion », et du moins en ont fourni un modèle, même si le champ couvert s’étendait bien au-delà du domaine de l’énergie.

3. L’articulation entre les recherches publique et privée

Le premier alinéa de l’article 10 de la loi du 13 juillet 2005 mentionne que la stratégie nationale de recherche énergétique « organise l’articulation entre les recherches publique et privée ». Le verbe « organise » a un sens fort : il ne s’agit pas seulement de décrire les possibilités d’une coopération, mais d’aller jusqu’à la structurer, en intégrant l’effort des entreprises dans la stratégie nationale.

Le rapport traite de cette « articulation » de deux manières :

1°) La sixième partie, relative aux « acteurs de la recherche énergétique », présente, un à un, de manière synthétique, tous les mécanismes publics de soutien à la recherche pouvant bénéficier aux entreprises : ANR, Oseo, pôles de compétitivité, Réseau des technologies pétrolières et gazières, et ancienne AII (absorbée par Oseo au 1^er janvier 2008) ;

2°) Les fiches thématiques de la cinquième partie recensent, au cas par cas, les contributions des acteurs privés à l’effort de recherche. Ainsi, la fiche relative au « solaire photovoltaïque » rappelle l’implication de Total, EDF, Saint-Gobain dans ce domaine, à travers des organismes de recherche (IRDEP pour EDF), des projets ANR (Saint-Gobain) ou des filiales (Photovoltec, Tenesol, Atotech pour Total).

Mais il ne s’agit là que d’informations descriptives a posteriori sur l’état des efforts combinés des secteurs public et privé. Or, non seulement ce tableau n’est pas complet, car il manque un chiffrage de l’implication quantitative des entreprises dans la recherche en énergie⁹, mais surtout il ne correspond pas à la demande du législateur qui a voulu que la stratégie « organise l’articulation entre les recherches publique et privée ».

De fait, on peut s’interroger sur la possibilité de satisfaire une telle demande dans un contexte d’économie de marché très concurrentielle. En effet, la possibilité d’une articulation des recherches publique et privée dépend essentiellement dans ce contexte de l’initiative des entreprises. Or, plusieurs éléments de circonstance peuvent amener celles-ci à mesurer leur effort de coopération :

- d’abord, une coopération avec le secteur public oblige à une certaine transparence, ne serait-ce qu’en raison des procédures de contrôle qui entourent la mobilisation des fonds publics. Or, le secret sur leurs axes de recherche revêt parfois une dimension vitale pour les entreprises. La fin de non-recevoir, parfaitement explicite à cet égard, qu’a opposée la société BatScap, filiale de Bolloré en pointe dans la recherche sur les batteries au lithium, à la demande d’audition de vos rapporteurs, en porte un témoignage flagrant. M. Bernard Duhem, secrétaire permanent du PREDIT, auditionné le 17 avril 2008, a fait en outre part à vos rapporteurs de son sentiment que certaines petites entreprises privilégiaient les aides régionales durant les premières années de leur développement à dessein, afin de préserver plus facilement l’originalité de leur démarche ; en effet, la participation à des mécanismes de soutien national de recherche assure une visibilité qui déclenche plus vite l’alerte chez les concurrents potentiels. Christian Ngô, qui a exercé une mission de conseil auprès du gouvernement vietnamien, a d’ailleurs signalé que la participation à un pôle de compétitivité constitue paradoxalement un risque, car c’est une manière de faciliter la tâche de veille pour des entreprises concurrentes, surtout celles qui se trouvent très éloignées géographiquement ;

- ensuite, toute coopération entre recherches publique et privée élargie à plusieurs entreprises potentiellement concurrentes crée pour chacune la tentation d’un attentisme rationnel ; car chacune a intérêt à ce que les autres fassent un effort d’investissement pour faire progresser une recherche dont toutes profiteront de toute façon. D’après certains interlocuteurs de vos rapporteurs, les programmes communautaires de recherche sont malheureusement structurés d’une manière qui, parfois, encourage ce genre de comportement.

Ainsi, il paraît difficile pour des représentants de l’État d’impliquer les acteurs privés de la recherche dans une vaste consultation, permettant de recueillir toutes les informations nécessaires à l’organisation d’un effort collectif optimisé. Cette phase préliminaire à toute tentative pour instaurer de meilleurs mécanismes d’articulation avec la recherche publique se heurte à des obstacles structurels, liés à des comportements rationnels en situation concurrentielle. Les services ministériels en charge du rapport de mai 2007, comme vos rapporteurs à l’occasion de précédentes missions, en ont fait l’expérience.

Les entreprises publiques vont certes accepter de se prêter à une coopération voulue par leur actionnaire principal ; et, par exemple, les recherches sur les réacteurs nucléaires de quatrième génération reposent sur une bonne entente entre les partenaires français. Par ailleurs, une situation de rattrapage, avec des enjeux de secret industriel moindres, peut également créer une adhésion spontanée à un effort coopératif de la part des grands acteurs privés ; il sera ainsi certainement possible d’obtenir l’union sacrée des industriels français pour un rattrapage du retard dans le domaine de l’énergie solaire. Mais une démarche générale systématique relevant d’une sorte d’exercice de planification paraît en revanche très difficile.

En dépit de cette situation structurelle d’asymétrie d’informations entre l’État et les acteurs privés, il existe cependant une manière de créer les conditions d’une articulation minimale entre les recherches publique et privée ; elle a été rappelée à vos rapporteurs par M. Alain Bugat, Administrateur général du CEA lors de son audition du 19 juin 2008 : elle consiste à mener une politique publique cohérente et déterminée. Car une démarche de l’État claire et forte fixe un cap pour les anticipations des investisseurs, et a un effet d’entraînement sur la recherche privée. Or, une fois l’engagement des acteurs acquis, une concertation pragmatique, et non pas programmatique, pour organiser un partage des tâches avec la recherche publique, au cas par cas, dans chaque domaine concerné, est beaucoup plus facile à instaurer, sous réserve qu’existent les instances de pilotage adéquates.

En conclusion, la faiblesse du rapport de mai 2007 quant à l’organisation de l’articulation entre les recherches publique et privée révèle certainement plus une difficulté fondamentale qu’une insuffisance d’implication des rédacteurs du rapport. Cette articulation doit s’envisager d’une manière pragmatique, au niveau le plus opérationnel, comme en donnent l’exemple le PREDIT et le PREBAT. La meilleure manière de susciter une envie de coopérer des acteurs privés consiste à inscrire l’effort de recherche publique en énergie dans le cadre plus général de politiques cohérentes et déterminées.

La deuxième version de la stratégie nationale de recherche énergétique devrait cependant fournir, autant que possible, plus d’indicateurs chiffrés sur l’implication du secteur privé dans cette recherche, de manière à permettre d’apprécier son poids global, sa dynamique d’ensemble et son orientation sectorielle. Sur ce point, vos rapporteurs font écho à la demande formulée en conclusion par le rapport du comité opérationnel du Grenelle de l’environnement sur la recherche, en ce qui concerne « une évaluation fiable sur la répartition thématique des dépenses françaises de recherche et développement » (p.21). Ils souhaitent notamment que cette évaluation intègre de manière précise l’impact du crédit d’impôt recherche.

4. La dimension temporelle

Tout exercice de stratégie inclut un échelonnement des objectifs à atteindre dans le temps. Cependant, comme cela a déjà été souligné en introduction, l’appréciation de la date de disponibilité effective des nouveaux systèmes technologiques revêt un caractère particulièrement crucial dans le domaine de l’énergie, pour deux raisons :

- la première tient à ce que cette date de disponibilité est d’autant plus difficile à définir qu’elle est lointaine ; or, le délai d’émergence d’une technologie de l’énergie est particulièrement long, de l’ordre de plusieurs dizaines d’années ; un travail d’expertise visant à apprécier avec justesse cette date constitue dès lors un apport d’autant plus précieux ;

- la seconde résulte de ce que l’adaptation de l’offre à la rapide augmentation tendancielle de la demande d’énergie, liée au dynamisme de la démographie mondiale et à la hausse du niveau de vie dans les pays émergents, va dépendre fortement de la possibilité d’opérer, à temps, le déploiement de ces nouveaux systèmes technologiques.

Le rapport de mai 2007 prend bien en compte cette dimension temporelle en développant à sa manière les deux arguments précédents :

- « Les constantes de temps particulièrement longues dans le domaine de l’énergie, liées tant au cycle de renouvellement des installations et des investissements qu’à la complexité des procédés à élaborer et à la multiplicité des options ouvertes, appellent une implication déterminée des acteurs publics qui apportent une indispensable continuité d'action. » (p. 7)

- « Compte tenu des constantes de temps dans le domaine de la recherche, la disponibilité industrielle et la pleine efficacité de technologies contribuant à réduire les émissions de gaz à effet de serre à l’horizon 2050 supposent de s’engager d’ores et déjà résolument sur la trajectoire correspondante. En particulier, cela implique que, dès que possible et au plus tard avant 2020, les principales options technologiques aient été identifiées et évaluées afin de définir de manière pertinente le bouquet énergétique qui devra être déployé au cours des décennies ultérieures. » (p. 11)

Par ailleurs, la synthèse de six pages valant « stratégie nationale de recherche énergétique » s’efforce effectivement de dater l’arrivée à maturité industrielle des différentes technologies mentionnées. Par exemple : « L’obtention des batteries embarquées permettant une autonomie de 200 kilomètres et commercialisées à un coût compétitif pourrait être envisagé vers 2015 si les espoirs fondés sur les recherches actuelles se matérialisent. » (p. 15)

Cependant, la deuxième édition de la « stratégie nationale de recherche énergétique » devra compléter cet échéancier au cas par cas par deux éléments de synthèse complémentaires, l’un diachronique, l’autre synchronique.

► La synthèse diachronique doit permettre d’apprécier, sur la durée, la cohérence d’un effort technologique permettant d’atteindre successivement les différents objectifs retenus comme prioritaires ; elle suppose la réalisation de ce que les anglo-saxons appellent des « Road Maps », c'est-à-dire des « échéanciers technologiques », qui sont déjà d’usage courant dans certains organismes de recherche. Le schéma suivant, réalisé par l’IFP, en donne un exemple pour la technologie des moteurs :

ROAD MAP "MOTEURS-CARBURANTS"

Légende : Les rectangles de taille croissante illustrent la montée en puissance entre l’apparition des premiers modèles et la prise d’une part significative de marché (5 à 10 %).

► La synthèse synchronique vise à vérifier qu’à certaines échéances clefs, typiquement celles de 2020 et 2050 pour le premier exercice de « stratégie nationale de recherche énergétique », l’ensemble des technologies disponibles permettent un ajustement de l’offre et de la demande d’énergie. En somme, cette approche complémentaire décrit une cible en matière de « mix » énergétique à divers horizons. Le schéma suivant, tiré d’une présentation de l’EPRI illustrant l’impact de la technologie du captage et stockage du CO₂ sur le « mix » électrique américain, à l’horizon 2050, en fournit un exemple :

L’ÉVOLUTION DU « MIX » ÉLECTRIQUE DES ÉTATS-UNIS

Source : Electric Power Research Institute

Les travaux du Grenelle de l’environnement ont été l’occasion d’étudier des scénarios d’impact du projet de loi de programme dit « Grenelle 1 », qui s’inscrivent directement dans un effort de synthèse mettant en valeur, à diverses échéances, la cohérence des choix stratégiques retenus.

ÉVOLUTION DE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE PRIMAIRE FRANÇAISE

(A gauche : scénario de référence ; à droite : impact estimé du « Grenelle 1 »)

Source : MEEDDAT (DGEC)

Si un « échéancier technologique » relève entièrement du domaine de la recherche, une synthèse synchronique mobilise des informations à la fois sur la recherche et sur le devenir des systèmes technologiques anciens ; elle déborde donc sur le terrain de la politique énergétique, et s’inscrit dans le cadre d’un exercice plus large de prospective sur l’énergie, tel que celui réalisé par le Centre d’analyse stratégique sur les « Perspectives énergétiques de la France à l’horizon 2020-2050 ». En l’occurrence, le rapport « Syrota » est paru en septembre, quelques mois après celui sur la « stratégie énergétique », et d’après les informations recueillies par vos rapporteurs, il n’a pas été possible de coordonner les travaux préparatoires du premier avec ceux du second.

Il serait indispensable que l’équipe interministérielle en charge de la prochaine version de la « stratégie nationale de recherche énergétique » puisse s’appuyer non seulement sur des travaux de prospective sur l’énergie, comme ceux réalisés par l’Académie des technologies¹⁰, mais encore sur des moyens de simulation de scénarios, comme ceux mobilisés pour l’étude d’impact du Grenelle de l’environnement.

B. LES LEÇONS DU GRENELLE DE L’ENVIRONNEMENT

Cette mission d’évaluation ne peut pas s’en tenir de manière réductrice à l’examen du rapport de mai 2007. Le contexte de la politique de l’énergie a en effet beaucoup évolué depuis la publication de ce rapport, et le Grenelle de l’environnement notamment a contribué à une mobilisation générale permettant de resituer les efforts de recherche au sein des politiques publiques touchant à l’énergie.

1. La place de la recherche dans la politique de l’énergie

Alors qu’aux États-Unis ou au Japon, la recherche en énergie est gérée comme une composante à part entière de la politique de l’énergie, la France la rattache institutionnellement au monde de la recherche.

Ces deux modalités d’organisation ont chacune leur justification, et celle consistant à considérer l’énergie comme un objet de recherche parmi d’autres, sans marquer son lien avec l’aval industriel de la filière, met implicitement en avant les effets de synergie pouvant intervenir entre les différents domaines de recherche. Du reste, la mise en œuvre de la LOLF a permis de corriger en partie cette séparation artificielle puisque le responsable du programme 188 sur la recherche en énergie est le directeur général de l’administration en charge des questions d’énergie (ancien DGEMP devenu DGEC).

Cependant, le rapport de septembre 2007 du rapport du Centre d’analyse stratégique sur les perspectives énergétiques de la France à l’horizon 2020-2050 (rapport « Syrota ») a mis en évidence que, dans un secteur où les ajustements s’opèrent sur plusieurs dizaines d’années, les choix en matière de recherche doivent se faire prioritairement en cohérence avec le pilotage de toute la filière. Allant même plus loin, il indique clairement que cette cohérence doit prendre forme au niveau des arbitrages budgétaires entre le présent et le futur :

« L’arbitrage à réaliser au niveau des dépenses publiques entre le soutien aux actions immédiates d’investissement et le soutien aux actions de R&D qui permettront à notre pays de maîtriser les technologies d’avenir indispensables à son développement durable, est un élément clef de toute politique énergétique. » (p.147).

Le Haut Conseil de la science et de la technologie lui aussi, dans son premier avis du 4 avril 2007 relatif à « l’effort scientifique et technologique de la France en matière énergétique », après avoir conseillé de « maintenir les technologies nucléaires au meilleur niveau », a mis en avant un besoin d’arbitrage, en soulignant « le déficit d’arbitrage entre les technologies alternatives, domaine dans lequel les recherches doivent être conduites avec détermination. »

L’ajustement du potentiel de production d’électricité de pointe fournit une bonne illustration de ce besoin d’arbitrage entre le présent et le futur, et entre les solutions technologiques. En effet, l’implantation d’une centrale thermique à flammes constitue en ce cas une réponse directe, tandis qu’un investissement équivalent dans la recherche sur le stockage en énergie peut fournir à terme une solution équivalente. Une anticipation de l’évolution de la demande d’énergie dans le cadre d’une stratégie de moyen terme conduit donc à une décision d’investissement différente.

Le Grenelle de l’environnement a conforté ce besoin de cohérence entre l’effort de recherche et l’action politique touchant à l’énergie, de deux manières :

- d’une part, les conclusions des tables rondes tenues du 24 au 26 octobre 2007 ont conduit à créer, à côté du comité opérationnel sur la recherche, plusieurs comités opérationnels touchant aux questions de l’énergie à la fois sous l’angle de la recherche et des politiques publiques. On peut mentionner en particulier ceux relatifs aux « Bâtiments neufs publics et privés » (chantier 1), « Bâtiments existants » (chantier 3), « Véhicules performants » (chantier 8), « Énergies renouvelables » (chantier 10) ;

- d’autre part, le comité opérationnel sur la recherche (chantier 33) a souligné que la nécessité de « s’adapter » devait conduire à resituer l’effort de recherche dans une démarche plus large consistant à « développer observation et modélisation », « cartographier les enjeux », « maîtriser le coût des choix », et à mieux anticiper l’acceptabilité sociale des projets, par le moyen notamment d’une plus intense sollicitation des sciences humaines et sociales. Cela revient à faire de la recherche une composante de la « gouvernance de l’adaptation », devant conduire en particulier à déterminer parmi les mesures à prendre, celles qui « doivent relever principalement de la sphère individuelle ou collective (taxe à la consommation ou à la production, par exemple) ».

Il est un cas où l’intégration de la recherche à une démarche plus générale de « gouvernance de l’adaptation » paraît particulièrement importante aux yeux de vos rapporteurs. Il se produit lorsqu’il s’agit de favoriser le déploiement de nouvelles technologies dont le succès dépend crucialement de l’adhésion du grand public, comme l’énergie solaire. Il est alors effectivement essentiel d’assurer la cohérence entre, d’un côté, l’effort de recherche, et de l’autre, la mobilisation des filières professionnelles en vue de garantir la disponibilité et la fiabilité des services d’installation et de maintenance. Une action des pouvoirs publics parfaitement coordonnée sur ces deux plans est une condition indispensable pour faire jouer au mieux les effets en retour stimulants, pour la technologie, d’un marché dynamique, comme cela s’est produit dans le domaine des communications électroniques (téléphone mobile, Internet).

De là, l’absolue nécessité de gérer la recherche en énergie dans le cadre plus large des enjeux de la filière. A cet égard, le maintien d’une responsabilité conjointe des deux ministères en charge de l’industrie et de la recherche peut fonctionner sans avoir besoin de créer un « département de l’énergie » à la française. Mais il serait néanmoins utile d’instituer une autorité en mesure d’engager sa responsabilité sur les arbitrages levant les dilemmes mis en évidence par le rapport « Syrota », appelant des arbitrages entre le présent et le futur, ou par le Haut Conseil de la science et de la technologie, s’agissant des « technologies alternatives ».

À cet égard, vos rapporteurs estiment que la fonction du « Haut commissaire à l’énergie atomique » devrait être élargie pour créer un « Haut commissaire à l’énergie ».

La réforme serait d’autant plus facile à réaliser que, d’ores et déjà, les missions du Haut commissaire à l’énergie atomique dépassent, en dépit du titre qu’il porte, le seul champ de l’énergie nucléaire. L’article 5 du décret n°70-878 du 29 décembre 1970 relatif au Commissariat à l’énergie atomique indique en effet qu’il « peut saisir directement le comité de l’énergie atomique et les ministres intéressés de ses propositions concernant l’orientation générale scientifique et technique qui lui parait souhaitable » ; en outre : « Il peut être chargé de diverses missions, notamment dans le domaine de l’enseignement. ». Et M. Bernard Bigot s’est déjà illustré dans ces missions de portée plus générale, en démontrant l’intérêt stratégique pour notre pays des biocarburants de deuxième génération, et en rendant un rapport au Gouvernement sur l’organisation de l’enseignement supérieur sur l’énergie.

Il conviendrait cependant de compléter cette structure de gouvernance de toute la filière de l’énergie, d’instances de pilotage spécifiques pour la recherche en énergie.

2. Le besoin d’instances de pilotage

La « stratégie nationale de recherche énergétique » nécessite un dispositif de pilotage, car il faut que le temps de l’action succède à celui de la réflexion.

Le processus du Grenelle de l’environnement en fournit là encore l’illustration : la phase initiale de large consultation de l’automne 2007 a défini les axes de travail des comités opérationnels, dont les conclusions ont nourri les deux projets de loi, l’un « de programme », l’autre « d’engagement ». Maintenant que vient le temps de l’action, une double structure permet de suivre la mise en œuvre :

1°) Le Comité de suivi du Grenelle de l’environnement maintient le dialogue entre l’État et les quatre autres acteurs ayant participé à la phase initiale de réflexion (syndicats, patronat, collectivités territoriales, ONG). Il se réunit environ toutes les six semaines, et se trouve pérennisé par l’article 1^er du projet de loi « de programme » : « L'État élabore la stratégie nationale de développement durable et la stratégie nationale de la biodiversité (…) L'État assure le suivi de la mise en oeuvre de cette stratégie au sein d'un comité pérennisant la conférence des parties prenantes du Grenelle de l'environnement ».

2°) Des coordinateurs ont été nommés pour veiller à atteindre certains objectifs : le Premier ministre a ainsi confié, en janvier 2009, à M. Philippe Pelletier, le pilotage du « programme de réduction des consommations énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments », à travers la mise en place d’un Comité stratégique du "Plan Bâtiment Grenelle". M. Jean-Louis Legrand a été désigné, en février 2009, « coordinateur interministériel » du programme sur les « véhicules décarbonnés » (électriques ou hybrides rechargeables), dont le Président de la République avait fait l’annonce le 9 octobre 2008. La Poste a reçu mission en juillet 2008 de coordonner l’effort d’investissement dans la voiture électrique de la vingtaine des grands utilisateurs publics et privés de flottes captives, devant se traduire par des appels d’offre pour l’achat en commun de 100.000 véhicules d’ici fin 2012.

Pour la « stratégie nationale de recherche énergétique », l’élaboration du rapport correspondait au temps de la réflexion ; un temps de la mise en œuvre doit suivre, s’appuyant également sur des instances de pilotage en situation de responsabilité vis-à-vis des objectifs définis comme prioritaires. Ces instances de pilotage doivent intervenir à deux niveaux, comme le Grenelle de l’environnement en donne l’exemple :

- un conseil de suivi d’ensemble ;

- des coordinateurs pour les projets prioritaires.

► S’agissant du suivi d’ensemble de la mise en œuvre d’une stratégie de recherche, le Japon dispose d’un modèle, le Council for Science and Technology Policy (CSTP), dont l’expérience a pu être analysée par vos rapporteurs grâce à l’audition, à Tokyo, de Mme Yuko Harayama, professeur à l’Université de Tohoku, et membre du conseil d’administration de Saint-Gobain. Mme Harayama a été membre du CSTP pendant deux ans ; c’est une spécialiste de l’économie de la science et de la technologie.

Le CSTP se compose pour moitié de personnalités scientifiques, pour l’autre moitié de ministres en exercice concernés par la recherche ; il se réunit environ tous les deux mois, sous la présidence physique effective du Premier ministre. Il s’agit quasiment d’un conseil des ministres restreint régulier, élargi à des universitaires ou des industriels reconnus.

Il assure l’élaboration, et l’évaluation au niveau de la mise en oeuvre, de grands plans quinquennaux pour la recherche, dont le premier, mis en place par une loi sur la science et la technologie de 1995, a couvert la période 1996-2000. Le CSTP a été institué en janvier 2001, et a pris en charge le deuxième plan (2001- 2005), puis le troisième (2006-2010) actuellement en cours de mise en œuvre.

Le CSTP couvre l’ensemble des domaines de recherche scientifique et technologique, et de ce point de vue, il s’inscrit plus dans une démarche du type de la « stratégie nationale de recherche et d'innovation » lancée par le Président de la République, le 22 janvier dernier, que de la très spécifique « stratégie nationale de recherche énergétique », prévue par la loi du 13 juillet 2005.

Cependant, deux enseignements peuvent être retirés de ce modèle :

- d’abord, la force d’une stratégie vient de ce qu’elle est entérinée par les plus hautes autorités de l’État. La présence du Premier Ministre au CSTP montre que les priorités de recherche inscrites dans le plan quinquennal sont pleinement entérinées par le Gouvernement japonais. A l’inverse, la « stratégie nationale de recherche énergétique » de mai 2007 se présente comme un document administratif sans portée politique. Les deux auteurs de ce document aux termes de l’article 10 de la loi du 13 juillet 2005, à savoir les ministres chargés de l’industrie et de la recherche, n’ont même pas endossé son contenu par une courte préface. Or, la loi énonce qu’ils « arrêtent et rendent public » le document, ce qui renvoie à une procédure administrative très précise, qui n’a pas été respectée. De fait, il semblerait nécessaire à vos rapporteurs que la « stratégie nationale de recherche énergétique » soit présentée et adoptée en Conseil des ministres, avant d’être publiée au Journal Officiel par arrêté conjoint des deux ministres précités ;

- ensuite, il apparaît indispensable de confier le suivi de la mise en œuvre à une instance collégiale. La loi confie d’une certaine façon cette mission à l’OPECST, car le deuxième alinéa de l’article 10 de la même loi prévoit que le Gouvernement lui présente chaque année les conclusions d’un rapport « sur les avancées technologiques résultant des recherches qui portent sur le développement des énergies renouvelables et la maîtrise de l’énergie et qui favorisent leur développement industriel ». Mais ce mécanisme n’a pas fonctionné, puisque le Gouvernement n’a pour l’heure transmis au Parlement aucun rapport répondant à cette prescription législative, bien qu’un document soit effectivement en préparation. Outre que les services concernés du Gouvernement ont été fortement mobilisés par le Grenelle de l’environnement, cette défaillance révèle sans doute un déficit de structure. Vos rapporteurs, se référant au modèle de la « Commission nationale d’évaluation » (CNE) institué puis complété par les deux lois sur la gestion des déchets radioactifs du 30 décembre 1991 et du 28 juin 2006¹¹, suggèrent qu’une commission similaire couvre le champ des nouvelles technologies de l’énergie. Dans ces domaines, comme la CNE actuelle, cette nouvelle commission serait « chargée d’évaluer annuellement l’état d’avancement des recherches et études », et cette évaluation donnerait lieu à un rapport annuel transmis au Parlement, qui en saisirait l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques. En l’état du droit, une telle commission, composée de personnalités bénévoles peut être mise en place par le Gouvernement de sa propre initiative. Mais elle peut être aussi créée sur le modèle de la CNE par un amendement dans l’un des deux projets de loi relatifs au Grenelle de l’environnement.

Bien que cela dépasse le cadre de ce rapport, vos rapporteurs mentionnent que les mêmes observations appliquées à la « stratégie nationale de recherche et d'innovation » conduiraient assez naturellement à instituer le « Haut Conseil de la science et de la technologie » comme instance collégiale de suivi de la mise en œuvre de cette stratégie de portée plus générale. Le « Haut conseil » est déjà chargé, en vertu de l’article 1^er de la loi de programme no 2006-450 du 18 avril 2006 pour la recherche « d’éclairer le Président de la République et le Gouvernement sur toutes les questions relatives aux grandes orientations de la Nation en matière de politique de recherche scientifique, de transfert de technologie et d’innovation. »

En vertu du principe selon lequel un régime spécifique s’applique par priorité sur un régime général, les deux structures de la « stratégie nationale de recherche et d'innovation » et de la « stratégie nationale de recherche énergétique » devraient s’emboîter et se compléter sans difficulté.

► S’agissant de la mise en place de coordinateurs opérationnels, qui rendraient compte de leur action devant l’une ou l’autre des deux « Commissions nationales d’évaluation », et en tant que de besoin, devant l’OPECST, les leçons de l’expérience japonaise confirment qu’ils ne doivent pas être :

- ni trop nombreux, sauf à prendre le risque que leur multiplication finisse par soulever des difficultés de mise en cohérence de leurs actions ;

- ni trop faibles, car ils ont justement pour rôle de transcender les clivages des structures ministérielles déjà en place.

En même temps, une position trop forte des coordinateurs risque d’introduire des rigidités nouvelles dans le dispositif de gestion de la recherche, en activant des mécanismes de « maximisation du pouvoir » ou de « capture par des intérêts privés », bien identifiés depuis le début des années 60 par les analyses économiques de l’école du Public Choice. Selon Mme Harayama, le CSTP doit d’ores et déjà faire face, alors que le Japon n’en est qu’à la mise en œuvre de son troisième plan quinquennal sur la recherche, à certains « goulots d’étranglement » institutionnels de cette nature.

Aussi vos rapporteurs préconisent-ils, pour l’instauration de coordinateurs, la simple désignation officielle de chefs de file parmi les partenaires des programmes de recherche. Cette reconnaissance officielle leur confèrerait un droit et un devoir de réorienter les efforts, s’ils constatent une dérive par rapport aux objectifs. En même temps, leur position d’acteurs de la coopération éviterait la création d’une structure transversale nouvelle risquant à terme de se rigidifier. C’est le modèle romain du « Primus inter pares », qui évite les écueils à la fois de la dispersion et de la tyrannie.

Le coordinateur peut d’ailleurs être en ce cas un établissement public : vos rapporteurs expliqueront dans la seconde partie de ce rapport, s’agissant par exemple des recherches sur la transmutation et les réacteurs de quatrième génération, qu’ils souhaitent voir le CEA placé très officiellement dans cette position.

3. La participation aux programmes internationaux

Globalement, le Grenelle de l’environnement présente un angle aveugle dont on peut considérer qu’il est inhérent à son principe même : dans la mesure où son objet est une mobilisation « nationale », la remise en perspective des efforts à accomplir dans le cadre de la coopération communautaire et internationale est un peu oubliée.

Certes, toute la démarche s’inscrit dans le respect des objectifs de l’Accord de Kyoto.

Mais, en bout de chaîne, au niveau de la déclinaison législative, les choses ne sont déjà plus si claires quand il s’agit par exemple du chauffage des bâtiments, au point que les députés ont éprouvé le besoin de réaffirmer le critère de la diminution des émissions de gaz à effet de serre dans la définition des normes de basse consommation d’énergie posée par le projet de loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement.

En outre, la position du Comité opérationnel sur la recherche relative au captage et stockage du gaz carbonique, consistant à justifier l’implication de la France dans les technologies correspondantes en y voyant un « marché potentiel à l’export », entretient une certaine confusion entre l’engagement humanitaire désintéressé, et le soutien commercial sectoriel, alors même que l’élimination directe du gaz carbonique participe sans ambiguïté de la lutte contre le changement climatique. A cet égard, la mention d’une participation déterminée à l’effort communautaire paraîtrait plus appropriée.

Vos rapporteurs voient un intérêt à resituer les objectifs de la politique de l’énergie par rapport à la coopération européenne et internationale, car cette approche permet d’établir une échelle de référence pour l’effort national à fournir. L’idée d’opérer une gradation dans les priorités en prenant en compte la dimension internationale a déjà été utilisée par le rapport Chambolle, qui distinguait les domaines où la France devait viser une position de « leader », de ceux où elle ne pouvait ambitionner qu’une position de « suiveur ».

Reprenant les analyses de Raymond Leban présentées au cours de son audition du 10 avril 2008, vos rapporteurs préconisent une échelle de priorités à quatre degrés, qui revient en quelque sorte à décliner sur deux niveaux la position de « suiveur » :

1. le soutien national pour assurer une position de leader mondial ;

2. la participation à l’effort européen ;

3. la participation à la coopération internationale ;

4. le maintien d’une veille technologique.

L’idée sous-jacente à la distinction entre la coopération internationale et l’effort européen est que le second est plus exigeant en termes d’investissement, dans la mesure où les programmes européens visent généralement à hisser l’Europe au premier rang mondial dans le domaine concerné. La notion d’effort « européen » permet du reste de couvrir la participation à différents types de structures :

- d’un côté, les programmes communautaires proprement dits, du type du « SET Plan », conçu et piloté par la Commission européenne ;

- de l’autre, les partenariats ad hoc entre certains membres de la Communauté européenne, dont Airbus et Ariane sont les modèles les plus en vue, mais qui sont nombreux aussi dans l’énergie nucléaire : Eurotrans¹², par exemple, pour la recherche sur la transmutation utilisant un réacteur piloté par un accélérateur de particules.

A cet égard, vos rapporteurs, reprenant une remarque du rapport Chambolle (p.70), regrettent l’éclipse des projets Eureka, qui permettent une collaboration entre les États membres permettant de trouver un équilibre entre la volonté de l’effort collectif et le souci des retombées nationales, puisque le partage des tâches y est d’emblée conçu de manière à ce que chaque État membre puisse retirer un avantage économique direct, en termes d’emploi notamment, de sa contribution. Le rapport Chambolle avait pertinemment suggéré que cette forme de coopération, construite sur un mode « bottom-up », puisse bénéficier d’une aide budgétaire de la Communauté européenne en tant que telle. Ils sont en général plus efficaces que les programmes communautaires proprement dits, conçus quant à eux sur le mode « top-down », et souvent encombrés pour cette raison de subtils équilibres diplomatiques.

La fixation d’un niveau de « veille technologique » correspond au choix de ne pas faire disparaître totalement une compétence, dans le cas où les progrès de la science la remettraient en valeur. Dans le cadre de l’élaboration d’une stratégie, la question se pose en effet de déterminer des domaines devant être placés en retrait, afin de pouvoir dégager les ressources nécessaires au soutien des domaines identifiés au contraire comme prioritaires.

S’il est clair que, d’un côté, un petit pays comme la Finlande doit faire des choix négatifs pour cibler son soutien public sur les domaines de recherche garantissant son avenir économique, et que, de l’autre, les États-Unis, plus grande puissance économique du monde, ont les moyens d’une recherche tous azimuts, la France, puissance de taille intermédiaire, doit trouver un équilibre entre ces deux modèles. Dans la mesure où le modèle américain correspond à un certain gaspillage de ressources, car la couverture exhaustive des différents domaines de recherche s’accompagne de la coexistence de laboratoires intervenant quasiment en concurrence dans certains périmètres¹³, le « calage » de la France sur une couverture large, mais avec un minimum de doublon et une modulation du soutien en fonction des domaines concernés, peut se justifier.

Comme cela a déjà été observé précédemment, le Comité opérationnel sur la recherche du Grenelle de l’environnement a déjà utilisé le niveau de la « veille technologique » pour affiner l’ordre des priorités de la stratégie qu’il a proposée.

En pratique, les domaines classés comme relevant de la « veille technologique » vont simplement dépendre pour leur financement des mécanismes de sélection de l’Agence nationale de la recherche. A l’inverse, les domaines de recherche faisant l’objet d’une priorité nationale doivent être :

- financés par une structure de financement pérenne, typiquement à travers une prise en charge budgétaire répartie entre les établissements publics de recherche, selon la nature de leur implication ;

- pilotés par un coordinateur, répondant aux critères définis précédemment, dont la responsabilité est clairement et officiellement identifiée.

Les domaines relevant de l’effort européen ou de la coopération internationale bénéficient d’un soutien défini par l’accord politique servant de support au programme concerné, généralement plus ou moins proportionné à la contribution des autres États participants.

*

* *

Pour conclure l’analyse sur la forme du rapport de mai 2007, il s’agit d’un document qui s’efforce certes de répondre à la demande du législateur, mais sans se hausser au niveau de ce qu’on pourrait attendre d’une « stratégie » : les axes prioritaires proposés ne sont pas justifiés, pas hiérarchisés, pas endossés par l’autorité politique ; les points d’appui pour un ajustement de l’allocation budgétaire font défaut. Une présentation et une adoption en Conseil des ministres auraient dû s’imposer comme un formalisme adéquat pour un document d’une telle importance.

Quant à la mise en œuvre de la stratégie, elle nécessite des instances de pilotage que vos rapporteurs veulent légères pour qu’elles restent efficaces : d’un côté, une Commission nationale d’évaluation des nouvelles technologies de l’énergie, inspirée de celle qui a fait ses preuves depuis deux décennies dans le domaine nucléaire ; de l’autre, des coordinateurs officiels désignés, selon le modèle du « primus inter pares », parmi les partenaires de recherche.

L’articulation des recherches publique et privée peut difficilement se concevoir au niveau d’une planification générale ; elle peut en revanche se mettre en place au niveau opérationnel, programme par programme, dès lors que l’État se montre capable d’engager des politiques claires et fortes sur certains axes prioritaires. Un bilan consolidé des moyens engagés, respectivement par l’État et les entreprises, devrait pouvoir être établi a posteriori, pour servir d’indicateur de l’effet d’entraînement de l’effort public de recherche.

II. LE FOND DE LA STRATÉGIE

Une démarche d’évaluation d’une « stratégie » peut difficilement s’abstenir d’une appréciation sur le fond, même si son objet principal vise surtout à déterminer si cette « stratégie » respecte bien certains principes de choix et de prospective, ainsi que les lignes directrices prévues par la loi ayant voulu son élaboration.

Le tableau suivant donne une idée de la répartition moyenne de l’effort de recherche français en énergie au cours des dernières années, réprésentant un montant total de près de 800 millions d’euros :

DÉPENSE PUBLIQUE DE RECHERCHE EN ÉNERGIE

(2006, en millions d’euros constants)

Energie nucléaire	477
Hydrocarbures fossiles	106
Efficacité énergétique	69
Pile à combustible	53
Energies renouvelables	52
dont Energie solaire	26
Biomasse	21
Energie éolienne	2
Géothermie	2
Captage et stockage du CO2	26
Technologies transverses	12
Stockage de l’énergie	2
TOTAL	797

Source : DGEMP / SOeS

Sur le fond, les données stratégiques se présentent différemment selon qu’elles concernent la recherche sur les technologies établies, s’appuyant déjà sur des secteurs industriels puissants, ou la recherche sur les technologies nouvelles, concernant des domaines d’industrialisation en devenir. Dans le premier cas, l’adaptation de la stratégie concerne des nuances. Dans le second cas, il s’agit véritablement de marquer des orientations.

A. LES TECHNOLOGIES ÉTABLIES

Le troisième alinéa de l’article 5 de la loi du 13 juillet 2005 est très clair quant à la nécessité de poursuivre un effort prioritaire dans les domaines nucléaire et pétrolier : « La politique de recherche doit permettre à la France d’ici à 2015, d’une part, de conserver sa position de premier plan dans le domaine de l’énergie nucléaire et du pétrole et, d’autre part, d’en acquérir une dans de nouveaux domaines ».

Le rapport sur la stratégie énergétique fait donc logiquement une bonne place aux efforts devant être conduits dans ces deux domaines, et vos rapporteurs n’ont que des nuances à formuler quant aux modalités de la recherche qui y sont conduites.

1. La recherche sur l’énergie nucléaire

La recherche dans le domaine nucléaire est structurée au niveau législatif depuis la loi « Bataille » du 30 décembre 1991, actualisée par la loi du 28 juin 2006, dont Claude Birraux a été rapporteur à l’Assemblée nationale. C’est dire si, d’une part, ce domaine a déjà fait l’objet de débats approfondis quant aux priorités de la recherche, et d’autre part, si vos rapporteurs le connaissent et le suivent de près.

a) Les axes législatifs

La structuration de l’effort de recherche s’organise en ce domaine, en France, à partir de la gestion des déchets nucléaires. Trois axes ont été retenus, fixés par la loi du 30 décembre 1991 et confirmés par la loi du 28 juin 2006 :

1. La séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue ;

2. Le stockage réversible en couche géologique profonde ;

3. L’entreposage.

Les recherches sur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue visent à l’élimination des déchets de haute activité en les utilisant comme combustibles. Elles conduisent, s’agissant de la transmutation, à poursuivre deux voies :

- d’une part, les nouvelles générations de réacteurs nucléaires mentionnées par l’article 5 de la loi du 13 juillet 2005 (quatrième génération) ;

- d’autre part, les réacteurs pilotés par accélérateur, dédiés à la transmutation des déchets (Accelerator Driven Reactor – ADS).

L’objectif est de disposer, en 2012, d’une évaluation des perspectives industrielles de ces filières et de mettre en exploitation un prototype d’installation avant le 31 décembre 2020.

Ces recherches sur la quatrième génération entrent dans le cadre d’un effort international (Gen IV International Forum – GIF) initié en 2000 par le Département de l’énergie américain, auquel la France participe avec la Russie, le Japon, la Chine, la Corée du Sud, le Canada, le Brésil, l’Argentine, la Suisse, le Royaume-Uni, l’Euratom.

Parmi les pistes technologiques explorées, la plus avancée est celle du réacteur rapide refroidi au sodium liquide, car elle a fait l’objet d’une première expérience réussie en 1951 avec le réacteur américain EBR1. En France, le même résultat a été obtenu avec le réacteur Rapsodie, en 1967. Cette piste correspond à l’une des formes de la surgénération, qui visent à produire plus de matières fissiles qu’il n’en est consommé. Les réacteurs Phénix mis en service en 1973, et Superphénix mis en service en 1985 et arrêté en 1998, ont contribué aux recherches dans cette voie.

A côté des recherches sur les déchets nucléaires et les réacteurs de quatrième génération, l’article 5 de la loi du 13 juillet 2005 mentionne le soutien du programme ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), qui vise à la production d’énergie par la fusion nucléaire. Le deutérium et le tritium transformés en un plasma porté à cent millions de degré produisent des atomes d’hélium et une énergie supérieure à celle mobilisée pour le chauffage du plasma. Un réacteur expérimental est en construction à Cadarache depuis début 2007 sous l’égide de l’organisation internationale éponyme, regroupant l’Union européenne, les États-Unis, le Japon, la Russie, la Chine, la Corée du Sud et l’Inde. M. Claude Birraux était rapporteur à l’Assemblée nationale de la loi du 13 février 2008 autorisant l’accord de siège entre la France et ITER.

b) Les inflexions souhaitables

S’agissant de la stratégie de gestion des déchets radioactifs, un suivi régulier en est assuré par l’OPECST, à travers l’audition de la Commission nationale d’évaluation (CNE) instituée par la loi du 30 décembre 1991 et renforcée par la loi du 28 juin 2006. Chaque année, la CNE procède à l’évaluation de « l’état d’avancement des recherches et études relatives à la gestion des matières et des déchets radioactifs », et transmet son rapport au Parlement qui en saisit l’OPECST. Celui-ci auditionne la CNE, sitôt son rapport rendu public.

Vos deux rapporteurs sont donc parfaitement au fait des développements de la recherche sur les trois axes autour desquels s’organise la stratégie de gestion des déchets radioactifs.

M. Christian Bataille préside en outre, depuis novembre 2007, le Comité local d’information et de suivi (CLIS) chargé auprès du laboratoire souterrain de Bure, en vertu de l’article 18 de la loi du 28 juin 2006, « d’une mission générale de suivi, d’information et de concertation en matière de recherche sur la gestion des déchets radioactifs ».

Leurs principales remarques pouvant enrichir le volet nucléaire de la stratégie de recherche en énergie concernent les points suivants :

La désignation de chefs de file

La responsabilité du management de la recherche sur chacun des trois axes mérite d’être précisée, car seule celle relative au stockage réversible appartient clairement à l’ANDRA. Il s’agit de désigner officiellement, pour chaque axe, des « coordinateurs », tels que définis précédemment. S’agissant des recherches sur la séparation et la transmutation, la CNE adresse des recommandations à la cantonade, montrant par là qu’en ce domaine la responsabilité n’est pas bien définie. Il s’agirait officiellement de confirmer la position prééminente du CEA, avec un pouvoir d’orienter l’effort de recherche conduit par les autres partenaires (CNRS, Areva). Par ailleurs, les recherches sur l’entreposage posent une difficulté de coordination entre les différents acteurs de la gestion des déchets, et une responsabilité claire à cet égard doit être confiée à l’un d’eux ; l’ANDRA, située au bout de la chaîne de traitement, est la mieux placée.

L’évaluation des recherches de Tournemire

Des recherches sur le stockage des déchets radioactifs sont poursuivies par l’IRSN dans le tunnel de Tournemire, au Sud de l’Aveyron, sans aucune coordination avec le reste des acteurs français. Ces recherches concernant le stockage dans l’argile ont pu avoir un intérêt jusque dans les années 90 tant que le choix entre différentes solutions de couches géologiques (argile, granit, sel) restait ouvert, mais perdent leur sens depuis que le laboratoire de Bure est ouvert, car c’est la connaissance de la couche d’argile de Bure, et non celle d’un lieu distant de plusieurs centaines de kilomètres qu’il importe désormais d’approfondir dans la perspective de créer un site de stockage. A tout le moins, l’IRSN devrait soumettre les résultats obtenus à l’évaluation par la CNE, conformément à ce que prévoit l’article 9 de la loi du 28 juin 2006.

Le rôle crucial de la séparation

S’agissant des recherches sur la transmutation, il convient d’insister sur le fait que leur finalité première, aux yeux du législateur, réside dans le brûlage de tous les actinides mineurs (neptunium, américium, curium), et non pas uniquement du plutonium. Les réacteurs de quatrième génération doivent fournir une solution pour l’élimination des déchets de haute activité, et non pas seulement élargir les ressources en combustibles par le brûlage du seul plutonium. A cet égard, les recherches sur la séparation, conduites notamment au laboratoire Atalante de centre du CEA de Marcoule, et qui visent à isoler les actinides mineurs au sein des combustibles usés, en vue de les exposer eux aussi à un bombardement neutronique devant assurer leur transmutation, constituent un axe fondamental de la stratégie de gestion des déchets radioactifs, et doivent en conséquence bénéficier de toutes les ressources nécessaires à leur avancée la plus rapide possible.

Le rappel de cette finalité première est essentiel à l’heure de la montée en puissance de la logique marchande dans la gestion managériale des acteurs industriels producteurs de déchets radioactifs, privatisés sinon déjà entièrement privés (EDF, Areva aujourd’hui, GDF-Suez demain), car ceux-ci peuvent être progressivement enclins à considérer leur rôle comme se limitant à fournir de l’énergie, en n’internalisant pas jusqu’au bout toutes les préoccupations d’une gestion complète de l’aval du cycle, et en interprétant de façon restrictive les contraintes imposées par la collectivité publique à cet égard.

La clôture du chantier « Superphénix »

Les recherches sur la transmutation supposent des expérimentations d’exposition à des sources neutroniques, et l’arrêt programmé du réacteur Phénix en 2009 va priver la France du seul outil dont elle dispose à cet égard, rendant la poursuite des travaux français tributaire de l’accès en coopération aux surgénérateurs russe (Beloïarsk) et indien (Kalpakkam). D’où l’idée parfois évoquée de remettre en service le réacteur Superphénix, arrêté depuis 1998.

Les cas de l’interruption en 1985, puis de la reprise en 2007, après des travaux de restauration, du réacteur n°1 de Browns Ferry aux États-Unis (Alabama), suivi de la reprise la même année du chantier du réacteur n°2 de Watts Bar (Tennessee), interrompu en 1985 alors qu’il était achevé à 60%, semblent montrer la voix. En théorie, la partie essentielle de l’installation de Superphénix demeure en place car, si la salle des machines est d’ores et déjà démantelée, la vidange du sodium n’a pas encore commencé. Une ligne électrique spéciale de 20 000 volts permet de maintenir le métal en fusion, le chauffage étant désormais assuré par un dispositif soudé à la cuve de sécurité, et non plus par les pompes primaires.

Mais des dispositions ont déjà été prises pour favoriser la vidange du sodium primaire, via le percement de trous dans les structures internes. En outre, les soudures effectuées sur la cuve de sécurité ont probablement altéré les propriétés mécaniques de celle-ci ; la mise en eau de tous les assemblages de combustibles les a rendu inutilisables, puisqu’inaptes à toute immersion dans le sodium ; enfin, l’arrêt de l’atelier de fabrication des combustibles à Cadarache est devenu lui-même irréversible pour des raisons de sûreté.

Dans ces conditions, la possibilité d’obtenir une autorisation par l’Autorité de Sûreté nucléaire d’une remise en exploitation paraît hautement improbable, car il faudrait :

1°) revenir au dessin de construction, ce qui supposerait des réparations dont la faisabilité et la durée seraient très incertaines ; du reste, les compétences nécessaires ont été dispersées et seraient préalablement à recréer ;

2°) démontrer ensuite que l’installation satisfait de nouveau aux conditions de sûreté prévues initialement. Or, ceci ne serait même pas suffisant, car les exigences en ce domaine ont été relevées depuis l’époque de la conception de Superphénix, entre 1965 et 1975 ; et l’Autorité de Sûreté nucléaire alignerait évidemment ses contrôles sur ceux effectués aujourd’hui sur les projets de réacteurs de génération 3.

Ainsi, à tous points de vue (délai, risque de projet, mobilisation des compétences, préparation de l’avenir), il apparaît nettement préférable de concentrer les moyens financiers et humains disponibles sur la réalisation et la mise en exploitation d’ici 2020, conformément à l’objectif fixé par l’article 3 de la loi du 28 juin 2006, d’un prototype de nature à ouvrir la voie vers la filière de quatrième génération, plutôt que de s’aventurer dans le chemin très improbable d’un redémarrage de Superphénix. M. Alain Bucaille, directeur de la recherche et de l’innovation d’Areva, s’est très clairement rallié à ce point de vue, lors de son audition du 5 juin 2008.

2. La recherche pétrolière

Bien que dépourvue de ressources hydrocarbures fossiles, la France a su construire au fil des décennies une industrie parapétrolière au niveau des premiers rangs mondiaux, lui permettant de sécuriser pour partie ses approvisionnements. Comme le précise l'article 5 de la loi du 13 juillet 2005, il n'y a pas de doute que l'effort de recherche dans ce domaine doit être maintenu pour préserver cette position. Vos rapporteurs souhaitent seulement attirer l'attention sur la nécessité d'apporter plus de lisibilité sur les conditions dans lesquelles l'État veille, selon les termes du même article : "à assurer une meilleure articulation de l’action des organismes publics de recherche et à organiser une plus grande implication du secteur privé."

a) Une position de premier plan

La création en 1924, sous le nom de Compagnie française de pétrole (CFP), d'une société d'économie mixte chargée de gérer les champs de pétrole irakiens reçus au titre des dommages de guerre, suivie de celle, en 1939, de la Régie autonome des pétroles (RAP), pour exploiter les gisements de gaz découverts en Haute-Garonne, ont donné lieu à la naissance respectivement des groupes Total et Elf, fusionnés en 2003 sous le seul nom de Total, aujourd'hui cinquième groupe pétrolier du monde derrière les américains Exxon Mobil et Chevron Texaco, le Néerlandais Shell, et le britannique BP.

Parallèlement, l’initiative des deux frères Schlumberger, Alsaciens ayant fondé la Société de prospection électrique en 1926, dont le siège social a été déplacé aux États-Unis, à Houston, en 1940, a assuré l’éclosion de tout un chapelet de sociétés spécialisées dans les techniques pétrolières, au premier rang mondial desquels se trouvent aujourd’hui la compagnie française CGG-Veritas pour les services d'exploration géophysique, et sa filiale Sercel pour les équipements de détection géophysique. Quant au groupe Schlumberger, il est encore partiellement français, même si son siège reste aux États-Unis : il est environ dix fois plus gros que le groupe CGG-Veritas, et couvre l’ensemble des technologies dites « des services pétroliers ». Il est le numéro  2 mondial dans le domaine de la géophysique via sa filiale WesternGeco.

L'Institut français du pétrole, organisme de recherche créé en 1944, a reçu dès l'origine une mission de valorisation du résultat de ses travaux, qu'il l'a conduit à mener à bien l'essaimage d'un certain nombre d'entreprises qui jouent aujourd'hui un rôle de premier plan sur leur segment de marché. La plus ancienne, Technip, créée en 1958, emploie aujourd'hui 21 000 personnes, et occupe le 5ème rang mondial dans le domaine de l'ingénierie et de la construction d'installations pour l'industrie des hydrocarbures. La société Beicip-Franlab a résulté de la fusion, en 1992, de deux entreprises créées par l'IFP respectivement en 1960 et en 1967; société de conseil et d'études disposant de plus de 200 experts, elle intervient dans plus de 100 pays pour plus de 500 compagnies pétrolières ou institutions, et édite des logiciels de modélisation et de simulation de réservoirs d'hydrocarbures (Athos, Temis, Dionisos) mondialement reconnus. Axens, issue par fusion en 2001 de la direction industrielle de l'IFP et de sa filiale Protacalyse SA créée en 1959, est aujourd'hui l'un des leaders mondiaux des technologies de raffinage et catalyseurs pour la production de carburants propres ; la société commercialise notamment un procédé de raffinage considéré comme la référence pour la production d'essence propre dans le monde.

L'industrie parapétrolière française fait régulièrement l'objet d'une étude préparée par la direction des études économiques de l'IFP, dont la dernière en date couvre l'année 2008. Il en ressort que cette industrie concerne environ 600 entreprises en France ; elle est assez concentrée puisque plus de 90 % du chiffre d'affaires total est réalisé par de grandes entreprises faisant un chiffre d'affaires supérieur à 150 millions d'euros ; elle est massivement orientée vers l'étranger puisque plus de 90 % du même chiffre d'affaires total est réalisé hors du territoire français, avec néanmoins une extraversion moins marquée, inférieure à 55 %, pour les sociétés de moins de 150 millions de chiffre d'affaires ; elle emploie près de 70 000 personnes au total, dont près de 40 % travaillent off shore.

Mais ce n'est pas seulement la réussite sur les marchés internationaux qui a couronné l'effort de long terme du secteur pétrolier français ; le prix Nobel de Chimie décerné en 2005 à Yves Chauvin, ancien ingénieur et directeur de recherche à l'IFP de 1960 à 1985, pour le développement de la "métathèse", procédé de synthèse utilisé quotidiennement dans l'industrie des produits pharmaceutiques et des matériaux plastiques, a montré que toute la filière fonctionnait au meilleur niveau mondial, depuis la recherche fondamentale jusqu'à la mise en oeuvre industrielle.

La France se trouve ainsi, vis à vis des ressources fossiles d'hydrocarbures, dans un schéma similaire à celui du Japon, qui a historiquement compensé son manque de ressources naturelles par la force de son industrie, en constituant la deuxième pétrochimie et la troisième capacité de raffinage pétrolière du monde. On retrouve dans cette similitude de situation l'illustration d'une remarque de Friedrich List dans son ouvrage de 1857 (Le système national d'économie politique) : "C'est la stimulation et la promotion de l'activité intellectuelle, de l'esprit de découverte et du savoir, de la qualification et de la compétence qui sont à la source d'une énergie et d'une force que ne peuvent remplacer les ressources naturelles".

b) Une stratégie cohérente

La stratégie suivie dans ce secteur est dominée par la perspective de la raréfaction progressive, d'ici la fin du siècle, par delà le fameux "pic de Hubbert", des ressources de pétrole et de gaz, accélérée par la croissance très forte de la demande mondiale d'énergie, notamment tirée par la hausse rapide du niveau de vie dans les nouveaux pays industriels. Elle consiste à gagner du temps pour le développement des technologies de substitution, en repoussant autant qu'économiquement possible les limites physiques de l'exploitation des gisements. Elle consiste aussi à préparer l'utilisation de nouveaux carburants dans les moyens de transport.

Cette stratégie demeure ainsi cohérente avec l'objectif du secteur pétrolier français, très dépendant des marchés internationaux, de se trouver en bonne position pour répondre aux évolutions de la demande mondiale.

Elle se trouve résumée par les cinq axes fixés par le contrat d'objectifs de l'IFP pour la période 2006-2010, signé en février 2007¹⁴ :

- contribuer à une meilleure mise en valeur des ressources pétrolières, notamment par des travaux sur l'évaluation du potentiel pétrolier des gisements et sur les technologies de production offshore (« Réserves prolongées ») ;

- contribuer à l'adaptation du raffinage aux exigences réglementaires et aux évolutions du marché des carburants (« Raffinage propre ») ;

- encourager l'émergence d'alternatives au moteur à combustion à carburants fossiles par ses travaux sur les motorisations et sur les carburants ("Véhicules autonomes ») ;

- contribuer à la diversification des sources d'énergie, notamment par ses travaux sur les procédés de synthèse de carburants et sur les technologies de production d'hydrogène (« Carburants diversifiés ») ;

- contribuer à l'effort de recherche international sur les procédés de captage, de transport et de stockage géologique du CO₂ (« CO₂ maîtrisé »).

Ces cinq axes s'inscrivent assez logiquement dans la lignée de ce qui fait la force, depuis cinquante ans, de la recherche pétrolière française, en marquant néanmoins une volonté de rééquilibrage au profit des questions touchant à la transformation et à l'utilisation de l'énergie, plus particulièrement en ce qui concerne les moteurs et les carburants.

Une visite par une délégation de l’OPECST du centre de l’IFP de Lyon, le 4 décembre 2008, a permis de constater l’adéquation des travaux conduits dans les laboratoires avec ces objectifs stratégiques, dans l’esprit comme dans la mise en œuvre.

Cependant vos rapporteurs souhaitent attirer l'attention sur trois points :

- les travaux sur les procédés de captage, de transport et de stockage géologique du CO₂ doivent prendre la forme, selon le contrat d'objectifs, d'une contribution à l'effort de recherche international; telle n'est pas la manière dont l'investissement français dans ce domaine est souvent présenté par les parties prenantes; cette différence sera analysée plus loin ;

- le contrat d’objectifs cite, au titre de la recherche exploratoire, la voie de la valorisation chimique du CO₂ (p.43). L’effort effectué dans ce domaine mérite d’être mieux mis en valeur, dans la mesure où il s’agit d’une solution complémentaire au stockage ;

- les missions de l'IFP devraient probablement prévoir un effort d'ouverture plus large à certains domaines technologiques nouveaux, sortant du cercle du pétrole et des moteurs, où néanmoins une expérience dans l'élaboration de procédés chimiques industriels serait potentiellement utile.

Vos rapporteurs ont connaissance que les compétences développées par l’IFP dans les géosciences et les techniques de dépollution vont l’amener à poursuivre un investissement technologique déjà engagé vers le domaine de l’eau, pour la gestion des aquifères, la gestion des eaux de production, la gestion des eaux industrielles.

En outre, l’IFP envisage d’ores et déjà une diversification scientifique vers la photochimie et l'électrochimie appliquées à la conversion et au stockage de l'énergie, ensemble d’activités qui intègrent la photodissociation de l'eau, le stockage d'électricité sous forme de composés chimiques liquides, et l'amélioration des batteries par la mise au point d’électrolytes à base de liquides ioniques gélifiés.

Vos rapporteurs suggèrent que cette diversification au fond intègre, après évaluation par l’IFP, un soutien futur éventuel à la valorisation industrielle de deux domaines scientifiques connexes, encore orphelins du point de vue de leur déclinaison économique : d'une part, l'électronique organique, visant à exploiter l'électroluminescence ou l'effet photoélectrique de certains composants organiques ; d'autre part, la chimie des polymères sans carbone (géopolymères) mise à jour par le professeur Joseph Davidovits, dans les années 70, à des fins d'ignifugeage des matériaux de la vie courante, et qui prend une signification nouvelle avec le besoin de trouver à terme un substitut aux matières plastiques d'origine pétrolière.

c) Un dynamisme technologique méconnu

Cependant, il est une dimension de la recherche dans ce secteur qui mérite une amélioration sensible, c'est la communication autour des efforts engagés et des résultats obtenus. Car la seule information venant de ce secteur qui émerge du flux médiatique est le montant du bénéfice de Total, qui dépasse depuis trois ans 12 milliards d'euros, suscitant des interrogations quant à l'origine et à l'emploi de cette somme.

Au cours des débats budgétaires, la question s'est même posée explicitement de la justification, dans le cadre du programme 188, d'une dotation publique de plus de 100 millions d'euros pour la recherche sur les hydrocarbures, alors que l'entreprise qui en semble le destinataire principal paraît disposer de toutes les ressources nécessaires à la poursuite de ses propres efforts de recherche. Ainsi, lors de la discussion de la loi de finances pour 2008, la commission des finances du Sénat a fait adopter, le 7 décembre 2007, un amendement diminuant de 3 millions d’euros les crédits du programme 188. Son rapporteur spécial, M. Philippe Adnot a expliqué que : « Les sociétés pétrolières, à l'heure actuelle, peuvent parfaitement dégager des crédits pour aider l'IFP à conduire et à améliorer ses recherches en profondeur. [Par ailleurs] le déplafonnement du crédit d'impôt recherche servira essentiellement aux très grandes entreprises pétrolières et les fonds qu'elles pourront lever à cette occasion seront très supérieurs aux prélèvements opérés. ». Le président de la commission, M. Jean Arthuis, a lancé « un appel à la responsabilité, à l'engagement des entreprises, notamment dans le secteur du pétrole et du gaz ».

Il convient à cet égard de signaler deux effets d'optique et un manque institutionnel.

Le premier effet d'optique tient en ce que la dotation publique en question correspond au produit d'une ancienne redevance sur les carburants, taxe parafiscale à l’assiette calée sur la TIPP et la TICGN¹⁵, dont le produit était identifié jusqu’à fin 2002 au sein d’un compte d’affectation spéciale, le « Fonds de soutien aux hydrocarbures » (FSH). Ce compte d’affectation a été alors supprimé, le circuit de financement étant budgétisé. L’opération était neutre, voire profitable à terme pour l’État qui a compensé la disparition de la redevance affectée par un relèvement de la TIPP, augmentant d’autant le produit des recettes générales, tandis que la dotation budgétaire compensatrice, initialement de 200 millions d’euros, n’a cessé de diminuer ensuite pour représenter 117 millions d’euros dans le budget pour 2009. Cette budgétisation a fait disparaître la réalité d’un financement autonome de la recherche sur les hydrocarbures pour en faire juridiquement une charge publique.

Or, l’analyse de cette charge ne doit pas omettre de prendre en compte, outre ce contexte historique, deux autres éléments importants :

- d’une part, le destinataire de la dotation publique, l’IFP, ne cesse d’augmenter ses ressources propres, résultant pour l’essentiel des rémunérations de ses prestations sur contrats, du paiement des redevances d’utilisation de ses brevets, et du versement des dividendes par ses filiales. Ces ressources propres progressent en tendance de 7% par an depuis 2001, jusqu’à représenter aujourd’hui 45% du montant des ressources totales de l’établissement ; par conséquent, la recherche pétrolière continue d’une autre manière à ne pas dépendre exclusivement des crédits publics ;

- d’autre part, en application notamment des recommandations du rapport Chambolle de juin 2004, le champ des recherches couvert par la dotation publique ne cesse de s’élargir, au point qu’un tiers seulement de cette dotation est dédié effectivement aux recherches sur les hydrocarbures, selon deux axes stratégiques fixés par le contrat d’objectifs : le « raffinage propre » (13%) et les « réserves prolongées » (21%). Deux tiers de la subvention publique servent donc à développer des travaux relevant des nouvelles technologies de l’énergie : « CO₂ maîtrisé », et surtout « Carburants diversifiés » et « Véhicules autonomes ». L’IFP fait notamment partie depuis 2006 du réseau des Instituts Carnot au titre de ses activités dans le domaine des moteurs et des carburants pour le transport.

Le second effet d'optique résulte de ce qu'un groupe international comme Total, qui mène beaucoup de projets en partenariats avec des entreprises et des États étrangers, doit fréquemment intégrer ses frais de recherche aux coûts d'exploitation, car ses interlocuteurs ne souhaitent pas contribuer explicitement à de tels frais. De fait, la mise en place d'une exploitation off-shore à des profondeurs sous l'eau inégalées jusque là, ou la mise au point d'un procédé de traitement de schistes bitumineux, intègrent de facto une part de R&D.

M. Pierre-René Bauquis, membre du comité de pilotage, qui a dirigé plusieurs filiales de Total au cours de sa carrière professionnelle, a expliqué aux rapporteurs que le montant des frais de recherche, évalué dans le strict respect de la réglementation, pouvait varier du simple au quadruple, selon la méthode comptable retenue. Le directeur général de Total, M. Christophe de Margerie, a d’ailleurs confirmé cette analyse, le 4 juin 2008, lors d’une audition conjointe, à l’Assemblée nationale, par les deux Commissions des affaires économiques et des finances : « Total consacre environ 1 milliard de dollars à la recherche et au développement, soit une hausse de 20 % en un an, sans compter le 1,8 milliard dépensé dans l’exploration pétro-gazière. Sur le plan comptable, cette seconde somme est passée en investissement, mais il s’agit bien, dans de nombreux cas, de recherche appliquée ; elle augmente de 300 à 400 millions de dollars par an, pour faire face à des défis de plus en plus complexes, en mer profonde ou ailleurs. ».

Le manque institutionnel résulte de la disparition, concomitante de celle du FSH, du Comité des Programmes d'Exploration-Production (COPREP), organe consultatif qui assurait le pilotage du FSH¹⁶, à travers l’élaboration d’un plan pluriannuel fixant les orientations stratégiques de la R&D du secteur, en donnant des avis sur les projets candidats à une aide et en assurant un suivi technique détaillé des projets soutenus. Il matérialisait la mobilisation d'un soutien public au profit des PME du secteur parapétrolier, sous le contrôle combiné de l'État, de l'IFP et des grandes entreprises du secteur. L’aide pouvait atteindre 50% du montant de l’investissement, et prenait la forme d’une avance remboursable en cas de succès.

Un « Réseau de recherche sur les technologies pétrolières et gazières » (RTPG) a été créé pour prendre la succession du COPREP, distribuant le même type d’aide, mais avec des moyens d’emblée plus restreints de suivi des projets, notamment s’agissant de l’implication des professionnels du secteur. Il vise comme son prédécesseur à encourager une diffusion de la technologie à destination des sociétés parapétrolières, en particulier des PME. Les rapports annuels de performance pour la réalisation des budgets 2006 et 2007 font état de taux de remboursement de l’ordre de 35%. Depuis 2007, le mécanisme est en voie d’extinction, car plus aucun financement nouveau n’est accordé, les crédits servant seulement à honorer le paiement des factures présentées par les entreprises au titre des projets sélectionnés au cours des années antérieures.

A côté du RTPG, le CITEPH (Concertation pour l’Innovation Technologique dans l’Exploration et la Production des Hydrocarbures), financé par dix grands sponsors industriels avec Total comme chef de file, apporte aussi un soutien d’initiative privée aux petites entreprises parapétrolières, mais avec une efficacité moindre, selon Pierre-René Bauquis, qui a exprimé devant vos rapporteurs son doute quant à la volonté spontanée des grandes entreprises d’irriguer financièrement le tissu des PME qui les entourent, dans la mesure où seul leur intérêt à court ou moyen terme serait pris en compte dans cette configuration, du fait des contraintes financières qui s’imposent à toute structure privée.

Au titre des mécanismes assurant une retombée des crédits budgétaires au profit des PME du secteur parapétrolier, figure encore la participation active de l'IFP à plusieurs pôles de compétitivité, dont celui consacré en région lyonnaise à la chimie et à l’environnement, porté par l'association Axelera, ou le pôle Mov’eo, centré sur les régions Ile de France, Haute et Basse Normandie, prenant en charge des projets concernant l’automobile et les transports collectifs. Au total, l’IFP contribue à l’animation de cinq pôles de compétitivité à vocation mondiale, et trois pôles de compétitivité à vocation nationale.

Bien que les pôles de compétitivité constituent effectivement un bon moyen de drainage du tissu industriel des PME par la recherche publique, vos rapporteurs estiment que le rétablissement d’une organisation spécifique mettant en valeur plus explicitement l'apport du financement public de la recherche pétrolière au développement des PME répondrait à un besoin de lisibilité de l’effort conduit par l’État dans ce domaine. En outre, cette organisation sectorielle aurait l’avantage d’illustrer la volonté stratégique de la France, formulée par le législateur, de conserver une position de premier plan dans le domaine du pétrole, alors même que les ressources en hydrocarbures constitueront encore, en dépit de phénomène du « Peak Oil », un enjeu majeur de la politique de l’énergie au cours des cinquante prochaines années.

Ce retour à un dispositif retrouvant l’esprit du COPREP répondrait encore à l'une des préconisations du rapport de janvier 2008 de la Commission pour la libération de la croissance française, dit "rapport Attali" concernant l'objectif d'"utiliser l’effet d’entraînement des grandes entreprises pour les PME", notamment " pour les aider dans leur conquête des marchés extérieurs". Selon la Commission : "Il ne s’agit pas là de prendre des décisions administratives, mais d’en appeler à des changements de mentalité chez les dirigeants des grandes entreprises. À l’instar de ce qui se fait dans d’autres pays, les grandes entreprises françaises pourraient s’appuyer sur des réseaux puissants de PME en France, qui peuvent leur apporter des sous-traitants fiables, des innovations et des centres de recherches compatibles avec leurs propres activités." Elle en déduit sa proposition de décision n°44 : "Renforcer le programme « Passerelle », qui permet aux grandes entreprises (publiques et privées) souhaitant acheter le produit ou le service d’une PME innovante de bénéficier d’une aide pour financer l’adaptation de l’offre de la PME à leurs propres besoins."

B. LES TECHNOLOGIES NOUVELLES

Le rapport de mai 2007 sur la stratégie de recherche énergétique a le mérite de présenter un panorama très complet de l'ensemble des nouvelles technologies de l'énergie. Toute la difficulté de la stratégie consiste à faire des choix justifiés parmi toutes les possibilités. Vos rapporteurs font leur, à cet égard, cette remarque du rapport Syrota : « Compte tenu des contraintes de financement, des arbitrages sont à faire et il convient de veiller à une optimisation de l’utilisation des fonds publics »¹⁷.

La mission d'évaluation de la stratégie ne peut pas conduire à proposer une stratégie complète de substitution. Cependant les travaux conduits par vos rapporteurs leur ont permis de dégager certaines lignes générales, distinguant des domaines devant bénéficier d’un soutien plus actif, et des domaines déjà bénéficiaires d’un soutien suffisant, dans une perspective d'allocation plus efficace des crédits publics.

Au nombre des premières, figurent l’efficacité énergétique, l'énergie solaire, le stockage d'énergie, les biocarburants et les énergies de la mer. Au nombre des secondes, l’énergie éolienne, la pile à combustible et le captage-stockage du gaz carbonique. En fait, chacun de ces domaines se démultiplient eux-mêmes en de nombreux segments, et c'est en général à ce niveau plus fin qu'il convient d'identifier des efforts de recherche à accélérer ou à stabiliser.

1. La recherche sur l’efficacité énergétique

Les tables rondes d’octobre 2007 chargées de formaliser les conclusions se dégageant des consultations du Grenelle de l’environnement étaient très claires sur la priorité à donner à l’efficacité énergétique : « Le bâti consomme 42,5% de l’énergie finale française. La consommation moyenne primaire du parc existant de résidences principales est de 240 kWh/M²/an en 2007 et les émissions de CO₂ sont de 93 Mt/an. C’est le gisement principal d’économie d’énergie exploitable immédiatement. Engager un plan thermique de grande ampleur revient à réduire durablement les dépenses énergétiques, dégager des marges de pouvoir d’achat des Français, et répondre à l’enjeu majeur de réduction des gaz à effet de serre. »¹⁸

Un article de l’été 2008 de la revue Futuribles¹⁹ rappelait que 80% de la consommation d’énergie dans les bâtiments résultent d’usages thermiques (chauffage, eau chaude, cuisson), qui sont aujourd’hui dépendants à 70% des énergies fossiles.

Au cours des auditions, MM. Didier Roux, directeur de la recherche de Saint-Gobain, et Yves Bamberger, son homologue à EDF, ont expliqué aux rapporteurs que les efforts conduits en matière d’efficacité énergétique doivent concerner en premier lieu la conservation de la chaleur, et dans un second temps seulement l’amélioration des conditions de la production de la chaleur au regard de l’objectif d’une double réduction de la consommation d’énergie et de l’émission de gaz à effet de serre.

Il faut en effet faire attention à ne pas courir trop vite au concept de « bâtiment à énergie positive » qui peut par exemple correspondre à une forte déperdition de chaleur surcompensée par une production locale d’énergie renouvelable abondante. Dans un tel cas, les bilans bruts en énergie et en carbone pourraient être positifs au prix d’un bilan économique très dégradé.

a) La conservation de la chaleur

L’isolation constitue la variable clef de la conservation de la chaleur dans les habitations. En milieu industriel, la conservation de la chaleur suppose souvent un réaménagement des processus.

► L’enjeu principal de l’isolation des habitations concerne les bâtiments existants, car il s’agit en ce cas de réaliser des modifications en perturbant au minimum les occupants des lieux, tandis que les perfectionnements apportés aux constructions neuves ne dépendent que d’un effort d’investissement. La mise au point de techniques d’intervention non perturbatrices est essentielle pour atteindre une certaine vitesse de mise à niveau du parc existant, car le flux des constructions neuves ne représente qu’un pourcent de ce parc.

Les progrès technologiques doivent permettre de doubler les parois par des revêtements intérieurs fins, qui ne réduisent pas l’espace habitable, ou mieux encore, extérieurs. EDF possède sur le site de recherche de la Renardière, en Seine et Marne, un bâtiment de test des solutions techniques possibles, dit « ETNA »²⁰, constitué de deux espaces habitables identiques permettant de mesurer les performances, littéralement « toutes choses égales par ailleurs ».

► En milieu industriel, l’optimisation de l’utilisation des flux de chaleur suppose un audit ad hoc des processus à l’œuvre, car il s’agit de rediriger chacun de ces flux, une fois qu’ils ont rempli leur fonction, pour récupérer autant que possible l’énergie qu’il leur reste. Ainsi, la chaleur qui se dégage d’un système de rinçage peut être utilisée plus loin dans un dispositif de séchage. Des aménagements de ce type présentent l’intérêt de permettre des économies financières tangibles, qui assurent un rapide retour sur investissement de l’effort de réaménagement des processus. L’industriel peut dans certains cas récupérer sa mise de fonds en deux ans.

Dans ces situations, le progrès technologique se mesure à l’expérience accumulée des experts aidant à la conception nouvelle des processus.

b) La production de chaleur

L’amélioration de l’efficacité dans la production de chaleur dépend souvent d’un recours aux énergies renouvelables, à travers l’installation de capteurs solaires ou l’emploi d’une chaudière à bois. Mais elle passe aussi par des progrès dans les équipements de chauffage à l’électricité : les pompes à chaleur, les dispositifs à induction.

► Les pompes à chaleur fonctionnent comme un aspirateur à calories : celles-ci sont prélevées dans une source froide (air ou eau) pour être libérées dans l’espace à chauffer. Le prélèvement s’opère par le biais de l’évaporation d’un fluide ; la vapeur est aspirée vers l’espace à chauffer ; puis les calories sont libérées en provoquant une condensation de la vapeur. La température de la source froide doit évidemment être supérieure à la température d'évaporation du fluide et celle de la source chaude inférieure à celle de condensation du fluide.

L’énergie électrique mobilisée sert à contrôler les mécanismes de vaporisation, d’aspiration et de condensation. L’intérêt du système consiste en ce que la quantité de calories transportée est supérieure à l’énergie électrique de fonctionnement ; le rapport entre l’énergie totale fournie et l’énergie électrique est appelé « Coefficient de performance » (COP). La technologie actuelle permet couramment d’obtenir des COP de 3, et d’aller chercher des calories dans l’air extérieur jusqu’à des températures de – 10°C.

► Les dispositifs de chauffage à induction exploitent un phénomène découvert par le physicien français Léon Foucault en 1851 : des courants électriques, dits « courants de Foucault », apparaissent dans toute masse conductrice placée dans un champ électromagnétique. En utilisant du courant alternatif pour créer un champ électromagnétique, en le faisant circuler dans une bobine de fil, on peut donc élever la température de la masse conductrice puisque la circulation des « courants de Foucault » dégage de la chaleur (effet Joule).

Ce procédé de chauffage, déjà disponible pour l’usage domestique sous forme de plaques pour la cuisson, se révèle particulièrement intéressant en milieu industriel, car il permet de cibler précisément la zone d’une pièce mécanique à chauffer, en évitant de chauffer toute la pièce, ce qui évite un gaspillage d’énergie, et aussi une inutile modification de structure interne du reste de la pièce. En outre, les délais nécessaires pour atteindre les températures souhaitées sont raccourcis.

c) La mise en oeuvre

L’audition, le 10 avril 2008, de M. François Perdrizet, président du PREBAT, a permis de souligner les difficultés inhérentes à la mise en œuvre des technologies de rénovation. Une offre de service adaptée existe certes pour le réaménagement, à des fins d’économie d’énergie, des installations industrielles, car celles-ci représentent des volumes d’affaires suffisants pour intéresser de grands industriels de la construction. En revanche, le particulier peine à trouver des artisans pouvant lui fournir un service adapté.

La tentation des petites entreprises impliquées dans la rénovation est en effet de vendre des produits, plutôt qu’une expertise recherchant les solutions techniques les plus appropriées. En outre, l’engouement des particuliers pour les progrès réalisés dans les techniques de l’énergie du bâtiment incite certains prestataires à des comportements frauduleux : le doublement du prix des équipements pour « capturer » l’aide fiscale ; le défaussement de responsabilité, par renvoi vers le fournisseur, en cas de défaut de mise en œuvre ; la mise en faillite sitôt que monte le flux des réclamations. De tels comportements sont propres à casser la dynamique de diffusion des nouvelles technologies de l’énergie dans le bâtiment.

Trois pistes sont suivies pour remédier à ces inconvénients :

► L’intensification de l’effort de formation des professions concernées est prévue par l’engagement n°11 pris par les tables rondes du Grenelle de l’environnement. Le besoin de créer la spécialité de « rénovateur thermique » est souligné.

Dans son rapport de février 2008, le comité opérationnel du Grenelle de l’environnement en charge de la question des « Bâtiments existants » (chantier 3), après avoir rappelé que 80% des travaux de rénovation dans l’habitat sont actuellement réalisés par des entreprises artisanales, a souligné la dimension stratégique de cet effort de formation : « le défi de la rénovation thermique du bâtiment ne pourra être remporté que si la mobilisation des financements des propriétaires rencontre une offre d'entreprises capables de réaliser les travaux. Le soutien au développement, à la fois quantitatif et qualitatif, de cette offre est donc à soutenir de manière parallèle et coordonnée au soutien de la demande en travaux. » (p.76)

Selon le comité : « Le défi est à la fois quantitatif (augmentation du nombre de nouveaux professionnels à former et renforcement de la formation continue pour les professionnels déjà en activité) et qualitatif (formation des professionnels sur des techniques ou des équipements innovants, développement d’une approche interdisciplinaire) ».

Depuis mai 2008, un groupe de travail spécifique sur la « mobilisation des professionnels du bâtiment » examine les différentes pistes : rénover les diplômes, former les formateurs, définir de nouveaux équipements de formation, introduire des sessions relatives à « l’éco-construction » dans le cadre de la formation professionnelle continue.

L’article 16 du projet de loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement prévoit d’engager : « un programme pluriannuel de qualification et de formation des professionnels du bâtiment et de l'efficacité énergétique dans le but d'encourager l'activité de rénovation du bâtiment, dans ses dimensions de performance thermique et énergétique, acoustique et de qualité de l'air intérieur. »

Enfin, dans les missions confiées par le Premier ministre, en janvier 2009, à M. Philippe Pelletier, au titre du pilotage du « programme de réduction des consommations énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments » (Comité stratégique du "Plan Bâtiment Grenelle"), l’accent est mis notamment sur la « mobilisation des professionnels (recrutement, formation, qualification, ...) ».

► Les grands opérateurs de l’énergie, EDF en tête, sont incités à remédier à ces inconvénients par le mécanisme des « certificats d’économie d’énergie », mis en place par la loi du 13 juillet 2005²¹, qui oblige à réaliser, directement ou indirectement, sur une période de trois ans, un certain quota d’économie d’énergie. Les économies que ces grands opérateurs auront contribué à faire réaliser chez les particuliers peuvent être mises à leur crédit.

Ils interviennent en ce sens de deux manières :

- d’une part, leurs efforts de développement technologique intègrent le besoin de faciliter la prise en main des solutions techniques par les artisans ;

- d’autre part, ils engagent des actions pédagogiques à destination des professions concernées. EDF a ainsi participé, avec l’ADEME et la Fédération française du bâtiment, sous l’égide de l’Association technique « Energie – Bâtiment » (ATEE) qui se donne justement comme objectif de promouvoir l’efficacité énergie, à une opération de sensibilisation devant toucher 50.000 professionnels d’ici la fin 2009²².

Il convient aussi de souligner à cet égard l’expérience tout à fait fructueuse de la Fondation « Bâtiment-énergie », créée en 2005, dans la foulée des recommandations du rapport Chambolle, par quatre acteurs majeurs du secteur du bâtiment et de l'énergie - Arcelor, EDF, GDF SUEZ et Lafarge – avec le concours de l’ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) et du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment).

Cette fondation lance des appels à projets pour des ouvrages techniques contribuant à la diminution des émissions de gaz à effet de serre par une réduction des consommations d'énergie et un recours accru aux énergies renouvelables. Ces appels à projets mobilisent les différents métiers concernés, et en premier lieu, les architectes, en vue de promouvoir des solutions de construction ou de rénovation combinant efficacité énergétique et élégance artistique.

S’agissant des actions pédagogiques, M. Jean-Louis Beffa a rappelé que la société Saint-Gobain contribue à former des prestataires de qualité à travers les services associés à ses points de vente d’équipement dans le bâtiment : « Point P » et « Lapeyre ».

► Par ailleurs, un dispositif de labellisation est en cours de mise en place, malgré la dispersion des professions concernées.

Lors de son audition du 29 mai 2008, M. François Moisan, directeur de la stratégie et de la recherche de l’ADEME, a indiqué que trois labels « Qualisol », « Qualibois », QualiPV », existaient déjà pour l’installation, respectivement, des capteurs solaires thermiques, des chaudières à bois, et des systèmes photovoltaïques. Ils sont gérés par l’association « Qualit’ENR », soutenue par l’ADEME, qui vise à assurer la qualité d’installation de l’ensemble des systèmes à énergies renouvelables. Par ailleurs, l’Association française pour les pompes à chaleur (AFPAC), en association avec l’ADEME et d’autres partenaires, a lancé en 2007 une opération de certification, qui concerne aussi bien la qualité du matériel, avec le marquage « NF PAC », que la qualité d’installation, avec le label « QualiPAC ».

L’élaboration de labels de qualité fait partie des points examinés par groupe de travail spécifique sur la « mobilisation des professionnels du bâtiment » précédemment mentionné.

d) Les normes thermiques des bâtiments

Les travaux parlementaires autour de l’article 4 du projet de loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement ont conduit à envisager de confier une mission à l’OPECST à propos des conditions d’application de la norme thermique prévue pour les constructions neuves à compter de 2012 : 50 kWh/m²/an en énergie primaire.

En pareil cas, vos rapporteurs seront de toute façon amenés, en tant que membres de l’OPECST, à apprécier les travaux de cette mission, si le législateur en retient effectivement le principe. Ils peuvent d’ores et déjà se prononcer quant à quelques axes d’analyse leur paraissant pertinents.

► Il convient tout d’abord de préciser l’enjeu de la discussion, qui ne concerne en fait qu’une partie de la consommation d’énergie finale des résidences principales. La directive 2002/91/CE qui sert ici de référence définit la performance énergétique d’un bâtiment comme « la quantité d'énergie effectivement consommée ou estimée pour répondre aux différents besoins liés à une utilisation standardisée du bâtiment, ce qui peut inclure entre autres le chauffage, l'eau chaude, le système de refroidissement, la ventilation et l'éclairage ». Cette notion recouvre celle de « consommation conventionnelle d’énergie d’un bâtiment » retenue par la réglementation thermique 2005 (arrêté du 24 mai 2006) qui vise « le chauffage, la ventilation, le refroidissement, la production d’eau chaude sanitaire et l’éclairage des locaux ».

L’énergie de cuisson et la consommation spécifique d’électricité hors éclairage, climatisation et ventilation ne sont donc pas concernées ; cela représente au total entre 15% et 20% de l’énergie finale consommée, selon les données publiées par l’ADEME²³. Or, pour une consommation d’énergie finale de 42,7 Mtep en 2006, et une surface chauffée d’environ 2,1 milliards de M², la consommation finale énergétique moyenne du parc des résidences principales est de l’ordre de 240 kWh par M² et par an²⁴. Cette partie de consommation d’électricité non directement liée aux caractéristiques du bâtiment représente donc environ 40 kWh par M² et par an d’énergie finale, soit 100 kWh par M² et par an d’énergie primaire.

C’est bien la performance énergétique au sens de la directive que semble viser l’exposé des motifs du projet de loi de mise en œuvre du Grenelle lorsqu’il indique que la consommation moyenne du parc des résidences principales est de 240 kWh d’énergie primaire par M² et par an.

► La norme de 50 kWh par M² et par an vise les constructions neuves, les plus faciles à isoler thermiquement, puisqu’il est possible de leur appliquer les dernières technologies dès le stade de la conception.

L’ADEME précise, dans une note intitulée « Le défi du bâtiment » publiée sur son site Internet, que la consommation moyenne des bâtiments neufs est actuellement de l’ordre de 80 à 100 kWh d’énergie primaire par M² et par an. Elle rappelle aussi que « pour les constructions neuves, grâce aux réglementations thermiques successives, la consommation par m² a été divisée par 2 à 2,5 depuis 1975 ».

Cela signifie que l’effort à accomplir en quatre ans, d’ici la fin 2012, équivaut à celui réalisé depuis trente-trois ans.

► Une évaluation en énergie primaire tend de toute évidence à pénaliser l’emploi de l’électricité, dont le rendement en énergie primaire est de l’ordre du tiers, compte tenu des pertes de chaleur au moment de la production²⁵. Cependant le recours à une pompe à chaleur avec un coefficient de performance de 3 permet de compenser cet écart pour le chauffage. Une visite de vos rapporteurs au centre de recherche EDF sur l’efficacité énergétique, situé à la Renardière en Seine et Marne, a montré néanmoins que la technologie restait encore en développement, notamment dans le cas du prélèvement de la chaleur dans l’air extérieur à très basse température. La filière de l’électricité se trouve donc plus spécialement en difficulté pour répondre à des critères exigeants dans les zones les plus froides.

► Une modulation « en fonction de la localisation, des caractéristiques, de l’usage », ainsi que l’a prévu le projet de loi initial, semble donc indispensable. Elle est du reste déjà inscrite dans la réglementation actuelle, car l’article 37 de l’arrêté du 24 mai 2006 fixe la limite maximale de consommation en tenant compte du type de chauffage et de la zone.

PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE SELON LA RT 2005

Type de chauffage	Zone	Cep Max
Combustibles fossiles	H1	130
	H2	110
	H3	80
Chauffage électrique (y compris les pompes à chaleur)	H1	250
	H2	190
	H3	130

Cep : consommation d’énergie primaire, en kwh/ m² et par an

Les zones H1, H2, H3 résultent d’une répartition des départements opérée par le même arrêté. Une telle modulation est parfaitement conforme à la directive 2002/91/CE qui prévoit : « Ces exigences doivent tenir compte des conditions générales caractérisant le climat intérieur, afin d'éviter d'éventuels effets néfastes tels qu'une ventilation inadéquate, ainsi que des particularités locales, de l'utilisation à laquelle est destiné le bâtiment et de son âge. »

► La directive 2002/91/CE s’inscrit principalement, selon son troisième considérant, dans une perspective de lutte contre le changement climatique par l’amélioration de l’efficacité énergétique : « L'amélioration de l'efficacité énergétique représente un volet important du train de politiques et de mesures nécessaire pour respecter le protocole de Kyoto ». Et, effectivement, dans le cas où l’électricité est largement d’origine thermique, l’amélioration de la performance énergétique des bâtiments évaluée en énergie primaire converge avec la lutte contre le réchauffement climatique. En effet, il est globalement trois fois plus efficace de chauffer directement un bâtiment avec un combustible, que de le chauffer avec de l’électricité produit à partir de ce même combustible, puisqu’une centrale thermique disperse les deux tiers de l’énergie de production d’électricité en chaleur ; si ce combustible est d’origine fossile, l’économie des deux tiers ainsi réalisée se transforme donc en autant d’économie d’émission de dioxyde de carbone. Autrement dit, un chauffage par l’électricité d’origine fossile dissipe trois fois plus de gaz à effet de serre qu’un chauffage par chaudière.

Tel n’est cependant pas le cas en France, où 90% de l’électricité est d’origine non carbonée. Toutes choses égales par ailleurs, en moyenne sur l’année, comme la production de l’électricité à partir d’énergie fossile mobilise l’équivalent de trois fois sa valeur énergétique, c'est-à-dire trois fois 10% (donc 30%) de l’énergie équivalente à un chauffage direct d’un bâtiment par l’utilisation de la même énergie fossile en chaudière, un chauffage par l’électricité en France dissipe trois fois moins de gaz à effet de serre qu’un chauffage par chaudière utilisant de l’énergie fossile.

En France, contrairement à ce qui prévaut dans la plupart des autres pays membres de la Communauté européenne, l’usage de l’électricité dans les bâtiments permet de mieux assurer le respect du protocole de Kyoto. Il n’y a qu’un chauffage à partir d’énergies renouvelables qui soit plus efficace encore pour limiter les émissions de gaz carbonique. Or, un calcul de performance énergétique en énergie primaire défavorise l’électricité sans apporter aucun avantage aux énergies renouvelables par rapport aux énergies fossiles.

De là, l’importance d’introduire une modulation des critères de performance énergétique en fonction des émissions de CO₂, prévue par le deuxième alinéa de l’article 3 de la directive 2002/91/CE, et aussi par le projet de loi initial.

► En conclusion, vos rapporteurs souscrivent totalement aux modifications apportées par l’Assemblée nationale visant à mettre l’accent sur la nécessité d’une modulation prenant en compte d’un côté, les différentes zones climatiques, et de l’autre, les émissions de CO₂. Dans ce dernier cas, il conviendra de distinguer les trois cas des énergies renouvelables, de l’électricité et des énergies fossiles. Le respect en moyenne de la cible de performance énergétique imposera de fixer un objectif plus exigeant, nettement inférieur à 50 kWh par m² et par an, dans les configurations particulièrement favorables : ce pourrait être l’occasion de promouvoir des « maisons passives » consommant moins de 15 kWh par m² et par an, comme celles réalisées à Formerie dans l’Oise.²⁶

*

* *

Compte tenu de son importance stratégique, la R&D sur l’efficacité énergétique, sur les bâtiments à basse consommation d'énergie et à énergie positive, ainsi que sur l'optimisation énergétique et fonctionnelle des procédés industriels, constitue fort opportunément l’un des axes majeurs autour desquels s’organise le projet de pôle technologique à vocation mondiale sur les thèmes « Climat, énergie, environnement » (PCEE) du Campus de Saclay, à l’étude en ce début d’année 2009, suite à l’annonce faite le 7 novembre 2008 par le secrétaire d'État chargé du Développement de la région capitale, M. Christian Blanc (Cf. annexes).

La recherche sur l’efficacité énergétique est une priorité nationale bien identifiée, et mobilisant déjà activement tous les acteurs concernés.

La qualité des services d’installation et de maintenance jouera un rôle essentiel dans la vitesse de déploiement des procédés d’économie d’énergie.

La réglementation doit encourager l’efficacité énergétique sans préjudice de la lutte contre l’effet de serre.

2. La recherche sur l’énergie solaire

Excédant d’environ 10.000 fois le besoin mondial actuel, le rayonnement solaire constitue de loin l'énergie renouvelable la plus abondante, d’ailleurs sous toutes les latitudes puisque c'est moins la température ambiante qui est en jeu que la luminosité : un climat chaud mais lourdement nuageux est moins propice au recueil de l’énergie du soleil qu'un ciel d'azur dégagé par une violente bise glacée. Comme le professeur Jean-Marie Chevalier l’a rappelé à vos rapporteurs le 5 juin 2008, le niveau d'ensoleillement ne varie en fait que d'un facteur trois entre les zones équatoriales et les zones polaires.

La France a accumulé un retard dans le développement de l'énergie solaire, après quelques initiatives dans les années 70 : le Président Valéry Giscard d'Estaing avait notamment créé un Commissariat à l'énergie solaire (COMES) en 1978, qui a fusionné en 1982 avec l’Agence française pour la maîtrise de l’énergie, devenue l'ADEME en 1993. Elle a réagi depuis 2006 avec la mise en place d'un tarif de rachat très avantageux de l'électricité photovoltaïque, et la création de l'Institut national de l’énergie solaire (INES) à Chambéry.

La politique française dans ce domaine vise à un rattrapage des deux pays qui se détachent nettement, le Japon et l'Allemagne. Le Japon doit son large parc photovoltaïque à sa constance dans l'effort pour soutenir cette technologie depuis le début des années 70, en dépit du surcoût que cela imposait durant les années du contre-choc pétrolier. L'Allemagne a engagé une politique de soutien très active, basée sur un tarif élevé de rachat de l’électricité photovoltaïque, depuis l’adoption en 2000 de la loi sur les énergies renouvelables ; elle a encouragé le développement d'une activité industrielle de production de panneaux solaires dans les länder de l'ex-RDA, en y profitant des bas coûts de production.

Les États-Unis opèrent aussi de leur côté un rattrapage rapide en s'appuyant sur le dynamisme des "Clean-Tech", ces jeunes pousses industrielles nées souvent d'une reconversion des acteurs de l'électronique : dans la Silicon Valley, l'effet photoélectrique prend pour ainsi dire le relais de l'effet transistor.

a) Les différents procédés de conversion

Les modes d'utilisation de l'énergie solaire se dédoublent en deux grands ensembles :

- d’une part, les technologies basées sur l'effet thermique des rayons lumineux ;

- d’autre part, celles basées sur l'effet photovoltaïque.

► L'énergie solaire thermique est exploitée de manière peu concentrée pour du chauffage d’eau ou de bâtiments, et, sous forme très concentrée, grâce à un système optique de focalisation, pour produire de l’électricité dans une centrale thermique. Dans ce second cas, la vapeur actionnant les turbines provient d’un échange entre une source d’eau et le liquide caloporteur exposé au rayonnement concentré.

Plusieurs centrales solaires ont été mises en service dans le monde, aux États-Unis et en Espagne plus particulièrement. En France, des recherches ont été conduites dans ce domaine au début des années 80 suite à la construction de la centrale Thémis, située dans les Pyrénées ; elles ont été interrompues. Le plan de novembre 2008 pour le développement des énergies renouvelables prévoit la construction d’ici 2011 d’au moins une centrale solaire dans chaque région française, pour une puissance cumulée de 300 MW. Cette forme de capture concentrée de l’énergie solaire demeure toutefois réservée plutôt aux pays sans nuage.

Par ailleurs, les capteurs solaires de chauffage domestique équipent près de 40 millions de foyers dans le monde, la plupart d’entre eux en Chine. Quatre mètres carrés permettent de répondre aux besoins en eau chaude d’une famille de quatre personnes ; dix à vingt mètres carrés assurent le chauffage d’une maison individuelle. L’Europe dispose d’un parc installé de 20 millions de mètres carrés, dont 9 millions en Allemagne, et moins d’un million en France. Le Plan "Face Sud", prévu par l’article 12 de la loi du 13 juillet 2005 de programme fixant les orientations de la politique énergétique, vise un marché annuel de 200.000 chauffe-eau solaires et de 50.000 toits photovoltaïques à l'horizon 2010. Les efforts technologiques portent essentiellement sur la mise au point de composants s’intégrant mieux au bâti ; il s’agit moins de recherche proprement dit que d’innovation de produit ; la technologie très adéquate des tubes à vide, qui permet une utilisation réversible à des fins de climatisation, est dominée par l’industrie chinoise.

► Le développement de l'électricité photovoltaïque, en revanche, dépend encore crucialement des progrès de la recherche, car son prix reste encore très élevé en comparaison de celui de l’électricité fournie par le réseau. Il n’y a guère que dans les pays où ce dernier prix est structurellement élevé (Japon, Californie, Italie), en raison notamment d’une forte dépendance énergétique, que la parité de prix se trouve presque réalisée. En France, où le prix de réseau demeure bas grâce à l’énergie nucléaire et hydraulique, l’écart est de l’ordre d’un facteur cinq.

b) L’arbitrage thermique / photovoltaïque

Les deux options sont en concurrence aussi bien pour l’énergie solaire de chauffage que pour celle de concentration.

► Jean Therme, directeur du CEA - Grenoble et créateur de l’INES, a indiqué son sentiment que les progrès dans l’isolation des bâtiments favorisait plus le développement de l’énergie solaire photovoltaïque que celui de l’énergie solaire thermique.

En effet, pour un bâtiment consommant moins de 120 kWh par mètre carré et par an, un système de chauffage thermique alimenté en biomasse (avec des granulés de bois, par exemple) est préférable à un système solaire thermique, car il a l'avantage d'être peu coûteux, d'avoir une contribution très faible à l'effet de serre, et de couvrir les besoins de chauffage en pointe, alors que le système solaire thermique ne fonctionne qu'en chauffage de base, à hauteur de 40% du besoin total, et rend donc nécessaire, de toute façon, un second système de chauffage pour les pointes de consommation. Or, un double système de chauffage multiplie les causes de fuites et de pannes, et double le coût de l'installation.

Pour une consommation de moins de 50 kWh par mètre carré et par an, une climatisation devient nécessaire, car il faut évacuer l'énergie dégagée par la cuisson des aliments; le meilleur système devient alors la pompe à chaleur réversible branchée sur le réseau, ou mieux encore, sur l'électricité photovoltaïque; un bâtiment de 100 mètres carrés consomme alors au maximum 5 000 kWh, ce qui correspond à une besoin d'énergie d'environ 1300 kWh pour une pompe à chaleur avec un coefficient de performance (COP) égal à 3, énergie qui peut être fournie par une surface photovoltaïque de 10 mètres carrés.

Pour une consommation inférieure à 20 kWh par mètre carré et par an, le bâtiment se transforme en véritable bouteille thermos : un petit radiateur électrique suffit pour le chauffage, et pour des raisons d'hygiène, la fonction critique devient la ventilation, nécessitant alors un système VMC double flux. Celui-ci fonctionne avec un échangeur qui réchauffe en hiver l'air neuf frais entrant et limite en été l'entrée des calories. Là encore, une surface photovoltaïque de quelques mètres carrés suffit pour fournir l’électricité nécessaire.

Au total, l’équipement solaire thermique ne se justifierait vraiment que pour les bâtiments consommant plus de 120 kWh par mètre carré et par an. Les pays qui ont une avance dans l'usage de l'énergie solaire délaisse d’ailleurs de plus en plus le chauffage solaire thermique : les PassivHaus allemandes ne fonctionnent qu'à l'énergie photovoltaïque, comme les nouvelles générations de maisons en bois au Japon.

► L’augmentation du rendement des procédés photovoltaïques leur permet par ailleurs de venir concurrencer, depuis quelques années, les systèmes thermiques de concentration : le Portugal dispose à ce jour, à Arnareleja, de la plus grande centrale solaire photovoltaïque au monde, d’une puissance de 46 MW ; une autre centrale photovoltaïque de 62 MW, située à Moura, doit entrer en service en 2009.

c) Les trois pistes photovoltaïques françaises

Le rapport sur la stratégie nationale de recherche en énergie de mai 2007 mentionne l’existence de petites équipes françaises travaillant d’un côté, au développement de l’énergie solaire de chauffage (p.60) et de l’autre, à une reprise des expérimentations sur les centrales solaires, avec l’intention de développer une compétence qui pourrait être valorisée à l’exportation (p.65).

Vos rapporteurs ne voient que des avantages à la poursuite de ces efforts, mais souhaitent que ceux engagés sur la voie photovoltaïque fassent l’objet d’un soutien appuyé.

Trois filières de recherche sur l'énergie photovoltaïque se distinguent en France, correspondant à des degrés de maturité différente vis à vis du passage au stade industriel :

- la filière du silicium métallurgique, portée par l'INES ;

- la filière des couches minces, étudiée à l'IRDEP ;

- la filière organique, faisant l’objet d’un effort dispersé.

► Dans la multitude des états possibles du silicium permettant d’optimiser l’effet photovoltaïque (amorphe, monocristallin, multicristallin, ruban), l’INES, regroupant les forces combinées du CEA et du CNRS, a su trouver une piste originale, mobilisant un avantage comparatif français : celle du silicium dit « métallurgique » (projet Photosil).

Ainsi que Jean Therme l’a indiqué à vos rapporteurs, l’exploitation de cette piste a été inspirée par deux constats :

- d’abord, la certitude de la prééminence durable du silicium comme support photovoltaïque ; sa part de marché atteint aujourd’hui 90%, et risque peu de décliner, même si le marché des cellules photovoltaïques croît globalement à une vitesse de plus de 30% par an, car aucun goulot d’étranglement ne viendra bloquer ce développement : le silicium est le quatrième élément le plus abondant sur la planète ;

- ensuite, Pechiney disposait dans le Sud-Est de la France de quatre usines produisant du silicium «métallurgique» (deux en Savoie, une en Isère, une dans l'Ain), qui permettait auparavant de fabriquer de l’alpax, alliage de fonderie à base d'aluminium contenant 13 % de silicium. Ces usines ont été rachetées par Ferropem, filiale du groupe espagnol FerroAtlantica.

L’idée était de purifier ce silicium dit «métallurgique», présent aussi dans les pâtes de silicone (mastics), en vue notamment de réduire sa teneur en phosphore et en bore, par un procédé utilisant une torche plasma. Les rendements photovoltaïques ainsi obtenus par l’INES atteignent 15,5%, alors que la performance de référence obtenue avec du silicium microélectronique est de 16,6%. L’américain Dow Corning, qui purifie lui-aussi du silicium « métallurgique », n’a pas dépassé jusqu’ici 14,2%.

Pour étudier l’industrialisation de la production des cellules photovoltaïque, l’INES s’est associé une unité appelée « LabFab », permettant de fabriquer des petites séries ; elle est gérée par la société PV Alliance, constituée par un partenariat entre Photowatt (40 %), le CEA (20 %) et EDF Energies Nouvelles (40 %), selon une configuration qui vise à garantir son ancrage en France.

Par ailleurs, l’INES a mis en place des bancs de tests des systèmes photovoltaïques (cellules ou modules), intégrant du stockage sur batterie. Ces équipements, gérés en ce cas avec le concours du CSTB et du Laboratoire national de métrologie et d’essais, servent aussi à la certification des matériels.

Le dynamisme de l’INES bénéficie d’ores et déjà d’une reconnaissance internationale, puisqu’il a reçu un prix le mettant en position de laboratoire de référence européen sur le stockage électrochimique de l’énergie, notamment parce qu’en testant tous les systèmes existants, il est parvenu à établir une bibliothèque de solutions pour les situations d’utilisation de manière stationnaire ou en mobilité. Il a reçu une autre récompense pour sa maîtrise du rendement de conversion des cellules au silicium métallurgique. L’INES est désormais reconnu comme un des quatre premiers pôles de recherche européen sur l’énergie photovoltaïque, avec l’Institut Frauhofer allemand, l’IMEC belge et l’ECN néerlandais.

Vos rapporteurs souhaitent vivement que ce dynamisme puisse continuer à bénéficier d’un soutien déterminé de l’État.

► Vos rapporteurs ont pris conscience du rayonnement scientifique international de l’IRDEP (Institut de recherche et de développement sur l’énergie photovoltaïque) à Stanford, lorsqu’ils ont rendu visite au directeur général du Global Climate and Energy Project, Sally Benson, et ont appris que l’IRDEP était un des correspondants français de ce laboratoire de recherche fondamentale prestigieux, financé par quatre des plus grandes firmes industrielles d’envergure mondiale : Schlumberger, General Electric, Toyota et ExxonMobil.

L’IRDEP est un laboratoire commun à EDF R&D, au CNRS et à l’Ecole nationale supérieure de chimie de Paris. Implanté sur le site EDF de Chatou, il est chargé de mener à bien le projet CISEL (Cuivre Indium Sélénium Electrodéposé), lancé en 1998. Ce projet vise à fabriquer des couches minces photovoltaïques par un procédé électrolytique, avec l’objectif d’atteindre un rendement de 8 à 10%, et d’abaisser le coût de production du watt crête²⁷ à moins de 1 euro.

L’avantage en termes de coût est en effet double :

- d’une part, la technologie de la couche mince permet en elle-même d’utiliser une tranche plus fine de matériau actif ;

- d’autre part, le dépôt de ce matériau actif sous pression atmosphérique, grâce à un procédé électrolytique, permet d’éviter des procédés plus chers de fabrication sous vide.

Le projet CISEL doit aller jusqu’à démontrer la faisabilité industrielle du procédé, et c’est le stade auquel il est parvenu aujourd’hui, car il s’agit maintenant de rendre reproductible en fabrication la performance atteinte.

De là, le besoin de mettre en place un "LabFab", sur le modèle de ce qu’a fait l’INES. Une jeune entreprise innovante, du nom de NEXCIS, a été créée à cette fin sur le site de Rousset, près d’Aix-en-Provence ; elle s’appuie sur un partenariat entre EDF SA, EDF Energies Nouvelles, STMicroelectronics et IBM, et bénéficie du soutien de la Région PACA.

Vos rapporteurs ne peuvent qu’apporter leur soutien à ce projet. Celui-ci pourrait être renforcé par la constitution d’un pôle de recherche visant à une rupture technologique dans le domaine des couches minces, par la découverte d’une nouvelle combinaison de semi-conducteurs permettant un saut de rendement, à l’image de ce qui s’est produit dans l’histoire récente de la recherche sur les matériaux supraconducteurs, ainsi que l’a expliqué à vos rapporteurs M. Didier Roux, directeur de la recherche de Saint-Gobain.

Il faisait référence à la percée scientifique de Georg Bednorz et Alexander Müller en 1986, au laboratoire de recherche d’IBM à Zürick : celle-ci a permis de relever d’un coup la température du phénomène de supraconductivité, qu’il semblait impossible de faire progresser depuis 1973. Ce succès leur a valu le prix Nobel dès l’année suivante.

Cette démarche de recherche de rupture devrait être conduite en continuant à suivre les progrès des Clean’Tech américaines, car une percée technologique risque toujours de survenir dans le foisonnement créatif que celles-ci entretiennent, en mobilisant souvent de solides compétences scientifiques acquises dans le monde voisin de la microélectronique. Vos rapporteurs ont pris la mesure de cette créativité en rendant visite au fameux Palo Alto Research Center (PARC) de Xerox, qui s’attache à transposer les technologies de la micro-informatique au domaine de l’énergie solaire. Les structures de recherche d’EDF et de Saint-Gobain ne s’y trompent d’ailleurs pas, qui ont chacune des dispositifs de veille en Californie, prenant appui sur des partenariats locaux.

C’est justement l’un des objectifs du projet de pôle technologique à vocation mondiale sur les thèmes « Climat, énergie, environnement » (PCEE) du Campus de Saclay de regrouper les forces françaises de recherche (dont le CEA et EDF R&D) sur le thème des couches minces photovoltaïques (Cf. annexes).

► La troisième voie de recherche active en France dans le domaine de l’énergie photovoltaïque concerne la filière organique, utilisant les propriétés de conduction de certains polymères.

Le rapport sur la stratégie de recherche en énergie de mai 2007 ne la mentionne pas en tant que telle. Il est vrai qu’elle en est encore au stade du laboratoire, avec des rendements ne dépassant pas 5%, et une durée de vie très faible. Pourtant, les cellules photovoltaïques « plastiques » présentent des caractéristiques intéressantes, car elles sont légères, et surtout flexibles. En outre, comme elles peuvent être obtenues par synthèse chimique, elles permettraient probablement de produire en masse des cellules photovoltaïques à très faible coût.

Les unités de recherche concernées sont très dispersées en France, constituées de petits groupes n’ayant pas la taille critique pour postuler dans de bonnes conditions aux appels à projet français ou communautaires. En cas d’avancée intéressante, cet isolement risque de les amener à privilégier la publication sur le brevet, avec une probabilité de récupération industrielle à l’étranger.

Sans aller jusqu’au regroupement géographique, il serait certainement efficace de renforcer le réseau que ces unités ont commencé à tisser entre elles (réseau « Nanorgasol »), en s’inspirant d’exemples similaires, comme par exemple le réseau Alistore dans le domaine de la recherche sur les batteries au lithium. Leurs demandes d’achat d’équipements lourds (bâtis de fabrication et de caractérisation) en seraient probablement mieux rationalisées.

Ce réseau pourrait s’agréger les unités de recherche sur les diodes électroluminescentes organiques pour constituer un ensemble cohérent autour du domaine de « l’électronique organique ». Il serait aussi utile de l’amener à développer des liens avec un organisme de recherche disposant déjà, sur des domaines voisins, d’une solide expérience dans la valorisation industrielle. A cet égard, si le CEA, avec l’INES, membre du réseau « Nanorgasol », apparaît comme un interlocuteur naturel pour sa connaissance de la filière et son dynamisme exemplaire dans le domaine de la valorisation, l’IFP serait peut-être un peu mieux placé du point de vue de l’expérience sur les technologies de fabrication à mobiliser, puisqu’une industrialisation des cellules « plastiques » relèverait d’un procédé de chimie organique.

d) Les conditions d’un déploiement massif

Même si cet aspect relève apparemment plus de la politique de l’énergie que de la recherche en énergie, vos rapporteurs souhaitent souligner trois aspects clefs de la réussite du déploiement de l’énergie solaire en France. Cette réussite n’est d’ailleurs pas sans conséquence sur l’effort de recherche, car les moyens financiers supplémentaires qu’apporte le succès commercial permettent une poursuite de l’effort d’amélioration de la technologie : le secteur du téléphone portable en fait foi, dont l’évolution technologique a été à la mesure de la vitesse de diffusion dans la population.

Ces trois conditions de la réussite du développement de l’énergie solaire concernent :

- d’abord, la qualité de l’offre de services d’installation et de maintenance ;

- ensuite, la simplification des procédures pour les petites productions ;

- enfin, l’adaptation du réseau électrique.

► La qualité de l’offre de services d’installation et de maintenance pose les mêmes difficultés dans le domaine de l’énergie solaire que dans celui de l’efficacité énergétique, examiné précédemment. Elle suppose une mobilisation des professions concernées, une implication des grandes entreprises, et l’édiction de normes sous le contrôle de l’ADEME.

En l’occurrence, l’installation des équipements solaires thermiques est couverte depuis 1999 par la norme Qualisol, mise en place à la faveur du « Plan soleil » de l’ADEME. 11 500 installateurs ont adhéré à ce dispositif volontaire, garanti par des audits des travaux effectués. La norme QualiPV fonctionne de manière identique pour les équipements photovoltaïques raccordés au réseau ; créée en octobre 2007, elle bénéficiait déjà du ralliement volontaire de 2 500 prestataires en décembre 2008.

Des organismes professionnels, comme la Chambre syndicale des entreprises d'équipement électrique de Paris et sa région (CSEEE), ont mis en place des filières de formation couvrant le domaine de l’installation des équipements photovoltaïques.

Au Japon, vos rapporteurs ont appris que l’effort de formation des techniciens d’installation, selon une logique d’intégration verticale, reposait entièrement sur les grandes entreprises produisant des panneaux solaires (Sharp, Kyocera, Sanyo, Mitsubishi). Saint-Gobain, on l’a vu, s’inscrit dans ce type de démarche.

► La simplification des procédures pour les petites productions, inscrite au Plan national de développement des énergies renouvelables, fait l’objet d’une mise en œuvre rapide.

Les cinq démarches administratives nécessaires jusque là pour installer des panneaux photovoltaïques vont être réduites à deux pour les particuliers : une autorisation au titre du droit de l’urbanisme délivrée par la collectivité territoriale compétente, et une démarche auprès du distributeur d’électricité. Déjà, depuis août 2008, la procédure de déclaration d’exploitation de panneaux solaires électriques peut s’effectuer sur le site Internet « AMPERE ».

Les mêmes particuliers ont été exonérés par la loi de finances rectificatives pour 2008 de l’imposition au titre des bénéfices provenant de la revente d'électricité, sous la condition que la puissance des panneaux photovoltaïques n'excèdent pas 3 kilowatts-crête (soit environ 30 m² de panneaux).

Une étude juridique et fiscale a été engagée afin favoriser le développement d’offres de services dites «intégrées», dans lesquels des professionnels compétents apportent à la fois des prestations de conseil, font leur affaire de l’installation des équipements, de leur financement, et apportent une garantie. Les dispositions pertinentes seront présentées sous forme d’amendements au projet de loi dit « Grenelle 2 »

► La question de l’adaptation du réseau électrique concerne la revente à EDF de l’électricité photovoltaïque produite. Tant que les quantités correspondantes restent limitées, le réseau peut spontanément les intégrer. Mais un apport d’un certain débit d’énergie peut nécessiter une adaptation des équipements de distribution ; c’est une des raisons pour lesquelles l’article 6 de la loi n°2000-108 du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l'électricité (loi « Bataille ») prévoit qu’un régime d’autorisation prend le relais du régime de déclaration au-delà d’une puissance installée de 4,5 MW.

A terme, si les demandes de raccordement se comptent en centaines de milliers, c’est une autre manière de gérer le réseau qu’il faudra introduire pour équilibrer au mieux les flux de consommation et de fourniture, et ce type d’adaptation est au cœur des recherches sur les « réseaux intelligents » (Smart Grids).

Au sein de la Communauté européenne, bien qu’elles figurent explicitement comme une des priorités du Plan stratégique pour les technologies énergétiques de novembre 2007 (SET Plan), ces recherches semblent avoir un peu de mal à s’organiser. La plateforme de coopération créée sur ce thème en 2005 (European Technology Platform for Electricity Networks of the Future), après avoir défini ses objectifs, en est encore, en ce début d’année 2009, à construire un programme opérationnel. M. Dominique Maillard, président de RTE, a d’ailleurs signalé à vos rapporteurs que le concept de « Smart Grids » était assez difficile à circonscrire, car il pouvait intégrer des préoccupations assez larges de sécurité et de fiabilité du réseau. M. Alain Bucaille, directeur de la recherche d’Areva, groupe dont le tiers du chiffre d’affaires est réalisé dans la distribution d’électricité depuis le rachat de l’activité “Transmission et Distribution” d’Alsthom en 2003, a signalé qu’il s’agissait d’un thème de recherche sur lequel il était difficile pour l’instant de construire des collaborations.

Les réseaux intelligents du futur constituent l’un des axes de recherche envisagés pour le projet de pôle technologique à vocation mondiale sur les thèmes « Climat, énergie, environnement » (PCEE) du Campus de Saclay (Cf. annexes).

La recherche sur l’énergie photovoltaïque constitue une priorité nationale, et les efforts déjà accomplis pour rattraper le retard de la France dans les technologies du silicium et des couches minces doivent être complétés par une organisation de la filière organique.

La qualité des services d’installation et de maintenance constitue un enjeu essentiel de la réussite commerciale de ces technologies.

3. La recherche sur le stockage d’énergie

La fonction du stockage d’énergie, et en pratique, du stockage d’électricité, est essentielle pour la promotion des économies d’énergie et la réduction des émissions de gaz carbonique, car elle permet d’une part d’accroître l’efficacité énergétique, en rendant possible un meilleur ajustement temporel de l’offre et de la demande d’énergie, et d’autre part d’alimenter des systèmes de substitution aux énergies fossiles, notamment dans les transports.

Les techniques de stockage de l’énergie sont multiples, mais deux d’entre elles doivent faire l’objet d’un soutien particulier, car elles bénéficient de la double caractéristique d’avoir déjà fait leurs preuves, et d’offrir des marges sensibles de progression à moyen terme : d’un côté, les batteries rechargeables ; de l’autre, les « stations de transfert d'énergie par pompage » (STEP).

a) La poursuite de l’amélioration des batteries

Le rapport sur la stratégie en énergie de mai 2007 souligne à juste titre la nécessité de « développer prioritairement » l’hybridation entre le moteur thermique et le moteur électrique grâce aux progrès réalisés dans les domaines des batteries et des super condensateurs. La cible technologique est la mise au point du « véhicule hybride rechargeable ».

Deux avancées importantes fondent cette approche :

- d’une part, le saut de performance réalisé, au niveau des batteries, grâce à la technologie Lithium Ion ;

- d’autre part, le succès, à partir de 2004, de la Prius de Toyota, modèle utilisant une batterie Nickel-Métal Hydrures (NiMH), qui a conféré une forte crédibilité à la piste de l’hybridation.

Jusqu’à la fin des années quatre-vingt, les deux principales technologies répandues sur le marché étaient les accumulateurs au plomb et les accumulateurs Nickel Cadmium. Ils se caractérisent par une grande fiabilité, mais leurs densités d’énergie massiques restent relativement faibles (30 Wh/kg pour le plomb, 50 Wh/kg pour le Nickel Cadmium). La technologie Nickel Cadmium a été utilisée par l'automobile dans les années 90, Renault et Peugeot ayant vendu, en France, environ dix mille véhicules électriques utilisant ce type de batterie.

Mais la croissance du marché des équipements portables a favorisé l’émergence de deux nouvelles filières : les accumulateurs Nickel-Métal Hydrures, permettant d’atteindre une densité d’énergie massique de 70 à 80Wh/kg, qui donc était utilisée par la voiture hybride ; et les accumulateurs au Lithium.

PROGRÈS DANS LA TECHNOLOGIE DES BATTERIES

TECHNOLOGIE	ÉNERGIE MASSIQUE (KWH/KG)	ÉNERGIE VOLUMIQUE (KWH/L)
Pb	30-50	75-120
NiCd	60	180
NiMH	70-90	280-320
Zébra (Na/S)	120	180
Li ion (FePO4)	110-150	190-220
Li ion (CoO2)	180-210	350-500
Li polymère	180-210	350-500

Source : CEA, Liten.

Le lithium est à la fois le plus léger et le plus réducteur des métaux : les systèmes électrochimiques qui l’emploient peuvent atteindre des tensions de 4 V, contre 1,5 V pour les autres systèmes. Cela en fait un candidat idéal pour des batteries offrant des performances inégalées en termes de densités d’énergie massique et volumique. Des recherches en ce sens avait déjà été conduites vers la fin des années soixante-dix, mais en utilisant une électrode négative à base de lithium métallique qui conduisait à la constitution, à la faveur des charges successives, d’un pont de court-circuit. C’est avec l’idée d’utiliser une électrode négative à base de carbone que la filière Lithium Ion est née. Sony, après lui avoir consacré des ressources considérables, a pu annoncer en février 1992, le lancement d’une fabrication industrielle. Les premiers accumulateurs offraient des performances limitées : 90Wh/kg. Depuis, celles-ci se sont notablement améliorées pour atteindre 200 Wh/kg, grâce à la diminution du poids et volume des composants annexes, et à l’optimisation des performances des matériaux.

Quatre acteurs jouent un rôle important dans ce secteur en France :

► La société Saft²⁸ est plutôt spécialisée dans la fabrication des batteries de haute technicité, notamment pour des systèmes spatiaux, aéronautiques, militaires. Dans ces domaines, on a recours traditionnellement à des accumulateurs de la filière Nickel Cadmium, mais ceux de la filière Lithium Ion y sont aussi de plus en plus utilisés. L’entreprise a fait son entrée dans le domaine des batteries Lithium Ion pour véhicule hybride à travers une alliance avec l’américain Johnson Controls ; leur filiale commune a passé un contrat d’approvisionnement avec Daimler, et a ouvert une première usine de fabrication à Nersac, près d’Angoulême, en janvier 2008.

► La société Batscap, filiale de Bolloré et d’EDF, travaille sur la filière novatrice des batteries Lithium Métal Polymère en s’appuyant sur son expérience dans la fabrication des films de polymères servant à l’emballage. Cette filière vise une amélioration de la sécurité par le recours à électrolyte liquide sous la forme d’un gel, moins volatile et inflammable qu’un liquide. Le fonctionnement optimal est obtenu à une température comprise entre 60 et 100°C. Batscap développe un procédé mis au point par la société canadienne Avestor, filiale d’Hydro-Quebec qui a fait faillite, mais dont les actifs ont été rachetés par Bolloré. Une partie des recherches s’effectuent sur le site de Quimper. Pour l’instant, aucun produit n’est commercialisé. La société refuse toute communication sur l’avancée de ses travaux pour préserver la réussite de son investissement de longue date, financé sur fonds propres.

Batscap commercialise aussi des super condensateurs, notamment à travers un contrat avec BMW. Les super condensateurs délivrent une grande puissance instantanée, sur de très courtes durées ; ils sont souvent utilisés pour les phases de démarrage pour compenser la faible puissance instantanée des batteries au plomb. Mme de Guibert, directeur de la recherche de Saft, a indiqué à vos rapporteurs que la technologie des super condensateurs utilisée par Batscap est reconnue comme l’une des meilleures au monde selon certaines évaluations américaines.

► Le CEA a fait son entrée dans l’univers des batteries avec une technologie Lithium Ion Phosphate de Fer (LiFePO₄), dans l’esprit de développer un avantage comparatif. La technologie Lithium-Ion s'est en effet développée au profit des appareils portables en utilisant du dioxyde de cobalt à la cathode. Si elle permet d'atteindre de forte densité énergétique, elle présente aussi des risques en termes de sécurité, en cas de chauffage ou de perçage. De plus, le cobalt n'est pas un matériau assez abondant pour faire face à un besoin d'équipement de l'ensemble du parc automobile. Tel n'est pas le cas du phosphate de fer qui, utilisé à la cathode, abaisse d’un quart environ la performance d'une batterie Lithium Ion, mais améliore considérablement ses conditions de sûreté : la batterie au phosphate de fer ne s'enflamme pas lorsqu'on la perce avec un clou. En outre, il en diminue le coût brut de fabrication de moitié. Si l'on ajoute une économie réalisée au niveau des systèmes de commande internes pour gérer les risques, le CEA est en mesure d’afficher un coût de fabrication presque diminué des trois-quarts, 15 euros le kilogramme au lieu de 50 euros pour les batteries Lithium-Ion à dioxyde de cobalt. Cette technologie est exploitée depuis peu dans le cadre d'une start-up, Prollion, dotée d'un « LabFab » permettant de réaliser de petites séries de composants des batteries, voire de les intégrer.

Par ailleurs, le CEA poursuit des recherches de rupture sur les électrodes, visant en 2015 à atteindre une densité massique de 300 Wh par kg, qui permettrait d’abaisser de moitié le poids des batteries nécessaires pour une autonomie de 100 km, de l’ordre de 100 kg aujourd’hui.

► Le réseau Alistore fédère l’ensemble des acteurs français de la recherche fondamentale sur les batteries au lithium : on y compte le laboratoire de son initiateur et animateur, Jean-Marie Tarascon, à l’Université d’Amiens, mais aussi celui de Claude Delmas à l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux, le laboratoire Madirel à l’Université de Provence, le laboratoire Cirimat à l’Université de Toulouse, le laboratoire Aime à l’Université de Montpellier et le Laboratoire Iprem à l’Université de Pau. Ce réseau a de surcroît une dimension européenne. Il sert de modèle à la manière dont un ensemble dispersé de chercheurs peut s’organiser pour maintenir un haut niveau de performance, et se trouver mieux à même de développer des liens avec l’industrie. Vos rapporteurs suggèrent notamment une organisation sur ce modèle dans le domaine de l’électronique organique, qui constitue un des aspects de la recherche sur les capteurs solaires.

On peut identifier trois axes sur lesquels la recherche pourrait réaliser des progrès permettant de se rapprocher de la limite théorique de fonctionnement des accumulateurs au lithium :

- l’usage de nouveaux matériaux d’électrodes fonctionnant sur des principes nouveaux et permettant des capacités spécifiques plus élevées (par exemple des nanomatériaux permettant des réactions dites « de conversion », ou des composites) ;

- l’amélioration technologique des boîtiers et de la connectique, des électrolytes et autres composants. C’est ce type de progrès technologique qui a permis à la batterie Lithium Ion de tripler sa capacité en charge depuis sa première diffusion commerciale par Sony en 1992 ;

- l’introduction d’un système électronique interne de gestion optimisée des ressources pour augmenter la performance et la durée de vie de la batterie.

Pour l’instant, la technologie des véhicules rechargeables (« plug-in ») n’est pas disponible à l’échelle industrielle, car elle nécessite des batteries à forte capacité de stockage d’énergie, qui supportent bien la multiplication des cycles de charge-décharge, et doivent répondre en outre aux fortes exigences de sécurité de l’automobile. Même Toyota ne dispose pas de prototype d’une autonomie supérieure à 20 km. Elle n’est mise en œuvre à ce jour que dans des cas particuliers, le plus souvent compatibles avec le transport de batteries très lourdes, comme par exemple le tramway de Nice, dont les accumulateurs sont d’ailleurs au plomb pour des raisons de sécurité.

Néanmoins, les grands acteurs mondiaux du secteur prennent des positions pour investir ce marché futur :

- Au Japon, Toyota a renforcé son alliance avec Panasonic pour développer et produire des nouvelles batteries, et a passé un accord avec EDF afin que ses futurs véhicules hybrides rechargeables soient alimentés avec une électricité non émettrice de gaz à effet de serre ; Renault compte sur les batteries conçues par l'alliance Nissan-NEC ;

- En Allemagne, pour remédier au démantèlement de la société Varta à la fin des années 90, le Gouvernement a favorisé la reconstitution en 2007 d’une force industrielle dans le domaine des batteries autour du groupe Evonik. Par ailleurs, un plan national de développement de la voiture électrique, annoncé en novembre 2008, devrait réunir les constructeurs d'automobiles (BMW, Daimler) et les producteurs d'électricité (E.On, RWE) pour organiser l’alimentation d'un futur parc d’un million de véhicules, ce qui représentera quelques pourcents de la production allemande d’électricité ;

- Les autorités européennes ont lancé divers programmes pour suivre ces évolutions (Ertrac, Eucar, Earpa) et la Commission a prévu, fin novembre 2008, un soutien de 5 milliards d'euros pour le développement des voitures « vertes ».

La mesure n°49 du Plan national de développement des énergies renouvelables présenté le 17 novembre 2008 demande que le CEA mette en place une plateforme technologique permettant d'assurer à la France une indépendance dans l'exploitation de ses avancées technologiques dans le domaine des batteries. Cette mesure est en cours de mise en œuvre avec la création de Prollion, et un accord avec Prayon, industriel belge possédé pour moitié par l'Office chérifien des phosphates (Maroc), pour permettre d'implanter en Isère une unité de fabrication de phosphate de fer optimisé selon le brevet du CEA. Vos rapporteurs ne peuvent que souscrire à ces initiatives.

b) Le déploiement de STEP en mer

Les « stations de transfert d'énergie par pompage » (STEP), c'est-à-dire les retenues d’eau alimentant une turbine, constituent la technologie capable jusqu’à ce jour des stockages d’énergie les plus importants, et permettant de délivrer la plus grande puissance, avec un rendement inégalé de 90% au pompage comme au turbinage, soit un rendement total d’environ 80% sur un cycle de stockage – déstockage. En outre, leur utilisation ne dégage pas de gaz à effet de serre.

Des besoins de stockage de grande ampleur deviennent de plus en plus nécessaires avec l’objectif communautaire de produire au moins 20% de la consommation primaire d’énergie sous forme renouvelable à l’horizon 2020, puisque les principales sources d’énergie renouvelable utilisables sous forme d’électricité, le vent et le soleil, sont fondamentalement intermittentes. Cela concerne surtout les cas d’utilisation des énergies renouvelables en raccordement au réseau, car, en site isolé, des moyens de stockage de moyenne capacité, batterie ou pile à combustible, sont mieux adaptés.

Cependant la construction des STEP suppose la réunion de trois conditions géographiques particulières :

1°) un récipient géologique étanche, typiquement une cuvette glaciaire ;

2°) un approvisionnement en eau, entretenant le bassin auquel s’alimente le pompage ;

3°) un accès au réseau électrique via des lignes à haute tension.

Il faut en outre obtenir l’accord des populations avoisinantes pour l’installation de ces grandes infrastructures. Or, cette dernière condition devient plus exigeante aujourd’hui, et la plupart des sites les plus appropriés ont déjà été équipés. C’est la raison pour laquelle, ainsi que vos rapporteurs l’ont appris en se rendant à Palo Alto, l’Electric Power Research Institute (EPRI), consortium des grands producteurs d’électricité américains et mondiaux, a relancé ses réflexions sur les systèmes de stockage d’énergie à air comprimé (Compressed Air Energy Storage - CAES) permettant notamment de réutiliser à cette fin d’anciens puits de gaz. Cette solution un peu moins efficace présente l’avantage de s’insérer un peu plus facilement dans l’environnement.

► Mais il existe une autre manière de relancer la construction des STEP, et l’idée en revient à un ingénieur, expert mondialement reconnu dans le domaine des barrages, que vos rapporteurs ont auditionné le 12 juin 2008 : M. François Lempérière. Après une longue carrière en entreprise l’ayant amené à diriger divers chantiers à travers la planète, M. François Lempérière assure encore à ce jour la présidence d’un des comités techniques de la commission internationale des grands barrages. Il double sa connaissance de la technologie des barrages d’une expertise dans le domaine de l’énergie marémotrice, qui l’a amené à réaliser récemment des études pour des pays se proposant d’exploiter leurs potentialités à cet égard : la Russie, l’Inde. C’est d’ailleurs à l’occasion d’une étude effectuée, à la demande d’EDF, sur d’éventuels sites possibles pour des centrales marémotrices sur la côte française, qu’il a structuré ses réflexions sur une nouvelle forme de stockage d’énergie de masse.

L’idée de M. Lempérière consiste à construire des STEP en mer, plus particulièrement sur le littoral de la Manche, en profitant de deux circonstances favorables :

- la faible profondeur du plateau continental, qui reste encore d’une vingtaine de mètres à des distances de plusieurs dizaines de kilomètres de la côte, avec des fonds favorables en alluvions sablo-graveleuses ou rocher ;

- la demande relativement plus importante d’électricité dans le Nord de la France, alors justement que les moyens de stockage classiques sont concentrés dans les Alpes.

Cette localisation correspond en outre à une zone de développement de l’énergie éolienne, on-shore surtout pour l’instant, mais off-shore aussi dans l’avenir, pour atteindre l’objectif d’un parc de 25 GW qu’a fixé le « Plan national de développement des énergies renouvelables » du 17 novembre 2008.

Il s’agirait de construire des atolls artificiels, en fait des réservoirs de plusieurs kilomètres carrés, délimités par une digue se refermant sur elle-même et s’élevant de 50 à 100 mètres au dessus de la surface, protégés par une ligne de brises lames. La hauteur d’eau atteinte à l’intérieur du réservoir permettrait de stocker de 2 à 8 GWh par kM²²⁹, pour des puissances de plusieurs GW : le remplissage s’effectuerait par pompage à l’aide du courant électrique qu’il s’agirait de stocker ; le déstockage d’énergie s’effectuerait par déversement de l’eau accumulée sur des turbines, comme dans un barrage hydroélectrique.

Les pompes et les alternateurs seraient reliés au réseau électrique terrestre à travers un câble sous-marin, comme ceux traversant le détroit de Gibraltar ou la Manche.

COUPE D’UN ATOLL DE STOCKAGE D’ÉNERGIE

(1) Niveau de la mer; (2) Niveaux haut et bas du bassin; (3) Brise lame; (4) Digue (sable et gravier); (5) Barrière d’étanchéité; (6) Végétation; (7) Fond naturel (sable et gravier).

Ces atolls de stockage, que M. Lempérière appellent des « lacs émeraudes » pour mettre l’accent sur leur qualité écologique, pourraient être implantés en des endroits ne gênant pas la navigation, et suffisamment au large pour devenir peu visibles depuis la côte. Une solution alternative ou complémentaire serait aussi d’adosser le réservoir à la côte, dans une zone où la construction s’intégrerait à l’environnement.

► La construction, à partir de grandes barges, selon des techniques éprouvées puisque régulièrement utilisées pour l’aménagement des ports, serait dans une certaine mesure moins complexe que celle d’une STEP en zone de montagne, où les reliefs du terrain obligent à des aménagements complémentaires importants, pour les accès en haute montagne et les tunnels de liaison entre les deux bassins.

Selon M. Lempérière, la réalisation de digues de 50 mètres au dessus de la surface de l’eau, c’est à dire de 70 mètres de hauteur totale, n’aurait rien d’exceptionnel au regard des performances atteintes dans les barrages, puisque la digue de celui de Nourek, au Tadjikistan, s’élève à près de 300 mètres ; la protection des ports a conduit par ailleurs à bien maîtriser, au fil des siècles, les techniques d’établissement des brises lames.

L’usine marémotrice de la Rance, en service depuis 40 ans, a démontré l’efficacité des procédés assurant la résistance à l’eau salée des ciments et des turbines.

Ainsi la triple difficulté liée à l’existence d’un vaste récipient étanche, d’un bassin approvisionné en eau, et d’une liaison de haute tension avec le réseau électrique se trouve levée, dans des conditions d’atteinte minimale à l’environnement, puisque l’atoll de stockage apparaîtrait au loin comme une île, de surcroît verdoyante puisque le parement extérieur de la digue serait couvert de végétation. L’espace intérieur entre les brises lames et la digue proprement dit peut éventuellement être équipé pour servir de port de pêche ou de plaisance.

► L’idée des atolls de stockage d’énergie a suscité l’intérêt de la Commission « Energie et changement climatique » de l’Académie des technologies qui a organisé une audition de M. François Lempérière, le 12 novembre 2008, dans ses locaux du Palais de la découverte.

Les échanges ont mis en avant qu’une piste similaire, celle d’utiliser la mer comme un bassin bas, en pompant l’eau non pas pour remplir un réservoir situé au large, mais pour la ramener dans un bassin haut établi au sommet d’une falaise, a déjà été explorée au Japon, un démonstrateur ayant été même construit sur l’île d’Okinawa. Ce modèle n’est cependant pas transposable en France, car, d’une part, une étude de la société Electrabel a montré que la géométrie du littoral méditerranéen ne s’y prêtait pas, et d’autre part, les falaises de la Manche se trouvent trop à proximité de zones habitées ; la construction d’un bassin haut en mer, selon le modèle de l’atoll, en adossant éventuellement celui-ci à la falaise, paraît plus efficace et plus sûr.

L’effort d’investissement nécessaire à la construction des atolls a été mis en parallèle avec le besoin de construire en Europe de nouvelles lignes à haute tension pour assurer l’équilibre du réseau électrique continental : dans les deux cas, les moyens à mobiliser sont importants, et l’acceptation sociale est déterminante ; si certains projets de lignes à haute tension peinent à se concrétiser, les atolls de stockage en mer, quoique raccordés du fait de la géographie des côtes à des points périphériques du réseau, pourraient constituer dans certains cas une solution de rechange intéressante.

La puissance délivrée, de l’ordre de plusieurs GW, serait suffisante pour éviter ou compléter le recours aux centrales thermiques durant les périodes de pointes de consommation, ce qui présenterait l’avantage de réduire les émissions de gaz à effet de serre, pourvu que l’électricité stockée ait été fournie par une source non carbonée.

A moins d’être adossés directement à la côte, les atolls devraient être situés à une distance suffisante de la rive, sinon ils auront probablement tendance à se constituer en presqu’îles.

Les membres de l’Académie des technologies ont conclu que les atolls de stockage présentent un intérêt par eux-mêmes, sans qu’ils aient à fonctionner nécessairement en lien avec d’autres ouvrages d’exploitation des énergies marines ; en revanche, ils constituent clairement une réponse adaptée au besoin de mieux gérer l’intermittence de l’énergie éolienne. Des évolutions juridiques sont nécessaires pour permettre leur développement, en ce qui concerne d’une part la tarification de l’électricité, et d’autre part l’octroi de concession en mer.

► A la demande de vos rapporteurs, M. Lempérière a procédé à une évaluation des ordres de grandeur des investissements nécessaires.

Le coût de l’ouvrage dépend de la longueur de la digue formant la paroi du réservoir. La surface de la zone de rétention croissant comme le carré de la longueur de la digue, le coût de revient de la construction au kWh stocké décroît lorsque la taille de l’ouvrage augmente, ce qui implique que cette forme de stockage ait une certaine ampleur, à l’échelle d’un lac de plusieurs kilomètres de diamètre.

L’étude du cas (purement virtuel à ce stade) considéré par M. Lempérière pour asseoir ses calculs est présentée en annexe. Elle conclut à un montant d’investissement de l’ordre de 6 milliards d’euros pour une surface de rétention de 23 km², correspondant à une capacité de stockage d’énergie de 160 GWh et une puissance de 5 GW.

Ces chiffres montrent qu’un seul atoll de stockage, de 5 kilomètres de diamètre, pourrait compenser l’indisponibilité, pour cause d’absence ou d’excès de vent, de l’équivalent d’un cinquième du parc éolien français prévu pour 2020 (25 GW) pendant 32 heures, c'est-à-dire une journée et demi. C’est dire s’il s’agit d’un instrument bien dimensionné pour répondre à la difficulté fondamentale posée par l’intégration des énergies renouvelables au réseau d’électricité, à savoir leur intermittence³⁰. Le coût d’un atoll est du même ordre que celui d’une centrale nucléaire.

► Vos rapporteurs suggèrent en conséquence que cette forme de stockage d’énergie fasse l’objet d’études en liaison avec l’effort de développement de l’énergie éolienne ; la possibilité à terme d’une substitution aux centrales thermiques doit également être considérée, puisqu’avec un pompage alimenté par une électricité non carbonée, il s’agirait là d’un moyen pour limiter les émissions de gaz à effet de serre.

Ainsi que l’a souligné l’Académie des technologies, un double ajustement de la règlementation paraît nécessaire pour permettre la réalisation des atolls de stockage :

- d’abord, il est indispensable de clarifier les conditions juridiques dans lesquelles pourrait s’effectuer l’emprise en mer permettant d’implanter les ouvrages en question ; l’IFREMER paraît particulièrement bien placée pour étudier cette question et, éventuellement, proposer les ajustements législatifs nécessaires ;

- ensuite, il convient d’adapter le régime tarifaire de l’électricité en créant des conditions incitatives à l’investissement dans les STEP. Actuellement, non seulement l’électricité d’origine renouvelable bénéficie d’un tarif de rachat plus élevé que celle provenant des retenues hydroélectriques, mais encore l’achat d’électricité pour alimenter les pompes d’une STEP est soumis à la contribution au service public de l’électricité (CSPE). Pour mieux ajuster l’échelle des tarifs aux besoins du réseau, il faudrait que, dans le cas où elle provient d’un dispositif de stockage alimenté lui-même grâce à des énergies renouvelables, l’électricité bénéficie d’un tarif de rachat beaucoup plus avantageux que lorsqu’elle provient directement d’une source renouvelable ; un tel schéma tarifaire inciterait les promoteurs de l’énergie renouvelable à participer à l’effort d’investissement dans les systèmes de stockage. Et il serait juste que toute fourniture d’électricité à partir d’une STEP entraîne un remboursement de CSPE à hauteur de la part d’électricité du réseau utilisée pour remplir le réservoir.

Vos rapporteurs tiennent à souligner que la construction d’un atoll de stockage d’énergie constituerait une première mondiale, renforçant la place et l’image de la France dans la lutte contre le changement climatique, puisqu’il s’agit fondamentalement d’un instrument permettant de valoriser le développement des énergies renouvelables, et lutter contre les émissions de gaz carbonique. Il serait dommage que, selon un schéma trop connu, l’idée d’un ingénieur français soit d’abord mise en œuvre dans un autre pays avant de pouvoir être exploitée en France.

c) Le stockage réparti dans le parc automobile

Le stockage d’énergie est de prime abord perçu comme un besoin focalisé sur un réservoir, vers lequel il s’agit de faire converger des apports d’énergie pour une redistribution ultérieure. Mais vos rapporteurs ont pris connaissance, à travers leurs auditions, d’une possibilité différente de gérer le stockage, qui consiste à le concevoir comme pris en charge par un réseau. M. Dominique Maillard, président de RTE, a mentionné que les progrès de l’interconnexion des réseaux d’énergie européens remplit de facto une fonction de stockage. Mais un autre mode de stockage réparti pourrait se mettre en place à la faveur de l’évolution des systèmes de traction des véhicules.

► La première forme de ce nouveau système de stockage résulterait du développement à grande échelle du véhicule électrique, que ce soit en mode unique ou hybride. En effet, chaque véhicule électrique dispose avec sa batterie d’une capacité de stockage, qui peut être gérée à la fois en fonction de ses besoins propres, et des besoins en électricité du pays : si la production nationale d’électricité dépasse la demande, tous les véhicules électriques en stationnement, dans les garages individuels ou sur les places de parking, peuvent devenir destinataires de l’excédent d’énergie pour le stocker ; à l’inverse, si l’offre nationale devient insuffisante, l’ensemble des batteries constitue une sorte de réservoir unique où l’on peut puiser le complément d’énergie nécessaire.

Cette faculté potentielle du parc automobile à contribuer à la régulation des pointes de consommation d’électricité vient de ce qu’il représente une capacité de production d’énergie très supérieure à celle du parc des centrales électriques  : pour une consommation des deux parcs à peu près équivalente en France, de l’ordre de 500 TWh par an, le parc automobile français, selon Pierre-René Bauquis, dispose d’une puissance équivalente à 100 fois celle du parc de production d’électricité d’EDF.

La mise en place d’un tel dispositif de stockage suppose de lourds aménagements d’infrastructures, pour créer une possibilité de raccordement des véhicules en tout lieu de stationnement. Cela suppose aussi d’enrichir les fonctionnalités du réseau électrique, pour lui permettre de fonctionner non seulement en fourniture, mais aussi en collecte, et aussi d’ajuster son apport ou son prélèvement, au cas par cas, en fonction du niveau de batterie de chaque véhicule.

C’est là le cœur des réflexions autour des « réseaux intelligents » (Smart Grids), qui se posent exactement dans les mêmes termes à la faveur de l’évolution vers les « bâtiments à énergie positive », disposant d’une capacité globale de production d’énergie. L’intelligence à mettre en œuvre doit d’ailleurs en théorie permettre d’opérer les compensations d’offre et de demande d’énergie de la manière la plus efficace possible, en procédant aux ajustements localement quand c’est possible. M. Dominique Maillard a indiqué à vos rapporteurs que des recherches dans ce domaine sont déjà en cours, ce qu’a confirmé une présentation de l’EPRI à Palo Alto. Mais il s’agit encore d’études exploratoires.

► Une autre manière d’utiliser le parc automobile comme un réservoir de stockage d’énergie consiste à incorporer les excédents d’électricité aux biocarburants, en produisant grâce à eux, par l’intermédiaire d’une électrolyse, l’hydrogène permettant d’accroître l’efficacité de rendement de leur production. Sous l’hypothèse que la production de base d’électricité soit dimensionnée à hauteur du maximum de puissance sollicitée dans l’année, toutes les périodes de consommation moindre alimenteraient alors la chaîne de fabrication des biocarburants. Cela concernerait des biocarburants de deuxième génération, produits à partir de biomasse.

Ce dispositif, présenté à vos rapporteurs le 10 juillet 2008, par M. Bernard Bigot, Haut commissaire à l’énergie atomique, permettrait d’accroître l’indépendance énergétique de notre pays tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre, car l’élargissement de la production de base s’effectuerait par recours à des sources non carbonées (nucléaire et renouvelable), qui se substitueraient aux sources fossiles alimentant les centrales à flammes. M. Bigot a eu l’occasion de développer de manière plus complète son approche lors d’une audition publique sur les biocarburants.

L’effort de recherche sur le stockage d’énergie constitue une priorité nationale, aussi bien en ce qui concerne les batteries, pour assurer le développement des véhicules hybrides rechargeables, qu’en ce qui concerne le stockage de masse dans les STEP, indispensables à l’intégration des énergies renouvelables, et qui doivent bénéficier d’un régime tarifaire plus incitatif.

A terme, la France devrait pouvoir disposer d’équipements lui permettant de stocker l’énergie tout d’abord dans le parc automobile, grâce à un réseau de distribution intelligent, ensuite sous forme d’hydrocarbures, par dopage à l’hydrogène de la transformation de la biomasse, enfin dans des atolls artificiels, grâce à des ouvrages venant compléter sur le littoral de la Manche le parc des STEP implantées dans les zones de montagne.

4. La recherche sur les biocarburants

Les débats suscités par le développement rapide des biocarburants ont conduit vos rapporteurs à organiser le 1^er octobre 2008 une audition publique sur cette question, en liaison avec leurs collègues députés et membres de l’OPECST, Jean-Pierre Brard et Jean-Yves Le Déaut. Le compte-rendu en est fourni en annexe.

a) Un apport indispensable, mais limité

Les premières contributions ont souligné la place indispensable, quoique structurellement partielle, des biocarburants dans l’approvisionnement du parc automobile en carburants liquides. Ils jouent d’ores et déjà un rôle dans la résolution de la tension qui se dessine entre la dynamique de la demande poussée par le développement des pays émergents et la limitation des capacités de production due à la perspective d’un épuisement progressif des ressources fossiles. Dans un scénario explorant l’horizon de la fin du siècle, Pierre-René Bauquis en fait l’une des quatre ressources énergétiques des automobiles à côté de l’électricité, des carburants synthétiques, et des carburants fossiles, qui pourraient, vers 2100, représenter encore 25% du total, contre 98% aujourd’hui.

La production de biocarburants doit être une occasion de compenser les déséquilibres géographiques entre l’offre et la demande des deux filières de carburants fossiles, l’essence et le diesel. En Europe, la demande se porte sur le diesel alors que l’offre est plus abondante en essence. Vos rapporteurs ont donc appris avec intérêt, lors de leur visite du centre de l’IFP à Lyon, le 4 décembre 2008, que des recherches y étaient en cours sur l’emploi du bioéthanol, utilisé aujourd’hui exclusivement en incorporation à l’essence, dans un moteur à allumage par compression. M. André Douaud, directeur technique au Comité des constructeurs français d'automobiles, a indiqué que d’autres recherches visaient à développer, au-delà des moteurs flexfuel, des moteurs fonctionnant uniquement au bioéthanol ; mais la moindre densité énergétique de celui-ci oblige à réaliser des progrès en termes de rendement.

b) La réalité de l’effet d’éviction sur l’alimentation

Les biocarburants de première génération conservent encore des marges de progression, en dépit de la dénonciation par divers courants écologistes, rejoints par la FAO en juin 2008, d’un effet d’éviction au détriment de l’agriculture alimentaire. En fait, la hausse des prix des produits alimentaires, due fondamentalement à l’augmentation de la population et de la demande dans les pays émergents, et accentuée par le contrecoup de la montée du prix du pétrole sur les intrants, était déjà anticipée depuis plusieurs années par les organismes de prévision, selon M. Hervé Guyomard, directeur scientifique à l’INRA. Sur les 1,6 milliards d’hectares de terres cultivées dans le monde, la surface dédiée aux biocarburants représentait 20 à 25 millions d’hectares en 2006, et ne devrait pas en occuper plus de 70 à 80 millions en 2020, en supposant atteints tous les objectifs politiques de production affichés partout dans le monde, pour fournir alors 3% à 4% de la consommation mondiale de carburants. Or, les réserves disponibles pour une mise en agriculture atteignent un milliard d’hectares dans le monde.

L’effet d’éviction a pu jouer dans certaines zones de rapides extensions, comme aux États-Unis, où la surface consacrée aux cultures dédiées à la production de bioéthanol atteindrait 3 à 4% de la totalité des terres en exploitation, selon les informations recueillies par vos rapporteurs lors de leur séjour à Washington. En Europe, en revanche, où la politique des biocarburants est motivée depuis 1992 par la mise en valeur des terres placées en jachère (10% de la surface agricole), la question ne se pose pas encore. Selon Bruno Jarry, auteur au nom de l’Académie des technologies d’un rapport sur les biocarburants publié en septembre 2008, l’objectif fixé par la directive de 2003 d’atteindre en 2010 une production représentant 5,75%, en teneur énergétique, de la consommation de carburants pétroliers ne sera même pas tenu, sauf en Allemagne et en France. Cependant, la cible plus ambitieuse de 10% à l’horizon 2020, retenue par la Commission en janvier 2008, pourrait conduire à des importations ayant un effet déstabilisant dans les pays fournisseurs ; à moins que ne joue l’effet de frein produit par les incohérences, observées par M. Jacques Blondy, en charge des aspects agricoles du développement des biocarburants à la direction de la recherche de Total, entre des deux directives « biocarburants » et « énergies renouvelables ».

Une politique de soutien aux biocarburants n’a de sens qu’à long terme, et le bilan économique de ce soutien, clairement déficitaire d’un point de vue purement financier, doit tenir compte des externalités produites en termes d’aménagement du territoire, et de diminution des émissions de gaz à effet de serre. Or, sur ce point fondamental, tout dépend des conditions de la production, et de la valorisation des co-produits. Une extension des surfaces cultivées au détriment des forêts ou des herbages va à l’encontre de la lutte contre le changement climatique. A l’inverse, M. Jean-François Loiseau, président d’Agralys, explique qu’une gestion ajustée des apports d’engrais, guidée à partir d’une imagerie par satellite, permet d’obtenir globalement une réduction de 60% des rejets de gaz carbonique.

Quant au bilan énergétique des productions de première génération, il tangente souvent l’équilibre, surtout pour la filière de l’alcool. Il dépend largement de la manière d’évaluer l’économie en énergie fossile représentée par l’utilisation des résidus agricoles. Au Brésil, l’usine plantée au milieu du champ qui distille le sucre en utilisant la bagasse comme combustible est un modèle d’efficacité énergétique. En Europe, le recours aux combustibles fossiles est compensé par la cogénération et l’affectation des déchets à la nourriture animale. Selon M. Pierre Cuypers, président de l’ADECA³¹, la France, depuis qu’elle produit des biocarburants, a réduit son taux de dépendance en alimentation animale de 80% à 50%.

c) L’apport des filières de deuxième génération

Le développement des filières de deuxième génération vise à soustraire le bilan énergétique et écologique des biocarburants aux contraintes de l’agriculture, en utilisant la biomasse comme matière première : arbustes, taillis, plantes herbacées, déchets. En ce cas, la concurrence entre usage alimentaire et usage énergétique s’efface ; le gain en réduction des émissions de CO₂ par rapport aux carburants fossiles atteint 70 à 90 %, en raison notamment de l’allègement des opérations d’exploitation, et de la réduction des apports d’intrants. Les rendements sont doublés, voire quadruplés par rapport à ceux des biocarburants de première génération : deux à quatre « tonnes équivalent pétrole » (tep) à l’hectare au lieu d’une tep à l’hectare.

M. Olivier Appert, président de l’IFP, a présenté les deux voies de production possibles : la voie biochimique, qui consiste à transformer les matières premières en sucre, puis en éthanol, grâce à un prétraitement, une hydrolyse³², une fermentation et une distillation ; la voie thermochimique qui permet d’obtenir un diesel très pur, après un prétraitement, une gazéification, un traitement du gaz de synthèse obtenu, une conversion Fischer-Tropsch³³ et une finition par hydrocraquage³⁴.

Ces deux voies permettent d’exploiter la biomasse végétale de manière complémentaire : la voie biochimique est optimisée lorsque celle-ci comporte moins de lignine et plus de cellulose, ce qui correspond aux plantes herbacées ; la voie thermochimique produit un carburant de pouvoir calorifique supérieur si, à l’inverse, elle est relativement plus riche en lignine, ce qui est le cas avec le bois.

La voie biochimique s’appuie sur la filière éthanol existante, par des unités complémentaires de prétraitement et d’hydrolyse accolées aux usines déjà en fonctionnement. La voie thermochimique nécessite de nouvelles unités centralisées de grande taille permettant d’exploiter les économies d’échelle (quatre ou cinq à l’échelle de la France), placées soit dans des zones d’approvisionnement intense en biomasse (les forêts), soit à des nœuds de communication permettant d’acheminer la matière première. Ce dernier cas est illustré par le pilote industriel de Neste Oil en Finlande, visité par vos rapporteurs ; situé sur le port pétrolier de Porvoo, il est approvisionné par tankers, pour partie en graisses animales, et pour l’essentiel en huile de palme venant d’Indonésie.

Dans ses scénarios, l’Agence internationale de l’énergie estime qu’en 2050 les biocarburants de deuxième génération pourraient représenter 15 à 20 % de la consommation de carburants liquides dans le monde. Les recherches en sont au stade de l’industrialisation des procédés, ce qui suppose l’implantation de pilotes de démonstration. M. Olivier Appert a signalé que la France était au même degré d’avancement que ses principaux concurrents mondiaux dans ce domaine, sans retard ni avance, ce qui exigeait de maintenir la dynamique en cours.

Or, comme l’a rappelé M. François Moisan, directeur de la stratégie et de la recherche de l’ADEME, l’un des apports essentiels du rapport du Comité opérationnel sur la recherche du Grenelle de l’environnement a été justement de recommander la création d’un fonds « Démonstrateurs », ainsi justifié : « Les démonstrateurs constituent une étape importante du processus de recherche-développement-industrialisation des technologies. Cette étape se situe après la phase de recherche en laboratoire et avant la phase d’industrialisation. Les démonstrateurs sont le plus souvent le fait d’industriels qui testent les technologies disponibles à une échelle supérieure de celle du laboratoire, sans pour autant passer au stade de l’industrialisation. Cette phase permet d’optimiser les technologies, de valider des choix ou de lever certains verrous, et peuvent renvoyer à des recherches amont. Ces démonstrateurs se situent dans le processus de R&D avant les démonstrations exemplaires qui sont réalisées à l’échelle1 dans un cadre industriel et commercial. » (p.13).

L’ADEME, qui prend en charge la gestion de ce fonds, a donc sans tarder lancé des appels à manifestation d’intérêt pour des démonstrateurs concernant les deux voies biochimique et thermochimique. Le projet FUTUROL, déjà envisagé dans le cadre des soutiens antérieurs à la recherche industrielle³⁵, a été sélectionné au titre de la voie biochimique ; il sera implanté à Pomacle-Bazancourt, dans la Marne. M. Ghislain GOSSE, chargé de mission à l’INRA, a expliqué que le projet se focaliserait sur les deux premières étapes de production : d’abord le prétraitement, visant à extraire la cellulose de la biomasse, ensuite l’hydrolyse enzymatique, transformant les sucres composés en sucres simples ; avec la betterave, le prétraitement est facilité, car une fois le jus sucré extrait, la pulpe restante, chimiquement, est constituée de cellulose pure.

d) Le projet de pilote industriel à Bure

Pour la voie thermochimique, plusieurs projets sont en lice en ce début d’année 2009. L’un d’eux marque de façon symptomatique la volonté de GDF Suez de développer à terme son offre d'énergie "verte". Mais un autre de ces projets bénéficie très spécifiquement du soutien appuyé de vos rapporteurs, et de leur collègue Jean-Yves Le Déaut : il consiste à implanter un démonstrateur dans la région de Bure, à la frontière de la Meuse et de la Haute-Marne. La zone se trouve à proximité de forêts très denses, et surtout elle abrite le laboratoire souterrain de recherche sur le stockage des déchets radioactifs de haute activité. Or, la loi du 28 juin 2006 de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs prévoit, en son article 13, que l’État, en tant que membre d’un groupement d’intérêt économique auquel participent également l’ANDRA, la région Lorraine, les deux départements précités, et les communes ou leurs groupements avoisinants, doit « soutenir des actions de formation ainsi que des actions en faveur du développement, de la valorisation et de la diffusion de connaissances scientifiques et technologiques, notamment dans les domaines étudiés au sein du laboratoire souterrain et dans ceux des nouvelles technologies de l’énergie. » (article L.542-11 du code de l’environnement).

La même obligation est mentionnée par un alinéa de l’article 19 du projet de loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement, tel qu’il ressort de l’examen en première lecture par l’Assemblée nationale :

« Afin d'accélérer la mise en oeuvre des nouvelles technologies ou des nouveaux services contribuant à la lutte contre le changement climatique, les démonstrateurs de nouvelles technologies de l'énergie pourront bénéficier du soutien de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie. Le rapport annuel mentionné à l'article 10 de la loi n°2005-781 du 13 juillet 2005 précitée rendra compte de l'avancement des projets ainsi soutenus, notamment des projets sur la biomasse prévus par la loi n°2006-739 du 28 juin 2006 de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs, qui prévoit des actions d'aménagement du territoire et de développement économique. »

La localisation sur le site du laboratoire lève toutes les objections relatives à des difficultés éventuelles d’accès, puisqu’une autorisation par le législateur, en 2015, de construire en cet endroit un centre de stockage des déchets radioactifs à vie longue de moyenne et haute activité, entraînerait automatiquement la mise en place d’une infrastructure lourde d’acheminement.

Vos rapporteurs, qui ont contribué conjointement à l’organisation du dispositif français des déchets radioactifs, à l’occasion de la préparation au sein de l’OPECST, puis de la discussion au sein de l’Assemblée nationale, des deux lois du 30 décembre 1991 et du 28 juin 2006, souhaitent fortement l’aboutissement du projet du CEA tentant à implanter, sur le site de Bure, un démonstrateur thermochimique axé sur le perfectionnement du procédé de gazéification utilisé par la société Choren, à Freiberg, en Saxe. Cette société, aujourd’hui contrôlée par le groupe Shell, a été fondée par le docteur Bodo Wolf, inventeur du procédé de gazéification en question.

M. Bodo Wolf, présent lors de l’audition publique du 1^er octobre 2008, a expliqué que ce procédé tirait son efficacité d’une gazéification en deux étapes : la première effectuée à une température de 500°C dégage un gaz intermédiaire, utilisé comme combustible pour la seconde, qui est effectuée à 1500°C et permet de produire le gaz de synthèse, mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone, indispensable à la conversion Fischer-Tropsch.

M. Paul Lucchese, responsable du programme NTE au CEA, a indiqué que, si la technologie de gazéification à flux entraîné, telle que permise par le réacteur Choren, était effectivement la plus appropriée pour une production de masse permettant de réduire les pertes thermiques et les coûts, toutes les étapes de la chaîne opérationnelle restaient à optimiser. Au niveau du prétraitement de la biomasse, il faut étudier l’intérêt des différentes techniques de pyrolyse ou de torréfaction ; l’alimentation en biomasse du réacteur doit être adaptée à des débits importants, et le fonctionnement du réacteur lui-même nécessite d’être fiabilisé pour de grandes capacités ; son rendement peut en outre être encore optimisé, car l’adjonction de torches plasma et l’injection d’hydrogène extérieur permet d’espérer un rendement double ou triple. La France doit impérativement passer à une autre échelle d’investissement dans ce domaine, pour ne pas se faire distancer notamment par la Finlande et l’Allemagne, qui mobilisent d’ores et déjà des moyens importants sur chaque étape de la filière.

L’effet de levier résultant d’un apport extérieur d’hydrogène, qui permet de tripler le rendement de la production de biodiesel, est perçu par M. Bernard Bigot, Haut Commissaire à l’énergie atomique, et depuis le début de l’année 2009, Administrateur général du CEA, comme un moyen de stockage d’énergie à grande échelle ; l’électricité excédentaire produite par une augmentation conséquente de la production d’origine nucléaire et renouvelable, dépassant largement la consommation de base, pourrait ainsi être utilisée pour alimenter une électrolyse de masse, produisant de manière asynchrone de grandes quantités d’hydrogène qui seraient ensuite incorporées aux biocarburants. Par là, l’autosuffisance énergétique dans les transports deviendrait accessible en France, pourvu que l’hybridation des véhicules abaisse le besoin de carburant liquide à 20 Mtep par an ; une production efficace de biocarburants de deuxième génération à cette échelle ne mobiliserait en effet que la moitié du potentiel français de biomasse renouvelable (22 Mtep) ; le supplément d’électricité nécessaire, y compris pour l’alimentation directe des batteries des véhicules, correspondrait à une capacité de production non carbonée équivalente à douze tranches EPR ; la rentabilité économique du procédé serait assurée dès lors que le prix du baril de pétrole dépasserait 120 dollars.

Même s’ils mesurent l’importance des efforts à accomplir pour se rapprocher de cette dernière perspective, vos rapporteurs voient dans celle-ci une raison de plus d’apporter un soutien public déterminé au projet de démonstrateur de Bure, qui permettra de tester l’effet de l’apport d’hydrogène sur le rendement de la filière du biodiesel de deuxième génération.

e) La piste de la troisième génération

L’audition publique du 1^er octobre 2008 a apporté quelques éclairages complémentaires sur ce qu’on appelle les biocarburants de « troisième génération », qui s’identifient, pour nombre des participants, aux produits obtenus à partir des algues.

Selon une présentation de M. Jean-Paul Cadoret, chef du laboratoire « Physiologie et biotechnologie des algues » de l’IFREMER, l’exploitation des algues présente l’avantage de ne faire aucune concurrence à l’agriculture alimentaire, même au niveau des ressources en eau ; son bilan écologique est très favorable puisqu’elle utilise le gaz carbonique en intrant. Les rendements annoncés pour la production de biocarburants sont de 10 à 50 fois supérieurs à ceux obtenus dans les filières de première génération. Cependant, M. Olivier Appert, se référant à des expérimentations conduites par l’IFP, a mis en évidence les difficultés d’un passage à une culture de masse, qui multiplie notamment les risques d’épidémie ; M. Pierre-René Bauquis a souligné la très grande dépendance du bilan énergétique à l’apport d’intrants ; en outre, en faisant l’hypothèse que le prélèvement actuel des pêches (100 millions de tonnes) était ajusté sur le rythme de renouvellement des ressources maritimes, et donnait un bon ordre de la production maritime maximale, il a estimé que l’apport potentiel des algues au regard du besoin annuel de carburant liquide (4 milliards de tonnes) ne représentait que l’équivalent de quelques millièmes. Aux États-Unis, le soutien des sociétés de capital-risque à ce domaine vise en fait surtout des créneaux à forte valeur ajoutée concernant notamment des produits cosmétiques.

La poursuite des travaux français sur cette filière originale est indispensable, même si les espoirs qu’elles portent pour une production de masse de biocarburants paraissent encore limités.

La recherche sur les biocarburants de deuxième génération doit être considérée comme une priorité stratégique nationale.

Dans ce cadre, un soutien spécifique doit être accordé au projet de réacteur thermochimique de Bure, qui répond autant à un besoin de recherche qu’à un besoin d’aménagement local sur un site crucial pour la politique énergétique de la France.

5. La recherche sur les énergies marines

Le « Plan national de développement des énergies renouvelables de la France », présenté le 17 novembre 2008, comporte fort opportunément une mesure n°46 relative aux énergies marines.

a) La diversité des pistes technologiques

Cette dénomination vise les énergies produites spécifiquement à partir des ressources de la mer, en laissant à part l’énergie éolienne «  off-shore » :

- l’énergie thermique, exploite les différences de température entre la surface et les profondeurs ; réservée plutôt aux zones tropicales, et de rendement faible, elle suppose la mise en place d’une infrastructure lourde, permettant la circulation verticale du fluide qui entraîne la turbine en se vaporisant ;

- l’énergie osmotique utilise les différences de concentration en sel qui peuvent être importantes d’un point à l’autre de l’estuaire des fleuves. Des courants d’eau compensent naturellement ces déséquilibres, dont le flux peut être entretenu en interposant des membranes semi-perméables. Aux Pays-Bas, on estime pouvoir dégager ainsi une puissance de 3 GW à l’embouchure du Rhin ;

- la biomasse marine, principalement sous forme d’algues, offre, comme mentionné précédemment, des perspectives pour une fabrication à haut rendement de biocarburants ;

- l’énergie houlomotrice, produite par le mouvement des vagues, peut être récupérée selon diverses techniques (colonne d’eau oscillante, rampe de franchissement, flotteur vertical, flotteur articulé). Des dispositifs sont testés en Ecosse, au Portugal, en Espagne et en Allemagne. En France, l’expérimentation du projet SEAREV (Système électrique autonome de récupération de l'énergie des Vagues), près de Nantes, devrait démarrer en 2009 ;

- l’énergie des courants ; M. Pâris Mouratoglou, président d’EDF-Energies nouvelles a expliqué à vos rapporteurs, lors de son audition du 18 septembre 2008, qu’il avait étudié un projet d’exploitation de cette ressource utilisant des hélices attachées à un sous-marin qui aurait été placé dans le courant du Gulf Stream, au large de la Floride ; le concept a suscité l’hostilité des mouvements écologistes, qui y ont vu une menace d’aggravation du changement climatique. Mais les courants des marées peuvent aussi actionner ce qu’on appelle les « hydroliennes », par analogie avec les « éoliennes » ; un projet est à l’étude sur le site de Paimpol Bréhat en Bretagne ; un autre est envisagé au large de l’île anglo-normande d’Alderney ;

- l’énergie marémotrice est exploitée à grande échelle en France depuis 1966 à l’usine de la Rance. Produisant 240 MW, celle-ci reste à ce jour la plus puissante au monde. Cette technologie suscite un intérêt en Corée où une centrale de 260 MW est en construction à Sihwa. Des projets d’ampleur au moins dix fois plus grande sont également à l’étude au Royaume-Uni sur la Severn (8,6 GW), en Russie, à Mezenskaya sur la mer de Barents (11,4 GW), en Inde, sur les sites de Kalpasar (5,9 GW) et de Kutchch (10 GW), près d’Ahmadabad.

L’expérience réussie de l’usine de la Rance, qui a démontré notamment l’efficacité, depuis quarante ans, de la protection cathodique³⁶ des turbines contre la corrosion, confère un avantage reconnu à la France dans le domaine de l’énergie marémotrice : les autorités russe et indienne ont fait appel à M. François Lempérière pour étudier la faisabilité des sites de Mezenskaya et d’Ahmadabad. Un projet de grande taille (15 GW) avait été envisagé, après la seconde guerre mondiale, dans la baie du Mont Saint-Michel ; l’usine de la Rance était ainsi conçue au départ comme un pilote de démonstration ; en fait, ce projet gigantesque a été abandonné avec le choix de l’énergie nucléaire. Aujourd’hui, les progrès réalisés dans la technologie permettraient d’équiper, selon M. Lempérière, d’autres sites côtiers en tenant compte des contraintes écologiques, pour une production pouvant atteindre jusqu’à 20% de la consommation d’électricité française.

Plusieurs énergies marines peuvent être mobilisées de manière complémentaire : ainsi, les hydroliennes atteignent leur force maximale à mi-marée, justement au moment où les usines marémotrices interrompent leur production. Les bassins de ces usines peuvent en outre servir à développer des cultures de biomasse marine.

b) Un potentiel significatif

Le Plan national observe que la France dispose, dans le domaine des énergies marines, « d’un potentiel significatif ainsi que de compétences fortes au niveau industriel. Le pôle de compétitivité régional ‘‘Mer’’ qui associe les façades atlantique et méditerranéenne, va permettre de structurer cette filière en rassemblant les chercheurs, les industriels et les pôles d’enseignement. Un partenariat a été récemment conclu avec les acteurs concernés afin de promouvoir le développement d’une filière scientifique et industrielle sur les énergies marines, de constituer un réseau des acteurs français, de développer des sites d’essais en mer et de faciliter le développement de démonstrateurs. L’État confirme son engagement dans ce domaine et lancera ainsi un appel à projet pour la construction de démonstrateurs. »

Vos rapporteurs, qui se sont rendus sur le site de la Rance le 17 septembre 2008, et y ont pris la mesure de l’apport potentiel des énergies marines pour la France, souscrivent totalement à cet engagement nouveau de l’État. Ils ont constaté en outre que la remise à niveau de l’expertise française dans ces domaines pourrait trouver à s’exporter, puisque les responsables de la gestion des énergies renouvelables à San Francisco leur ont indiqué qu’ils avaient eu recours à des ingénieurs écossais pour étudier les possibilités d’exploiter la marée et les courants dans la baie traversée par le fameux pont de la Golden Gate.

Deux sortes d’ajustements institutionnels sont nécessaires pour asseoir sur des bases durables le soutien public aux énergies marines :

- en premier lieu, ils importent d’adapter le cadre législatif. Cela suppose une mise à jour du régime d’autorisation prévue par la loi du 16 octobre 1919 relative à l’utilisation de l’énergie hydraulique, et une prise en compte des énergies marines par le dispositif d’obligation d’achat fixé par l’article 10 de la loi du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l'électricité (loi « Bataille »). La liste des énergies renouvelables établies par l’article 29 de la loi de programme fixant les orientations de la politique énergétique, qui mentionne déjà les énergies « houlomotrice » et « marémotrice », devrait en outre être complétée, en citant les énergies « hydrolienne » et « océanothermique » ; le projet de loi de programme relatif à la mise en oeuvre du Grenelle de l'environnement pourrait servir de support à ces modifications, puisque l’Assemblée nationale en a déjà complété l’article 17 avec justement l’objectif d’effectuer une mise à jour de la liste des énergies renouvelables ;

- en second lieu, il serait utile de faire apparaître l’IFREMER, au niveau du budget de l’État, comme un acteur à part entière de la recherche en énergie, en le mentionnant comme un opérateur du programme 188, et en lui affectant des crédits spécifiques pour le développement scientifique et technologique des énergies marines. L’IFREMER se trouve principalement en charge de la surveillance de l'environnement littoral et des ressources vivantes des océans, ce qui justifie son rôle d’opérateur du programme 187 sur la recherche « dans le domaine de la gestion des milieux et des ressources » ; mais, à ce titre, il est aussi un acteur incontournable pour la recherche crédible de solutions écologiquement équilibrées pour l’exploitation des énergies marines. L’implantation de ses divers établissements près du littoral en fait même un partenaire local pour la conduite des projets dans ces domaines. Son investissement pourrait être notamment essentiel dans la mise au point d’une grille de projets s’appuyant sur les énergies marines pour renforcer l’approvisionnement en électricité de la Bretagne, où l’IFREMER dispose de six implantations : Brest, Dinard, Argenton, Concarneau, Lorient, La Trinité-sur-Mer. Si le partage d’un opérateur entre deux programmes soulève une difficulté, la fusion des deux programmes serait peut-être à envisager, d’autant que d’autres opérateurs du programme 187, l’INRA en premier lieu, sont également impliqués dans la recherche en énergie.

Vos rapporteurs se montreront donc très attentifs à ce que ces repositionnements institutionnels marquent la volonté de la France de s’illustrer dans un domaine de la recherche en énergie où sa place de deuxième puissance maritime du monde, avec un domaine public de 11 millions de kilomètres carrés, lui donne un avantage comparatif pour des solutions bien intégrées à l’environnement. Le lancement du Grenelle de la mer, à la fin du mois de février 2009, aidera sans doute à une prise de conscience de la nécessité de ces réformes.

La recherche sur les énergies marines doit faire l’objet d’un soutien spécifique, dans la perspective d’équiper les zones littorales insuffisamment pourvues d’autres moyens centralisés de production d’électricité.

L’IFREMER doit se voir reconnaître un rôle à part entière dans le développement des énergies marines.

6. La recherche sur l’énergie éolienne

Le rapport sur la stratégie en énergie de mai 2007 mentionne l’existence en France d’équipes de recherche sur l’énergie éolienne, tout en rappelant par ailleurs que notre pays n’a pas d’activités industrielles dans ce domaine. Les aérogénérateurs sont des objets d’importation.

a) Un effort français en voie d’ajustement

Le programme 188 du budget 2009 consacré à la recherche en énergie mentionne l’affectation d’une somme comprise entre 0,5 et 1 million d’euros, contrôlée par l’ADEME, pour des travaux concernant la perturbation des radars par les éoliennes, ou la modélisation du vent.

La puissance du parc éolien en production atteignait 2 236 MW à la fin de l’année 2007³⁷. Le « Plan national de développement des énergies renouvelables » du 17 novembre 2008 donne l’objectif d’étendre ce parc jusqu’à atteindre environ 25.000 MW (25 GW) à l’horizon 2020, soit 10 fois plus. Comme la puissance moyenne des aérogénérateurs installés dépasse aujourd’hui 2 MW, et va en augmentant, cet objectif suppose un parc de 8 000 éoliennes, soit 6 000 de plus qu’aujourd’hui. Les implantations en mer, encore en phase précoce en France, pourraient représenter à terme environ 20 % de la puissance de ce parc.

b) Une énergie fondamentalement intermittente

Un débat a été lancé en juillet 2008 par l’Institut Montaigne, suscitant une réaction du Syndicat des énergies renouvelables, sur « le coût de l’éolien » dans le contexte énergétique français³⁸. Il n’appartient pas à vos rapporteurs, dans le cadre de cette mission, de trancher ce débat reposant sur de nombreuses hypothèses complexes. Beaucoup d’arguments, de part et d’autre, paraissent pertinents.

Le point saillant, aux yeux de vos rapporteurs, réside dans la mise en avant d’une limite supérieure raisonnable au développement de l’énergie éolienne, compte tenu de l’intermittence de cette énergie, qui oblige à recourir à d’autres moyens de production pour faire face aux variations importantes de la production éolienne.

La dimension aléatoire et « fatale » de l’énergie éolienne se trouve également au coeur de l’analyse qu’en a proposé l’Académie des technologies dans une étude d’août 2008³⁹

Parmi ces moyens de production rapidement mobilisables, figurent bien sûr les ressources hydroélectriques qui présentent l’avantage de fournir une électricité à très faible contenu en gaz carbonique. Ainsi, le parc éolien danois est souvent présenté comme fonctionnant en symbiose avec la production hydroélectrique norvégienne, et il est clair qu’une telle configuration est très vertueuse du point de vue de la lutte contre le changement climatique.

Cependant, les autres solutions pour prendre le relais de la production d’électricité en cas d’insuffisance du vent sont les centrales thermiques « à flamme », fonctionnant au charbon, au gaz ou au fioul. Celles-ci peuvent certes être rapidement mobilisables (quoiqu’un peu moins dans le cas des centrales au charbon), mais contribuent par nature aux émissions de gaz carbonique.

A cet égard, l’Allemagne dispose d’une bien plus grande marge que la France, puisque le parc éolien, d’une puissance de 22,2 GW à fin 2007, s’y appuie sur une capacité de production hydroélectrique de 10,1 GW, et d’un parc de centrales thermiques à flamme de 78,5 GW, combinant 51,8 GW de centrales au charbon, 21,3 GW de centrales au gaz, 5,4 GW de centrales au fioul.⁴⁰ En France, les centrales thermiques à flamme (charbon, gaz, fioul) représentaient en 2006 une puissance installée de 25,7 GW, pour une capacité hydroélectrique de 25,4 GW⁴¹.

Compte tenu de l’inertie, et du faible coût de l’électricité d’origine nucléaire, qui répond aux besoins dits « de base », les moyens de production rapidement mobilisables, plus coûteux, servent principalement à faire face aux fluctuations de la demande liées aux pointes de consommation journalières, hebdomadaires ou saisonnières.

Dans cette configuration, la production éolienne vient compléter la production existante selon deux schémas :

- soit, pour une demande donnée, elle vient en substitution, lorsqu’elle est disponible, de la production des centrales thermiques à flamme, c'est-à-dire que des unités fonctionnant au gaz, au fioul, ou au charbon, sont arrêtées lorsque le vent souffle suffisamment, et remises en service lorsque le vent faiblit ; en ce cas, la demande d’électricité peut être satisfaite avec une diminution des émissions de gaz carbonique. La gestion de ce basculement n’est cependant possible qu’à l’échelle d’une aire géographique commune du point de vue de la distribution, c'est-à-dire pouvant être effectivement approvisionnée par les deux sources, ce qui dépend notamment de la position de celles-ci par rapport au maillage de très haute tension ; il faut en outre qu’un dispositif d’information fiable permette une parfaite coordination des opérations d’arrêt et de remise en service ;

- soit, elle vient en complément de la production de base pour répondre à un surcroît structurel de demande. En ce cas, l’implantation d’aérogénérateurs doit absolument s’accompagner de l’implantation de nouveaux moyens de production rapidement mobilisables, pour garantir la continuité de fourniture, et c’est l’ensemble de ces deux type d’investissements complémentaires qui doit alors être comparé, en termes de coût et d’émission de gaz carbonique, à l’alternative d’un accroissement du parc nucléaire.

L’Institut Montaigne estime que la borne supérieure raisonnable pour le développement du parc éolien français, celle n’imposant pas directement le déploiement de nouvelles capacités de production rapidement mobilisables à des fins d’équilibrage de la production, serait de l’ordre de 10 GW, la note de l’Académie des technologie allant jusqu’à 15 GW.

c) Le besoin d’un dispositif de stockage

Vos rapporteurs, fortement conscients de l’intermittence fondamentale de l’énergie éolienne, se rallient à l’idée que son développement permettra effectivement des économies d’émission de gaz carbonique tant que ce développement demeurera dans des limites raisonnables, en deçà de 15 GW.

Au-delà d’un parc de 15 GW, les installations d’aérogénérateurs produiront un surplus aléatoire d’électricité de plus en plus difficile à gérer, sauf à construire des équipements complémentaires permettant de compenser les à-coups de production, pour transformer cet apport en une fourniture de base. RTE estime à 10,5 GW le supplément de puissance de base nécessaire à l’horizon 2020, dont l’énergie éolienne pourrait alors fournir une partie, sous cette condition d’un investissement complémentaire.

A cet égard, l’état de l’art offre comme seule possibilité la construction de nouvelles centrales thermiques à flamme, ce qui pose un double problème d’émission de gaz carbonique et d’importation de combustibles.

C’est pourquoi vos rapporteurs avancent l’idée que les dix derniers GigaWatts permettant d’atteindre l’objectif pour 2020 d’un parc de 25 GW, qui seront justement pour l’essentiel implantés «  off-shore », soient couplés avec la construction d’atolls de stockage d’énergie, tels qu’ils ont été décrits précédemment. L’implantation de tels atolls constituerait une première mondiale plaçant la France à la tête de l’innovation en matière de développement des énergies éoliennes, dans des conditions garantissant une authentique maîtrise des émissions de gaz à effet de serre.

Cette idée converge avec une des conclusions de la note de l’Académie des technologies : « La crédibilité de l'éolien à grande échelle passera (…) par le développement de technologies de stockage électrique de masse performants qui lui permette de jouer son rôle vis-à-vis du réseau ». Les délibérations de la Commission « Énergie et changement climatique » au terme de l’audition de M. Jean-François Lempérière, organisée le 12 novembre 2008 au Palais de la découverte, ont pleinement confirmé cette position.

Vos rapporteurs souhaitent donc que les efforts de recherche concernant l’énergie éolienne intègrent l’analyse des conditions dans lesquelles l’extension du parc des aérogénérateurs puisse s’effectuer en liaison avec la construction d’atolls de stockage d’énergie.

7. La recherche sur la pile à combustible

La pile à combustible est couramment assimilée à un système inverse d’une électrolyse, assurant une production d’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène, avec de la vapeur d’eau comme seul résidu. En fait, il s’agit d’un dispositif plus général étendant le principe de la pile électrique.

Une pile électrique exploite la différence d’appétence pour les électrons entre deux matériaux (différence de potentiel d’oxydo-réduction) : l’un formant « l’anode » perd facilement ses électrons, tandis que l’autre constituant « la cathode » est au contraire avide d’électrons ; tout circuit venant relier ces deux électrodes est parcouru par un courant électrique correspondant au flux spontané d’électrons créée par cette différence d’appétence. Mais ce courant est produit au prix d’une dissolution progressive de l’anode, car la perte d’électrons transforme le matériau d’origine en ions diffusant dans la solution (l’électrolyte) où ce matériau est immergé ; la pile s’arrête lorsque la dissociation entre électrons et ions ne peut plus s’effectuer, faute de matériau à l’anode.

PRINCIPE D’UNE PILE À COMBUSTIBLE (PEMFC)

Source : LEMTA⁴²

Schématiquement, le principe de la pile à combustible consiste à utiliser une anode pouvant se reconstituer grâce à un apport extérieur de matériau. En l’occurrence, ce matériau est, dans la plupart des cas, du gaz hydrogène H², libérant des électrons et des ions H+. Mais on peut concevoir aussi des piles à combustible alimentées par d’autres gaz ou liquides.

La pile à combustible ne constitue pas en elle-même une source d’énergie ; c’est un convertisseur d’énergie : elle permet de récupérer sous forme d’électricité une partie de l’énergie qu’il a fallu mobiliser pour produire le combustible.

La technologie de la pile à combustible comporte de nombreuses déclinaisons selon le type d'électrolyte utilisé et la température de fonctionnement. En outre, suivant la puissance qu'elle peut déployer, elle correspond à différents types d'usages applicatifs. On compte en fait six types de pile à combustible:

• AFC (Alkaline fuel Cell) ;

• PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell),

• DMFC (Direct Methanol Fuel Cell);

• PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell);

• MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) ;

• SOFC (Solid Oxid Fuel Cell).

Au terme de leurs auditions et de leurs visites, vos rapporteurs estiment qu'en dépit de l’engouement qu'elle ne cesse de susciter, la pile PEM (Proton Exchange Membrane) a moins d'avenir pour la propulsion des véhicules que les batteries ; il conviendrait donc que l'effort de recherche publique dans ce domaine d’application soit désormais modéré, et à tout le moins stabilisé. Cela ne remet pas en cause l'intérêt des recherches sur les autres domaines d’application, et les autres types de piles à combustible. En particulier, les efforts en cours concernant des usages professionnels spécifiques (équipements spatiaux ou maritimes, systèmes de sécurité) doivent évidemment être activement poursuivis.

LES DIFFÉRENTS TYPES DE PILES À COMBUSTIBLE

TYPE DE PILE	AFC	PEMFC	DMFC	PAFC	MCFC	SOFC
Electrolyte	Hydroxyde de potassium	Membrane polymère	Membrane polymère	Acide phosphorique	Carbonates de lithium et potassium	Céramique en dioxyde de zirconium
Ions dans l'électrolyte	OH^-	H^+	H^+	H^+	CO3^2-	O^2-
Température	60-80°C	70-200°C	90-120°C	180-220°C	600-660°C	700-1000°C
Anode	H2	H2	Méthanol	H2	H2, CH4	H2, CH4
Cathode	O2	Air	Air	Air	Air	Air
Application	Militaire, Spatial	Propulsion, Portable, Stationnaire	Portable	Stationnaire	Stationnaire	Stationnaire, Alimentation embarquée
Puissance (kW)	10 à 100	0,1 à 500	0,0001 à 100	< 10000	< 100000	< 100000

Source : Rapport sur la stratégie nationale de recherche énergétique, et Clefs CEA, n°50/51.

a) La spécificité de la pile à combustible

L’effort public français de recherche sur la pile à combustible représente aujourd’hui environ 50 millions d’euros, soit l’équivalent du soutien accordé à l’ensemble des énergies renouvelables (solaire, éolienne, géothermie, bioénergie).

La justification d’un tel effort ne peut se trouver que dans la perspective soit de couvrir un besoin technologique sans solution jusqu’alors, soit de mettre au point une solution plus avantageuse que celles disponibles, notamment du point de vue des coûts ou de la sécurité.

En l’occurrence, la pile à combustible se place sur le même terrain fonctionnel que la pile autonome ou la batterie rechargeable : elle permet d’obtenir de l’électricité indépendamment d’une connexion au réseau. Par rapport aux énergies renouvelables qui peuvent aussi produire de l’électricité en site isolé, mais souvent par intermittence, les piles, qu’elles soient ou non à combustible et les batteries rechargeables présentent l’intérêt d’une fourniture garantie, en quantité et en qualité, durant un certain temps.

COMPARAISON DES SOURCES D’ÉNERGIE POUR LE TRANSPORT

	Énergie massique stockée (kwh/kg)	Rendement motorisation (%)	Énergie massique restituée (kwh/kg)	Masse équiv. Énergie restituée (kg) (**)
Carburant liquide	12	20	2,4	42
GPL (8 bars)	7	20	1,4	71
H2 gaz (700 bars)	1,7(*)	45	0,75	133
Batteries	0,07 à 0,2	80	0,12	830
(*) La masse est en ce cas constituée pour l’essentiel du réservoir, très solide du fait des normes de sécurité. (**) Masse à mobiliser pour obtenir l’équivalent énergétique de 50 litres d’essence, soit une autonomie de 800 km.

Source : CEA

L’avantage incontestable des piles à combustible par rapport aux piles autonomes et aux batteries rechargeables est leur durée de fonctionnement, prolongeable tant que subsiste du combustible. Leur rendement en ce qui concerne l’énergie massique restituée est supérieur aussi, dans un rapport cinq environ, si l’on prend comme référence l’utilisation en moteur d’automobile ; mais ce dernier atout correspond à un état de l’art susceptible d’évoluer avec le progrès technique. Par ailleurs, si leur rendement électrique intrinsèque est plus faible que celui des batteries (45% au lieu de 80% dans le cas des moteurs d’automobile), cela correspond à une déperdition de chaleur (avec un rendement de l’ordre de 35%) qui peut être utile dans une situation où l’on recherche un fonctionnement en cogénération.

A partir de là, on conçoit très bien l’intérêt de la pile à combustible pour deux types d’usage tournés vers le grand public :

- l’approvisionnement en électricité et en chaleur des sites résidentiels coupés du réseau d’électricité, en zone isolée de montagne par exemple. En ce cas, la puissance requise va du kilowatt au mégawatt. Le pile à combustible se trouve alors en concurrence avec les énergies renouvelables, mais elle peut aussi fonctionner de manière complémentaire avec celles-ci, soit en prenant leur relais dans leurs moments d’interruption, soit en utilisant un combustible produit par elles, et dont les excédents sont stockés sur place, comme de l’hydrogène obtenu par électrolyse locale. Cette technologie offre cependant des perspectives d’usage limitées en France, pays dont la couverture électrique est assez complète ;

- l’alimentation des appareils portables (téléphones mobiles, ordinateurs portables, caméscopes, lecteurs vidéo portables, assistants électroniques de poche), lorsqu’elle doit pouvoir s’effectuer durant des périodes longues d’éloignement du réseau électrique, empêchant toute recharge de batterie. Il faut fournir une puissance allant de 0,1 à 10 watts. Les travaux de recherche relatifs à cet usage, conduits notamment au LITEN, Laboratoire d’innovation sur les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux, situé à Grenoble, doivent faire face aux complexités de la miniaturisation des composants techniques, et de l’évacuation des flux de chaleur et de vapeur d’eau. Cependant on peut imaginer qu’en cas de succès, et d’abaissement suffisant du prix, la facilité et la rapidité de l’opération de remplacement d’une cartouche, et l’autonomie plus grande procurée par ce mode d’alimentation, cinq fois plus longue environ, l’amène à prendre plus généralement le pas sur les batteries rechargeables pour ce domaine d’application.

b) Les limites d’une application à l’automobile

Le principe de la pile à combustible a été découvert en 1839⁴³, et depuis il fascine, car il réduit les émissions consécutives à la production d’électricité à de la chaleur et de la vapeur d’eau. Cette fascination n’a pu que s’accroître à la faveur des préoccupations sur le changement climatique.

Depuis l’origine, le parcours de cette technologie n’a pas pourtant été sans embûches : il a fallu découvrir la nécessité d’un catalyseur (1889), puis le rôle joué par la température (1921). En 1953, Francis T. Bacon réalisa une pile avec un électrolyte alcalin et des électrodes poreuses de nickel et d’oxydes de nickel dont le modèle a servi pour les programmes spatiaux Gemini et Apollo. En 1970, Du Pont a mis au point la membrane Nafion, qui sert encore aujourd’hui d’électrolyte dans les piles de type PEM. Le premier choc pétrolier a relancé les recherches, mais en 1980, on constate l’échec des efforts pour améliorer cette technologie : elle reste très coûteuse et la durée de vie des piles est encore très limitée ; la plupart des équipes travaillant sur des applications pour la traction chez les constructeurs, équipementiers et dans les laboratoires sont démantelées.

C’est la mobilisation internationale autour de la lutte contre l’effet de serre qui relance la recherche au début des années 90. Cette fois, le mouvement est puissant : « La grande différence avec l’histoire antérieure de cette technologie qui a connu des échecs et conduit à des renoncements, c’est que cette fois, une puissante industrie, l’industrie automobile, la soutient, tout en considérant qu’elle ne sera opérationnelle qu’à terme en passant par plusieurs périodes intermédiaires. » écrivent Claude Gatignol et Robert Galley dans un rapport de l’OPECST « sur les perspectives offertes par la technologie de la pile à combustible », publié en juillet 2001.

Compte tenu de la fascination qu’elle exerce, les effets d’entretien circulaire de la confiance entre acteurs, produisant l’équivalent de ce qu’on appelle une « bulle » sur les marchés financiers, joue un rôle important dans le soutien à la technologie de la pile à combustible pour la propulsion automobile. On connaît l’histoire du pionnier qui coupe du bois pour l’hiver, puis rend visite au chef indien afin de savoir si l’hiver sera rude ; le chef indien regarde au loin, puis répond que l’hiver sera effectivement rude ; le pionnier, par précaution, retourne couper un peu plus de bois, puis revient vers le chef indien, qui, toujours regardant au loin, lui déclare que l’hiver sera vraiment très rude. Et le pionnier finit par découvrir que le chef indien se détermine en évaluant l’intensité des coupes de bois à laquelle lui-même, le pionnier, a procédé pour préparer l’hiver. Christian Ngô, membre du comité de pilotage, a rapporté une histoire vécue similaire s’agissant d’un groupe d’ingénieurs chez un constructeur, et d’un groupe de scientifiques au sein d’un organisme public ; pour ajuster leur effort de recherche sur « le moteur à hydrogène », les uns se déterminaient sur l’engagement et la motivation des autres.

Aujourd’hui, une inflexion est pourtant sensible au sein de la communauté technologique intéressée. Mme de Guibert, directeur de la recherche de Saft, a signalé à vos rapporteurs, lors de son audition du 20 novembre 2008, un début de revirement de la Communauté européenne : après avoir privilégié le financement de la pile à combustible au point d’évincer les moyens consacrés à l’amélioration des batteries rechargeables, un rééquilibrage commence à s’opérer depuis quelques mois, au moins pour ce qui concerne la technologie PEM ; la technologie SOFC bénéficie en revanche du maintien d’un effort de haut niveau s’agissant des applications stationnaires.

C’est là l’effet de la crédibilité nouvelle des batteries rechargeables, liées aux progrès de la technologie Lithium-Ion, dont l’émergence commerciale en 1992 a permis de réaliser un saut de performance : elle permet un stockage d’énergie d’une densité près de dix fois supérieure à celle possible avec les batteries au plomb (200 Wh/kg contre 25 Wh/kg), tout en restant parfaitement sûre. Par ailleurs, le succès, à partir de 2004, de la Prius de Toyota, voiture hybride qui utilise une batterie Nickel-Métal Hydrures (NiMH), a ouvert la voie au concept de véhicule hybride rechargeable.

Pourtant, ce n’est pas seulement un effet temporaire de poussée technologique des batteries qui forme la conviction de vos rapporteurs que le « moteur à hydrogène » n’a pas vocation à équiper l’automobile du futur, autrement que sur des marchés de niche. Ce sont les limites techniques auxquelles se heurterait une telle généralisation. Ces limites ont été soulignées par Pierre-René Bauquis, lors de son audition du 17 avril 2008. Elles interviennent à chacun des stades de la filière qui serait mise en place.

► Au stade de la production, l’enjeu majeur consiste à mettre au point une technique non émettrice de gaz à effet de serre, car à ce jour, les expérimentations de PEM utilisent essentiellement de l’hydrogène obtenu par reformage du gaz naturel, qui consiste à casser les molécules du méthane pour en éliminer justement le carbone ; en outre, ce type d’opération mobilise généralement près de deux fois plus d’énergie qu’elle ne permet d’en récupérer sous forme d’hydrogène pur.

Les recherches sur les réacteurs de quatrième génération prévoient des réacteurs fonctionnant à haute température, qui pourraient fournir alors électricité et chaleur pour de l’électrolyse massive à haute température, d’un rendement très efficace. Mais, outre que la disponibilité de tels réacteurs dépend des résultats de la recherche nucléaire, cette solution consisterait à instituer une filière énergétique où l’électricité initiale servirait à fournir une électricité finale via un vecteur de stockage ; une telle configuration serait finalement équivalente à celle de l’emploi de batteries rechargeables, mais grevé des pertes de conversion liées au passage par un vecteur intermédiaire. Dans la mesure où les rendements de conversion du vecteur « hydrogène », à partir de l’électricité puis pour restituer celle-ci, sont estimés à environ 30 à 50%, alors que ceux des batteries, pour la charge et la décharge, atteignent 70 à 90%, ce qui correspond à un rendement final de l’ordre de 10 à 25% pour les « moteurs à hydrogène », et de 50 à 80% pour les batteries, il n’est pas certain que l’électrolyse massive soit la manière la plus efficace d’utiliser l’énergie nucléaire pour promouvoir la traction électrique de l’automobile.

► Au stade du transport, l’usage de canalisations pour ce gaz léger qu’est l’hydrogène s’avère très peu efficace en comparaison d’une circulation de carburants liquides, du simple fait des lois de la thermodynamique : le coût de la logistique de transport rapporté à l’unité d’énergie transporté est en effet dix fois supérieur, car, pour une même pression, la quantité d’énergie transportée est dix fois moindre.

La solution d’une production décentralisée de l’hydrogène à partir d’une énergie renouvelable au niveau de chaque station d’approvisionnement permettrait en théorie de contourner la double difficulté de la production de masse, puis du transport. L’électricité produite par recours à l’énergie solaire ou éolienne, éventuellement utilisée de manière combinée, permettrait en ce cas de procéder sur place à l’électrolyse produisant l’hydrogène qui serait stocké. Ce dispositif présenterait l’avantage d’utiliser au mieux l’apport des énergies renouvelables, malgré leur intermittence. Cependant, il impliquerait d’atteindre, au niveau de chaque station, le niveau de performance requis pour une production de gaz très pur ; chacune constituerait de surcroît, en elle-même, une installation industrielle dangereuse ; les coûts d’implantation puis de maintenance en seraient donc élevés. Chaque station devrait en outre disposer d’un accès à une ressource suffisante en eau pour alimenter le procédé d’électrolyse. Enfin, en dépit du stockage, l’intermittence fondamentale des énergies solaire ou éolienne empêcherait, de toute façon, de garantir en permanence un niveau d’approvisionnement suffisant en hydrogène ; un dispositif de secours serait sans doute indispensable. Un tel mode d’alimentation décentralisée des pompes à hydrogène supposerait donc des progrès techniques importants, notamment pour rendre son coût compatible avec un déploiement de masse.

► S’agissant du stockage embarqué, il s’effectue aussi dans des conditions peu efficaces, car les normes de sécurité imposent, quelle que soit la technologie utilisée (pression hyperbare, hydrures, nanotubes de carbone), un système de conditionnement très résistant représentant de l’ordre de 95% de la masse totale du réservoir, le combustible lui-même ne constituant que les 5% restants.

A tous les stades, un important investissement dans la sécurité est en tout état de cause nécessaire, entraînant un surcoût, d’autant que l’hydrogène brûle avec une flamme invisible, uniquement repérable avec un détecteur infrarouge.

Enfin, vos rapporteurs ont montré dans leur rapport sur « les nouvelles technologies de l’énergie » de mars 2006 , que la production en masse de piles PEM se heurterait, en l’état de l’art, à divers verrous : le coût des membranes Nafion (5 000 à 10 000 euros par véhicule), la disponibilité mondiale du platine utilisé comme catalyseur.

La réussite des démonstrations, qui concernent le segment final de la conversion en énergie motrice, confère donc à la technologie du « moteur à hydrogène » une crédibilité faisant abstraction des contraintes pesant sur l’amont de la filière. A l’occasion de leur visite aux États-Unis, vos rapporteurs ont pu noter que leurs interlocuteurs de la Commission de l’énergie de Californie considéraient comme assez anecdotique « l’Autoroute de l’hydrogène » mise en place dans cet État, dont certaines stations ont d’ailleurs été démontées.

En France, l’IFP place le véhicule « hybride hydrogène » au bout de sa « roadmap » sur les systèmes de motorisation, en le positionnant comme la cible d’industrialisation à la fois la plus incertaine, et la plus lointaine (vers 2030), nettement au-delà de horizon temporel prévu pour les véhicules hybrides rechargeables. Par ailleurs, M. Serge Feneuille, président du Haut Conseil de la science et de la technologie, a expliqué lors de son audition par l’OPECST du 18 avril 2008, que le Haut Conseil ne croyait pas à l'hydrogène comme carburant d'avenir, mais qu’une réorientation sur un thème scientifique de cette ampleur prendrait nécessairement du temps.

Vos rapporteurs sont finalement conduits, huit ans plus tard, à reprendre à leur compte la conclusion du rapport de juillet 2001 de leurs collègues Claude Gatignol et Robert Galley : « On ne peut donc, compte tenu de ces difficultés, envisager à l’heure actuelle la commercialisation en grandes séries d’une pile embarquée malgré les annonces faites ici ou là. (…) Compte tenu de l’ensemble de ces difficultés on peut estimer que seules quelques niches pourront être progressivement occupées par ces piles qui pourront s’y avérer plus performantes que les sources classiques d’énergie. Ce sera d’ailleurs peut être le moyen de créer un marché à ces générateurs. »

Compte tenu de la relative urgence de faire émerger un modèle d’automobile contribuant moins à l’effet de serre, il importe donc de stabiliser l’effort de recherche sur la pile à combustible embarquée, en vue notamment de dégager plus de ressources en faveur des recherches sur la solution plus immédiatement prometteuse des véhicules hybrides rechargeables.

A l’inverse, les efforts de recherche en faveur des usages stationnaires et mobiles de la pile à combustible doivent être renforcés.

8. La recherche sur le captage et le stockage du CO₂

Le captage et stockage du gaz carbonique est l’arme de dernier recours contre les excès d’émission de gaz carbonique : il s’agit de récupérer directement ce gaz à la sortie des cheminées d’usine pour ensuite l’enfouir dans des cavités en sous-sol.

En dépit d’une désignation sous la forme d’un sigle pouvant donner l’impression d’une sophistication scientifique, CSC en français, ou CCS en anglais (Carbone Capture and Storage), le principe en est extrêmement simple, presque d’esprit Shadok : il s’agit de lutter contre l’excès de gaz à effet de serre en le pompant !

Sa désignation complexe contribue à entretenir une certaine confusion autour de l’objet de cette technologie. Ainsi la réticence de certains pays membres de la Communauté à s’engager sur le « Paquet-Climat » européen en décembre 2008, très largement liée à la prise de conscience du coût de mise en œuvre du CSC, était illustrée à la télévision française par une présentation des pollutions locales et des atteintes à la santé engendrées dans ces pays par l’exploitation du charbon, alors que l’enjeu essentiel du CSC concerne la création d’un stockage souterrain de gaz carbonique.

Le CSC est d’ailleurs présenté comme une technologie de l’énergie, alors qu’en soi, il ne procure aucun apport nouveau d’énergie ; sauf à le coupler avec un effort distinct d’efficacité énergétique, il induit au contraire une consommation supplémentaire d’énergie, celle devant permettre le fonctionnement de tout le dispositif, depuis la capture jusqu’à l’injection souterraine, en passant par le transport. Vos rapporteurs avaient du reste bien souligné cette particularité dans le titre de leur rapport de mars 2006, qui faisait un sort à part au CSC : « Les nouvelles technologies de l’énergie et la séquestration du dioxyde de carbone ».

Par rapport aux autres instruments de la panoplie technologique de lutte contre le changement climatique, à savoir les économies d’énergie et le développement des énergies non carbonées (nucléaire comprise, bien sûr), le CSC présente une autre différence : c’est le seul de ces instruments qui découplent l’effort de réduction des émissions de gaz carbonique et le renforcement de l’indépendance énergétique. Car il permet certes l’évacuation souterraine du gaz carbonique dans les pays qui exploitent toujours des réserves d’énergies fossiles, et dont l’économie repose encore crucialement sur cette forme d’énergie carbonée, les États-Unis au premier chef ; mais il conforte aussi l’utilisation des énergies carbonées dans les pays qui les importent, avec même le risque d’accroître leur dépendance énergétique, puisque l’implantation d’un dispositif de CSC impose un supplément de consommation d’énergie.

A cet égard, si le CSC devrait sans doute contribuer à assurer, à l’échelle mondiale, l’acceptabilité sociale des énergies fossiles pour leur utilisation locale en mode centralisé, surtout s’agissant de la production d’électricité, en revanche, la France, dans la mesure où elle tire 90% de son électricité de l’énergie nucléaire et des barrages hydrauliques, n’est pas directement concernée. C’est un point que vos rapporteurs ont déjà tenu à souligner dans le rapport de mars 2006 précité (p.92).

De là, la cohérence de la position française sur cette question, qui s’organise principalement dans la perspective de la coopération internationale : de même que la France a su gagner des positions de premier rang mondial dans l’industrie pétrolière où elle n’avait pas d’autre avantage comparatif que son excellence scientifique et technologique, de même elle peut mobiliser cette excellence pour aider les nations encore dépendantes de leurs énergies fossiles, et en premier lieu ses voisines de la Communauté européenne, à évacuer, puis enfouir, le gaz carbonique qui n’aura pas pu être éliminé autrement. Cette aide sera pour partie publique, dans le cadre de programmes internationaux, tant qu’il s’agira de mettre au point des prototypes. Ensuite, une fois disponible commercialement et prise en main par les acteurs privés, la technologie fera l’objet, depuis la France, d’un « marché potentiel à l’export ».

En ce qui concerne la recherche, l’industrie française ne manque en effet pas d’atouts, puisque le transport et l’injection souterraine relèvent, selon les indications de Pierre-René Bauquis, de techniques déjà bien maîtrisées en France. Le captage suppose encore des recherches pour en optimiser le rendement et le coût, ce qui justifie notamment l’expérimentation du procédé de « l’oxy-combustion » sur le site de Lacq, décrite par M. Didier Mosconi, directeur de la stratégie de Total, lors de son audition du 5 juin 2008 ; et il faut étudier les conditions de la résistance des réservoirs dans la durée, au niveau des parois géologiques, des conduits métalliques, et des scellements en ciment.

S’agissant, lorsqu’on en viendra à la commercialisation de cette technologie, de la réalité d’un « marché potentiel à l’export », celle-ci dépendra de l’intensité de la demande des industries étrangères pour la mettre en œuvre, des efforts technologiques déjà accomplis sur place, notamment en faveur du « charbon propre », de la part que les acteurs français auront pris à ces efforts au titre de la coopération internationale, et surtout des possibilités offertes par la géologie d’exploiter des réservoirs souterrains, avec l’accord des populations.

a) Quelques ordres de grandeur

Les émissions excédentaires de gaz carbonique du fait de l’activité industrielle sont évaluées par le GIEC à 29 milliards de tonnes de CO₂. Or, les dispositifs déjà en service à Weyburn au Canada, Sleipner en Norvège, In-Salah en Algérie, et les projets en cours (FutureGen aux États-Unis), sont calés sur une capacité d’injection en sous-sol de l’ordre du million de tonnes de CO₂ par an. L’écart est donc d’un facteur mille, ce qui signifie qu’un recours non marginal à cette technologie suppose des milliers d’installations à l’échelle de la planète.

ÉMISSIONS MONDIALES DE GAZ À EFFET DE SERRE ANTHROPIQUES

En équivalent CO₂ : (a) Evolution depuis 1970 ; (b) et (c) Répartition en 2004

Source : Bilan 2007 des changements climatiques, rapport de synthèse ; Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, 2008.

Le rapport spécial du GIEC sur le piégeage et stockage du dioxyde de carbone (établi en 2005) estime justement à près de 8 000 les « grandes sources fixes mondiales » libérant plus de 100.000 tonnes de CO₂ par an, dont près des deux tiers sont des centrales électriques à combustibles fossiles, produisant à elles seules près de 80% des 13,5 milliards de tonnes de CO₂ produites par l’ensemble⁴⁴.

Deux problèmes dès lors se posent :

1) l’identification des milliers de caches géologiques nécessaires au stockage, ce qui requiert non seulement de trouver les sous-sols adéquats, mais en plus, d’obtenir l’accord des populations avoisinantes ; ce serait possible, selon le GIEC, sous réserve de développer une infrastructure de transport dans certaines zones géographiques, car « nombre » des sources « se trouvent à moins de 300 km de zones susceptibles de contenir des formations propices au stockage géologique »⁴⁵ ;

2) la taille de ces caches doit permettre un stockage durant une période de temps cohérente avec la durée restante d’exploitation des sources d’hydrocarbures fossiles, ce qui correspond à plusieurs décennies pour le pétrole et le gaz, et au moins deux siècles pour le charbon ; la capacité des sites de Weyburn, InSalah et Sleipner précédemment mentionnés est estimée à vingt ans ; mais le GIEC retient un chiffre, pour la capacité mondiale de stockage dans les formations salines profondes, solution offrant plus de perspectives que les anciens puits, d’au moins mille milliards de tonnes de CO₂, ce qui correspond à environ un siècle d’injection des émissions des 8 000 grandes sources mondiales⁴⁶.

M. Alain Bucaille, s’appuyant sur son expérience dans divers postes à l’étranger au sein du corps des mines, a fait part à vos rapporteurs de son scepticisme quant à la disponibilité de caches géologiques dans de nombreuses parties du monde fortement émettrices de CO₂ : Afrique du Sud, Chine, Japon, Asie du Sud-Est.

En tout état de cause, M. Olivier Appert, président de l’IFP, a rappelé que le captage et stockage du gaz carbonique n’étaient qu’une voie technologique parmi d’autres pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, et que cette contribution, même partielle, estimée par le GIEC comme pouvant traiter, en 2050, « de 20% à 40% environ des émissions mondiales de CO₂ émanant de combustibles fossiles »⁴⁷, sera précieuse pour lutter contre le changement climatique. Cela représente tout de même l’équivalent d’au moins 5 à 6 mille installations avec une capacité d’injection d’un million de tonnes par an à implanter dans le paysage géographique et surtout, dans l’environnement humain.

b) Les opinions recueillies à l’étranger

Les auditions ont montré que cette technologie bénéficie en France d’un appui fort, par l’effet d’une mobilisation très active du milieu industriel directement concerné ; pourtant cette mobilisation paraît très étrange lorsqu’on constate le recul avec lequel cette technologie est considérée dans les pays visités par vos rapporteurs (Cf. les comptes rendus des visites à l’étranger, en annexe) :

• en Finlande, petit pays couvert à 80% de forêts et peu densément peuplé, c’est une question qui n’est pas à l’ordre du jour ; le réflexe, lorsque la question est soulevée, y est plutôt de constater que le socle granitique du pays ne permet pas, de toute façon, le stockage en sous-sol d’un gaz ; il faudrait à tout le moins avoir recours à des puits situés en territoire limitrophe (Norvège, Russie) ;

• Au Japon, où l’électricité dépend à 60% des énergies fossiles, une très grande attention est portée depuis le premier choc pétrolier à l’efficacité énergétique, dans la vie quotidienne comme dans les processus industriels, et c’est cet angle qui est systématiquement privilégié pour la réduction des émissions de CO₂. Certains projets de développement technologique, notamment ceux relatifs au « charbon propre », intègrent certes la dimension du captage du gaz carbonique ; mais le stockage n’y semble pas une préoccupation pressante, ce qui n’est guère étonnant sur cet archipel étroit, très densément peuplé, où l’activité sismique, propre à ouvrir des failles, constitue une donnée prégnante de l’environnement naturel ; en outre, le pays gère déjà une expérience difficile de blocage social sur le stockage en couche géologique profonde des déchets nucléaires ;

• Aux États-Unis, pays produisant la moitié de son électricité à partir du charbon, et où, malgré les réticences à s’engager formellement dans le respect des accords de Kyoto, des recherches très importantes sont conduites en faveur du « charbon propre », il existe certes un programme d’identification des zones géologiques possibles pour le stockage du gaz carbonique. Cependant, parallèlement, la conscience du surcoût économique que représente la mise en œuvre d’un système de captage et stockage est très forte, et le réflexe de la communauté scientifique consiste à souligner la nécessité de trouver un moyen de recycler le gaz carbonique, plutôt que de le stocker passivement.

Les interlocuteurs de ces trois pays s’étonnaient qu’un pays comme la France, bien connu dans le monde pour sa capacité à produire 80% de son électricité à partir de l’énergie nucléaire, manifestaient, à travers les questions de vos rapporteurs, un intérêt pour une technologie qui, de fait, la concerne très peu.

Les députés Bernard Duflesselles et Jérôme Lambert, qui se sont rendus au Japon quelques semaines avant vos rapporteurs (en septembre 2008), en sont revenus avec l’impression similaire que ce pays, bien que lieu d’accueil, à Kyoto, pour la signature du protocole sur le changement climatique, et l’ayant ratifié, « fait preuve de modération (...) dans ses objectifs nationaux de réduction des émissions de GES » ; qu’en outre, la technologie du captage et stockage du CO₂ « semble elle aussi difficile à mettre en œuvre à une grande échelle dans ce pays, à cause de la rareté des cavités géologiques et du risque sismique. »⁴⁸

Par ailleurs, après une visite en juillet 2008, ils font également état d’ « un certain scepticisme (...) sur la possibilité de voir les États-Unis s’engager rapidement dans un accord mondial contraignant. », estiment en outre que « la question du financement du CSC est encore loin d’être réglée : l’industrie souhaite que des financements publics soient utilisés pour ne pas pénaliser les entreprises novatrices ; les autorités publiques, après avoir envisagé un projet important à Mattoon dans l’Illinois, sont revenues sur leur décision. » Ces lignes visent le projet de « charbon propre », FutureGen, prévu pour comporter un volet de démonstration de captage et stockage du CO₂, dont le Département de l’énergie s’est retiré en janvier 2008, après une prise de conscience du surcoût important de l’opération par rapport aux estimations initiales.

Dans le « Jaune budgétaire » relatif à la politique énergétique de la France publié à l’automne 2008, on lit : « Les États Unis d’Amérique, le Canada, l’Australie et le Japon, mais aussi la Norvège, la Grande Bretagne et l’Allemagne, ont fait du développement de ces technologies une nouvelle grande priorité nationale dans le domaine de la lutte contre l’effet de serre, sans préjudice des deux autres priorités que sont l’amélioration de l’efficacité énergétique et le développement des énergies non fossiles. Une stratégie spécifique a été définie et publiée dans chacun de ces pays. » Pour ce qui concerne les États-Unis et le Japon, en tout cas, il est clair qu’il existe un écart entre l’affichage politique de cette « grande priorité nationale » et le scepticisme des membres de la Communauté scientifique et technologique rencontrés.

c) L’avis de Greenpeace International

La référence dans ce rapport à une position de Greenpeace ne vaut bien sûr pas ralliement à l’ensemble des thèses de cette organisation, puisqu’il est clair, point de désaccord majeur, que vos rapporteurs restent attachés à l’énergie nucléaire en France, dans des conditions de sûreté qu’ils ont d’ailleurs directement contribué à faire progresser en s’investissant tous deux sur cette question depuis presque deux décennies maintenant. Cependant, la prise en compte, s’agissant du captage et stockage du CO₂, d’une position structurée et argumentée, de quelque horizon intellectuel qu’elle vienne, fait partie de tout effort d’analyse objective.

L’organisation Greenpeace, longtemps silencieuse à propos de la technologie de la capture et du stockage du CO₂, a pris une position hostile dans une note publiée en mai 2008, intitulée « Faux espoirs : pourquoi le captage et la séquestration du carbone ne sauveront pas le climat. »

Les arguments avancés rejoignent ceux mentionnés par les interlocuteurs de vos rapporteurs à l’étranger : le surcoût induit par la mise en œuvre de cette technologie ; son impact en termes de consommation d’énergie ; les risques induits par un stockage en sous-sol.

L’approche est cependant originale à deux égards :

• d’une part, elle s’inscrit dans une perspective de soutien à certaines formes technologiques seulement de limitation des émissions de gaz carbonique : « Les véritables solutions pour limiter les impacts des changements climatiques sont l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables » ; l’investissement réalisé en faveur du captage et stockage du CO₂ est considéré dès lors comme ayant un effet d’éviction financière au détriment de ces deux solutions ;

• d’autre part, elle met l’accent sur le délai de la disponibilité de la technologie, eu égard aux prévisions concernant l’évolution du changement climatique : « Le CSC ne sera pas disponible à grande échelle avant 2030. Or, pour éviter les pires retombées des changements climatiques, les émissions mondiales de gaz à effet de serre doivent diminuer à partir de 2015, soit dans à peine sept ans. »

Si ce dernier argument relatif à une arrivée trop tardive de la technologie est sans doute à relativiser, ne serait-ce qu’en raison de l’importance du charbon dans les sources d’émission du gaz carbonique, et de la disponibilité pour au moins deux siècles de cette ressource, l’argument relatif à l’effet d’éviction est à considérer avec intérêt. De fait, il ne faut pas qu’un trop grand effort sur le captage et stockage du CO₂ se fasse au détriment des autres voies d’adaptation du système énergétique, en France comme ailleurs, et les 25 millions d’euros de crédits budgétaires prévus, dans le cadre du programme 188 (Recherche sur l’énergie) au budget 2009 paraissent déjà une somme importante en regard par exemple des 10 millions d’euros alloués à la recherche sur le stockage de l’énergie, technologie pourtant cruciale pour le développement des énergies renouvelables et les moteurs du futur.

d) Un « marché potentiel à l’export » ?

Le cœur du débat français sur l’intérêt d’investir dans cette technologie tient dans cette formule : un « marché potentiel à l’export ». C’est cette formule qui sert d’argument unique dans le rapport du Comité opérationnel sur la recherche du Grenelle de l’environnement (p.10) ; elle fait écho à la position prise par la Commission « Energie » du Centre d’analyse stratégique : « il conviendrait d’ajouter l’accentuation de l’effort de démonstration sur la captation et le stockage du dioxyde de carbone … pour permettre à l’industrie française, qui détient de nombreuses compétences en ce domaine, de jouer un rôle éminent dans le monde. » (p.148).

Les défenseurs de cette approche rappellent que l'industrie française a su montrer par le passé qu'elle pouvait se forger une position de premier rang mondial dans divers segments du secteur pétrolier, alors même que le pays n'était pas lui-même producteur d'hydrocarbures.

Il existe cependant plusieurs manières pour l’industrie française de se hisser à « un rôle éminent dans le monde ». La notion de « marché potentiel à l’export » peut renvoyer à un schéma commercial agressif, très consommateur de crédits publics, dont les retombées pour la collectivité nationale risquent in fine d’être assez limitées ; en effet, une posture conquérante peut se révéler très contreproductive dans un domaine perçu comme relevant directement de la solidarité humaine face au changement climatique.

En l’occurrence, si vos rapporteurs ont adhéré, dans leur rapport de mars 2006, à l’idée que la séquestration du CO₂ constituait « un domaine d’excellence de la recherche et de l’industrie française » (p. 349), ils n’en demeurent pas moins convaincus que c’est en s’illustrant sur la scène de la coopération internationale, et non pas en se plaçant dans une perspective de guerre commerciale, que la France dispose des meilleures chances pour développer son offre de services aux autres pays du monde.

L’accessibilité des marchés cibles

L’approche mercantiliste du « marché potentiel à l’export » n'est étayée par aucune analyse de marché⁴⁹, et les informations recueillies à l'étranger par vos rapporteurs conduisent à la considérer avec circonspection.

En effet, le DOE américain, au delà des aléas financiers du projet FutureGen, et le METI japonais développent d'ores et déjà des programmes de R&D conséquents pour mettre au point la technologie du "charbon propre", en intégrant la préoccupation du captage du CO₂. On voit mal comment il serait possible pour des acteurs français de prendre pied sur ces marchés traditionnellement fermés, sauf éventuellement à coopérer dès l’amont aux programmes de recherche ; d’autant que tout projet de CSC comporte par nature une forte dimension nationale, puisqu’il s’agit in fine de construire des installations dans le sous-sol.

Une large partie du monde, à côté des États-Unis et du Japon, se trouve également engagée dans des efforts de développement du CSC. En Amérique du Nord, le Canada se présente même comme le « leader mondial de la capture et du stockage du carbone », ainsi que son ministre des ressources naturelles l’a indiqué lors d’une réunion ministérielle sur l’énergie qui s’est tenue à Londres, le 19 décembre 2008⁵⁰. En outre, lors d’une rencontre avec des responsables du METI, vos rapporteurs ont appris que le Japon avait développé des programmes de coopération sur le CSC avec l'Asie du Sud Est, et gère des projets communs de capture et stockage, couplés avec des centrales expérimentales de "charbon propre", avec la Chine et l'Australie.

Le champ d’une démarche commerciale conquérante se réduit donc singulièrement lorsqu’on prend en compte l’effort déjà engagé par les acteurs nationaux concernés.

La robustesse de l’avantage stratégique

Surtout la justification d'une aide publique spécifique en vue de la conquête des marchés étrangers manque en l'espèce de fondements au regard des analyses économiques sur la "politique commerciale stratégique" (Strategic Trade Policy), popularisées par Paul Krugman, professeur d'économie à l'université de Princeton, qui a reçu le prix Nobel d'économie en octobre 2008, justement pour « ses analyses sur les modèles d’échanges internationaux et la localisation de l'activité économique »⁵¹.

Ces analyses montrent qu'un soutien public pour l’exportation n'a une chance d'efficacité, c'est à dire une chance de rapporter au pays aidant plus qu'elle ne lui coûte, que sur un marché « imparfait », caractérisé par de fortes barrières à l'entrée, sous forme capitalistique ou technologique ; car ces barrières, en rendant possible l’exploitation d’économies d'échelle, limitent le nombre possible des acteurs mondiaux, et aident à conserver toute avance acquise sur les concurrents.⁵²

Or, on peut avoir quelques doutes sur la possibilité de considérer le marché du captage et stockage du CO₂ comme caractérisé par de fortes barrières à l'entrée. Car le degré de sophistication de la technologie ne semble pas, a priori, devoir empêcher un industriel suffisamment compétent d’étudier les matériaux et les procédés utilisés pour les reproduire, voire les améliorer. Toute protection des droits de propriété intellectuelle risque ainsi fort de rester virtuelle.

En l'occurrence, les zones comportant la plus grande concentration de sources d’émission de gaz carbonique sont les États-Unis, l’Europe, la Chine et l'Inde⁵³. Si la Chine et l'Inde en viennent effectivement, en plus de leurs efforts d’efficacité énergétique, à réduire les émissions de CO₂ par captage et stockage, il leur suffira d'acheter un seul équipement pour développer ensuite leur technologie nationale. Et le "marché potentiel à l'export" risque ainsi de se réduire à quelques ventes unitaires.

Comme élément d’appréciation des compétences nationales en chimie avancée, vos rapporteurs peuvent se référer au domaine du DME (diméthyl éther), combustible propre du futur ayant l’avantage de pouvoir être synthétisé à partir du gaz naturel, du charbon ou de la biomasse. Ils ont visité au Japon l’unité pilote de production de Niigata, mise en place par un consortium des grands industriels de la chimie nippone (dont Mitsubishi Gas Chemical) en liaison avec Total. Or, ils ont appris sur place que la Chine produit et utilise déjà le DME comme carburant, à grande échelle, et depuis plusieurs années. C’est là l’indice d’une capacité de rattrapage rapide dans des systèmes reposant sur une maîtrise des procédés chimiques.

La voie de la coopération internationale

De toute façon, avec l'internationalisation des entreprises, et la division internationale des processus productifs, qui répartit les étapes d'une chaîne de fabrication entre plusieurs pays, il est peu probable que le taux de retour pour la France d'une aide publique française particulièrement appuyée soit vraiment conséquent.

Plutôt qu'un soutien conquérant pour un "marché potentiel à l'export", il serait sans doute plus réaliste de s'en tenir à une perspective de coopération internationale, à la manière dont l’a prévu d'ailleurs le contrat d'objectifs de l'IFP⁵⁴, quitte à jouer dans ce cadre un rôle de « chef de file » pouvant avoir éventuellement des retombées commerciales. La démarche deviendrait ainsi plus cohérente que celle consistant à proclamer dans les enceintes internationales la solidarité humaine dans la lutte contre l’effet de serre, tout en s’efforçant par ailleurs de faire commerce de la technologie du captage et stockage de CO₂.

Par cette autre approche, la France, peu émettrice elle-même de gaz carbonique grâce à son choix pour l'énergie nucléaire, met à la disposition de la collectivité mondiale ses compétences dans les procédés de chimie lourde pour aider l'humanité à faire face au défi du changement climatique.

Dès lors, le soutien public français s’entend comme une contribution à l'effort international. La France est d’ailleurs membre du « Carbon Sequestration Leadership Forum »⁵⁵, structure d’échanges sur les questions techniques soulevées par le CSC, qui réunit 21 nations à travers le monde, et la Communauté européenne.

Mais l’action de coopération de la France passe prioritairement par une participation active aux programmes communautaires, eux-mêmes dimensionnés pour positionner la Communauté européenne au premier plan de la lutte contre le changement climatique, puisque celle-ci s’affirme comme un modèle pour le monde, depuis que le Conseil européen des 8 et 9 mars 2007 a fixé l’objectif d’une réduction de 20% de ses émissions de gaz à effet de serre à l’horizon de 2020.

e) L’équilibre de l’approche communautaire

Un alignement sur la démarche communautaire dans le domaine du captage et stockage du gaz carbonique, tel que l’IFP en a donné l’illustration en occupant une place de premier plan au sein du programme CASTOR (6^e PCRD), et maintenant du programme CESAR (7^e PCRD), présente l’intérêt d’inscrire la politique de recherche de la France dans un cadre équilibré, reposant sur la discussion en cours de deux projets de directive complémentaires, bien axés sur les points clés de la technologie :

- l’un, relatif spécifiquement au captage et stockage, vise essentiellement à définir un cadre juridique pour assurer la sécurité des installations techniques mises en place ;

- l’autre, relatif à l’organisation du marché des droits d’émission, vise indirectement à organiser l’incitation des entreprises à participer à l’effort de réduction des émissions de gaz carbonique.

La proposition de directive relative « au stockage géologique du dioxyde de carbone » se donne essentiellement comme objectif d’assurer la « sécurité pour l’environnement ». Elle prévoit un régime de permis de stockage, fixe des obligations de surveillance et de transmission d’informations, établit des modalités d’inspection, précise les règles d’intervention publique en cas de fuite, et les conditions d’un éventuel transfert de responsabilité à l’État. Elle pose le principe d’un accès transparent et non discriminatoire au réseau de transport et aux sites de stockage, et impose une coopération entre États pour la supervision des opérations transfrontalières.

Dans son quatrième considérant, elle précise bien que : « cette technologie ne devrait pas être utilisée comme une incitation en faveur d’un accroissement des centrales électriques fonctionnant avec des combustibles fossiles », préoccupation partagée par vos rapporteurs.

La proposition de directive en vue « d’améliorer et d’étendre le système communautaire d’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre » a été sensiblement amendée par le compromis sur le paquet « Energie-Climat » obtenu par le Conseil européen des 11 et 12 décembre 2008. Elle modifie la directive 2003/87/CE qui a fondé ce système d’échange de quotas d’émission sur trois principes :

- une demande d’autorisation d’émettre des gaz à effet de serre pour certains secteurs (énergie, sidérurgie, cimenterie, verrerie, papeterie) ;

- la fixation par les États d’un plan national d’allocation des quotas d’émission ;

- une amende pour tout dépassement des quotas attribués.

La proposition de directive étend la liste des gaz à effet de serre pris en compte en plus du dioxyde de carbone (protoxyde d’azote, perfluorocarbones – PFC) ; elle élargit le dispositif à de nouveaux secteurs, comme la chimie et l’aluminium.

Elle prévoit le remplacement, à compter de 2013, des plans nationaux d’allocation par un dispositif unifié applicable à l’ensemble de la Communauté. Le plafond communautaire global des quotas d’émissions sera réduit de 1,74 % par an jusqu’à 2020, ce qui permettra une réduction cumulée des émissions de 21 % par rapport au niveau de 2005. La fixation de cette règle d’évolution sur le moyen terme vise à sécuriser les investissements.

La proposition de directive supprime progressivement, à partir de 2013, l’octroi gratuit des quotas d’émission au profit de la vente aux enchères, laquelle devra s’imposer totalement d’ici 2020 dans le secteur de l’énergie, et d’ici 2027 dans les autres secteurs. Des exceptions pourront toutefois être accordées à certains secteurs de compétitivité fragile, confrontés à un fort risque de délocalisation.

Enfin, la proposition de directive établit un principe d’affectation d’une partie du produit des enchères, dont la moitié au moins devra être consacrée par les États à des actions visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à atténuer le changement climatique. En outre, une partie des quotas prévus pour les nouveaux entrants sera réservée pour créer une incitation financière au profit de douze projets « commerciaux » de démonstration de captage et stockage du CO₂, sous la condition d’un partage des connaissances. Ces douze projets sont ceux que le Conseil européen des 19 et 20 juin 2008 a demandé à la Commission de mettre en œuvre d’ici 2015 avec le concours des États membres et du secteur privé.

Le vingtième considérant de la proposition de directive souligne que le système d’échanges de quotas d’émission doit contribuer à ce que l’initiative privée participe au développement du captage et stockage du gaz carbonique : « Pour le captage et le stockage du carbone, ainsi que pour les nouvelles énergies renouvelables, la principale incitation à long terme est qu’il ne sera pas nécessaire de restituer des quotas pour du CO₂ stocké de manière permanente ou non émis ».

f) L'apport du marché des droits d'émission

La possibilité de valoriser une diminution d'émission de gaz à effet de serre par la vente d'un titre correspondant sur un marché constitue en soi une efficace incitation à investir dans des systèmes de captage et stockage.

Ce mécanisme incitatif confère même un horizon aux recherches sur le captage et stockage, puisqu'il s'agit d'abaisser le coût de ces systèmes de manière que le coût de chaque tonne d'émission de gaz carbonique évitée devienne plus bas que le cours de cette même tonne sur le marché des droits d'émission.

La mise en place de ce mécanisme appelle cependant deux remarques :

- d'une part, il paraît peu cohérent d'assurer un soutien public important aux recherches sur le captage et stockage, alors même que la mise en place du marché des droits d'émission vise justement à reporter la charge financière de l'adaptation des équipements industriels sur les propriétaires d'usines; l'effort public incite en soi à un certain attentisme de la part des acteurs privés, puisqu'il ouvre à ceux-ci la perspective de pouvoir, à terme, sans contribution de leur part, acheter les dispositifs de captage et stockage mis au point grâce au financement public ;

- d'autre part, l'incitation des acteurs privés à investir dans un système de captage et stockage est freinée par la dépréciation inexorable, à terme, des droits d'émission. En effet, le lancement d'une politique publique de réduction des émissions de gaz carbonique devrait conduire à ce que la tendance dominante sur le marché des droits d'émission soit à la vente, puisqu'un nombre croissant d'émetteurs de gaz carbonique vont valoriser sur ce marché leurs efforts de réduction d'émission; il sera donc de plus en plus difficile de trouver une contrepartie désireuse d'acheter des droits d'émission, et la valeur boursière de ces droits, par conséquent, aura tendance à baisser. Dans cette perspective, lancer un projet d'investissement dans une technologie de capture et stockage, avec l'idée de retrouver au moins sa mise de fond initiale grâce à la revente des droits d'émission correspondant au volume de gaz carbonique ainsi évité, relèvera d'un pari très aléatoire.

Le mécanisme des droits d'émission ne semble donc pas exempt de quelques inconvénients. Du reste, la proposition de directive en vue « d’améliorer et d’étendre le système communautaire d’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre » prévoit, dans ses derniers articles, un « rapport visant à assurer un meilleur fonctionnement du marché du carbone », ainsi que « des mesures en cas de volatilité excessive des prix ».

Néanmoins, ce mécanisme présente l'avantage de déplacer la charge de l'adaptation des équipements industriels sur les entreprises, en leur permettant de gérer au mieux le calendrier de cet effort en fonction de leurs contraintes. Il fonctionne mieux si le soutien public à la technologie de captage et stockage demeure bien délimité, et n'apparaît pas comme un chèque en blanc conduisant finalement, par rallonges budgétaires successives, à reporter une part croissante de la charge d'adaptation sur la collectivité publique.

g) La répartition de la charge

Il convient d'observer que le débat sur la répartition de la charge entre les entreprises et les contribuables est d'une portée très relative s'agissant de l'impact macroéconomique du prélèvement effectué, car les entreprises répercuteront, de toute façon, tout ou partie de l'effort qui leur incombera sur les prix de leurs produits ou services. Aux États-Unis, selon les informations fournies à vos rapporteurs, le DOE estime qu’en l’état de l’art, le prix de l’électricité produit par les centrales au charbon serait doublé. En fait, l'arbitrage concernera le partage de la charge entre les contribuables et les consommateurs.

Que ce soit sous la forme d'une hausse des prix ou d'une hausse des prélèvements obligatoires, le financement de la recherche, puis de l'implantation, des systèmes de captage et stockage aura donc un effet de restriction du pouvoir d'achat freinant la demande.

Ce freinage est inhérent à tout effort collectif important, et a heureusement pour contrepartie la stimulation de la demande nourrie par la redistribution, à travers d'autres circuits, de la dépense effectuée pour réaliser l'investissement. Cette stimulation peut même l'emporter sur le freinage en cas de financement par l'emprunt ; car, dans ce cas, la hausse des impôts ou des prix peut être différée jusqu'au moment des remboursements.

Tout l'enjeu d'un investissement collectif important consiste alors en ce qu'il doit produire, par lui-même, les revenus supplémentaires permettant de rembourser les emprunts contractés pour le réaliser. Typiquement, l'implantation d'un nouvel équipement routier ou ferroviaire, si elle est bien conçue, doit générer un supplément d'activité économique augmentant le revenu global de la population et donc la ressource fiscale ; à long terme, l'investissement finance les emprunts qui ont permis de le réaliser.

Avec l'investissement dans le captage et stockage du gaz carbonique, l'effet initial de stimulation peut certes intervenir en cas de financement par l'emprunt⁵⁶, mais de toute façon, à terme, aucune activité économique supplémentaire, et donc aucune matière fiscale supplémentaire n'est générée. A moins de supposer un effet d'offre induit par un mieux être de la population face à une diminution des risques de changement climatique, le captage et stockage du gaz carbonique constitue d'un point de vue économique une dépense pure, financée immédiatement ou à terme par un prélèvement sur le revenu global, sans contrepartie sous forme d'augmentation du potentiel productif. Cet effet de freinage était une préoccupation forte des divers interlocuteurs américains sollicités sur ce sujet, lors de la visite de vos rapporteurs aux États-Unis.

La seule contrepartie possible résulte de l'effet d'entraînement engendré par l'investissement dans des technologies nouvelles, selon le mécanisme dit "de la croissance endogène" mis à jour notamment par Paul Romer et Robert Lucas vers la fin des années quatre-vingt : le progrès technique stimule le progrès technique, toute impulsion renforce son rythme et entraîne la croissance dans son sillage, en dynamisant l'offre⁵⁷. Le contenu technologique du dispositif de captage et stockage du gaz carbonique est limité, puisqu’il repose pour partie sur des procédés déjà bien maîtrisés ; en conséquence, son impact en termes de dynamisation de la croissance est sans doute réduit. C'est une des raisons peut-être de la préférence marquée des Japonais pour l'investissement dans l'efficacité énergétique, qui oblige à des sauts dans la conception technologique, ce que la NEDO a démontré en expliquant à vos rapporteurs les recherches qu'elle pilotait sur les centrales électriques à charbon, par exemple.

Mais la maximisation de l'effet de "croissance endogène" suppose une contribution active des acteurs industriels, qui doivent s'approprier les savoirs scientifiques et techniques générés pour en nourrir leurs propres efforts de recherche et développement dans d'autres domaines. Il serait donc dommageable qu'ils demeurent dans une situation passive vis à vis de cette technologie, en se contentant de l'acheter sur étagère, et c'est une raison supplémentaire pour maintenir dans des limites restreintes la part publique du financement de la recherche, puis de l'implantation, des systèmes de captage et stockage du gaz carbonique.

h) La voie d'une rupture technologique

La visite du site dédié à l’énergie solaire au sein des Sandia National Laboratories, vaste centre de recherche du DOE au Nouveau Mexique, a permis à vos rapporteurs de découvrir une expérimentation utilisant un four solaire pour porter un mélange de vapeur d’eau et de gaz carbonique à une température assez élevée pour récupérer un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène, composants à partir desquels on peut produire des carburants de synthèse. M. Les Shephard, Vice President pour l’énergie, la sécurité et la défense des laboratoires de Sandia, a expliqué qu'il s'agissait ainsi d'explorer la voie d’une valorisation économique directe du gaz carbonique, voie qui lui semblait plus prometteuse que le stockage géologique.

Cette approche suppose de conduire des recherches visant à une véritable rupture technologique, mais l'enjeu est à la hauteur de la difficulté, car le captage du gaz carbonique deviendrait alors une fin économique en soi, et n'aurait plus besoin de la béquille d'un marché virtuel du carbone.

Certains industriels allemands suivent apparemment le même raisonnement, puisque, selon l’Ambassade de France en Allemagne, le groupe chimique multinational Evonik, présent dans 100 pays, a ouvert en octobre 2008, un centre "Science-to-business" (S2B) à Marl, dans le Land de Rhénanie du Nord-Westphalie, dont l’un des objets sera d’étudier l'absorption partielle du CO₂ dans les fumées à l'aide d'absorbants, « dans le but de valoriser le CO₂ en le recyclant dans des nouveaux produits ».⁵⁸

La recherche sur la valorisation du gaz carbonique paraît d'ailleurs s'inscrire dans une logique complémentaire à celle sur le stockage géologique si l'on fait référence à la situation, à bien des égards similaires, de la gestion des déchets radioactifs, qui prévoit, à côté du stockage en couche géologique profonde, une voie de recyclage des déchets radioactifs de haute activité via la séparation-transmutation, à travers les recherches sur les réacteurs de quatrième génération.

Par comparaison, l'absence de la voie du recyclage dans les recherches sur la réduction des émissions de gaz carbonique apparaît d'autant moins justifiée que ce gaz conserve a priori toutes ses propriétés chimiques lorsqu'il est enfoui, alors qu’à l’inverse, la décroissance radioactive assure l'élimination naturelle des déchets nucléaires sur longue période. L'accident du lac Nyos au Cameroun en 1986, qui a tué 1700 personnes et des milliers de têtes de bétail sur un rayon dépassant 25 km, suite à la remontée brutale d'une eau saturée en gaz carbonique jusque là piégée naturellement en profondeur, illustre dramatiquement les limites d'une stratégie d’élimination du gaz carbonique par le seul stockage.

Le contrat d’objectifs de l’IFP cite, au titre de la recherche exploratoire, la voie de la valorisation chimique du CO₂ (p.43). Il semble qu’Areva poursuive au long cours certains travaux d’appui dans cette même direction. Cette piste de recherche mérite certainement d’être mieux mise en valeur, et spécifiquement soutenue. Ainsi, vos rapporteurs ont-ils appris avec satisfaction que le projet de pôle technologique à vocation mondiale sur les thèmes « Climat, énergie, environnement » (PCEE) du Campus de Saclay prévoyait une voie de recherche concernant les carburants synthétiques obtenus par photo-réduction du CO₂ (Cf. annexes).

La recherche sur le captage et stockage du CO₂ devrait donc clairement s’inscrire dans une perspective de coopération internationale, meilleure manière de faire valoir l’excellence de la France dans les technologies concernées, et de développer une activité de services à destination des partenaires étrangers.

Le soutien public accordé à l’effort technologique correspondant doit s’accompagner d’un programme de recherche exploratoire sur la valorisation du gaz carbonique.

Cependant, ce soutien doit être ajusté pour éviter d’encourager par contrecoup une nouvelle expansion des énergies carbonées en France. En particulier, l’installation des équipements de CSC ne doit pas être subventionnée.

CONCLUSION

C’est un exercice assez inhabituel auquel vos rapporteurs ont été conduits avec cette mission d’évaluation de la stratégie nationale de recherche énergétique. Normalement, les études de l’OPECST dressent un bilan de l’état donné d’un sujet pour préparer une éventuelle intervention du Gouvernement et du Parlement. Là, les circonstances ont amené à réaliser une évaluation sur un sujet en pleine restructuration institutionnelle, puisque l’organisation de la recherche en énergie est directement concernée par l’effort de mobilisation voulu par le Grenelle de l’environnement autour de la lutte contre le changement climatique, la réduction des pollutions, et la préservation de la biodiversité.

En fait, cette mission se trouve positionnée à la confluence de deux vagues historiques assez rapprochées d’intérêt national pour l’énergie :

- celle ouverte en janvier 2003 par le « Débat national sur les énergies », qui s’est achevé avec la publication du rapport sur le « facteur 4 » en août 2006, et qui a produit la loi de programme du 13 juillet 2005 fixant les orientations de la politique énergétique, dont cette mission d’évaluation constitue un prolongement ;

- celle ouverte par le lancement en juillet 2007 du Grenelle de l’environnement.

Vos rapporteurs auraient pu s’enfermer dans une attitude autiste, en s’en tenant à une stricte critique du rapport de mai 2007. Tel n’a pas été leur choix, puisqu’ils ont préféré entrer dans une démarche de prise en compte des évolutions en cours, en mettant en valeur les apports de la nouvelle vague de mobilisation. Cela les a amenés, par exemple, à proposer leurs remarques sur la fixation des normes futures de consommation des bâtiments neufs, sujet de débats dans le cadre du projet de loi de programme sur la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement, à propos duquel une saisine de l’OPECST est prévue.⁵⁹

Au terme de leur évaluation, vos rapporteurs tiennent à souligner l’impression extrêmement favorable qu’ils retiennent du contact avec la communauté de la recherche en énergie : qu’ils s’agissent des organismes de recherche ou des entreprises, il ressort des échanges une forte volonté d’aller de l’avant et de s’adapter aux évolutions apportées par les percées technologiques, comme celles réalisées au cours de la quinzaine d’années écoulées sur les batteries rechargeables et les véhicules hybrides.

C’est une des raisons pour lesquelles les préoccupations de la société exprimées à l’occasion du Grenelle de l’environnement ont pu trouver un relais rapide du côté de l’effort de recherche, ainsi qu’en témoigne le déploiement des démonstrateurs dans le domaine clef des biocarburants. De fait, l’effort pour développer des solutions axées sur le développement des économies renouvelables et la diminution des émissions de gaz carbonique était déjà en cours, et le Grenelle de l’environnement, avec l’engagement du Président de la République d’accroître le soutien budgétaire pour la recherche sur l’énergie et le climat, n’a pu qu’accélérer le mouvement.

Ce dynamisme de la recherche en énergie pâtit malheureusement de la lenteur inhérente au déploiement des systèmes énergétiques, déjà évoquée en introduction. Car le processus par lequel une idée trouve une concrétisation scientifique, se transforme en une solution technique, puis devient un procédé industrialisable, et enfin un produit commercial est long, très long. Il est donc par essence difficile pour la recherche en énergie de faire valoir ses efforts, à la différence notable de la recherche dans les communications électroniques, qui bénéficie d’un cycle « du concept au marché » beaucoup plus court ; de ce côté-ci, le temps se compte en années ; pour l’énergie, il se compte en décennies. Il est plus rapide de diffuser une nouvelle gamme de téléphones portables, que d’améliorer la qualité d’isolation du parc immobilier, ou d’établir les conditions d’une généralisation des véhicules fonctionnant au moins partiellement à l’électricité.

Les échanges au sein de la communauté de la recherche en énergie sont nombreux, les contacts avec les contextes étrangers fréquents, et il en résulte la formation d’un sentiment général sur les priorités à poursuivre. Les faiblesses d’un exercice formel d’élaboration d’une stratégie, comme celui proposé par le rapport de mai 2007, s’en trouvent d’autant plus relativisées dans leur portée réelle, puisque les efforts vont s’orienter de toute façon, pour l’essentiel, dans la bonne direction. Et les contrats d’objectifs signés par l’État avec les établissements permettent de faire le point, tous les quatre ans, sur les pistes à privilégier.

Les incursions récurrentes des pouvoirs publics pour essayer de définir des axes stratégiques d’ensemble (rapport « Chambolle », rapport « Syrota », rapport « Guillou », missions des commissions parlementaires, rapports de l’OPECST), qui aboutissent en fait surtout à valider a posteriori des efforts déjà engagés, sont vécues à la fois comme une heureuse occasion de montrer les travaux en cours, et comme une pénible source de perte de temps, lorsqu’elles se succèdent de façon désordonnée à un rythme trop rapide.

Vos rapporteurs ont conduit leurs travaux d’évaluation en s’efforçant d’apporter une valeur ajoutée, sans bouleverser les équilibres pertinents déjà en place, et dont ils ont été du reste les artisans principaux pour le domaine essentiel de l’énergie nucléaire. De là, cette approche visant d’un côté, à formuler des remarques de forme, de l’autre, à exprimer leur sentiment quant aux priorités de fond.

S’agissant de la forme, les critiques se concentrent sur le manque de méthodologie objective pour identifier les priorités et l’absence d’une validation politique par le Gouvernement. Les recommandations concernent la création premièrement d’un « Haut commissaire à l’énergie », en mesure d’orienter la recherche en énergie dans la perspective plus générale de la politique de l’énergie, et deuxièmement d’instances spécifiques de pilotage : une « Commission nationale d’évaluation » en charge de la recherche sur les nouvelles technologies de l’énergie, à côté de celle déjà à l’œuvre depuis deux décennies dans le domaine nucléaire, toutes deux rendant compte à l’OPECST ; des « coordinateurs » désignés officiellement parmi les partenaires des programmes relevant d’une priorité de recherche de premier niveau.

S’agissant du fond, vos rapporteurs suggèrent quelques inflexions de recentrage s’agissant des énergies établies (nucléaire, pétrole), et apportent, s’agissant des énergies nouvelles, leur soutien à des efforts déjà bien engagés :

- la recherche sur l’énergie photovoltaïque, en signalant que la structure de la filière organique, quoiqu’encore à un stade très amont, doit être consolidée ;

- la recherche sur les biocarburants de deuxième génération, en soulignant l’intérêt du projet d’un pilote de production de biodiesel sur le site du laboratoire de Bure ;

- la recherche sur les batteries rechargeables, en insistant sur le rôle déterminant de l’électronique interne de commande dans l’optimisation des performances ;

- la recherche sur les énergies marines, en conseillant de privilégier à cet égard les zones littorales dépourvues d’autres modes centralisés de production d’électricité.

Vos rapporteurs attirent particulièrement l’attention sur le rôle que peut jouer le stockage en masse d’énergie hydraulique dans un développement plus équilibré des énergies renouvelables intermittentes, et particulièrement, de l’énergie éolienne. Ils préconisent l’instauration d’une tarification de l’électricité plus incitative pour la construction des ouvrages de stockage d’énergie ; ils indiquent qu’en bord de mer, notamment à proximité des parcs d’éoliennes off-shore, ces ouvrages peuvent prendre la forme d’atolls artificiels construits selon des techniques éprouvées pour les barrages et les ports ; la France pourrait s’enorgueillir un jour d’avoir eu l’initiative mondiale de ce nouveau genre de stations de transfert d’énergie par pompage.

Enfin, revenant sur deux conclusions importantes du rapport Chambolle de juin 2004, à savoir le besoin, à l’époque, de lancer un programme « hydrogène et pile à combustible » et un programme « capture et stockage du CO₂ » « dans le cadre des dispositifs pilotés par l'Europe » (p.11), vos rapporteurs prennent acte du rattrapage rapide effectué dans ces deux domaines, et appellent pour l’avenir à un redéploiement de l’effort de recherche :

- pour la pile à combustible, en renforçant les études sur les usages stationnaires et portables de préférence aux usages automobiles, dont l’avenir semble décidemment confiné à quelques niches ;

- pour le captage et stockage du CO₂, en réorientant une partie des ressources au profit d’études sur la valorisation du gaz carbonique, dans une logique similaire à celle conçue par vos rapporteurs pour la stratégie de recherche sur les déchets radioactifs, qui prévoit l’axe de la transmutation à côté de celui du stockage.

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* *

L’avenir énergétique de la France et du monde ne fait pas rêver. La fusion nucléaire est au mieux une promesse pour la fin du siècle, et en attendant, il faudra recourir à toutes les solutions disponibles pour faire face à l’accroissement du besoin d’énergie, et poursuivre le remplacement progressif des énergies carbonées.

Jeremy Rifkin a publié en 2002 un ouvrage annonçant un basculement prochain à « l’économie de l’hydrogène ». Aujourd’hui, l’image enthousiasmante de routes sillonnées par des voitures utilisant ce vecteur idéal s’est un peu défraîchie. La nouvelle perspective est celle du véhicule hybride rechargeable. Son cœur sera constitué d’une batterie au lithium, dont les performances progresseront, mais dans une certaine limite seulement ; un appoint de carburant liquide demeure incontournable : l’avenir du métier de pompiste reste assuré.

Vers la fin du siècle, on dira donc probablement que Jeremy Rifkin s’est trompé, mais trompé de vecteur seulement : ce vecteur sera l’électricité plutôt que l’hydrogène. C’est donc plutôt vers « l’économie du lithium », métal nécessaire aux batteries comme au réacteur de fusion, que le monde s’achemine.

RECOMMANDATIONS

Sur la forme de la stratégie :

1) Le choix des priorités de recherche doit être explicité à partir d’une grille d’analyse (approche de type « atouts - attraits »).

2) La liste des thèmes retenus doit faire l’objet d’un classement selon quatre degrés de priorité : le soutien national pour assurer une position de leader mondial ; la participation à l’effort européen ; la participation à la coopération internationale ; le maintien d’une veille technologique.

3) Chaque axe de recherche doit faire l’objet d’une quantification quand à la probabilité des risques et des enjeux, faisant apparaître l’espérance (au sens mathématique) des retombées économiques. La stratégie doit être perçue comme un panier de paris à l’image de celui des investisseurs en capital-risque.

4) Les thèmes classés en veille scientifique peuvent faire l’objet des soutiens financiers « tournants » de l’ANR ; les priorités stratégiques de degré supérieur doivent bénéficier d’un financement pérenne.

5) La stratégie doit présenter des échéanciers des objectifs de recherche (« RoadMap »), ainsi que des bilans prospectifs de moyen terme montrant comment l’aboutissement des recherches au niveau industriel permet de répondre à l’évolution des besoins d’énergie. Cela suppose l’appui d’une unité de prospective.

6) La stratégie doit être endossée par une autorité politique. Au moins les deux ministres chargé de la recherche et de l’énergie. Au mieux le Premier ministre.

7) La cohérence entre la recherche et la politique de l’énergie doit être garantie par la nomination d’un « Haut commissaire à l’énergie », créé par transformation du poste de « Haut commissaire à l’énergie atomique ».

8) La stratégie doit désigner un chef de file sur les thèmes identifiés comme priorités nationales. Il peut s’agir d’un membre de partenariat se voyant reconnaître une prééminence, ou un « haut commissaire » ad hoc. Ce chef de file rend compte au Gouvernement et au Parlement des avancées ou des difficultés rencontrées.

9) Une « commission nationale d’évaluation » pourrait effectuer annuellement une évaluation des recherches concernant les nouvelles technologies de l’énergie, sous le contrôle de l’OPECST, comme cela se passe dans le domaine de la recherche sur les déchets radioactifs.

Sur le fond de la stratégie :

10) La recherche sur les réacteurs de quatrième génération doit être pilotée par un « coordinateur » identifié, veillant à maintenir une place centrale à l’objectif d’utiliser les actinides comme combustibles.

11) Les recherches de l’IRSN sur le site de Tournemire doivent entrer dans le champ de l’évaluation annuelle des recherches sur les déchets nucléaires conduite par la CNE.

12) Les travaux de l’IFP doivent commencer à se diversifier en tenant compte de la future disparition des hydrocarbures fossiles.

13) Le soutien public accordé aux recherches sur les hydrocarbures doit être mis en valeur par une structure faisant ressortir leur intérêt industriel pour des petites entreprises du secteur pétrolier.

14) La recherche sur la pile à combustible doit faire l’objet, pour ce qui concerne la propulsion automobile, d’un effort ajusté aux besoins de la coopération européenne, et doit être retenue comme une priorité nationale pour les développements relatifs aux usages mobiles et stationnaires.

15) La recherche sur l’énergie photovoltaïque doit faire l’objet d’un effort national très important, en liaison avec les efforts déjà engagés (INES, IRDEP), avec comme objectif de mettre au point une technologie de rupture replaçant la France au premier rang de cette technologie. Cet effort doit être ouvert internationalement, mais géré de manière à prévoir une déclinaison industrielle rapide.

16) L’effort de recherche sur l’énergie photovoltaïque doit s’accompagner d’une importante mobilisation des professionnels du bâtiment, de manière à stimuler l’offre d’un service de qualité dans la diffusion des technologies de l’énergie solaire.

17) Les recherches sur le stockage d’énergie doivent faire l’objet d’un effort national. Le contexte réglementaire des STEP doit être rendu plus incitatif.

18) Les énergies de la mer doivent faire l’objet d’un effort national. Un programme doit particulièrement se consacrer à l’étude de faisabilité des STEP en mer.

19) L’effort de captage et stockage du gaz carbonique mené sur financement public doit être configuré comme une composante de l’effort européen, et conçu dans une perspective de coopération internationale.

20) Cet effort de captage et stockage du gaz carbonique doit être accompagné par un programme de recherche fondamentale ouvert au niveau international sur la valorisation industrielle du gaz carbonique.

EXAMEN DU RAPPORT PAR L’OFFICE

3 mars 2009

MM. Christian Bataille et Claude Birraux, députés, rapporteurs, ont rappelé que leur présentation portait sur l’évaluation de la « stratégie nationale de recherche énergétique », ainsi que le prévoit la loi de programme du 13 juillet 2005 fixant les orientations de la politique énergétique.

Cette étude s’est trouvée positionnée à la confluence de deux vagues historiques assez rapprochées d’intérêt national pour l’énergie, car avant le Grenelle de l’environnement, qui a démarré en juillet 2007, la France avait connu une première vague de réflexion collective sur ce sujet, ouverte en janvier 2003 par le « Débat national sur les énergies », et qui s’est achevée avec la publication du rapport sur le « facteur 4 » en août 2006. Cette première vague s’est traduite par le vote de la loi du 13 juillet 2005 précitée, dont cette mission d’évaluation constitue un prolongement.

Plutôt que de s’en tenir à la stricte critique du document de mai 2007 décrivant la stratégie nationale de recherche énergétique, la démarche d’évaluation suivie a d’emblée pris en compte les évolutions en cours, en mettant en valeur les apports du Grenelle de l’environnement. A cet égard, deux constats généraux peuvent être dressés :

Le premier constat concerne la lenteur inhérente au déploiement des systèmes énergétiques, et donc le délai d’impact d’une impulsion politique dans ce domaine. Car le processus par lequel une idée trouve une concrétisation scientifique, se transforme en une solution technique, puis devient un procédé industrialisable, et enfin un produit commercial est très long dans le domaine de l’énergie. Il est donc par essence difficile pour la recherche en énergie de faire valoir ses efforts, à la différence notable de la recherche dans les communications électroniques, qui bénéficie d’un cycle « du concept au marché » beaucoup plus court ; de ce côté-ci, le temps se compte en années ; pour l’énergie, il se compte en décennies. Il est plus rapide de diffuser le dernier modèle des téléphones portables, que d’améliorer l’isolation du parc immobilier, ou de généraliser les véhicules électriques.

Le second constat général concerne l’impression extrêmement favorable laissée par la communauté de la recherche en énergie : qu’il s’agisse des organismes publics (CEA, IFP, CNRS) ou des entreprises (EDF, Areva, Saint-Gobain, Saft), il ressort des échanges une forte volonté d’aller de l’avant et de s’adapter aux évolutions apportées par les percées technologiques, comme celles réalisées au cours de la quinzaine d’années écoulées sur les batteries rechargeables et les véhicules hybrides.

C’est une des raisons pour lesquelles les préoccupations de la société exprimées à l’occasion du Grenelle de l’environnement ont pu trouver un relais rapide du côté de l’effort de recherche, ainsi qu’en témoigne le déploiement des démonstrateurs dans le domaine clef des biocarburants. De fait, l’effort pour développer des solutions axées sur le développement des énergies renouvelables et la diminution des émissions de gaz carbonique était déjà engagé depuis longtemps, et le Grenelle de l’environnement, avec la décision du Président de la République d’accroître le soutien budgétaire pour la recherche sur l’énergie et le climat, n’a fait qu’accélérer un mouvement déjà bien orienté.

MM. Christian Bataille et Claude Birraux ont indiqué que leur évaluation reprend la distinction classique entre la forme et le fond, et que, s’agissant de la forme, leurs critiques se concentrent sur le manque de méthodologie objective pour identifier les priorités et l’absence d’une validation politique par le Gouvernement.

La stratégie de mai 2007 a été élaborée sans aucune grille d’analyse et de comparaison mettant en avant d’un côté les enjeux, thème par thème, de l’autre les atouts de la recherche française, de manière à justifier l’allocation budgétaire entre les différentes pistes. En fait, sauf dans le domaine de l’énergie nucléaire, la stratégie nationale de recherche énergétique se présente plutôt comme une synthèse a posteriori des pistes définies, au cas par cas, sans plan d’ensemble, par les contrats d’objectifs des établissements de recherche.

Ce caractère inachevé est illustré par l’absence de validation du document par les autorités politiques. La stratégie nationale de recherche énergétique doit selon la loi être « arrêtée » par les ministres chargés de l’énergie et de la recherche. Or le document ne fait apparaître aucun endossement de son contenu par ces deux ministres. C’est un simple document de travail administratif.

A l’inverse, au Japon, la stratégie de recherche est non seulement approuvée tous les cinq ans par le Gouvernement, mais encore suivie régulièrement par un conseil de ministres restreint, augmenté de personnalités du monde scientifique, qui se tient tous les deux mois sous l’autorité du Premier ministre en personne. Ce « Conseil sur la politique de la science et de la technologie » (CSTP) couvre certes l’ensemble de la recherche, et non pas seulement le domaine de l’énergie, mais la différence d’engagement des autorités de l’État est flagrante.

Il faudrait donc, non seulement que la prochaine stratégie nationale de recherche énergétique, qui doit être arrêtée d’ici 2012, soit élaborée selon une méthodologie plus rigoureuse, mais encore que son contenu soit présenté et approuvé en Conseil des ministres, et publié au Journal officiel par arrêté conjoint des ministres de la recherche et de l’énergie, comme la loi y invite.

La stratégie doit faire apparaître des « itinéraires programmatiques » (Road Maps), c'est-à-dire des échéanciers par secteur, mais aussi des projections temporelles montrant l’efficacité des choix technologiques face aux évolutions des besoins d’énergie à moyen terme.

MM. Christian Bataille et Claude Birraux ont souligné que leurs recommandations quant au pilotage de la mise en œuvre de la stratégie s’appuient sur l’expérience acquise dans le domaine de la recherche nucléaire.

A cet égard, il apparaît nécessaire d’une part, de définir une responsabilité de pilotage pour l’ensemble de la recherche énergétique, disposant de la faculté d’effectuer un arbitrage des moyens entre les différentes échéances auxquelles se trouve confrontée la politique de l’énergie ; d’autre part, de définir une responsabilité de pilotage par domaine, pour ceux identifiés comme prioritaires. En outre, il faut avoir le souci de ne pas créer des structures lourdes et coûteuses.

Les recommandations concernent ainsi :

- premièrement, la désignation d’un « Haut commissaire à l’énergie », en mesure d’orienter la recherche en énergie dans la perspective plus générale de la politique de l’énergie ; en fait, il s’agit simplement d’étendre et de renforcer les compétences du « Haut Commissaire à l’énergie atomique », qui sont d’ores et déjà plus larges que ce que son titre peut le laisser entendre ; il s’agit de lui troquer un titre plus court contre un profil plus large ;

- deuxièmement, la nomination de « coordinateurs » désignés officiellement parmi les partenaires des programmes relevant d’une priorité de recherche ; il ne s’agit pas d’acteurs nouveaux, mais de « primus inter pares », qui peuvent et doivent décider en cas de difficulté tactique sur le chemin de la recherche, et en contrepartie de ce pouvoir, ont la responsabilité d’en rendre compte aux autorités de l’État ;

- troisièmement, la mise en place d’une « Commission nationale d’évaluation » en charge de la recherche sur les nouvelles technologies de l’énergie, sur le modèle de celle déjà à l’œuvre depuis deux décennies dans le domaine de la recherche sur les déchets radioactifs; ainsi, toutes deux procéderaient annuellement à leur évaluation, chacune dans leur domaine, puis en rendraient compte à l’OPECST ; il s’agit là de structures permanentes, mais légères, car composées de membres certes officiellement désignés, mais bénévoles ; l’expérience montre qu’un tel dispositif est très pertinent ; il sert d’aiguillon utile.

Abordant l’analyse du fond de la stratégie, MM. Christian Bataille et Claude Birraux ont indiqué qu’elle distinguait d’un côté, les technologies établies, celles dont la primauté dans l’effort de recherche français est reconnue et garantie par la loi, à savoir l’énergie nucléaire et le pétrole, et de l’autre, les technologies nouvelles, pour lesquelles un tri officiel des priorités reste à faire.

Les technologies établies n’appellent pas de réorientations importantes, mais seulement quelques inflexions d’ajustement.

Dans le domaine de l’énergie nucléaire, ces inflexions concernent essentiellement un renforcement des instances de pilotage, dans le sens évoqué précédemment.

Pour la recherche sur la séparation / transmutation, il semble naturel de confier cette tâche de pilotage au CEA, avec la mission de veiller à ce que les recherches sur les réacteurs de quatrième génération visent bien à recycler tous les déchets à haute activité comme combustibles (neptunium, américium, curium), et pas seulement le plutonium. Pour la recherche sur l’entreposage, l’ANDRA paraît bien placée, puisqu’elle gère les dispositifs de stockage en bout de chaîne, et qu’il s’agit surtout d’éviter le risque d’une multiplication des normes techniques adoptées par les différents producteurs de déchets.

S’agissant des recherches sur le stockage, il convient que les travaux menés par l’IRSN au tunnel de Tournemire fassent l’objet d’une évaluation par la Commission nationale d’évaluation.

Dans le secteur pétrolier, les recommandations concernent deux préoccupations d’ordre général, mais d’une signification symbolique importante :

- d’abord, il faudrait que l’IFP, établissement public financé par l’État, anticipe la disparition future des hydrocarbures fossiles, en ouvrant des chantiers au long cours dans des domaines nouveaux pouvant néanmoins mobiliser utilement son incontestable expertise. Deux pistes sont suggérées : premièrement les plastiques minéraux sans carbone, concept déjà exploré par le professeur Davidovits ; deuxièmement, les plastiques photovoltaïques, pour lesquels il s’agirait d’ailleurs plutôt de coopérer à la valorisation industrielle future ;

- l’autre préoccupation concerne une meilleure visibilité sur l’allocation des moyens de recherche affectés à la recherche pétrolière. Il s’agit d’une centaine de millions d’euros, dont on perçoit souvent mal a priori la justification au vu des bénéfices de Total (14 milliards en 2008). Le rapport recommande la mise en place d’une structure sur le modèle de l’ancien « Fond spécial des hydrocarbures », qui permette de mieux montrer que ces moyens bénéficient au tissu des PME du secteur parapétrolier.

S’agissant des priorités de recherche dans les technologies nouvelles, M. Claude Birraux a constaté qu’elles résultent pour l’essentiel d’un « sentiment général » au sein de la communauté de recherche, que les rapports Chambolle, Syrota, Guillou, ont déjà validé. Cela concerne en particulier quatre pistes dont la pertinence est confirmée :

- premièrement, la recherche sur l’énergie photovoltaïque. L’INES a conquis le créneau du silicium métallurgique, mais un grand pôle consacré aux couches minces est en préparation sur le plateau de Saclay ; la filière organique (plastiques photovoltaïques), quoiqu’à un stade très amont, doit être consolidée, et bénéficier d’un support de valorisation industrielle ;

- deuxièmement, la recherche sur les biocarburants de deuxième génération. Le projet de pilote industriel de transformation thermochimique de la biomasse sur le site du laboratoire de Bure doit bénéficier d’un soutien public spécifique ;

- troisièmement, la recherche sur les batteries rechargeables. Dans la continuité du rapport « Guillou », il faut souligner l’importance de l’électronique interne de commande dans l’optimisation des performances ;

- quatrièmement, la recherche sur les énergies marines. Il faut privilégier à cet égard les zones littorales dépourvues d’autres modes centralisés de production d’électricité.

Par ailleurs, un développement du stockage d’énergie de grande capacité est essentiel pour un développement plus équilibré de l’énergie éolienne. A cet égard, le régime tarifaire du stockage d’énergie doit être revu dans un sens plus incitatif. Le rapport décrit, en outre, un dispositif d’atolls artificiels qui pourraient fournir l’équivalent, sur le littoral de la Manche, des retenues d’eau dans les Alpes. La France pourrait s’enorgueillir un jour d’avoir eu l’initiative mondiale de ce nouveau genre de stations de stockage d’énergie en mer.

Enfin, dans deux domaines, après le rattrapage rapide effectué depuis l’impulsion donnée par le rapport « Chambolle » de 2004, un réajustement de l’effort de recherche est souhaitable :

- pour la pile à combustible, il faut renforcer les études sur les usages stationnaires et portables de préférence aux usages automobiles, sachant que toute avancée peut avoir des effets de synergie sur l’ensemble des usages ;

- pour le captage et stockage du CO2, un véritable effort de coopération internationale est la meilleure façon de développer un « marché potentiel à l’export », mais il faut aussi ouvrir un chantier sur la valorisation industrielle du gaz carbonique, selon la même logique que celle prévoyant, pour les déchets radioactifs, l’axe de la transmutation à côté de celui du stockage. Le but serait notamment de fabriquer à partir du gaz carbonique des carburants de synthèse.

En conclusion, MM. Christian Bataille et Claude Birraux ont souligné que leurs réflexions sur la recherche les ont constamment ramenés vers la question connexe de la formation, à deux niveaux : la formation des ingénieurs pour la conception et le développement des systèmes ; la formation des techniciens pour l’installation et la maintenance.

Les auditions ont permis de constater que ce besoin était déjà pris en charge par les responsables concernés :

- le Haut Commissaire à l’énergie atomique a reçu mission de vérifier qu’une mobilisation « en réseau » sur le modèle de Paris Tech, incluant les universités scientifiques comme Paris 11, permettrait de faire face au surcroît de besoin d’ingénieurs liés à la dynamisation de la recherche sur l’énergie (leur nombre doit passer de 300 à 1200) ;

- le Grenelle de l’environnement a permis d’identifier le besoin quantitatif et qualitatif de compétence artisanale pour l’installation et la maintenance des équipements centrés sur l’efficacité énergétique ou les énergies renouvelables. C’est l’objet du groupe de travail spécifique sur la « mobilisation des professionnels du bâtiment » mis en place depuis mai 2008 sur recommandation du Comité opérationnel relatif aux bâtiments existants.

L’évaluation résulte ainsi d’un travail d’une année (depuis fin janvier 2008) qui a conduit à auditionner une soixantaine de spécialistes de l’énergie en France, et une cinquantaine dans trois pays visités pour leur spécificité dans le domaine de l’énergie : la Finlande, les Etats-Unis, le Japon. Le rapport comporte en annexe tous les comptes rendus.

M. Christian Bataille a souligné que le rapport retraçait une position médiane commune aux deux rapporteurs, ce qui ne préjugeait pas d’éventuelles nuances d’appréciation sur certains points. Il a notamment souligné sa préoccupation personnelle que le soutien accordé à la technologie du captage et du stockage du gaz carbonique ne conduise pas par contrecoup à une relance de la consommation d’énergie fossile en France. Il a par ailleurs estimé que si l’énergie nucléaire était un fait incontournable en France, il ne s’agissait pas d’une solution généralisable au monde entier, et qu’en France même un effort de rééquilibrage en faveur des énergies renouvelables était souhaitable. A cet égard, un tri est nécessaire entre l’ensemble des solutions technologiques disponibles, et le rapport fournit les bases d’une stratégie nationale de recherche en énergie qui doit permettre d’identifier les pistes pertinentes ; le rapport s’efforce aussi de définir les conditions d’une meilleure articulation souhaitable entre les efforts de recherche publique et privée.

M. Daniel Raoul, sénateur, a formulé deux observations sur

- l’utilisation par les rapporteurs du terme « biocarburant », en rappelant que le Sénat, lors de l’examen en première lecture du projet de loi de programme relative à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement, avait retenu le mot « agrocarburant » ;

- le stockage de l’énergie, en signalant que cette technologie comportait encore des aspects relevant de la recherche fondamentale puisque les pistes s’appuyant sur la supraconductivité demeuraient peu efficaces.

M. Marcel Deneux, sénateur, après avoir souligné que le texte faisant référence aux « agrocarburants » n’était pas encore voté définitivement, la dénomination officielle restant donc le terme « biocarburants », a demandé des précisions sur :

- les perspectives de développement de l’électricité pour répondre à l’accroissement de la demande d’énergie ;

- les options de recherche suggérées par les rapporteurs concernant les biocarburants de deuxième génération, en s’interrogeant sur l’opportunité de privilégier le site de Bure ;

- leur analyse sur les perspectives offertes par les biocarburants de troisième génération ;

- l’efficacité énergétique des filières existantes, afin de réduire les émissions de CO₂ ;

- les perspectives de développement industriel du stockage de CO₂ dont le coût paraît économiquement viable.

M. Xavier Pintat, sénateur, a évoqué le stockage d’énergie pour les automobiles électriques, en déplorant le retard français par rapport aux industriels japonais qui ont mis au point des moteurs hybrides avec succès.

Mme Marie-Christine Blandin, sénatrice, s’est déclarée favorable aux recommandations des rapporteurs relatives au pilotage de la stratégie, avec la transformation du « haut commissaire à l’énergie atomique » en « Haut commissaire à l’énergie » et la mise en place d’une « commission nationale d’évaluation » des nouvelles technologies de l’énergie.

Après avoir salué le souhait exprimé d’un rééquilibrage des efforts de recherche entre l’énergie nucléaire et les énergies renouvelables, tout en observant que la mise en œuvre de la filière nucléaire avait exigé un investissement d’une telle ampleur qu’elle avait aspiré les financements disponibles au détriment des énergies renouvelables, elle a émis des remarques sur :

- la dimension primordiale de l’effort d’efficacité énergétique ;

- la priorité donnée à l’énergie photovoltaïque, en attirant l’attention sur la nécessité de veiller à minimiser les nuisances au stade de la fabrication, ainsi que le coût total de mise en œuvre, incluant l’installation et la maintenance ;

- l’importance des pertes enligne en cas de transport d’électricité sur les grandes distances et l’intérêt d’une production locale à partir d’éoliennes ;

- la part faite aux sciences sociales dans la recherche en énergie, en soulignant leur rôle dans l’analyse des problèmes d’acceptabilité, dont elle a noté qu’ils commençaient à prendre une certaine envergure à l’encontre de constructions d’éoliennes ;

- les problèmes de droit soulevés par l’implantation d’hydroliennes sur les fonds marins ;

- le lien entre recherche et formation, en s’interrogeant sur la manière de transmettre la connaissance des pratiques de démantèlement, en s’inquiétant de l’érosion de la culture de sûreté chez les jeunes cadres de l’industrie nucléaire, et en soulignant l’impérieuse nécessité pour l’industrie française d’établir des normes de protection au bénéfice des travailleurs locaux des pays étrangers, évoquant à ce propos les mines d’uranium au Niger ;

- et l’intérêt de disposer d’un tableau faisant le bilan des soutiens publics consacrés aux différentes pistes technologiques.

M. Claude Gatignol, député, après avoir signalé qu’il était important, pour éviter les raisonnements erronés, de compléter les analyses qualitatives par un rappel des quantités susceptibles d’être produites pour répondre aux besoins, a posé des questions sur :

- la possibilité d’atteindre avec l’énergie photovoltaïque des rendements permettant d’abaisser le coût des systèmes à un niveau compatible avec leur diffusion commerciale ;

- la possibilité de lever le goulet d’étranglement lié au besoin de platine comme catalyseur pour la pile à combustible ;

- l’état des recherches sur les membranes minces pour l’isolation des bâtiments.

M. Bruno Sido, sénateur, s’est réjoui du soutien des rapporteurs au projet de démonstrateur industriel de transformation de la biomasse en carburant liquide (Biomass to Liquid - BtL) sur le site de Saudron, en Haute-Marne, dans le périmètre du laboratoire de recherche sur le stockage des déchets radioactifs de Bure, expliquant que l’enjeu de cette expérimentation était de ne pas se laisser distancer par nos voisins allemands dans un domaine où ils en sont déjà au stade du pilote industriel.

M. Christian Gaudin, sénateur, après avoir rappelé que la compétition internationale se jouait au niveau des grands ensembles continentaux, et donc au niveau européen pour la France, s’est interrogé sur le lien entre la stratégie nationale de recherche en énergie, et l’organisation de l’effort de recherche au niveau communautaire.

A la suite de ces différentes observations, les rapporteurs ont apporté les éléments de réponse suivants :

- le besoin d’une nouvelle vague d’électrification a bien été évoqué dans le rapport, celle-ci passant notamment par les progrès de l’énergie photovoltaïque pour permettre la mise au point des bâtiments à énergie positive, et le développement des véhicules électriques ;

- s’agissant du stockage d’énergie, le rapport aborde l’ensemble des questions technologiques liées à des problématiques industrielles de moyen terme : d’un côté, les batteries au lithium rechargeables, dont le potentiel n’est pas encore complètement exploité, mais n’est pas non plus illimité, ce qui justifie les travaux sur les véhicules hybrides rechargeables (« plug-in ») ; de l’autre côté, les dispositifs de stockage d’énergie de masse, comme les atolls artificiels, qui sont susceptibles de fournir une réponse adaptée à l’intermittence de l’énergie éolienne ;

- s’agissant des projets des constructeurs automobiles dans le domaine des véhicules électriques, la protection du secret industriel généralement opposée, constitue un obstacle aux pouvoirs d’investigation des rapporteurs ;

- en ce qui concerne les biocarburants, M. Claude Birraux a signalé qu’une audition publique organisée le 1^er octobre 2008, et dont le compte rendu est inclus dans le rapport, a permis de faire justice des accusations relatives à l’effet d’éviction vis-à-vis des productions alimentaires, puisque les surfaces arables mobilisées restent marginales, globalement à l’échelle du monde, et spécifiquement aux Etats-Unis ou en Europe. Le rapport fait le point sur les différentes filières de deuxième génération, en soulignant l’intérêt à plusieurs titres du projet de BtL sur le périmètre de Bure. Lors de l’audition du 1^er octobre, le dialogue avec un spécialiste de l’IFREMER a permis d’établir que la filière de troisième génération basée sur l’exploitation des algues n’ouvrait pas pour l’instant des perspectives de production de masse. M. Christian Bataille a ajouté que la piste technologique des algues fait partie des énergies marines que le rapport s’est attaché à mettre en valeur, car elles correspondent à un atout naturel de la France, qui dispose du deuxième domaine public maritime du monde. Si toutes les énergies marines ne sont pas forcément de bonnes idées, car elles supposent souvent une très lourde mise en œuvre, et le démonstrateur resté sans suite de l’usine marémotrice de la Rance en porte témoignage, aucune ne doit être écartée dans le cadre d’une réflexion sur une stratégie de recherche ; du reste, certains acteurs européens, les Ecossais, les Portugais, semblent avoir pris un peu d’avance dans ce domaine.

- le rôle potentiel des sciences sociales dans le domaine de la recherche en énergie a été d’emblée pris en compte, puisqu’une professeure de sociologie de l’Université de Genève a été désignée membre du comité de pilotage ;

- à propos de la technologie de captage et stockage du gaz carbonique, les rapporteurs ont rappelé leur préoccupation qu’elle ne serve pas de prétexte à une relance en France de la construction des centrales thermiques à gaz. M. Claude Birraux a rappelé que le rapport de l’OPECST de mars 2006 sur les nouvelles technologies de l’énergie et la séquestration du gaz carbonique avait évoqué la difficulté technique de la résistance des ciments ; il a insisté sur la nécessité, en tout état de cause, de lancer un programme de recherche sur la valorisation industrielle du dioxyde de carbone afin de l’utiliser à la production de carburants artificiels ou de produits chimiques. M. Christian Bataille a observé que cette technologie devrait encore faire ses preuves, mais surtout qu’elle devrait normalement bénéficier d’un soutien plus appuyé dans les pays comme l’Allemagne dépendant encore fortement des ressources fossiles pour leur approvisionnement énergétique ;

- s’agissant du lien entre la stratégie nationale et la recherche communautaire, M. Claude Birraux a indiqué que le rapport préconisait un alignement de l’effort français de recherche sur les besoins de la coopération européenne dans deux domaines : la pile à combustible, et le captage et stockage du gaz carbonique.

Au terme de la réunion, M. Christian Bataille a rappelé que l’objet de l’évaluation concernait la recherche, et que celle-ci avait pour enjeu de dégager les nouvelles solutions technologiques qui viendraient compléter les sources énergétiques déjà exploitées pour faire face aux besoins de l’avenir. Le propos n’était pas de se substituer au Gouvernement pour définir la stratégie, mais de veiller à ce que toutes les pistes pertinentes soient explorées, quitte à ce que certaines se révèlent à l’expérience comme non viables à grande échelle. L’important est que la prochaine stratégie bénéficie d’une plus grande cohérence, et ne soit pas que l’addition des programmes des organismes de recherche. Car, actuellement, sauf dans le domaine nucléaire, une stratégie nationale de recherche dans le domaine de l’énergie fait encore défaut et se résume à une juxtaposition des efforts de recherche publics et privés.

M. Claude Birraux a fait la part des circonstances électorales du moment dans l’absence d’implication du Gouvernement lors de la réalisation de la première « stratégie nationale de la recherche énergétique », et a insisté sur la nécessité d’une gestion intégrée des filières pour la réussite des nouvelles technologies de l’énergie, en soulignant le rôle crucial de la qualité de l’offre de maintenance pour assurer le succès de déploiement sur le marché.

M. Jean-Claude Etienne, sénateur, Premier vice-président, a remercié les rapporteurs pour la qualité de leur travail, qui avait bien mis en évidence l’absence de fait d’une stratégie nationale de recherche en énergie, et conduit à proposer à la fois une organisation pour pallier ce manque, avec notamment l’institution d’un Haut commissaire à l’énergie, mais aussi une structure d’évaluation de la mise en œuvre de la recherche, avec une Commission nationale d’évaluation des recherches sur les nouvelles technologies de l’énergie. Il a insisté sur l’importance du volet d’évaluation dans toute démarche scientifique.

Au terme de ce débat, les recommandations proposées par les rapporteurs ont été adoptées et la publication du rapport a été autorisée.

COMPOSITION DU COMITÉ DE PILOTAGE

Pour les accompagner dans leurs travaux d’évaluation, vos rapporteurs se sont appuyés sur un comité de pilotage composé de spécialistes venant de divers horizons, concernés à divers titres par le sujet de la recherche sur l’énergie. Ils étaient invités à participer aux auditions, et aux séances de réflexion sur les orientations de la mission.

Trois personnalités ont eu l’amabilité de participer aux travaux de lancement de la mission :

- Mme Mathilde Bourrier, Professeure ordinaire de sociologie à l'Université de Genève ;

- M. Claude Mandil, Ancien Directeur exécutif de l’Agence internationale de l’énergie ;

- M. Jean-Bernard Saulnier, Directeur du programme « Energie » du CNRS.

Cinq autres, présentées par une courte biographie dans les pages suivantes, ont participé aux travaux de la mission jusqu’à leur terme :

- M. Pierre-René Bauquis, Professeur associé à l’Ecole nationale supérieure du pétrole et des moteurs ;

- M. Claude Crampes, Professeur d’économie à l’Université de Toulouse ;

- M. Jean-Paul Langlois, Directeur de l’Institut de technico-économie des systèmes énergétiques ;

- M. Raymond Leban, Professeur d’économie au Conservatoire national des arts et métiers;

- M. Christian Ngô, Directeur scientifique au Cabinet du Haut Commissaire à l’énergie atomique.

Vos rapporteurs tiennent à les remercier tous pour leur disponibilité et la qualité de leurs apports.

Pierre-René BAUQUIS

Né en 1941, Pierre-René Bauquis est diplômé de l'Ecole Nationale Supérieure de Géologie (Nancy 1964) et de l’Ecole Nationale Supérieure du Pétrole et des Moteurs (1966) en section Economie et Gestion. Après cinq années passés à l'IFP (Institut Français du Pétrole) comme ingénieur économiste et comme enseignant, il a travaillé trente années dans le groupe TOTAL. Outre vingt années de responsabilités dans le domaine du gaz naturel, Pierre-René Bauquis a été successivement directeur Mer du Nord (1989-1992), directeur Stratégie et Planification du groupe (1992-1994), puis directeur Gaz, Electricité et Charbon (1994-1995). Il a passé les dernières années de sa carrière (de 1995 à fin 2001) comme conseiller auprès du Président du groupe TOTAL, Thierry Desmarest.

En retraite depuis janvier 2002, il est, depuis cette date, professeur associé à l’ENSPM, et professeur auprès de l'association TOTAL Professeurs Associés ; depuis janvier 2004, il est expert auprès de la commission Energie-Environnement de l’Académie des Technologies. Il enseigne l’économie énergétique dans de nombreuses écoles et universités en France et à l’étranger (Algérie, Chine, Indonésie, Russie, etc …)

Il est en outre membre de plusieurs conseils d'administration (Fondation TOTAL, Aluxia Fund, Climate and Energy Fund, OSEAD), ainsi que de nombreuses associations professionnelles ou scientifiques.

Il est l’auteur de plus de cinquante articles sur l'économie du pétrole, du gaz et de l'énergie. Il est co-auteur de deux livres sur l’économie des hydrocarbures, d’un livre sur l’énergie nucléaire, d’un livre sur les géosciences, et d’un livre sur les ondes.

Claude CRAMPES

Né en 1948, Claude Crampes, titulaire d’un doctorat en science économique, est actuellement professeur à l’Ecole d'Economie de Toulouse et directeur de recherche à l'Institut d'Economie Industrielle (Université des Sciences Sociales de Toulouse). Cet Institut se donne comme objectif de mettre à la disposition des décideurs les outils les plus pointus de la recherche économique dans divers domaines, dont l’énergie.

Les publications de Claude Crampes, très nombreuses, sont consacrées, pour une partie, à l’économie des droits de propriété intellectuelle (brevets, marques, droits d'auteur, etc.) et pour une autre partie, à l’analyse des industries du gaz et de l'électricité, marchés de l’énergie, marchés de capacités et réseaux de transport et distribution. Il rédige aussi des chroniques événementielles touchant à ces questions dans des magazines.

Il a travaillé comme consultant pour l’ancien Commissariat du Plan et pour la Banque mondiale et a été membre du Comité national de la recherche scientifique.

Jean-Paul LANGLOIS

Né en 1948, Jean-Paul Langlois, est diplômé de l’Ecole Centrale de Paris (1971). Il débute sa carrière d’ingénieur en 1972 au CEA au sein de l'équipe d'ingénierie du projet Phénix, puis du projet Superphénix.

Toute sa carrière s’est déroulée depuis au CEA. Il a été successivement ingénieur à la Direction de la planification des programmes du CEA (1976-1979), chef du Bureau d'évaluation technico-économique des procédés (retraitement et déchets) au sein de la Direction d'études sur le retraitement, les déchets et la chimie appliquée (1980-1982), conseiller technique au Cabinet de l'administrateur général du CEA (1982-1984), conseiller technique au Cabinet du Ministre de la recherche Hubert Curien (1984-1986), adjoint au Président de l'Office de robotique et de productique (1986-1988), chef du département du Budget au sein de la Direction financière du CEA (1988-1991), adjoint au directeur des réacteurs nucléaires en charge de la gestion (1991-1997), chef d’un département d’exploitation de neuf installations nucléaires de base (1998-2003), directeur Qualité Sûreté Sécurité au sein de la Direction de l’Energie Nucléaire (2003-2007).

Depuis mars 2007, il est directeur de l’Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques. Cet institut (I Tésé), créé début 2007 au sein du CEA par son Administrateur général, regroupe une vingtaine de chercheurs, ingénieurs et économistes pour effectuer des comparaisons multi-critères (technico-économiques, environnementaux, sociétaux) entre systèmes énergétiques depuis la source primaire jusqu’au besoin final. L’objectif est d’éclairer l’orientation des programmes du CEA en identifiant les perspectives offertes par les différentes technologies.

Raymond LEBAN

Né en 1949, Raymond Leban est diplômé de l’ENSAE (Ecole Nationale de la Statistique et de l’Administration Economique), docteur en Mathématiques, docteur ès sciences de gestion et agrégé des facultés.

Il est professeur titulaire de la chaire d'Économie et Management de l'Entreprise au Conservatoire national des arts et métiers, où il a exercé les fonctions d’Administrateur du Pôle « économie et gestion », et créé et dirigé l'Institut International du Management de l’établissement de 1996 à 2008. Son axe de recherche principal concerne la régulation publique et le management des services en réseau (eau, électricité, gaz, services postaux et financiers) et il a une vingtaine d’années d’expérience comme expert sur ces sujets auprès d’organisations internationales et françaises : Banque Mondiale, WBCSD (World Business Council for Sustainable Development) et Conseil de la concurrence, notamment. Cette expertise et son expérience de la formation à la gestion d'entreprise l’ont conduit aussi à remplir de nombreuses missions de conseil pour de grands groupes industriels. Depuis septembre 2008, il est directeur délégué de la stratégie d’EDF.

Auteur de nombreux articles et ouvrages, il est notamment l’auteur d’un livre sur les principes et pratiques du management de l’entreprise.

Christian NGÔ

Né en 1948, Christian Ngô est ancien élève de l’école normale supérieure de Saint Cloud, agrégé de chimie et docteur ès sciences.

La première partie de sa carrière a été consacrée à la recherche fondamentale, dans le cadre de laquelle il a fait plus de 200 publications. Il a été successivement assistant, puis maître-assistant à la Faculté des sciences d'Orsay (1971-1978), physicien au Département de physique nucléaire de Saclay, responsable d'un groupe travaillant sur la physique des ions lourds (1978-1987) et physicien au Laboratoire national Saturne (1987-1991).

En 1991, il s’oriente vers le domaine de la recherche appliquée, ce qui l’a amené à prendre trois brevets ; il est chef du Service de physique électronique au Léti de 1992 à 1997.

En 1997, il occupe des postes plus fonctionnels en devenant adjoint du directeur de la stratégie et de l’évaluation du CEA, chargé de l’évaluation scientifique (1997-2000), secrétaire du Conseil scientifique du CEA (1997-2000), chef du Service des études économiques du CEA (1997-1998), conseiller de l’Administrateur général (2000) avant de revenir à des postes plus opérationnels : directeur scientifique de la Direction de la recherche technologique (2001-2002) puis directeur délégué à la prospective (2002-2003).

À partir de 2003, il a été directeur scientifique au Cabinet du Haut Commissaire à l’Énergie Atomique et délégué général d’ECRIN (« échange et coordination recherche-industrie »). Il a quitté le CEA en 2008 pour créer la SARL Edmonium Conseil.

Il est auteur ou coauteur de nombreux ouvrages dont « Physique quantique », « Physique statistique », « Physique des semi-conducteurs », « L’énergie », « Déchets et pollutions », « Le Soleil », « Quelles énergies pour demain », « L’hydrogène ». Actuellement 2 livres sont sous presse : « Our Energy Future » et « Demain, l’énergie ».

ANNEXES

document 1  - PROJET DE POLE DE RECHERCHE DU CAMPUS DE SACLAY

Projet de Pôle Climat-Environnement-Énergie (PCEE)
du campus de Saclay

Présentation et mise en œuvre

1. Le cadre mondial et européen

L'évolution de la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre envisagée dans les vingt ans à venir devrait avoir des répercussions climatiques dont les chercheurs déterminent de plus en plus précisément les contours. Les populations mondiales et leurs gouvernements seront conduits à rechercher les stratégies d'adaptation les plus appropriées, en particulier dans les domaines essentiels de l'énergie et de l'environnement. Le changement climatique, sous tous ses aspects, apparaît donc comme un élément déterminant des géopolitiques à venir.

En parallèle, l'énergie devient un élément capital de la politique internationale, lié à l'évolution de l'atmosphère et à l'utilisation d'une ressource fossile qui se raréfie. Cette évolution a conduit très récemment l'Union européenne à définir pour la première fois un Plan stratégique commun pour les énergies peu émettrices de gaz à effet de serre (SET Plan), à participer de façon importante au projet de recherche à moyen terme sur la fusion (Iter) et à construire une Alliance entre dix États membres destinée à renforcer la R&D conjointe sur l'énergie.

Dans le même temps, l'Institut Européen d'innovation et de Technologie (IET) s'apprête à lancer un appel à projets pour la création des premières communautés de la connaissance et de l'innovation, dont deux thèmes prioritaires sont le changement climatique et l'énergie durable. Les grands clusters territoriaux de recherche, d'enseignement supérieur et d'innovation, dont l'IET favorisera la mise en réseau, seront des sources de connaissances indispensables aux décideurs publics et privés.

C'est dans ce cadre mondial et européen que se place l'ambition de créer un Pôle scientifique et technologique dédié au Climat, à l'Environnement et à l'Énergie (PCEE), porté par 14 établissements publics⁶⁰ sur les 21 signataires du projet de Campus de Saclay. Le présent document précise donc les défis scientifiques, fondés sur les enjeux sociétaux, que les partenaires du PCEE souhaitent relever, ainsi que les modalités qu'ils envisagent pour sa mise en œuvre.

2. L'ambition du Pôle Climat-Environnement-Énergie

2.1 Stimuler le développement scientifique et l'innovation

Les établissements publics signataires du projet de Campus de Saclay ont exprimé l'ambition de construire un Pôle Climat-Environnement-Énergie (PCEE) fondé sur l'excellence de ses équipes de recherche fondamentale et de ses plateformes technologiques et sur des échanges féconds entre les trois piliers du triangle de la connaissance : la recherche, la formation et l'innovation. Le PCEE est construit dans l’esprit et en lien avec les priorités de l’Institut Européen de Technologie (IET).

Le rôle du PCEE est de créer, en complément des structures et des coopérations existantes, les conditions du développement scientifique du Plateau au meilleur niveau mondial sur ces thématiques, en construisant une démarche d'irrigation de la recherche finalisée par des innovations scientifiques de la recherche fondamentale, de mutualisation des compétences et des équipements scientifiques, et d'encouragement du croisement et de la créativité interdisciplinaires.

Dans cette perspective, les partenaires concernés du Plateau ont engagé une réflexion collective pour dessiner, à partir d'un état des lieux de leurs activités, des axes de convergence sur le climat et l'environnement et sur l'énergie, et construire une offre attractive et cohérente de recherche, de formation et d'innovation qui contribuera à relever les grands défis sociétaux.

L'ambition des partenaires du PCEE est de développer cette offre dans le cadre d'un système de relations et d'échanges plus stratégiques avec les entreprises, incluant en particulier un lieu de partage de la réflexion prospective sur les évolutions de la société, de la science, de la technologie et de la demande économique, afin de faire apparaître les signaux émergents et prioriser les actions. Il s'agit donc aussi de stimuler, à travers des projets collaboratifs innovants, le développement d'un ensemble interdisciplinaire d'excellence adapté à la demande des entreprises.

Les grands industriels du secteur de l'énergie sont en cours de consultation sur cette démarche du PCEE et certains⁶¹ ont déjà exprimé leur intérêt pour cette initiative qui vise à renforcer la collaboration entre les organismes de recherche publique, les écoles d'ingénieurs, les universités et les entreprises. Une consultation similaire a été engagée auprès des collectivités locales. Certaines ont déjà manifesté leur intérêt pour la démarche du PCEE. De même, l'Agence Nationale de la Recherche, l'ADEME et les deux Ministères concernés (développement durable, recherche) ont été contactés.

2.2 Construire deux Clusters thématiques partenaires

Les partenaires du PCEE ont mis en place deux groupes de travail (GT), l'un sur le climat et l'environnement, l'autre sur l'énergie, chargés de construire leur propre programme de travail, avec de fréquents échanges visant à créer un nouveau partenariat interdisciplinaire. Le GT Énergie construit un Cluster Énergie Bas Carbone, en lien avec les travaux sur le climat et l'environnement. Le GT Climat-Environnement développe un Cluster Cl