SNRE

La SNRE entend identifier les priorités de recherche susceptibles de favoriser la transition énergétique, sous contrainte de compétitivité nationale. Privés comme publics, ses membres proposent aux pouvoirs publics leur vision des priorités pour éclairer les programmations de recherche et les moyens à y consacrer.

Contact | Clarisse ANGELIER, angelier@anrt.asso.fr

TRAVAUX 2023

Game changers pour la transition énergétique d'ici 2030-2050
Ce rapport du groupe de travail présidé par Olivier Appert, membre de l'Académie des technologies, présente les mesures à fort contenu technologique où la France pourrait disposer d’une compétence technologique et industrielle qu’on pourrait qualifier de « game changers ».

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NOTE DE CADRAGE

La neutralité carbone d’ici 2050 est un objectif très ambitieux. Les orientations devront tenir compte des "game changers" potentiels, notamment en technologie.
- Les énormes investissements mondiaux ont abouti à l’industrialisation massive de trois technologies nouvelles : 
. Les panneaux photovoltaïques, presque exclusivement chinois et quasiment impossibles à rapatrier.
. Les batteries lithium-ion, clé de l’industrie automobile future. Là-aussi, la Chine domine l’ensemble du cycle de fabrication, à commencer par les matériaux, mais le jeu reste ouvert, car les performances des batteries ne sont pas suffisantes. 
. L’éolien, où les atouts français en offshore ne joueront pleinement leur rôle que dans une dizaine d’années. 
- Photovoltaïque et éolien posent un problème croissant de stabilité du réseau (cf nos travaux 2020 sur la flexibilité).
-    Méthanisation, CCUS, hydrogène natif ont  un rôle à jouer.
- Face à la croissance de la consommation d’électricité, restaurer notre capacité nucléaire est une priorité.
- L’essor du véhicule électrique va bouleverser la filière
automobile, et présente un risque pour les constructeurs européens.
-    Le numérique connaît de multiples mutations (cf nos travaux 2021-2022)
-    La sécurité des nouveaux objets et procédés technologiques est un enjeu majeur : batteries, hydrogène,  cybersécurité…
- L’approvisionnement en minerais, métaux et eau peut devenir critique.
- Dans des secteurs à forte inertie, tels que l’agriculture et
le bâtiment, les progrès seront diffus et fondés sur des solutions
éprouvées.

Face à l’ampleur des investissements nécessaires, la France va devoir mieux définir sa position et l’affectation de son potentiel, y compris en R&D. 
Le paysage industriel est en pleine évolution. La production d’énergie, les véhicules, les batteries, les carburants de synthèse, le CCUS, la "chimie verte", les circuits intégrés et l’électronique de puissance vont être l’affaire de grands groupes. Plusieurs d’entre eux ont en France des forces importantes et s’appuient sur un tissu de start-up innovantes. Il est important que la recherche publique soit couplée avec eux, et consacre davantage de forces au progrès des technologies
dominantes. 
Il faut être attentif à la compétitivité des diverses solutions, avec de vrais business models – et pas seulement des perspectives de marché. Il faudra veiller à l’appropriation des solutions, et à leur intégration dans les écosystèmes locaux.

TRAVAUX 2021-2022

Énergie & Numérique, défis réciproques 
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Tout en accroissant la consommation d’énergies fossiles et de matières premières, le numérique est indispensable pour réduire celle des autres activités, en modifiant modes de vie et de consommation, organisation du travail, conception et fabrication des produits… C’est notamment vrai pour l’énergie, les télécommunications, l’aéronautique, l’automobile, le bâtiment…
Les besoins en puissance de calcul ne cesseront de croître. Or, faute de pouvoir continuer à miniaturiser les circuits intégrés, la dissipation de chaleur limite leurs performances. 
Contourner cet obstacle va demander une révolution aux fabricants de circuits intégrés, aux architectes de systèmes et
aux programmeurs. L’introduction du parallélisme
oblige à revoir 90 % des logiciels. Le développement de l’intelligence artificielle, le recours à des accélérateurs de traitement spécialisés à la place des processeurs d’usage
général, obligent à des interactions beaucoup plus
étroites entre les constructeurs et leurs clients.
Cette transformation radicale va mettre à l’épreuve les ressources et les compétences européennes, avec de forts appels à la R&D. 
Notre rapport fait les recommandations suivantes :
1/ Standardiser les mesures de consommation pour concevoir des systèmes « juste assez ».
2/ Anticiper l’interaction nouvelle entre matériels et logiciels :
•    Investir en R&D sur les technologies informatiques de nouvelle génération,  pour bénéficier de l’apport des composants spécialisés et du parallélisme massif;
•     pousser les réseaux de neurones, le calcul neuromorphique, et l’interprétation de l’intelligence artificielle
• former des programmeurs capables de rénover le patrimoine logiciel tout en assurant la cybersécurité de l’ensemble.
3/ Construire la solidarité européenne et faire valoir nos atouts, 
. Soutenir l’industrie micro-électronique et informatique : en France, STMicroelectronics, premier constructeur européen de circuits intégrés, en bonne position sur l’Internet des objets ; la fabrication de super-ordinateurs par Atos.
• pousser l’European Processor Initiative, en se donnant pour 2030 l’objectif de 65–70 % d’approvisionnement européen, et l’initiative Euro HPC, qui vise à maintenir l’Europe dans les quatre leaders mondiaux de la puissance de calcul.
• partager les pratiques et standards en cyber-sécurité. 
• pousser le Climate Neutral Data Center Pact.
• Imposer la recyclabilité et interdire l’obsolescence programmée.

L'évolution des systèmes électriques : réalités et recommandations | Synthèse des travaux depuis 2016
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Cette note s'inscrit dans la perspective des prochains événements qui vont engager pour plusieurs années la politique de l'énergie : présidence française de l'Union européenne et négociations du Paquet « Fit for 55 », élections présidentielle et législatives, formation d'un nouveau gouvernement.

Groupe de travail, Note de cadrage

Olivier Appert, La transition énergétique entre injonctions politiques et déficit prospectif, FMSH-Prospective-2021-5 

TRAVAUX 2020

Stockage d'énergie et moyens de flexibilité  
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La montée de l’éolien et du photovoltaïque crée un besoin de flexibilité pour faire face aux écarts croissants entre l’offre et la demande d’électricité. Il faut aussi maintenir la stabilité de la tension et de la fréquence, malgré l’absence d’inertie naturelle de ces deux sources. Tout cela concentre un grand nombre des problèmes de la transition énergétique, et des défis de recherche.

Nos analyses conduisent à recommander les priorités suivantes  
. Le numérique (décentralisation du contrôle et du pilotage, cyber-sécurité, défense des chaînes de valeur) et la modélisation.
. La fiabilité des réseaux.
. La modulation de la production d’électricité, à laquelle la conception des centrales nucléaires françaises répond en partie.
. Les interconnexions, malgré les difficultés d’acceptation et le coût des lignes à longue distance, pourtant nécessaires.
. Le stockage (y compris les combinaisons avec d’autres énergies). Il bénéficie de la chute du coût des batteries lithium-ion, mais le stockage de longue durée n’a pas, à l’horizon 2035, de solution viable.  
. L’effacement de la demande. Pour les particuliers, les offres des « agrégateurs » sont facilitées par les interfaces numériques. Pour les entreprises, le progrès passera par un investissement dans la « flexi-conception » des installations.
. Les aspects économiques et réglementaires de la flexibilité. Le marché peut lui donner une valeur, à condition de définir les différents services rendus, et sachant que la rémunération dépendra de la tarification.

TELECHARGER “10 priorités stratégiques de R&D sur l'énergie pour la relance de la France” élaborées dans le cadre des travaux du groupe de travail présidé par Olivier Appert, membre de l'Académie des technologies

TRAVAUX 2019

Défis de la modélisation de la transition énergétique
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La modélisation devrait être un outil précieux d’aide à la décision, à condition d’être jugée compréhensible et digne de confiance. 
Nous préconisons les axes suivants :
1. Améliorer la transparence et la cohérence des hypothèses et des grandeurs d’entrée utilisées dans les modèles, quantifier la sensibilité des résultats à leurs variations.
2. Intégrer des dimensions trop négligées par beaucoup de modèles :
. impacts sur la croissance, l’emploi, la balance des paiements…
• interdépendance entre l’électricité et les autres vecteurs
énergétiques (gaz, chaleur, froid), et avec d’autres secteurs de l’économie (véhicules électriques, BTP…).
• prise en compte plus fine de l’évolution du climat
et de l’effet des choix techniques et politiques sur le
système climatique.
•    faisabilité technique et résilience des systèmes.
3. Mettre en commun ce qui peut l’être, pour constituer un socle de « bonnes pratiques » en matière de modélisation et faire passer les messages français au niveau européen.

TRAVAUX 2018

Équilibrage et contrôle des réseaux électriques  
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Avec l’arrivée des sources d’énergies variables et décentralisées (notamment l’éolien et le solaire photo-voltaïque), la problématique des réseaux constitue un défi technologique, économique et régulatoire. 
La R&D, en interaction avec l’industrie, est nécessaire pour résoudre les problèmes suivants :
-    Stabilité et pilotage du réseau, avec le besoin d’une approche coopérative multi-échelles.
-    Électronique de puissance de contrôle et de traitement :  besoin d’accroître les performances et de nouer des alliances européennes face aux risques de monopole asiatique.
-    Stockage et moyens de flexibilité : les batteries progressent et mais sont limitées à quelques heures de stockage ; pour les longues durées, intérêt potentiel de l’hydrogène, mais son coût reste trop élevé. Problème de l’avance asiatique.
-    Utilisation des données : leur partage et la répartition de l’intelligence de contrôle.
-    Cyber-sécurité, avec la vulnérabilité de réseaux décentralisés. 
-    Modèles économiques, car les seuils d’acceptabilité  économique (et sociale) vont être déterminants

TRAVAUX 2017

Rapport d’appui à la stratégie nationale de recherche sur l’énergie (SNRE)
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Ce travail conclut à la nécessité de viser un marché mondial, de distinguer les niveaux de maturité et de ne pas mélanger les TRL, de distinguer démonstrateur et recherche exploratoire, de tenir compte de la contribution croissante des PME et des start-up, de renforcer les capacités d’analyse collective et d’intégrer pleinement les apports de la révolution numérique.