Les points forts
- Percevoir la remise en cause de tout ou partie du modèle d’affaires actuel : pas de myopie stratégique.
- Mettre en œuvre des stratégies d’innovation prévoyant d’emblée des espaces de collaboration tant en interne qu’avec l’extérieur : ouverture de l’organisation.
- Savoir intégrer des réseaux de partenariat au stade de la recherche fondamentale et de l’innovation précompétitive : identification des technologies prometteuses et minimisation des risques de rejet de la rupture.
- Comprendre le rôle souvent incontournable de la recherche académique dans un contexte d’innovation de rupture : choix judicieux de partenaires.
- Comprendre le rôle stratégique de la propriété industrielle dans le processus d’innovation.
- Percevoir le potentiel des marchés et des clients et savoir administrer la preuve de l’efficacité supérieure de la technologie de rupture : proximité des marchés.
1À l’aube du XXIe siècle, la société civile réclame des solutions pour répondre efficacement aux enjeux énergétiques et climatiques. Il s’avère nécessaire de limiter le recours aux énergies fossiles et épuisables en faveur de sources alternatives moins polluantes et renouvelables. Vraisemblablement, une production d’énergie décentralisée coexistera avec la production à grande échelle. Injecter de l’intelligence dans les réseaux électriques permettrait d’une part de mieux concilier, de manière dynamique, la demande et l’offre, et d’autre part de créer un système où le consommateur pourra devenir lui aussi producteur.
2Les futurs réseaux devront incorporer des technologies radicalement différentes de celles d’aujourd’hui ; celle des supraconducteurs apparaît comme l’une des plus prometteuses. En conséquence, la remise en cause du modèle d’affaires traditionnel de l’industrie électrique semble inévitable. Elle impose des choix technologiques et des expérimentations in situ qui expliquent les nombreux projets de démonstrateurs supraconducteurs.
3La dimension mondiale de ces défis impose une collaboration internationale pour envisager de probables ruptures. Le recensement et l’analyse des partenariats permettent d’apprécier le degré d’ouverture du processus d’innovation dans ce domaine, d’en comprendre les raisons et d’envisager les éventuelles implications.
Le contexte technologique
4Aujourd’hui, la production d’énergie est essentiellement réalisée dans de grandes centrales thermiques, hydrauliques ou nucléaires. Mais, depuis la libéralisation du marché de l’énergie, une production décentralisée doit être intégrée. Une telle évolution impose une mutation du réseau électrique. Celle-ci serait possible par le recours aux smart grids définis ainsi : « réseaux électriques pouvant coordonner intelligemment le comportement et les actions de tous les utilisateurs y étant raccordés (producteurs, consommateurs ou ceux combinant les deux aspects) de façon à ce que l’approvisionnement en électricité soit durable, économique et sûr » [1]. De tels réseaux concernent en premier les acteurs traditionnels de la chaîne de valeur de l’électricité. Les producteurs, en pouvant prévoir la demande en électricité, pourront la gérer activement et optimiser l’utilisation des interconnexions. Les gestionnaires de réseaux seront assistés dans le développement, l’exploitation et la maintenance de leur système ; les informations échangées entre eux devraient leur permettre de mieux préserver l’équilibre du système électrique. Le fournisseur verra sa relation avec le consommateur facilitée (compteurs intelligents, par exemple) [2].
5Tous ces acteurs se trouvent confrontés à une innovation de rupture, en proposant des relations nouvelles entre les acteurs du marché, cette innovation changerait véritablement les règles [3].
6Dans un premier temps, ils doivent opérer des choix technologiques et les valider en contexte opérationnel, d’où les nombreux projets de démonstrateurs entrepris à travers le monde et notamment à base de supraconducteurs. Les principales pistes d’investigation concernent les limiteurs de courant de défaut, les transformateurs supraconducteurs, les câbles et les SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage).
7Actuellement, des courants de court-circuit très élevés peuvent provoquer des pannes en raison des contraintes mécaniques fortes exercées sur les équipements comme les transformateurs. Ces derniers, indispensables pour l’acheminement de l’électricité sous haute tension, auraient grâce aux supraconducteurs, un rendement supérieur à celui des équipements conventionnels et un encombrement réduit (30 % en moyenne en taille et en poids) grâce aux limiteurs de courant supraconducteurs.
8Les câbles supraconducteurs offrent, quant à eux, divers avantages : réduction des pertes électriques, limitation des surintensités de court-circuit, amélioration des flux de puissance. Leur impact sur l’environnement est infime car ils sont enterrés et sans effet secondaire thermique ou électromagnétique.
9Le SMES, bobine de fil supraconducteur, pourrait répondre aux besoins de stockage. Il peut remplir plusieurs fonctions : assurer une alimentation sans interruption, permettre un lissage de la production ou de la consommation à l’échelle locale et stabiliser les réseaux en modulant la transmission de puissance. Le coût des investissements est certes élevé mais la nécessité de disposer de tels dispositifs de régulation des flux de puissance renforce son intérêt [4].
Le cas des démonstrateurs supraconducteurs
10Nos sources documentaires sont principalement des communiqués, rapports, articles de presse… Ces données secondaires ont été complétées par des données primaires (entretiens téléphoniques et correspondances par courriel). La base de données brevets Espacenet a été interrogée ensuite à partir du mot-clé « supraconducteur ».
Les projets actuels
Les projets actuels
11Sur les 41 projets recensés, hormis un projet américain de 1983, tous datent des années 2000 avec un pic en 2007. Les changements de réglementation et les initiatives institutionnelles ont insufflé une vraie dynamique afin de définir des standards technologiques communs [5].
12La vétusté de leurs réseaux électriques (à l’origine de coupures spectaculaires) explique la domination des États-Unis qui ont été contraints d’entreprendre un vaste programme de rénovation.
13La place de l’Allemagne s’explique par son engagement, au début des années 2000, dans le développement accéléré des énergies renouvelables. La réduction de sa production de charbon et de lignite, et l’abandon du nucléaire lui ont imposé des investissements dans ses réseaux sous-dimensionnés pour acheminer l’électricité d’une région à l’autre. Le BMWi [6] pilote la plupart des projets intégrant des entreprises allemandes, dont l’effort financier y est en général supérieur à celui des pouvoirs publics. La Grande-Bretagne, engagée elle aussi dans un vaste programme de rénovation de ses réseaux électriques, poursuit la construction d’un parc éolien essentiellement off-shore qui lui impose un nouveau maillage territorial.
1415 projets répondent aux recommandations données aux États membres de réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre, d’intégrer 20 % d’énergies renouvelables et d’améliorer de 20 % leur efficacité énergétique [7]. La Chine, elle, visant l’indépendance énergétique et l’acquisition d’un leadership technologique et commercial [8]développe sa propre technologie et ses propres standards pour les proposer hors de ses frontières. Ce sont les États-Unis qui s’engagent le plus dans des projets à dimension internationale. À l’inverse, la démarche allemande est exclusivement nationale. Le cas de la Grande-Bretagne est atypique puisque ce pays mène tous ses projets conjointement avec des entreprises étrangères. Pour la Corée du Sud et la Chine, un certain équilibre est assuré.
15Le tableau ci-dessous réunit les principaux acteurs concernés.
Acteurs majeurs (> 2 projets)
Acteurs majeurs (> 2 projets)
16Un point intéressant à noter est le rôle des structures académiques. Leur participation est incontournable en raison de l’insuffisance des connaissances prédictives en matière de supraconductivité et de la nécessité de maîtriser des technologies complexes pour ces plates-formes d’application grandeur réelle. Six réseaux électriques, essentiellement américains et allemands, sont ici très impliqués. Énergéticiens ou simples distributeurs d’électricité, ils cherchent à optimiser et à sécuriser la gestion de leurs infrastructures. Les 24 industriels, intervenant dans les phases de normalisation et d’établissement de standards, se donnent ainsi les moyens de pénétrer les marchés émergents.
17Il y a au moins dans chaque projet un spécialiste en HTS. 17 sur 20 sont des PME. La plupart sont des spin-off de structures académiques ou d’entreprises. Deux se détachent : Nexans SuperConductors GmbH (PME allemande adossée au groupe français Nexans) et AMSC (PME américaine indépendante).
Participations conjointes des acteurs majeurs
18Certaines entreprises ont noué des partenariats récurrents. Les acteurs majeurs coopèrent quasi tous avec un assez grand nombre d’autres partenaires majeurs, à l’exception de LS Cable et Sumitomo. Historiquement, les acteurs européens ont constitué leurs propres réseaux puis ont intégré ceux des Américains et enfin depuis quelque temps ceux de certains pays émergents (Chine et Corée, notamment).
La nécessité de coopérer
19En regroupant leurs compétences au sein de consortiums, les acteurs de ce domaine partagent des connaissances et tentent de réduire les facteurs d’incertitudes. Ils sont d’une part technologiques, financiers et politiques (cadre réglementaire) ; d’autre part, ils sont liés à la présence de secteurs différents (électricité, NTIC…), au développement des marchés et aux pratiques établies. Aussi les parties prenantes se sont-elles engagées dans une phase de démonstration afin d’éprouver les systèmes. Cette phase demande un fort soutien politique et un important engagement en R&D de la part des énergéticiens en particulier.
20Une politique de PI (Propriété intellectuelle) agressive est une caractéristique de l’industrie des supraconducteurs. Elle procure aux titulaires des brevets des moyens de négociation et leur permet surtout d’éviter des litiges, une fois la collaboration terminée. Ainsi, le nombre très élevé de brevets déposés par Sumitomo s’explique par l’engagement précoce de ce groupe dans le domaine des supraconducteurs. Engagement relancé par la découverte des HTS en 1986 qui l’a incité à protéger de nouveau ses découvertes afin de quadriller les marchés futurs réputés prometteurs. Pour des comparaisons cohérentes avec Nexans (essaimage d’Alcatel, crée en 2000), les brevets de Sumitomo à partir de cette date ont été isolés.
21L’activité inventive est principalement localisée dans les pays d’où sont originaires les acteurs. Ces derniers y déposent leurs brevets en priorité. L’Allemagne serait le second pays de localisation de l’activité inventive des multinationales françaises [9]. Ceci est vérifié pour Nexans. Sa filiale allemande effectue l’essentiel de la recherche du groupe en supraconductivité, mais dépose les brevets au nom de la société mère. C’est une stratégie de propriété nationale avec co-invention : le propriétaire réside en France et les inventeurs résident en Allemagne et en France. Cette pratique de multinationales s’inscrit dans une double stratégie d’internationalisation : exploitation de leur capital savoir et accès à des connaissances étrangères.
22Sumitomo conserve des capacités de R&D centralisées. Tous ses brevets ont été déposés au Japon avant de désigner les procédures européenne et mondiale. Si pendant longtemps, la procédure européenne a été privilégiée, c’était en raison d’un nombre plus élevé de compétiteurs issus du continent européen. Depuis 2000, un rééquilibrage a été opéré à cause des opportunités offertes par le marché américain notamment.
23Tous les acteurs, hormis le britannique ASL et le coréen LS Cable, mobilisent conjointement les voies européenne et internationale. La préférence pour l’une ou l’autre des procédures tient avant tout à l’origine continentale des entreprises.
24Pour faciliter la collaboration technologique, des mécanismes comme les accords de licences croisés ou le recours aux brevets conjoints peuvent être noués. Les inventeurs sont en général les codéposants. Ils sont exclusivement nationaux pour Sumitomo, ASL, LS Cable. Pour les autres, les contributions d’inventeurs étrangers sont citées (chercheurs coréens pour Superpower, un Norvégien pour Nexans, par exemple). Mais, cette pratique reste très limitée. D’autant que des biais peuvent fausser les simples constats. Ainsi, pour Sumitomo, certaines références concernent en réalité un cabinet en propriété industrielle français déposant pour le compte de chercheurs nippons. À partir de 2000, les brevets conjoints avec les inventeurs deviennent la règle du groupe (94 brevets sur 111).
25Seul le spécialiste AMSC compte quelques codépôts avec des entreprises américaines et une française (2 avec Nexans). Cependant, après investigation, ils sont considérés comme des « exceptions » dans la stratégie de PI du groupe.
2649 brevets de Sumitomo ont été déposés conjointement avec d’autres entreprises, essentiellement japonaises à deux exceptions près ; cette dominance domestique peut être justifiée par le rôle de la culture. De même, les dépôts avec des instituts de recherche académique s’expliquent par la dynamique insufflée par le gouvernement nippon dès la découverte des supraconducteurs à HTS, via l’ISTEC notamment [10].
Liens très forts entre technologie de rupture et innovation de rupture
27Cette étude de cas fournit une illustration de la relation technologie de rupture/innovation de rupture. Elle met en évidence les implications managériales concernant les processus d’innovation et l’instauration de nouveaux marchés d’affaires.
28La technologie des supraconducteurs est bien une rupture dans le sens où elle apporte des performances supérieures à celle des technologies existantes. Elle les supplante et les remplace tout en nécessitant, pour les applications industrielles, la maîtrise de technologies d’interface et de transfert. Il s’avère que son développement n’est possible que grâce à ces ruptures technologiques planifiées. L’innovation de rupture peut se produire longtemps après l’apparition de la technologie de rupture [11]. L’avènement probable des smart grids confirme cela. Ils relèvent bien de l’innovation de rupture au sens d’innovation perturbatrice [12], car ils sont susceptibles de concurrencer des produits et des services existants, non pas sur les coûts mais en offrant des caractéristiques distinctives intéressantes. De plus, cette innovation ne créera pas de nouveaux marchés mais s’insérera dans le marché électrique préexistant.
29C’est bien un nouveau modèle d’affaires ou réseau de valeur au sens de Christensen qui s’impose [13]. Les spécialistes de la supraconductivité, intervenant en amont, deviennent de nouveaux acteurs du marché et remettent en cause les clivages sectoriels initiaux. De nouveaux fournisseurs de services, comme les entreprises du domaine des TICE ou les agrégateurs (grossistes), sont également appelés à jouer un rôle majeur. Les frontières entre industries risquent fort de bouger voire pour certaines de disparaître. L’engagement de toutes ces parties prenantes n’évince pas pour autant les firmes dominantes de l’ancien marché. Celles-ci octroient un rôle majeur aux structures de petite taille et autonomes dans le développement des projets innovants mais pourraient se contenter in fine de développer avec succès les performances des technologies conventionnelles.
30Contrairement à bien des industries [14], cette étude révèle le rôle incontestable de la recherche académique de la phase exploratoire à la phase pré industrielle. Sa capacité à réviser les règles de conception ou à stimuler la production de connaissances propices aux ruptures la rend indispensable.
31Les entreprises partenaires de ces laboratoires ne négligent pas pour autant la recherche interne. Elles disposent ainsi d’une plus grande capacité d’absorption des connaissances produites à l’extérieur (outside-in de l’innovation ouverte). De même, l’inside-out [15] est parfaitement illustré par les spécialistes. Ils acceptent de transmettre des connaissances relatives à leur cœur de métier qui leur sont parfois exclusives (Nexans par exemple).
32Néanmoins, pour sécuriser une telle ouverture, tous les protagonistes balisent et encadrent le partage des outputs de leur R&D et cela par le biais de la PI ; elle vise à protéger des espaces de valeur, difficiles à apprécier en raison du contexte de rupture.
33Si le recours à la copropriété est simple, sa gestion au contraire s’avère complexe, il est donc le plus souvent évité. Les partenaires prévoient le plus souvent qu’à l’issue des collaborations, chacun s’approprie ce qui correspond à son domaine. L’octroi de licences gratuites ne se fait en principe que dans le cadre du projet en question et les accords de licences croisées ne sont pas prévus d’emblée.
34Au final, ce travail constitue une illustration d’un contexte de rupture tant technologique que d’innovation. Il révèle le comportement stratégique d’acteurs dans un domaine encore situé à un stade pré compétitif avancé qui préfigure un nouveau paradigme.
Notes
- [1]
-
[2]
Site CRE (Commission de régulation de l’énergie), « Les acteurs traditionnels du monde de l’énergie ».
-
[3]
Devalan (Pierre), L’innovation de rupture, Paris, Lavoisier, 2006, 192 p.
-
[4]
Ibrahim (Hussein), Ilinca (Adrian) et Perron (Jean), « Solutions de stockage de l’énergie éolienne », LRGE, université du Québec, Rimouski, 2006, p. 50.
-
[5]
Par exemple, le gouvernement américain a imposé par voie législative le recours aux smart grids (Energy independance and security act de 2007).
-
[6]
Ministère fédéral de l’économie et de la technologie.
-
[7]
Programme européen des 3X20.
-
[8]
« La Chine investit dans les smart grids », 2012, www.efficacite-electrique.fr.
-
[9]
Abramovsky (Laura), Griffith (Rachel), Macartney (Gareth) et Miller (Helen), « The location of innovative activity in Europe », The Institute for Fiscal Studies, 2008, WP 08/10.
-
[10]
Leboulanger (Christine) et PerdrieuMaudière (Françoise), « À quoi servent les brevets dans les partenariats ? », R2IE, 2011, vol. 3/1, pp. 73-92.
-
[11]
OCDE, Manuel d’Oslo, 3e édition, 2005.
-
[12]
Christensen (Clayton), The innovator’s dilemma, Harvard business press, 1997, 225 p.
-
[13]
« Un ensemble de fournisseurs en amont, de canaux de distribution en aval et de fournisseurs de services subordonnés qui constituent un modèle d’affaires ».
-
[14]
Bercovitz (Janet) et Feldman (Maryann), « Fishing upstream: Firm innovation strategy and university research alliances », Research Policy, 2007, 36, p. 930-948.
-
[15]
Chesbrough (Henry), Open innovation, Harvard Business School Press, 2003, 227 p.
