Premier investisseur européen en matière de nanotechnologies, l'Allemagne a su renforcer sa place dans la course mondiale pour la maîtrise de ces technologies. Plus des deux tiers des financements sont apportés par des industriels.
Cet article a été préparé par Vanessa Fleurisson, à partir du rapport "Les nanotechnologies - Analyse comparative de l'état actuel des efforts institutionnels en Allemagne, en Europe et dans le reste du monde" réalisé par Marina Pajak et Dimitri Pescia, du service pour la Science et la Technologie de l'ambassade de France en Allemagne, que nous remercions pour leur collaboration.
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Focus :
Les technologies du silicium à l'horizon 2020
Les besoins en quatre points :
- la miniaturisation des dispositifs logiques et de mémoire ;
- le développement de fonctions telles que de capteur, d'actionnement ou de conditionnement et leur intégration dans des dispositifs logiques et de mémoire ;
- les équipements et les matériaux ;
- l'automatisation et la conception.
Utilisées dans tous les domaines scientifiques - technologies de l'information et de la communication, technologies de l'énergie, technologies médicales et technologies liées à la sécurité -, les nanotechnologies sont en plein essor avec un marché mondial estimé à l'horizon 2015 à 1.000 milliards d'euros. Leur développement est en partie le résultat des investissements industriels mais également des politiques de financement public en matière d'innovation, de recherche et de transfert de technologies. Coup de projecteur sur les efforts institutionnels en Allemagne, en France, en Europe et dans le reste du monde.
Les nanotechnologies concernent l'ensemble des techniques visant à produire, manipuler et mettre en oeuvre des objets et matériaux à l'échelle du nanomètre. Les nanotechnologies couvrent à la fois la recherche fondamentale ou nanosciences et la recherche finalisée ou nanotechnologies.
L'Allemagne est actuellement le leader européen dans le domaine des nanotechnologies aussi bien du point de vue des publications et des brevets - les deux tiers des brevets européens sont détenus par l'Allemagne - que de la R&D et de l'industrie. Ce leadership résulte à la fois d'investissements importants de la part des gouvernements allemands mais également de la mise en place de programmes tels que la NanoChance pour encourager les PME et les start-up, le NanoFutur pour soutenir les jeunes scientifiques, le NanoCare pour étudier les risques des nanotechnologies et en informer le public et la Nano-Initiative pour améliorer le transfert technologique et définir de nouvelles stratégies afin d'accroître la compétitivité de l'Allemagne.
Des efforts importants outre-rhin
En Allemagne, l'effort de recherche est supporté à 70% par l'industrie. Les entreprises allemandes représentent la moitié des sociétés européennes intervenant dans les nanotechnologies et sont des sociétés telles que Infinéon, DaimlerChrysler, Schott, Siemens, BASF, etc. mais également des start-up comme Nano-x, ItNNanovation, NanoSolution, Capsulution.
Concernant l'investissement public, il se concentre sur trois acteurs principaux : le BMBF (ministère fédéral de l'Enseignement et de la Recherche), le BMWi (ministère fédéral de l'Economie et des Technologies) et les structures telles que le Bund et les Länder. Le financement du BMBF, aux environs de 146 millions d'euros en 2007 (134 millions d'euros en 2006), soutient sept secteurs différents avec une priorité donnée aux nanomatériaux (40 millions d'euros en 2007), aux technologies optiques (35,4 millions d'euros en 2007) et à la nanoélectronique (36,9 millions d'euros en 2007). Concernant le BMWi, il était prévu, en 2006 et 2007, un investissement de l'ordre de 25 millions d'euros, principalement destiné à deux offices fédéraux : la PTB (office fédéral des techniques physiques) et la BAM (office fédéral de recherche sur les matériaux). Le BMWi soutient plus particulièrement la recherche orientée vers les applications industrielles notamment grâce au programme d'appui à l'innovation dans les PME : PRO INNO II.
Concernant les fonds publics apportés par le Bund et les Länder, de l'ordre de 165 millions d'euros, ils sont à destination de la DFG (agence de moyens de la recherche allemande) et des principaux organismes de recherche allemands. Il s'agit de la société Max Planck (MPG) qui effectue des recherches notamment sur les nanomatériaux et les systèmes supramoléculaires, la société Fraunhofer (FhG) qui intervient dans tous les domaines nanotechnologiques, la communauté Leibniz (WGL) qui mène des travaux de recherche principalement en nanomatériaux et traitement des surfaces, les centres de recherche Helmholtz (HGF) qui interviennent essentiellement dans les nanomatériaux et la nanoélectronique et, enfin, une dizaine d'autres établissements impliqués dans les nanotechnologies, dont le centre de recherche CAESAR à Bonn.
Faiblesse des investissements privés français
Entre 2001 et 2005, le Gouvernement français a consacré un budget de 1,05 milliard d'euros aux secteurs des nanotechnologies. En 2005, le financement public a été estimé à 277 millions d'euros, 26,5% a été dédié au ministère délégué à l'Enseignement supérieur et à la Recherche (MEsR) (113 millions d'euros), 31,6% au CNRS (87,7 millions d'euros), 24,5% au CEA (68,1 millions d'euros), 14,5% au Minefi qui soutient la R&D industrielle (40,1 millions d'euros), 2,7% à l'Inserm (7,5 millions d'euros) et 0,1% pour l'Oséo (0,4 million d'euros).
En France, des organismes sont chargés de promouvoir la R&D, l'information et / ou le transfert des nanotechnologies vers l'industrie. C'est le cas du Réseau national en nanosciences et nanotechnologies (R3N), qui a participé à la mise en oeuvre en 2005 du programme national en nanosciences et nanotechnologies (PNANO) lancé par l'Agence nationale de la recherche (ANR). Dans le cadre de ce programme, un investissement de 210 millions d'euros entre 2005 et 2007 s'est concentré sur quatre thématiques prioritaires : nano-objets, nanocomposants, nanobiosciences et nanomatériaux. De plus, pour faciliter le transfert technologique, le pôle de compétitivité Minalogic a également été mis en place et cinq labels "Carnot" ont été attribués les différents acteurs allemands des nanotechnologies (chiffes 2006) PME 478 millions d'euros Instituts universitaires 142 millions d'euros Grandes entreprises 119 millions d'euros Centres de recherche 92 millions d'euros Services financiers 65 millions d'euros Autorités 43 millions d'euros Réseaux 41 millions d'euros Source : ambassade de France en Allemagne par le MEsR sur proposition de l'ANR dans le domaine des nanotechnologies : FEMTO, IEMN, IOTA, LAAS et LETI. Ces labels ont pour objectif d'améliorer la visibilité de la recherche technologique française en donnant aux structures labellisées "Carnot" une image à la fois de compétence et d'efficacité.
En matière d'investissements privés, ils sont encore faibles en France. Les entreprises françaises touchant à ce domaine sont encore peu nombreuses mais de grandes entreprises sont déjà présentes, ainsi que des PME telles que NanoLedge, Inanov, Nemoptic, Imagenium, Lovalite, etc.
La coopération franco-allemande nourrit la politique européenne
La France et l'Allemagne consacrent donc aux nanotechnologies des moyens importants et ont contribué, dans le cadre du sixième programme cadre (6e PCRD), à la construction de l'Espace européen de la recherche (ERA). Depuis, les deux pays ont focalisé leur politique d'innovation et de recherche sur la constitution de centres de compétences et sur le développement de leur collaboration. Cette coopération s'est traduite par le rapprochement de leurs pôles de compétitivité, par le lancement d'appels d'offres communs entre l'ANR et la DFG, mais aussi par un partenariat entre la fédération des instituts Carnot et la société Fraunhofer qui a permis le partage des informations stratégiques, la définition de projets de R&D communs, des échanges d'étudiants et de chercheurs, des projets européens communs dans le cadre du 7e PCRD et la définition d'une offre globale de propriété intellectuelle. L'objectif est de former une région européenne de connaissances au rayonnement mondial.
L'Europe a donc pris conscience de l'importance des nanotechnologies et des nanosciences, c'est pourquoi dès le 6e PCRD (2002-2006) elle prévoyait pour ce domaine un budget de 1,3 milliard d'euros. Dans le 7e PCRD (2007-2013), ce sont 3,467 milliards d'euros qui leur sont consacrés dans le but notamment de renforcer le plan d'action mis en place depuis juin 2005 portant sur les investissements, le renforcement des infrastructures, la formation d'experts interdisciplinaires, la commercialisation, le dialogue avec la société, les préoccupations en matière de santé, de sécurité et d'environnement, et la coopération internationale. L'Europe contribue également au financement de la recherche industrielle notamment dans le cadre du Risk Sharing Finance Facility qui prévoit un complément financier aux grands projets de recherche par le biais d'un prêt de la Banque européenne d'investissements aux entreprises et plus particulièrement aux PME.
Concernant la contribution du secteur privé en matière de R&D, elle reste globalement faible en Europe par rapport à l'investissement total. Il apparaît également que l'industrie ne semble pas toujours exploiter suffisamment les connaissances. Une analyse des brevets déposés au niveau mondial montre que la part de l'Union européenne n'est que d'environ 20% contre 45% pour la Chine. Pour rester compétitive, la Commission européenne encourage les créations de pôles d'excellence européens afin de rapprocher les organismes publics et privés et les amener à coopérer en R&D et à optimaliser leurs ressources.
Actuellement, en Europe, deux grands domaines en dehors des nanobiotechnologies se dégagent. En effet, sur les 241 centres dédiés aux nanotechnologies, 87 s'intéressent aux nanomatériaux et 68 à la nanoélectronique. La nanoélectronique est importante pour la compétitivité européenne car les produits qui en résultent sont des facteurs essentiels d'innovation dans d'autres secteurs. Ainsi, l'initiative technologique européenne s'attaquera à l'horizon 2020 aux besoins en matière de technologies du silicium dans quatre domaines technologiques (voir "Les technologies du silicium à l'horizon 2020" ci-contre).
Investissements massifs aux Etats-Unis et en Asie
Aux Etats-Unis, les deux tiers des fonds institutionnels dédiés aux nanotechnologies sont accordés dans le cadre de la National Nanotechnologies Initiative. L'enveloppe budgétaire de 1,1 milliard de dollars en 2006 est passée à 1,5 milliard de dollars en 2008. C'est en grande partie la recherche fondamentale qui a bénéficié de cette augmentation puisque 492 millions de dollars lui ont été consacrés, contre 234 millions en 2006 ; viennent ensuite les nanomatériaux avec 291 millions de dollars (228 millions en 2006) et les systèmes et outils nanoscopiques avec 277 millions de dollars (244 millions de dollars en 2006). A noter également que 97 millions de dollars sont alloués à l'étude des dimensions sociales des nanotechnologies.
Aux Etats-Unis, la contribution du secteur privé américain atteindrait environ le double de l'investissement public. De la même manière, au Japon, les investissements publics en 2005 étaient de l'ordre de 950 millions d'euros et ne représentaient que le quart des investissements totaux. Au Japon, les domaines les plus soutenus sont les nanomatériaux, les TIC, la biotechnologie et la santé, l'environnement et l'énergie, et les technologies de nanofabrication et d'instrumentation.
D'autres pays asiatiques ont également investi dans les nanotechnologies. C'est le cas de la Corée du Sud qui leur a consacré un budget de 221,6 millions d'euros en 2005 contre 66,4 en 2001. Quant à la Chine, son investissement dans les nanotechnologies a été estimé à 300 millions de dollars entre 2003 et 2005.
Plusieurs pays émergents comme l'Inde, le Brésil, l'Afrique du Sud, la Thaïlande ou les Philippines ont également entrepris des recherches dans le secteur des nanotechnologies.
Des inquiétudes pour la santé ou l'environnement
Aux Etats-Unis et en Asie, les nanotechnologies bénéficient de financements importants avec des investissements privés qui représentent au moins la moitié des investissements totaux. En Europe, les efforts sont supportés essentiellement par les pouvoirs publics. Ils sont comparables à ceux des Etats-Unis et du Japon, cependant rapportés au nombre d'habitants, l'investissement public moyen y est plus faible.
Les investissements concernent tous les domaines des nanotechnologies et la détermination des implications environnementales à moyen et long terme des nanotechnologies bénéficient également de ce soutien. En effet, les nanotechnologies peuvent contribuer au développement durable, à de nouvelles façons de réduire les déchets, de résorber les contaminations industrielles, de produire l'eau potable, et d'améliorer l'efficacité des systèmes de production et de consommation d'énergie. Mais l'arrivée de matériaux nanostructurés en grande quantité dans notre société pourrait aussi avoir des conséquences sur la qualité de l'environnement.
Ainsi, il est important que les nombreuses applications dans les différents secteurs industriels répondent à des exigences de protection de la santé et de sécurité des consommateurs. Il est essentiel d'aborder de manière transparente les différents risques et d'intégrer cette démarche à toutes les phases de développement des technologies.
