Quand le CNRS fait laboratoire commun avec les entreprises

Innovation

Les 29 et 30 novembre prochain, le CNRS célèbrera ses laboratoires communs en activité, entre une unité, dont il est une tutelle, et une entreprise. Le 200e sera mis à l'honneur lors de cet évènement organisé au palais Brongniart à Paris.

Ce sont des centaines de produits, procédés et innovations technologiques qui ont vu le jour dans les laboratoires communs1 (LabComs) du CNRS et de ses partenaires académiques. Des pansements qui stimulent la cicatrisation, des fibres optiques adaptées aux environnements extrêmes ou encore des diffuseurs de phéromones pour lutter contre les parasites agricoles, ne sont que quelques illustrations concrètes de ces partenariats si prisés entre unités de recherche dont le CNRS assure une tutelle et entreprises. Un laboratoire commun est « ce qui se rapproche le plus d’un mariage », explique Carole Chrétien, directrice des relations avec les entreprises (DRE) du CNRS. Les acteurs impliqués pilotent ensemble des recherches encadrées par une feuille de route d’une durée de 3 à 5 ans. Ils partagent des moyens humains, financiers et matériels pour résoudre un même défi scientifique dans un cadre stable et renouvelable.

Stats LabComs

Mais ne pas s’y tromper, les deux partenaires se connaissent souvent de longue date avant de franchir le pas. Certains même depuis le début de l’aventure des laboratoires communs (lire encadré). Désormais, ce format attire un grand nombre d’industriels. Le CNRS célébrera, les 29 et 30 novembre prochains, la signature de son 200e LabCom actif, réunissant le Laboratoire de spectroscopie pour les interactions, la réactivité et l'environnement (Lasire2) et le groupe TotalEnergies (lire encadré). Ils seront présents lors d’une soirée exceptionnelle qui rassemblera des représentants de nombreuses entreprises comme Michelin, Safran, Thales ou Stellantis, et plus largement des acteurs du monde socio-économique réunis pour échanger autour de ces collaborations fructueuses. Une journée d’exposition complétera l’événement pour présenter les résultats d’une quinzaine de laboratoires communs et leur apport à leurs entreprises partenaires.

  • 1. L’appellation « laboratoire commun » regroupe les laboratoires communs bilatéraux, les LabComs de l’Agence nationale de la recherche (ANR), les chaires industrielles ANR ou non, les équipes mixtes de recherche avec l’industrie, les unités mixtes de recherches (UMR) et les International Research Laboratories (IRL) industriels.
  • 2. Unité CNRS/Université de Lille.

Le tournant des années 1990

« Dès 1945, plusieurs membres du conseil d’administration du CNRS souhaitent investir dans des laboratoires où recherche et industrie partageraient des scientifiques du privé et du public », expose Denis Guthleben, attaché scientifique au Comité pour l’histoire du CNRS. Mais l’heure est plutôt à la reconstruction. Il faut attendre la loi d’orientation et de programmation pour la refondation de l'École de la République de 1982 pour qu’apparaissent les ancêtres des laboratoires communs. Le CNRS participe ainsi à la création de groupements d’intérêt public (GIP) avec de nombreux industriels : une filiale de Thomson, Rhône-Poulenc, Elf Aquitaine, Saint-Gobain, Renault, Air Liquide... « On voulait se rapprocher des poids lourds de l’industrie, car on pensait qu’ils étaient les premiers leviers de lutte face à la crise, renseigne Denis Guthelben. Le vivier des petites entreprises passait, par contre, complètement à la trappe, ce qui est loin d’être le cas aujourd’hui. »

Un rôle fondamental pour toutes les entreprises

« Si nous voulons des leaders économiquement et technologiquement souverains demain, cela nécessite un rapprochement entre la recherche publique et privée. C’est pourquoi nous voulons simplifier l’accès des entreprises au CNRS », rapporte Carole Chrétien. Actuellement, plus d’une unité́ sur dix du CNRS et de ses partenaires académiques dispose d’au moins un laboratoire commun. Et si ce type de recherche partenariale était historiquement lié à des grands groupes, les chiffres d’aujourd’hui illustrent une tout autre réalité : 66 % des laboratoires communs CNRS se font avec des TPE-PME et ETI4.

« Côté académique, ces structures permettent de réaliser des expériences scientifiques avec une technicité qui va au-delà̀ des capacités de l’unité mixte », témoigne Giorgio Santarelli, ingénieur de recherche CNRS coresponsable du laboratoire commun Starlight+ entre le Laboratoire photonique, numérique, nanosciences (LP2N2) et la PME Azur Light Systems, qui développe depuis 2014 des lasers à fibre haute puissance et très bas bruit pour des applications scientifiques et industrielles. Mais quel avantage pour les entreprises et notamment les grands groupes d’envergure internationale ? « La force de notre laboratoire commun est qu’il formalise une voie de recherche sur du long terme qui minimise l’impact du risque sur l’industriel. Celui-ci est déporté sur le chercheur qui a l’habitude de gérer le risque associé à la recherche fondamentale. Là où l’industriel voit des problèmes, nous voyons des questions d’intérêt scientifique », témoigne Jean-Louis Vercher, chercheur CNRS coresponsable de l’OpenLab Automotive Motion Lab entre l’Institut des sciences du mouvement Étienne-Jules Marey5 et Stellantis, dont les travaux portent sur l'étude du comportement humain au sein des véhicules dans le cadre de la transition vers la voiture autonome.

LabCom Starlight+
Pour développer de nouvelles technologies laser, le LabCom Starlight+ utilise les infrastructures du LP2N. © Jean-Claude MOSCHETTI / LP2N / FIRST-TF / CNRS Photothèque

Les laboratoires communs peuvent-ils également offrir de nouvelles opportunités à de plus petites structures ? La réponse est à nouveau positive, comme l’indique Caroline Darcel, ingénieure principale chez Itasca Consultants et coresponsable du LabCom Fractory – centré sur la modélisation des impacts et des risques environnementaux – en partenariat avec Géosciences Rennes6. « La labellisation LabCom a eu un rôle important pour notre image, car nos interlocuteurs industriels nous connaissent désormais comme la Fractory, ce qui nous a donné une identité forte sur laquelle nous avons su capitaliser et intéresser d'autres industriels qui ne seraient pas venus vers nous si nous n’avions été qu’un industriel ou un laboratoire de recherche », explique-t-elle.

Enfin, ils peuvent accélérer le développement d’une jeune pousse sur un marché compétitif. « En tant que start-up, on se lève le matin en pensant qu’on a une idée que personne n’a jamais eue, témoigne Arnaud Favareille, directeur général d’Iteca et coresponsable du LabCom Mach4 spécialisé dans le jumeau numérique, un double virtuel de machines industrielles qui permet de les piloter à distance. Notre collaboration avec l’Institut Pprime7 a permis de valider notre vision unique du jumeau numérique à destination de l’industrie et de la formation. Les chercheurs nous ont guidés à travers l’état de l’art, les brevets existants... Et grâce à eux, j’estime qu’on a gagné aux alentours de 5 ans de développements R&D. »

De l’attractivité aux résultats de qualité

Ces laboratoires communs fonctionnent également à l’étranger. Le groupe Solvay, qui a bâti depuis 1990 plusieurs unités mixtes industrielles avec le CNRS en France, a également adopté ce format aux États-Unis et plus récemment en Chine en créant l’Eco-Efficient Products & Processes Laboratory (E2P2L8). Cet établissement, installé sur le site de Solvay à Shanghai, représente la partie amont de sa R&D en chimie et catalyse. « La recherche fondamentale est indispensable à la compréhension et à l’idéation pour nos équipes qui traduisent cette science en applications, témoigne Patrick Maestro, directeur scientifique de Solvay. En tant que groupe international, nous souhaitons avoir le même niveau de compréhension de la science dans l’ensemble de nos laboratoires. Les International Research Laboratories (IRL9) du CNRS ont été un excellent moyen de tirer vers le haut notre infrastructure en Chine, qui a démarré après nos structures européennes et devait donc rapidement se développer. » Et pourquoi la Chine ? Simplement, car c'est une zone clé du développement de Solvay et que la recherche sur la catalyse – thématique au cœur de l’IRL – y est de grande qualité et progresse très vite.

  • 4. Enquête réalisée en 2021 par la Direction des relations avec les entreprises du CNRS (DRE).
  • 2. Unité CNRS/Institut d’optique graduate school/Université de Bordeaux.
  • 5. Unité CNRS/Aix-Marseille Université.
  • 6. Unité CNRS/Université Rennes 1.
  • 7. Unité propre CNRS.
  • 8. IRL CNRS/Rhodia opérations.
  • 9. Ces outils structurent en un lieu identifié la présence significative et durable de scientifiques et d’un nombre limité de partenaires de recherche français et étrangers.

L’énergie au cœur du 200e laboratoire commun

TotalEnergies chercheurs
Le LabCom CR2ME entre l'UMR Lasire et TotalEnergies caractérisera d’un point de vue chimique de nouveaux matériaux appliqués au secteur de l’énergie. © Sabrina Nehmar/CNRS Images 2021

« Nous avons une relation de confiance de longue date avec le CNRS qui est un partenaire stratégique de notre croissance dans les énergies nouvelles et sur les thématiques du développement durable », déclare Marie-Noëlle Semeria, directrice de la R&D de la compagnie TotalEnergies. C’est pour aller au cœur de la matière dans ces énergies décarbonées que l’entreprise lancera, fin novembre, le Centre de résonance magnétique électronique pour les matériaux et l’énergie (CR2ME) localisé à Lille. Ce laboratoire commun avec le Laboratoire de spectroscopie pour les interactions, la réactivité et l'environnement (Lasire12), son partenaire d’une dizaine d’années, caractérisera d’un point de vue chimique de nouveaux matériaux plus durables appliqués au secteur de l’énergie.

Au cœur de la collaboration : une expertise unique sur la résonance paramagnétique électronique (RPE). « Cette technique permet d’étudier des électrons non appariés, c'est-à- dire qui commencent à se déplacer librement au sein d’un matériau, et qui sont des marqueurs de son vieillissement et de sa dégradation », explique Hervé Vezin, directeur du Lasire. « Bénéficier de l’expertise unique du Lasire en RPE est pour nous un important facteur de différenciation qui vient renforcer notre démarche d’innovation dans les énergies renouvelables et l'électrique », soulève Marie-Noëlle Semeria. La RPE sera ainsi utilisée pour améliorer la fiabilité et la sécurité de batteries tout-solide13 dédiées aux véhicules électriques – technologie au cœur des développements de Saft, filiale de la compagnie TotalEnergies. Mais elle servira également à l’étude du vieillissement de panneaux solaires, au recyclage des plastiques ou encore à la fabrication de biocarburants pour l’aviation. Le laboratoire commun, d’une durée de quatre ans, s’appuiera sur une équipe d’une quinzaine de personnes. « De plus, grâce à un financement dans le cadre du Contrat Plan État Région Chemact de la région Hauts-de- France, nous disposerons d’un nouvel instrument dès 2022 : un spectromètre RPE de 263 GHz. Celui-ci permettra des analyses encore plus précises des espèces chimiques présentes dans un échantillon, donc de mieux comprendre le vieillissement des matériaux pour en fabriquer de nouveaux plus performants. Cet équipement, unique en France et seulement le troisième au monde, sera un atout majeur pour conserver un coup d’avance », précise Hervé Vezin.

  • 12. Unité CNRS/Université de Lille.
  • 13. Ces batteries contiennent des électrolytes solides plutôt que liquides, ce qui les rend plus sûres.

Par ailleurs, collaborer avec des chercheurs de haut niveau apporte davantage de visibilité. « Être associé au CNRS a facilité notre ouverture sur le monde académique local et valorisé l’image de Solvay sur la production de recherches de haut niveau », ajoute le directeur scientifique du groupe belge. Cette visibilité vient principalement des productions issues de ces collaborations. En France comme à l’étranger, les laboratoires communs génèrent bien évidemment des produits, des emplois, des publications scientifiques et des brevets. Le CNRS est d’ailleurs le premier codéposant français de brevets avec les entreprises (soit 30 % de ses brevets). De plus, la réussite de ces partenariats est contagieuse. Une quinzaine d’unités du CNRS et de ses partenaires académiques accueillent ainsi plus de trois laboratoires communs. « Un phénomène d’émulation qui s’explique par une valorisation importante des personnes impliquées et ce qu’elles apportent à leur laboratoire, leur entreprise, mais aussi à leur écosystème régional », remarque Cédric Lebailly, responsable du Service partenariat et valorisation de la recherche du CNRS en Limousin Poitou-Charentes.

La recherche, moteur de la relance française

Mais c’est aussi pour voir plus loin, avec plus d’ambition – notamment sur des enjeux stratégiques et sociétaux – que ces structures prennent de l’envergure aujourd’hui. « Les stratégies des Programmes et équipements prioritaires de recherche (PEPR9), lancés sur des grandes thématiques comme l’hydrogène, la cybersécurité ou le quantique, soulignent bien le besoin d’inclure la recherche dans la vie des entreprises », remarque Carole Chrétien. Plusieurs laboratoires communs mènent déjà des recherches sur ces thématiques phares. Par exemple, Matelho, collaboration entre l’Institut Charles Gerhardt Montpellier10 et Bulane, développe des matériaux et des procédés dédiés à la production d’hydrogène. Une autre, entre Femto-ST11 et Aurea Technology, travaille sur différentes technologies des systèmes quantiques (distribution quantique de clé, cryptographie, etc.).

Néanmoins, plusieurs types de rapprochements seront nécessaires pour répondre à l’ensemble des défis du XXIe siècle. « Nous devons créer de nouveaux lieux de rencontre, multiplier les points d’accès, déclare Carole Chrétien. Des investissements colossaux sont alloués pour débloquer les verrous technologiques de grands pans de l’économie de demain et c’est grâce à la recherche fondamentale que les entreprises françaises pourront être de la partie. »

  • 9. Les PEPR visent à construire ou consolider un leadership français dans des domaines scientifiques considérés prioritaires aux niveaux national ou européen, et (susceptibles d'être) liés à une transformation technologique, économique, sociétale, etc.
  • 10. Unité CNRS/Université de Montpellier/École nationale supérieure de chimie de Montpellier.
  • 11. Institut Franche-Comté électronique, mécanique, thermique et optique – sciences et technologies (CNRS/Comue Université de Bourgogne Franche-Comté).