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Les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron et le rôle des tres grands équipements dans la recherche publique ou privée, en France et en Europe

 

Rapport de l'OPECST n° 154 (2000-2001) de MM. René TRÉGOUËT, sénateur et Christian CUVILLIEZ,, député, fait au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scient. tech., déposé le 19 décembre 2000

Disponible au format Acrobat (3,4 Moctets)

N° 2821
--

N° 154
--

ASSEMBLÉE NATIONALE

SÉNAT

CONSTITUTION DU 4 OCTOBRE 1958

 

ONZIÈME LÉGISLATURE

SESSION ORDINAIRE DE 2000-2001

_____________________________________________________

__________________________________________________________

Enregistré à la Présidence de l'Assemblée nationale
le 9 décembre 2000.

Annexe au procès-verbal de la séance
du 19 décembre 2000.

________________________

OFFICE PARLEMENTAIRE D'ÉVALUATION DES CHOIX SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES

________________________

 

RAPPORT SUR

LES CONDITIONS D'IMPLANTATION D'UN NOUVEAU SYNCHROTRON
ET LE ROLE DES TRES GRANDS EQUIPEMENTS DANS LA RECHERCHE PUBLIQUE
OU PRIVEE, EN FRANCE ET EN EUROPE

LE RÔLE DES TRÈS GRANDS ÉQUIPEMENTS DANS LA RECHERCHE
PUBLIQUE OU PRIVÉE, EN FRANCE ET EN EUROPE

PAR M. Christian CUVILLIEZ,

PAR M. René TRÉGOUËT,

Député.

Sénateur.

__________________

Déposé sur le Bureau de l'Assemblée nationale
par M. Jean-Yves LE DÉAUT,
Premier
Vice-Président de l'Office

__________________

Déposé sur le Bureau du Sénat
par M. Henri REVOL,
Président de l'Office.

 

Que sont les très grands équipements scientifiques (TGE) et quel rôle jouent-ils dans la recherche publique et privée en France et en Europe ? Quels sont les besoins prévisibles dans ce domaine ? Quelles sont les procédures de décision et de financement actuelles et comment peut-on les améliorer ? Quelles pourraient être les modalités d'un soutien accru des entreprises et de l'Union européenne à leur construction et à leur mise en _uvre ?

Telles sont quelques-unes des questions auxquelles M. Christian CUVILLIEZ, Député, et M. René TRÉGOUËT, Sénateur, répondent, après leur précédente étude sur les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron publiée en mars 2000.

C'est à un voyage au " pays des TGE " qu'est d'abord invité le lecteur, à qui sont présentés, sans prétendre à l'exhaustivité, d'une part de nombreux grands équipements actuellement en service, répertoriés ou non dans la nomenclature actuelle, et, d'autre part, quelques-uns des projets formulés par les chercheurs eux-mêmes.

Les Rapporteurs proposent ensuite de distinguer les divers TGE selon leur finalité et établissent trois catégories à cet effet : les TGE de percée thématique, les TGE d'infrastructure et les TGE de grand programme.

Cette classification permet de définir des modes de décision et de financement adaptés à chaque cas concret, l'ensemble des TGE nécessitant au demeurant une politique de concertation étroite avec la communauté scientifique et une action continue dans le temps.

Faisant le constat que des perspectives doivent être tracées non seulement pour les investissements mais aussi pour les recrutements de jeunes chercheurs, M. Christian CUVILLIEZ et M. René TRÉGOUËT appellent à l'organisation des Etats généraux de la recherche du début du XXIe siècle réunissant les populations, la communauté scientifique et les élus, dont l'objectif serait de définir la vision et l'organisation de la recherche française pour les prochaines décennies et dont les propositions pourraient être reprises dans une loi de programmation traduisant le Contrat d'objectifs de la recherche française du début du XXIe siècle.

Lettres de saisine

Groupe de travail

Personnalités rencontrées

Rapport

Sommaire

- première partie : La montée des besoins en grands équipements dans toutes les disciplines scientifiques.

- deuxième partie : Le rôle moteur des très grands équipements et l'importance d'en tirer le meilleur parti.

- troisième partie : La nécessité d'améliorer les décisions sur les tge et de programmer à long terme le financement de la recherche.

- recommandation

- examen du rapport par l'Office

- annexes

Comptes rendus des auditions

LETTRES DE SAISINE

GROUPE DE TRAVAIL

M. Roger BALIAN, membre de l'Académie des sciences, ancien président de la Société française de physique

M. Gilles COHEN-TANNOUDJI, Conseiller du directeur des sciences de la matière du CEA

M. Robert COMÈS, Directeur du Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement Electromagnétique (LURE)

M. Jean GALLOT, Professeur émérite à l'université de Rouen, ancien Recteur

M. Jean JERPHAGNON, conseiller du directeur technique d'Alcatel

Mme Sylvie JOUSSAUME, Directrice-adjointe, Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, CEA-CNRS

M. Philippe LAREDO, Directeur de recherche, Centre de sociologie de l'innovation, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris

Mme Claudine LAURENT, Vice-présidente du Conseil supérieur de la recherche et de la technologie (CSRT)

M. Denis LE BIHAN, Directeur de recherche CEA, Service hospitalier Frédéric Joliot, Orsay

Mme Phyllis LIVANOS, Direction des sciences de la matière, chargée du suivi de la fusion, CEA

M. Vincent MIKOL, Directeur de recherche, Aventis

M. Jérôme PAMELA, Responsable du JET dans le cadre du European Fusion Development Agreement

M. Pierre POINTU, ancien Directeur des services de recherche du groupe Saint Gobain

M. Jochen SCHNEIDER, Directeur du Hasylab, Hambourg

M. Michel SPIRO, Président du conseil scientifique du LEP-CERN

PERSONNALITÉS RENCONTRÉES

I - Auditions

Les comptes rendus des auditions sont publiés dans le volume 2 du présent rapport.

La méthodologie du rapport
mercredi 26 avril 2000

M. Jacques FRIEDEL, Président honoraire de l'Académie des Sciences
Mme Claudine LAURENT
, Vice-présidente du Conseil supérieur de la recherche et de la technologie (CSRT)
M. Roger BALIAN
, membre de l'ancien Conseil des grands équipements

Les aspects budgétaires et fiscaux des TGE
mercredi 17 mai 2000

Ministère de la recherche - direction de la recherche
M. Vincent COURTILLOT
, Directeur de la recherche
M. Michel Le BELLAC
, Conseiller du diecteur de la recherche pour la physique et les sciences de l'ingénieur (CRD2)
M. Jean-Pierre CHARLEMAGNE
, Chef du bureau du Budget civil de recherche, du Développement et du financement des programmes

Ministère de la Recherche - Direction de la Technologie
Mme Geneviève BERGER
, Directrice de la Technologie
M. Bernard FROIS
, Directeur du département énergie, transports, environnement et ressources naturelles (DTA4)
M. Jean-Alexis GRIMAUD
, Directeur du département bio-ingéniérie (DTA2)

Ministère de l'Economie, des Finances et de l'Industrie - Secrétariat d'Etat au Budget
M. Laurent GALZY
, Sous-directeur, Direction du budget
M. Stéphane BRIMONT
, Chef de Bureau, Direction du budget

CEA
M. Philippe BRAIDY
, Directeur financier
M. François GOUNAND
, Directeur des Sciences de la Matière
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Chef du service des Affaires publiques

CNRS
M. Nicolas RUBEL
, Chef du service de la programmation des moyens
Mme Nathalie GODET
, Secrétaire permanent des grands équipements

Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication
mercredi 31 mai 2000

INRIA
M. Gilles KAHN
, Directeur scientifique

BULL
M. Gérard ROUCAIROL
, Directeur de la recherche et du développement, Président du Conseil d'orientation du réseau national des technologies logicielles

CINES (Centre Informatique National de l'Enseignement Supérieur)
M. Alain QUÉRÉ
, Directeur

France TELECOM
M. Francis JUTAND
, Directeur scientifique de France Télécom R & D
Mme Marie-Claude FÉRON
, Adjointe aux relations institutionnelles

MATRA DATAVISION - SYNTEC
M. Hugues ROUGIER
, Président

RENATER
M. Dany VANDROMME
, Directeur

CEA
M. Jean THERME
, Directeur du LETI
M. Alain HOFFMANN
, Directeur de l'Informatique
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Chef du service des Affaires publiques

CNRS
M. Michel VOOS
, Chargé de mission auprès du Directeur général
M. Jacques DUPONT-ROC
, Directeur scientifique adjoint au département des sciences physiques et mathématiques
M. Patrick LE QUÉRÉ
, Chargé de mission au département des sciences pour l'ingénieur
M. Jean-Charles POMEROL
, Chargé de mission au département des sciences pour l'ingénieur
M. Serge FAYOLLE
, Directeur adjoint de l'IDRIS (Institut du Développement et des Ressources en Informatique Scientifique)

Sciences du Vivant
mercredi 7 juin 2000

Programme national de Génomique
Professeur Pierre CHAMBON
, Président du conseil scientifique

Institut de génétique et de biologie moléculaire cellulaire
Professeur Dino MORAS

Génopoles
Dr. Pierre TAMBOURIN
, Directeur général

EMBL
Dr. Fotis C. KAFATOS
, Directeur général
Dr. Christian BOULIN
, Coordinator of Scientific facilities

Institut Pasteur
Professeur Henri KORN
, Directeur du Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du neurone

CEA
M. Michel VAN DER REST
, Directeur de l'IBS, Grenoble
Dr. Denis LE BIHAN
, Directeur de recherche, Laboratoire d'imagerie neurologique anatomique et fonctionnelle, Service hospitalier Frédéric Joliot, Orsay
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Chef du service des Affaires publiques

CNRS
Mme Geneviève ROUGON
, Directeur scientifique adjoint au Département des sciences du vivant
M. Jean-Claude THIERRY
, Chargé de mission au département des sciences du vivant

INSERM
Professeur Patrice DEBRÉ
, Directeur scientifique auprès du Directeur général

Les sources de neutrons, le magnétisme à haut champs et la RMN
mercredi 21 juin 2000

CEA
M. René PELLAT
, Haut Commissaire à l'énergie atomique
M. François GOUNAND
, Directeur des sciences de la matière
Mme Françoise FABRE
, Adjointe au directeur des sciences de la matière
M. Bernard SALANON
, Direction de la stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Chef du service des affaires publiques

CNRS
M. Alain FONTAINE
, Directeur scientifique adjoint, Département des Sciences physiques et mathématiques
M. Dominique GIVORD
, Directeur du service des champs magnétiques pulsés, Toulouse
M. José TEIXEIRA
, Directeur-adjoint du Laboratoire Léon Brillouin
Mme Dominique VIOLLET
, Chargée des relations avec les élus

Institut LAUE-LANGEVIN
M. Christian VETTIER
, directeur adjoint

LCMI (Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses) / GHMFL (Grenoble High Magnetic Field Laboratory) /
M. Peter WYDER
, Directeur
M. Gérard MARTINEZ
, Directeur-adjoint (CNRS)
M. Claude BERTHIER
, Responsable des programmes RMN (CNRS)

Politique générale des TGE
mercredi 28 juin 2000

Compagnie de Saint Gobain
M. J-C LEHMANN
, Directeur de la recherche de Saint Gobain

Ministère de la Recherche : Direction de la Recherche
Michel FOUGEREAU
, Conseiller du Directeur de la Recherche pour les sciences de la vie, la biologie et la médecine
M. Jacques HAIECH
, Directeur du Programme national de génomique
M. Claude PUECH
, Conseiller du Directeur de la Recherche pour les Mathématiques et l'Informatique
Mme Michèle LEDUC
, Conseiller du Directeur de la Recherche pour la Physique et les Sciences de l'Ingénieur

Ministère de la Recherche : Direction de la Technologie
M. Jean-Alexis GRIMAUD
, Directeur du département bio-ingéniérie
M. Maurice FISCHER
, Conseiller pour les technologies de l'information
M. Bernard FROIS
, Directeur du département énergie, transports, environnement, ressources naturelles

Physique des particules et Physique du noyau
mercredi 13 septembre 2000

CERN
M. Luciano MAIANI
, Directeur général
M. Claude DÉTRAZ
, Directeur de la recherche

CEA
M. François GOUNAND
, Directeur des sciences de la matière
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, chef du service des affaires publiques

CNRS-IN2P3
M. Jean-Jacques AUBERT
, Directeur scientifique
M. Guy WORMSER
, Directeur scientifique adjoint

GANIL
M. Daniel GUERREAU
, Directeur
M. Dominique GOUTTE
, Directeur adjoint
M. Laurent BEAUVAIS
, Secrétaire général
M. Jean-Pierre GRANDIN
, CIRIL (Centre interdisciplinaire de recherche Ions lourds Lasers)

Fusion
mercredi 20 septembre 2000

CEA
M. René PELLAT
, Haut-Commissaire à l'énergie atomique
M. Guy LAVAL
, Directeur de recherche
M. Jean JACQUINOT
, Chef du département de recherche sur la fusion contrôlée
M. Michel CHATELIER
, Directeur de recherche
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Chef du Service des Affaires publiques

CNRS
M. Dominique ESCANDE
, Directeur de recherche au CNRS - Laboratoire de physique des interactions ioniques et moléculaires

ITER
M. Robert AYMAR
, Directeur

JET
M. Jérôme PAMELA
, Responsable du JET dans le cadre de l'European Fusion Development Agreement

Fusion avec confinement inertiel,
Physique gravitationnelle et
Géologie sous-marine
mercredi 4 octobre 2000

Laser MégaJoule
M. Guy LAVAL
, Directeur de recherche CNRS, Conseiller du Haut-commissaire à l'énergie atomique
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie

Projet VIRGO (Physique gravitationnelle)
M. Alain BRILLET
, OCA - co-Directeur du projet VIRGO
M. Claude BOCCARA
, Directeur de recherche, ESPCI
M. Michel DAVIER
, Professeur à l'Université de Paris-Sud (LAL), Membre de l'Académie des Sciences
M. Jacques DUPONT-ROC
, Directeur scientifique adjoint- CNRS - Département Sciences Physiques et Mathématiques
M. Daniel ENARD
, OCA - Directeur technique du projet VIRGO
Mme Elisabeth GIACOBINO
, Directrice de recherche, Laboratoire Kastler-Brossel, Université Pierre et Marie Curie
M. Jean-Marie MACKOWSKI
, INPL- SMA-Virgo
M. François RICHARD
, Directeur du Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL)
M. Michel YVERT
, Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules (LAPP)

OPD (Ocean Drilling Program)
M. John LUDDEN
, Directeur de recherche, CRPG-CNRS, Nancy
M. Philippe PÉZARD
, Directeur de recherche, Insteem-CNRS
M. Philippe VIDAL
, Directeur adjoint, INSU-CNRS

Océanographie
mercredi 18 octobre 2000

IFREMER
M. Jean-François MINSTER
, Président-directeur général
M. Daniel DESBRUYÈRES
, Directeur du département de l'environnement profond
M. Maurice HÉRAL
, Directeur Ressources vivantes
M. Philippe HUCHON
, Professeur à l'Université Paris VI

CNRS
M. Guy BOUCHER
, INSU-CNRS
Mme Pascale DELECLUSE
, Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC) - CNRS / Université PARIS 6 / IRD
Mme Laurence EYMARD
, Présidente du groupe ad hoc Terre-Océan-Atmosphère-Espace du Comité des Programmes scientifiques du CNES
M. Gérard JUGIE
, IFRTP (Institut français de recherche et de technologie polaire) - CNRS / CNES / Ifremer / TAAF / MétéoFrance / EPF
M. Laurent LABEYRIE
, Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE) - CNRS / CEA, Directeur du programme IMAGES (International Marine Global Change Study)
M. Christian LE PROVOST
, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS) CNRS / CNES / Univ. Toulouse 3
M. Frank ROUX
, INSU, Chargé de mission pour la physique de l'océan et de l'atmosphère
Mme Dominique VIOLLET
, Chargée des relations avec les élus

CNES
Mme Nicole PAPINEAU
, Déléguée adjointe à l'observation de la Terre
M. Philippe ESCUDIER
, Chef de la division altimétrie et du projet Jason
M. Arnaud BENEDETTI
, Chargé des relations avec le Parlement

CEA
M. Philippe JEAN-BAPTISTE
, Direction des sciences de la matière
M. Bernard SALANON
, Direction de la stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Cabinet de l'Administrateur général, chargé des relations avec le Parlement

Météorologie
mercredi 25 octobre 2000

CNES
M. Jean-Louis FELLOUS
, Délégué à l'étude et à l'observation de la Terre
M. Arnaud BENEDETTI
, Chargé des relations avec le Parlement

CNRS
M. Gilles BERGAMETTI
, Laboratoire interuniversitaire des systèmes atmosphériques (LISA) - CNRS / Univ. Paris 7 / Univ. Paris 12
Mme Laurence EYMARD
, CNRS, Présidente du groupe ad-hoc Terre-Océan-Atmosphère-Biosphère du Comité des Programmes scientifiques du CNES
M. Daniel GUEDALIA
, Laboratoire d'aérologie - CNRS / Observatoire Midi-Pyrénées / Univ. Paul Sabatier Toulouse III, Président de la Commission spécialisée océan-atmosphère
M. Franck ROUX
, CNRS - INSU, Chargé de mission pour la physique de l'océan et de l'atmosphère
M. Michel VAUCLIN
, Laboratoire d'études des transferts en hydrologie et environnement (LTHE) CNRS / Univ.Grenoble 1 / INP Grenoble / IRD
Mme Dominique VIOLLET
, Chargée des relations avec les élus

Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL)-CETP, LMD, LODYC, LPCM, LSCE, SA-CNRS/Univ. P & M Curie Paris VI/Univ. Versailles-St Quentin-CEA-ENS-ORSTOM-CNES
M. Gérard MEGIE
, Directeur de l'IPSL
Mme Danièle HAUSER
, Centre d'étude des environnements terrestres et planétaires (CETP) - CNRS / Univ. Versailles, Présidente du comité scientifique du programme national de recherche sur l'atmosphère et l'océan
M. Jean JOUZEL
, Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement LSCE-CNRS/CEA
M. Hervé LE TREUT
, Laboratoire de Météorologie dynamique - CNRS / ENS / Ecole Polytechnique / Univ.Paris 6, Modélisation de l'atmosphère

Météo-France
M. Daniel CARIOLLE
, Directeur de la recherche

Astronomie,
Astrophysique et
Planétologie
mercredi 8 novembre 2000

CEA
M. Joël FELTESSE
, Chef du DAPNIA (Département d'Astrophysique, de Physique des particules, de Physique Nucléaire et de l'Instrumentation Associée), Direction des sciences de la matière
M. Laurent VIGROUX
, Chef du SAp (Service d'Astrophysique), Direction des sciences de la matière
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Conseiller au cabinet de l'administrateur général

CNES
M. José ACHACHE
, Directeur général adjoint scientifique du CNES
M. Richard BONNEVILLE
, Délégué à l'exploration et à l'étude de l'Univers
M. Arnaud BENEDETTI
, Chargé des relations avec le Parlement

CNRS
M. Michel BLANC
, Directeur du Laboratoire d'astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyrénées
Mme Geneviève DEBOUZY
, Directrice scientifique adjointe de l'INSU-CNRS
M. Bernard FORT
, Directeur de l'Institut d'astrophysique de Paris
M. Jacques HAISSINSKI
, Professeur à l'université Paris-Sud, chercheur au LAL, Orsay
M. Jean-Marie HAMEURY
, Directeur de l'Observatoire de Strasbourg
M. Olivier LE FEVRE
, Directeur de recherche, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Représentant de la France au Conseil de l'ESO
M. Jean-Loup PUGET
, Directeur de l'Institut d'astrophysique spatiale d'Orsay
M. Christophe SOTIN
, Professeur de géophysique à l'université de Nantes
Mme Dominique VIOLLET
, Chargée des relations avec les élus

ESA
M. R-M. BONNET
, Directeur du programme scientifique

Station spatiale internationale, vols habités et Galileo
mercredi 15 novembre 2000

CNES
M. Gérard BRACHET
, Directeur général
M. Jean-Paul GRANIER
, Conseiller auprès du directeur général
M. Arnaud BENEDETTI
, Chargé des relations avec le Parlement

CNRS
M. Jacques SEYLAZ
, Directeur scientifique adjoint du Département des sciences du vivant
M. Christophe VIGNY
, Chargé de mission à l'INSU

ESA
M. Antonio RODOTA
, Directeur général
M. Jean-Jacques DORDAIN
, Directeur de la stratégie et de l'évaluation technique
M. Louis FORNERY
, Administrateur à la Direction de la stratégie

Sciences de l'Homme et de la société
Projets de réacteurs du CEA
mercredi 22 novembre

CNRS
Mme Marie-Claude MAUREL
, Directrice du Département des sciences de l'Homme et de la société du CNRS
M. Georges TATE
, Directeur adjoint du Département des sciences de l'Homme et de la société du CNRS
M. Philippe FLUZIN
, Directeur de l'Institut de recherche sur les archéomatériaux
M. Bruno HELLY
, Directeur de recherche à l'Institut Fernand Courby
M. Bruno PEQUIGNOT
, Professeur des Universités, Conseiller scientifique du Département des Sciences de l'Homme et de la société
Mme Dominique VIOLLET
, Chargée des relations avec les élus

CEA
M. François GOUNAND
, Directeur des sciences de la matière
M. Jean-Louis LACLARE
, Chef du projet de source de neutrons multi-usages
M. Jacques BOUCHARD
, Directeur du pôle nucléaire civil du CEA (réacteur Jules Horowitz)
M. Bernard SALANON
, Direction de la Stratégie
M. Pierre TRÉFOURET
, Conseiller au cabinet de l'administrateur général

Ecosystèmes terrestres
mercredi 29 novembre

INRA
M. Bertrand HERVIEU
, Président
Mme Marion GUILLOU
, Directrice générale
M. Jean BOIFFIN
, Directeur scientifique Environnement, Forêt et Agriculture

Commission de l'Union européenne
mercredi 29 novembre

M. Philippe BUSQUIN, Commissaire européen à la Recherche
M. Yvan CAPOUET
, Conseiller au cabinet du Commissaire à la Recherche, chargé de l'énergie, des STIC, des affaires économiques et des entreprises
M. Marco MALACARNE
, Chef de l'unité Access to Research Infrastructures
Mme Jeanne MONFRET
, Conseiller scientifique à la Représentation permanente de la France auprès des institutions européennes

II - Visites

CERN
M.
Luciano MAIANI, Directeur général
M.
Claude DÉTRAZ, Directeur de la recherche
M. M. BUHLER-BROGLIN
, Direction des accélérateurs

Institut Laue Langevin (ILL)
Professeur Dirk DUBBERS
, Directeur
M. Christian VETTIER
, Directeur
M. Colin CARLILE
, Directeur

ESRF
M. Yves PETROFF
, Directeur

LCMI (Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses) / GHMFL (Grenoble High Magnetic Field Laboratory) /
M. Peter WYDER
, Directeur
M. Gérard MARTINEZ
, Directeur-adjoint (CNRS)

EMBL (European Molecular Biology Laboratory)
M. Stephen CUSACK
, Directeur

INTRODUCTION GÉNÉRALE

Dans sa réunion du 17 novembre 1999, le Bureau de l'Assemblée nationale, à la demande du Groupe communiste, a saisi l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST), d'une étude sur les " conditions techniques d'implantation du projet de synchrotron SOLEIL ".

L'OPECST a, le 15 décembre 1999, adopté l'étude de faisabilité présentée par vos Rapporteurs, et a suggéré au Bureau de l'Assemblée nationale de reformuler sa saisine dans les termes suivants : " les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron et le rôle des très grands équipements dans la recherche publique et privée, en France et en Europe", une demande que le Bureau de l'Assemblée nationale a acceptée le 2 février 2000.

La première partie du présent rapport sur les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron a été adoptée à l'unanimité par l'Office parlementaire, le 15 mars 2000.

Après avoir démontré, dans cette étude, l'utilité d'un nouveau synchrotron en France, l'Office parlementaire a pu constater avec satisfaction que le ministre de la recherche, suivant en cela ses recommandations, avait, contrairement à son prédécesseur, choisi comme priorité la construction d'un synchrotron sur le territoire national.

Le présent document traite du sujet plus général du rôle des très grands équipements dans la recherche publique et privée en France et en Europe.

Cet élargissement du sujet s'avère particulièrement opportun.

Les investissements dans les TGE étaient précédemment quelque peu artificiellement opposés à la nécessité d'améliorer les moyens des laboratoires, à l'urgence d'accélérer le recrutement de jeunes chercheurs, et à l'impératif de favoriser l'imagination et à la mobilité des petites équipes de recherche.

Aujourd'hui, les controverses sur les très grands équipements semblent s'être atténuées mais n'ont pas disparu. Pour autant la question des très grands équipements demeure d'une importance capitale pour la recherche.

Dans le souci d'une bonne utilisation des fonds publics, il y a bien évidemment lieu de s'interroger sur leur efficacité scientifique ainsi que sur celui de leur rentabilité économique, d'autant que l'évolution du budget civil de la recherche et du développement technologique, malgré une légère amélioration cette année, ne semble pas suffisante pour amorcer une remontée significative de l'effort national de recherche et développement rapporté au PIB.

En contrepartie, il convient aussi d'analyser l'apport de ces investissements, non seulement au plan scientifique et technologique mais aussi pour l'industrie et l'économie nationales.

Les très grands équipements de la recherche, dont au demeurant le rôle dans la science moderne n'a pas été décrit en détail, sont en effet présentés depuis quelques années sous leur seul angle budgétaire, sans que d'ailleurs leurs retombées aient été prises en compte.

Quel bilan peut-on dresser de leur contribution à la collectivité nationale, européenne ou internationale ?

Au reste, au delà de la réponse à apporter sur leur rôle dans la recherche, il convient de noter que les très grands équipements posent une série de questions essentielles sur l'organisation des pouvoirs publics et les processus de décision.

Comment effectuer des choix d'investissement lorsque les projets de TGE de différentes disciplines entrent en concurrence ?

Comment intégrer les investissements à long terme que représentent les très grands équipements dans les contraintes de la gestion budgétaire annuelle de l'Etat et des organismes de recherche ?

Comment trouver un équilibre entre les contributions des régions, de l'Etat et de l'Union européenne et comment articuler ces efforts plus complémentaires que substituables ?

Telles sont quelques-unes unes des questions auxquelles le présent rapport tente d'apporter une contribution, étant entendu que leur résolution, si elle est possible, supposera des travaux supplémentaires et approfondis de la part de tous les acteurs de la recherche.

Comme pour l'étude sur le synchrotron, vos Rapporteurs se sont entourés d'un groupe de travail comprenant des scientifiques de haut niveau. En voici la liste :

· M. Roger BALIAN, membre de l'Académie des sciences, ancien président de la Société française de physique

· M. Gilles COHEN-TANNOUDJI, Conseiller du directeur des sciences de la matière du CEA

· M. Robert COMÈS, Directeur du Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement Electromagnétique (LURE)

· M. Jean GALLOT, Professeur émérite à l'université de Rouen, ancien Recteur

· M. Jean JERPHAGNON, Conseiller du directeur technique d'Alcatel

· Mme Sylvie JOUSSAUME, Directrice-adjointe, Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, CEA-CNRS

· M. Philippe LAREDO, Directeur de recherche, Centre de sociologie de l'innovation, Ecole nationale supérieure des Mines de Paris

· Mme Claudine LAURENT, Vice-présidente du Conseil supérieur de la recherche et de la technologie (CSRT)

· M. Denis LE BIHAN, Directeur de recherche, CEA, Service Hospitalier Frédéric Joliot, Orsay

· Mme Phyllis LIVANOS, Direction des sciences de la matière, chargée du suivi de la fusion, CEA

· M. Vincent MIKOL, Directeur de recherche, Aventis

· M. Jérôme PAMELA, Responsable du Joint European Torus (JET)

· M. Pierre POINTU, ancien Directeur des services de recherche du groupe Saint Gobain

· M. Jochen SCHNEIDER, Directeur du Hasylab, Hambourg

· M. Michel SPIRO, Président du conseil scientifique du LEP-CERN.

Au cours des 16 réunions tenues avec les membres de ce groupe, ce sont plus de 200 responsables d'administrations, d'organismes et de laboratoires de recherche qui ont été auditionnés sur le rôle des très grands équipements dans la recherche publique et privée en France et en Europe.

Vos Rapporteurs tiennent à souligner l'extraordinaire enthousiasme des chercheurs auditionnés. La recherche française possède à l'évidence des équipes motivées, compétentes et compétitives, capables de communiquer brillamment les résultats de leurs travaux dans un langage accessible.

Que tous les membres du groupe de travail et les scientifiques auditionnés soient remerciés ici de leur contribution à l'information de la représentation nationale.

PREMIÈRE PARTIE - LA MONTÉE DES BESOINS EN GRANDS ÉQUIPEMENTS DANS TOUTES LES DISCIPLINES SCIENTIFIQUES

Avertissement

Le présent chapitre a pour but de donner un aperçu de la réalité que constituent les très grands équipements de la recherche (TGE).

En s'appuyant sur la nomenclature actuelle des TGE de la direction de la recherche du ministère chargé de la recherche, des auditions ont été organisées pour recueillir la vision de responsables du ministère, de responsables d'organismes de recherche ou de laboratoires et de chercheurs, sur les très grands équipements qu'ils utilisent ou dont ils prévoient la nécessité dans les années à venir.

Par ailleurs, vos Rapporteurs ont également étudié les besoins de différents domaines qui ne possèdent pas pour le moment des grands outils répertoriés dans la nomenclature actuelle, par exemple les sciences et technologies de l'information et de la communication ou les sciences du vivant ou bien encore les sciences de l'homme et de la société.

Dans toute la mesure du possible, c'est l'ensemble du paysage des très grands investissements qui a été parcouru.

Pour autant le présent rapport ne saurait prétendre à l'exhaustivité, ni pour les installations actuelles ni pour les besoins futurs.

Introduction

L'histoire des très grands équipements commence en France avec la construction de l'Observatoire du Pic du Midi et du grand aimant de Bellevue. Au plan international, la multiplication des très grands équipements internationaux de recherche est un phénomène dont on peut dater l'origine aux débuts du CERN. En 1949, Louis de BROGLIE fait la proposition que l'Europe se dote d'un laboratoire scientifique européen susceptible de favoriser la reconstruction de la science européenne. Cette proposition est appuyée dès l'année suivante par l'UNESCO.

La mise en service en 1957 du premier accélérateur du CERN inaugure une nouvelle ère, d'une part celle de la coopération scientifique internationale et d'autre part la construction de très grands équipements dont le rythme de création s'accélère au début des années 1970.

Aujourd'hui, selon la nomenclature de la direction de la recherche du ministère chargé de ce secteur, la France a construit ou est impliquée dans une quarantaine de très grands équipements qui représentent une partie importante, surtout par sa visibilité, des investissements de la recherche.

Quelle est la contribution de ces très grands équipements à la science moderne ?

Représentent-ils des outils indispensables ou au contraire, par leur coût et leur nombre, sont-ils la marque d'une dérive d'une science fascinée par le gigantisme et oubliant d'être modeste et créative ?

Pour répondre à des questions aussi cruciales pour la recherche scientifique et les chercheurs, il était impératif de ne faire preuve d'aucun dogmatisme et de s'en tenir, dans un premier temps, à l'observation des faits.

La méthode suivie par vos Rapporteurs pour la deuxième partie de leur étude sur " les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron et le rôle des très grands équipements dans la recherche publique et privée " est identique à celle utilisée pour l'étude sur le synchrotron.

Vos Rapporteurs ont écouté, sans aucun a priori, les responsables des organismes de recherche et des grands laboratoires publics impliqués décrire les très grands équipements en service actuellement, leurs modalités de fonctionnement et leur rôle dans les disciplines concernées.

Différentes installations ont également été visitées, en nombre insuffisant certes, mais avec le souci de recueillir une expression directe des acteurs, sans le filtre des hiérarchies de toute nature.

Les quelques deux cents scientifiques auditionnés par vos Rapporteurs reconnaîtront dans certains des paragraphes qui suivent, les propos qu'ils ont tenus devant le groupe de travail, certains de ces propos étant cités, d'autres ne l'étant pas, faute de temps pour rendre compte en détail, en quelques six mois, d'une investigation aussi ambitieuse.

En tout état de cause, la responsabilité des considérations qui suivent n'incombe en rien aux scientifiques auditionnés puisque le choix de privilégier tel ou tel aspect n'est pas le leur.

Les comptes rendus des auditions fourniront une description plus complète et authentifiée par les intervenants eux-mêmes de la situation de chaque discipline.

Mais à l'occasion de ces rencontres avec les concepteurs ou les utilisateurs des très grands équipements, l'avenir a naturellement été évoqué.

Vos Rapporteurs ont évidemment invité leurs interlocuteurs à décrire en toute liberté les besoins prévisibles de leurs disciplines dans les années à venir, hors de toute contrainte hiérarchique ou budgétaire.

Il en résulte un tableau des besoins prévisibles des différentes disciplines qui donne une indication sur les investissements à réaliser dans les prochaines années pour les seuls très grands équipements.

Toutefois, pour raison garder et pour avoir une indication sommaire mais comparative sur les nouveaux besoins par rapport aux dépenses actuelles, un décompte précis de l'évolution des dépenses depuis 1990 faites pour les très grands équipements, a été fourni dans chaque cas, grâce aux statistiques fournies par la direction de la recherche du ministère de la recherche.

Après les visites réelles ou virtuelles des très grands équipements et l'écoute attentive des représentants de la recherche française impliqués dans cette question, on ne saurait dissimuler que l'ampleur des besoins d'investissements pour l'avenir est considérable.

Mais comment, dans le même temps, ne pas avouer que la passion mise par les chercheurs pour exposer leurs projets et le caractère fascinant des perspectives de la science moderne éclipsent quelque peu les contingences financières ?

I - PHYSIQUE DES PARTICULES

La physique des particules a pour principaux objectifs l'identification des constituants élémentaires de la matière, la compréhension des forces qui régissent l'Univers et la description de l'évolution de celui-ci depuis ses origines.

La recherche en physique des particules présente la caractéristique d'appartenir au domaine de la recherche fondamentale mais ses retombées indirectes sont importantes dans de nombreux domaines, comme l'électronique, l'informatique, le développement des accélérateurs, l'ingénierie des grands projets ou la formation à la recherche.

En outre, la physique des particules et l'astrophysique sont deux disciplines dont l'enrichissement mutuel s'accroît avec le temps.

La recherche en physique des particules recourt essentiellement aux très grands équipements, indispensables pour parvenir à mettre en évidence les particules élémentaires.

La masse critique très importante des investissements à réaliser pour cette recherche et une forte volonté de coopération internationale ancienne ont conduit à la création en 1954 du CERN, qui focalise les efforts de l'Europe et attire par sa réussite d'autres collaborations.

La communauté française de la physique des particules, qui dispose de ses propres laboratoires en France, apporte au CERN ses compétences et y réalise en coopération les expérimentations les plus lourdes et les plus complexes, moyennant une contribution budgétaire qui est l'une des plus importantes après celle de l'Allemagne.

On verra dans la suite dans un premier temps, quels sont les équipements lourds du CERN et à quelles dépenses ils correspondent pour la recherche française.

L'avenir du CERN sera ensuite évoqué à grands traits, dans cette période difficile qui s'ouvre pour lui après l'arrêt du LEP (grand collisionneur électrons-positons) le 2 novembre 2000 et avant la mise en service du LHC (grand collisionneur ions-protons) qui devrait intervenir dans les cinq ans.

1. Les équipements lourds de la physique des particules

Les équipements lourds de la physique des particules utilisés par les chercheurs français sont essentiellement représentés par les installations du CERN, qui comprennent une dizaine d'accélérateurs, dont le plus grand, le LEP, est un anneau de 27,5 km implanté à cent mètres de profondeur, à cheval sur la France et la Suisse aux environs de Genève.

Depuis sa création, le CERN a fait de nombreuses découvertes importantes en physique des particules et dans d'autres branches des sciences. Ces découvertes ont contribué à améliorer la compréhension de l'Univers. Bien que moins connue, la découverte des courants neutres en 1973 et le succès pour la première fois au monde de colbeam_fr.htmlcollisions de faisceaux de protons sont parmi les principaux temps forts de l'histoire du CERN. Le travail de recherche du CERN est aussi à l'origine de nombreuses inventions remarquables et d'avancées technologiques dont la plus célèbre est le World Wide Web.

Plusieurs scientifiques du CERN ont reçu des distinctions prestigieuses. Carlo RUBBIA et Simon VAN DER MEER ont obtenu le prix Nobel de physique pour " leurs contributions décisives au grand projet qui a conduit à la découverte des particules de champ W et Z, véhicules de l'interaction faible ". charpak_fr.htmlGeorges CHARPAK, physicien au CERN depuis 1959, reçut le prix Nobel de physique en 1992 pour " l'invention et la mise au point de détecteurs de particules, en particulier la chambre proportionnelle multifils, une percée dans la technique d'exploration des parties les plus infimes de la matière ".

Le CERN représente une accumulation considérable de grands équipements comme les accélérateurs et les détecteurs de particules. La communauté des utilisateurs du CERN rassemble près de 7000 scientifiques, chercheurs, ingénieurs, techniciens et étudiants. Cette communauté provient majoritairement des Etats membres mais s'étend désormais au delà de l'Europe, à la Russie, aux Etats-Unis, au Canada, au Japon et plus généralement à l'Asie.

Le budget du CERN a atteint 939 millions de francs suisses en 1999. La contribution de la France s'est élevée pour cette même année à 16,2 % du total. La contribution du Royaume-Uni atteint 15,7 %, celle de l'Allemagne 23,7 %, celle de l'Italie 13,6 % et celle de l'Espagne 6,4 %. Les contributions calculées en francs suisses sont proportionnelles au revenu national net et sont révisées chaque année en fonction de l'évolution de ce dernier.

Au cours de ses 20 premières années d'existence, le CERN a vu son budget augmenter puis se stabiliser et diminuer légèrement. En contrepartie de la décision prise en 1995 de lancer le LHC, un objectif de réduction des effectifs à 2000 postes en 2005 a été adopté.

On sait que le LEP, principale installation du CERN, a été arrêté le 2 novembre 2000, pour permettre la construction du LHC (Large Hadron Collider) qui constitue la nouvelle frontière du CERN pour la physique des particules. Cette machine mettra en jeu des particules d'une énergie plus élevée et devrait permettre de répondre à de nouvelles questions de la physique des hautes énergies.

La réalisation du LHC s'effectue selon un schéma renouvelé par rapport à celui du CERN.

L'investissement est en effet réalisé hors budget. Par ailleurs, de nouveaux participants sont admis à participer, en particulier les Etats-Unis et le Japon. Enfin le financement du LHC est assuré en partie sur emprunt.

Au demeurant, le budget du LHC est d'un montant équivalent à celui du LEP alors que ses performances sont largement supérieures, ceci ayant été rendu possible par le progrès technologique. La construction du LHC capitalise évidemment sur les équipements primaires déjà en fonction, dont le tunnel circulaire du LEP, les accélérateurs périphériques d'alimentation, et sur les compétences accumulées par le CERN.

L'investissement du LHC représente un montant de 2,5 milliards de francs suisses, dont 80 % à la charge du CERN et 20 % à la charge des participants non-membres. Les détecteurs représentent un montant supplémentaire de 1,2 milliard de francs suisses, dont 80 % à la charge des pays non-membres et 20 % à celle du CERN.

La première retombée que la France obtient du CERN provient des salaires. Les deux tiers des personnels du CERN vivent en effet en France mais les commandes à l'industrie française et régionale représentent également des montants importants.

Même si la notion de juste retour n'existe pas au CERN, un mécanisme de rééquilibrage des retombées a été mis en place au profit des pays les moins favorisés au milieu des années 1990.

2. Les TGE de la physique des particules dans la nomenclature actuelle

La nomenclature actuelle des très grands équipements (TGE) comprend actuellement deux TGE pour la physique des particules, d'une part la contribution de la France au budget du CERN et d'autre part la participation française au LHC.

Sur les deux premières années de la période, les dépenses des TGE de la physique des particules comprennent également l'accélérateur national d'électrons de Saclay arrêté en 1991.

Tableau 1 : Dépenses relatives à l'accélérateur d'électrons 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

Accélérateur d'électrons

(TGE scientifique)

personnel

17

26

 

 

 

 

exploitation

 

4

 

 

 

 

construction

28

21

 

 

 

 

total

45

51

 

 

 

 

En 2000, la contribution budgétaire au CERN devrait représenter 74 % du total des TGE de la physique des particules et la participation au LHC 26 %.

On trouvera ci-après l'évolution des dépenses relatives respectivement au CERN et au LHC.

S'agissant du CERN sur la période 1990-2000 et de la charge qu'il a représenté pour la France, le cumul des dépenses de personnel s'élève à 4,16 milliards de francs, les dépenses d'exploitation à 1,806 milliard de francs et les dépenses de construction à 1,444 milliard de francs.

Tableau 2 : Evolution des dépenses relatives au CERN 2

millions de francs (français)

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CERN

(TGE scientifique)

personnel

337

359

370

369

407

433

422

392

375

360

336

exploitation

184

197

194

178

232

240

157

118

104

103

99

construction

83

90

124

105

74

83

164

145

155

191

230

total

604

646

688

652

713

756

743

655

634

654

665

La charge du LHC pour la France devrait représenter en 2000 environ un tiers de celle représentée par la contribution globale au CERN.

Tableau 3 : Evolution des dépenses relatives au LHC 3

millions de francs (français)

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

LHC

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

42

65

117

162

136

166

167

170

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

11

14

31

58

38

47

52

59

total

 

 

 

53

79

148

220

174

213

219

229

S'agissant des dépenses annuelles, la somme des dépenses de personnel, d'exploitation et de construction pour l'ensemble du CERN et du LHC s'élevait à 604 millions de francs en 1990 et devrait atteindre 894 millions de francs en 2000, soit une augmentation de 48 % en francs courants.

Figure 1 : Evolution des dépenses annuelles dans les TGE de la physique des particules

Figure 2 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la physique des particules par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Sur la période 1990-2000, on constate une fluctuation des dépenses de la part de la physique des particules autour de 20 % de la dépense totale pour les TGE. Néanmoins, plusieurs remarques peuvent être faites.

En premier lieu, le niveau absolu de la part de la discipline dans la dépense totale pour les TGE n'appellerait pas de commentaire particulier, si le nombre de disciplines faisant appel à des équipements lourds n'était pas lui-même en augmentation rapide.

Par ailleurs, une diminution de la dépense est enregistrée depuis 1994 jusqu'à 1999.

On peut se demander toutefois si l'augmentation prévue pour 2000 n'est pas le début d'une évolution à la hausse qui ramènerait durablement la part de la physique des particules vers un étiage supérieur à 20 % du fait de la construction effective du LHC.

3. Les besoins prévisibles

Les grands sujets scientifiques à l'ordre du jour du CERN en 2000 ont été la maximisation des dernières semaines de fonctionnement du LEP et le début de la construction du LHC.

Les défis à long terme du CERN sont la perpétuation de son leadership mondial en physique des particules et la pérennisation à long terme de son existence.

Sur un plan financier, le LHC inaugure une nouvelle méthode de management du CERN, avec une ouverture plus grande et le partage de la charge financière par un nombre accru de participants.

Une question importante est de savoir si le modèle du CERN va perdurer ou au contraire être remis en cause, du fait de tendances centrifuges qui pourraient s'accentuer rapidement à mesure de l'augmentation des retombées de cette recherche fondamentale.

Avec le LHC, le CERN va principalement explorer l'origine de la masse des particules et l'existence d'un monde de la matière au delà de celui qui nous est familier (nouvelles dimensions, monde supersymétrique, monde de l'antimatière).

Mais l'un des problèmes majeurs du CERN pendant la période de construction du LHC, est de conserver un spectre de recherches de haut niveau. A cet égard, le projet d'émission de faisceaux de neutrinos dirigés à travers la roche vers le laboratoire souterrain du Gran Sasso en Italie constitue un projet d'importance, qui bénéficie d'ailleurs du soutien de la France.

Cette contrainte de crédibilité scientifique à maintenir pourrait influer à la hausse sur les dépenses.

Un projet tel que le LHC nécessite un travail de conception, de développement et de construction qui s'étale sur environ 20 ans. Les recherches sur les détecteurs ont commencé il y a 15 ans. Les travaux sur le traitement des données qui seront obtenues à partir de 2005 ont commencé en 1995.

Sur un plan technique, l'après LHC est représenté d'une part par le projet de super-collisionneur linéaire TESLA, résultat d'une collaboration internationale de 29 institutions appartenant à 9 pays, dont la faisabilité est pratiquement démontrée. D'autre part, une deuxième voie est représentée par le projet CLIC, préparé par le CERN mais en retard d'au moins quatre années sur TESLA.

Sur un plan organisationnel, s'agissant de l'avenir du CERN au delà du LHC, la question fondamentale est de savoir si son modèle de laboratoire international peut continuer à apporter les meilleures solutions pour la construction de très grands équipements en physique des particules, plutôt qu'un laboratoire national engagé dans des partenariats bilatéraux.

Cette question est soulevée par la compétence croissante de l'Allemagne dans cette discipline scientifique.

En définitive, c'est la répartition des tâches et des équipements dans le monde qui suscite des interrogations.

L'Allemagne, premier contributeur budgétaire du CERN, souligne depuis plusieurs années l'insuffisance des retombées dont elle bénéficie en retour. Il est vrai qu'il existe une politique allemande vigoureuse en physique des particules et que ce pays réclame un rééquilibrage.

Selon certains observateurs, le soutien de l'Allemagne au CERN ne semble pas devoir être remis en cause, puisque les deux tiers des spécialistes du domaine travaillent au CERN, contre un tiers à DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron, Hambourg).

D'autres observateurs préféreraient que le CERN continue de jouer un rôle pivot même dans un avenir lointain, plutôt de voir le leadership pour la génération d'accélérateurs qui suivra le LHC être repris par DESY.

Le projet TESLA de super-collisionneur linéaire est en effet porté par DESY. Son coût est estimé aujourd'hui à hauteur de 2 à 3 milliards de dollars, soit de 14 à 21 milliards de francs, un montant encore sujet à des variations mais qui ne devrait pas significativement dépasser celui du LHC.

Les responsables du CERN proposent une répartition des rôles qui pourrait respecter les desiderata de chacun. Leur postulat de base est qu'après que l'Europe a fait l'effort principal pour le LHC, il revient naturellement aux Etats-Unis de prendre à leur charge, avec bien sûr le soutien de l'Europe, la plus grande part de TESLA, soit la moitié des coûts de construction et un engagement sur la durée du programme.

Dans ce schéma proposé par le CERN, l'Allemagne se verrait reconnaître la place de leader européen des sources de lumière avancées, c'est-à-dire en premier lieu des lasers à électrons libres (FEL - Free electron lasers) et bénéficierait d'une aide européenne à ce sujet.

Le CERN, quant à lui, s'attacherait à la modernisation du LHC et conserverait son rôle moteur dans les accélérateurs.

Toutefois, rien ne dit que l'Allemagne pourrait se satisfaire de cette répartition des rôles, qui, en tout état de cause, irait à l'encontre de ses ambitions dans la recherche fondamentale sur la physique des particules et à l'encontre des synergies des différentes recherches pratiquées à DESY, c'est-à-dire le développement des accélérateurs, la physique des particules et les études sur les lasers à électrons libres.

En filigrane, la question posée est de savoir si la rentabilité globale des investissements dans la physique des particules est bien maximisée dans le schéma actuel ou s'il conviendrait d'adopter un autre modèle à partir des années 2015-2020.

II - PHYSIQUE DU NOYAU

Si la physique nucléaire a accordé une place importante à la fission atomique et à la physique des réacteurs nucléaires civils, ses domaines d'étude sont en réalité considérablement plus larges.

En effet, la physique nucléaire s'intéresse aussi aux constituants de la matière, au degré de cohésion des noyaux en fonction du nombre et de la nature de leurs constituants, au comportement de la matière dans des conditions extrêmes et enfin à l'origine des éléments dans l'Univers.

Plus que de physique nucléaire, il est donc logique de parler aujourd'hui de physique du noyau. C'est ce qui sera fait dans la suite.

Depuis son origine, la physique du noyau recourt à de grands équipements. La nomenclature actuelle des TGE retient le GANIL, Grand accélérateur national d'ions lourds de Caen, ainsi que les dépenses de démantèlement de l'ancien accélérateur d'ions lourds SATURNE.

Les dépenses correspondant aux grands équipements de la physique du noyau sont en diminution depuis 1990, tant en valeur absolue qu'en valeur relative.

Compte tenu de l'importance de la physique du noyau tant au plan de la recherche fondamentale que pour la résolution de questions importantes relatives à l'aval du cycle nucléaire, il est important d'examiner quels pourraient être les besoins d'investissement de la discipline dans les années à venir.

1. Les équipements lourds de la physique du noyau

Le GANIL n'est pas venu s'ajouter purement et simplement à un parc initial maintenu en fonctionnement.

Au contraire, alors que la première expérience du GANIL est intervenue en 1983, au cours des 15 années suivantes, de 1983 à 1997, la physique du noyau française a su fermer différentes installations considérées comme obsolètes, tels l'accélérateur linéaire d'électrons de Saclay (ALS), l'accélérateur d'ions lourds Alice d'Orsay, l'accélérateur national Saturne de Saclay, l'accélérateur Sara de l'Institut des sciences nucléaires de Grenoble, et redéployer vers la protonthérapie le synchrocyclotron d'Orsay.

Le GANIL se définit comme un laboratoire d'accueil et un outil pluridisciplinaire. Il comprend un ensemble d'accélérateurs (cyclotrons) fournissant des faisceaux d'ions lourds dans une très large gamme de masse et d'énergie. Il délivre également des faisceaux dits exotiques, c'est-à-dire essentiellement instables, de haute énergie.

Après que la décision de construction a été prise en 1975, la première expérience est intervenue en 1983. Le coût de la construction initiale s'est élevé à 641 millions de francs 1983, soit 938 millions de francs 1999. Le coût des modifications et compléments apportés entre 1983 et 1999 s'est élevé au total à 911 millions de francs 2000.

En 1999, le GANIL a fourni 5100 heures de faisceaux à haute énergie et 1700 heures à moyenne énergie. Il dispose d'équipements expérimentaux performants. Un nouvel ensemble de production et d'accélération de faisceaux exotiques appelé SPIRAL est en cours d'achèvement.

Les installations du GANIL sont utilisées par 600 utilisateurs extérieurs. La demande de temps de faisceau est au moins deux fois supérieure au temps de fonctionnement disponible.

Les installations comparables au GANIL sont en Europe le GSI de Darmstadt en Allemagne, une installation au demeurant plus complémentaire que concurrente, l'accélérateur d'ions lourds Dubna en Russie, MSU aux Etats-Unis et RIKEN au Japon.

2. Les TGE de la physique du noyau dans la nomenclature actuelle des TGE

Le démantèlement de SATURNE se traduit encore par une dépense d'une dizaine de millions de francs par an.

Tableau 4 : Evolution des dépenses annuelles relatives à Saturne 4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Saturne

(TGE scientifique)

dépenses

71

97

75

72

61

55

49

28

6

5

3

personnel

53

49

40

35

29

23

21

10

8

5

10

construction

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

124

148

115

107

90

78

70

38

14

10

13

Le GANIL est un GIE (Groupement d'intérêt économique) créé pour 30 ans par la Direction des sciences de la matière du CEA et l'IN2P3-CNRS.

Son budget proprement dit s'élève à 52 millions de francs, les personnels de ce GIE continuant d'être gérés par les membres du GIE. Les dépenses totales relatives au GANIL correspondent à 146 millions de francs en 2000.

Tableau 5 : Evolution des dépenses annuelles relatives au GANIL 5

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

GANIL

(TGE scientifique)

personnel

65

108

64

71

79

90

93

95

97

98

93

exploitation

71

73

52

55

49

47

47

49

51

58

53

construction

 

 

 

6

17

21

18

19

10

 

 

total

136

181

116

132

145

158

158

163

158

156

146

Sur la période 1990-2000, les dépenses des TGE de la physique du noyau ont baissé en moyenne de près de 4 % par an.

Figure 3 : Evolution des dépenses annuelles dans les TGE de la Physique du noyau

Dans l'ensemble des dépenses relatives aux TGE scientifiques et technologiques, la physique du noyau ne représente plus que 3,5 % contre 9,1 % en début de période.

Figure 4 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la Physique du noyau par rapport aux dépenses totales des TGE S & T

3. Les besoins prévisibles

La question des besoins prévisibles de la physique du noyau peut s'envisager sous deux angles.

Le premier est celui d'une coopération européenne accrue qui pourrait se traduire par un élargissement des perspectives de recherche et par une diminution des coûts de fonctionnement du GANIL.

Le deuxième axe est celui d'une accélération des recherches et de l'approfondissement de leur intérêt pour différents types d'applications.

S'agissant de la coopération internationale, le GANIL développe à l'heure actuelle un programme de recherche et de développement commun avec la Belgique, les Pays-Bas et la Finlande, pour augmenter la gamme des faisceaux disponibles avec l'installation SPIRAL.

On peut penser que ce programme se traduisant par un partage des coûts de mise à disposition de GANIL, il ne devrait pas se traduire par une augmentation sensible des dépenses.

Par ailleurs, le GANIL participe en tant que coordonnateur au grand programme EURISOL, en collaboration avec tous les grands laboratoires européens, qui vise à définir un avant-projet de machine de 2ème génération tirant parti des premières années de fonctionnement de SPIRAL. Ces développements sont liés à la mise au point d'accélérateurs de très haute intensité.

Le futur de la physique du noyau est suffisamment brillant pour pousser à des efforts accrus, qui entraîneraient des dépenses supplémentaires même en cas de coopération internationale.

La production et l'étude des noyaux exotiques représentent l'un des points forts des recherches conduites au GANIL. Ces noyaux exotiques comportent des proportions de neutrons et de protons très différentes de celles caractérisant l'état stable, ce qui devrait permettre de mieux comprendre le noyau lui-même.

D'autres résultats porteurs d'avenir concernent la mise en évidence de noyaux à halos de neutrons, l'identification de nouvelles structures de noyaux, dont des formes de polymères avec des liaisons covalentes assurées par des neutrons en excès ou encore le domaine de la recherche des noyaux superlourds, liée à la création de nouvelles espèces chimiques de numéro atomique supérieur à celui de l'uranium, l'élément le plus lourd existant dans la nature.

Les études menées au GANIL permettent également de progresser dans la connaissance de la genèse des éléments dans l'Univers et voient leurs enseignements devenir de plus en plus utiles à l'astrophysique.

Mais la recherche fondamentale en physique du noyau est actuellement peu sollicitée pour résoudre l'épineuse question des déchets radioactifs de haute activité et de leur éventuelle transmutation. Or la rupture des noyaux des transuraniens et des produits de fission pourrait nécessiter de mieux comprendre leurs mécanismes de stabilisation.

Les perspectives de la physique du noyau sont donc prometteuses et même brillantes, tant au plan des résultats récemment obtenus qu'à celui des applications.

Des investissements complémentaires pourraient donc être à consentir à l'avenir.

III - PHYSIQUE GRAVITATIONNELLE

La force gravitationnelle est une des forces de la nature que l'homme a identifiée sur un plan scientifique depuis très longtemps. Au début du 17ème siècle, Galilée met en évidence le fait que tous les corps tombent avec la même accélération. A la fin du même siècle, les lois de la gravitation sont établies par Newton. Au début du XXe siècle, Einstein rattache les perturbations du champ gravitationnel à la structure de l'espace temps avec la théorie de la relativité générale.

Selon la théorie de la relativité générale, il existerait des ondes gravitationnelles, en réalité des perturbations du champ gravitationnel, qui se propagent à travers l'espace à la vitesse de la lumière, en décroissant très lentement lorsqu'elles interagissent avec la matière, sans être arrêtées toutefois ni par les étoiles ni par la matière interstellaire.

Jusqu'à aujourd'hui, les ondes gravitationnelles n'ont pu être mises en évidence qu'indirectement à partir de l'étude d'un pulsar binaire, en raison de la faiblesse de la force gravitationnelle.

En définitive, la détection directe des ondes gravitationnelles constitue un objectif d'un intérêt théorique fondamental. Le projet VIRGO s'attaque à la démonstration d'une des constructions intellectuelles les plus élaborées de la physique. Mais, ce faisant, le projet VIRGO représente également un défi considérable pour la physique expérimentale.

1. Les équipements lourds de la physique gravitationnelle

Le projet de détecteur français d'ondes gravitationnelles est né en 1982 au CNRS. Après que l'Italie s'est associée au projet, deux évaluations ont été conduites au CNRS et à l'INFN italien et une décision positive a été prise en 1994. La construction de l'équipement proprement dit est en cours. L'acquisition des données devrait commencer en 2003.

Cet équipement, intitulé VIRGO, est un interféromètre constitué de deux bras orthogonaux de 3 km de long comprenant chacun des cavités optiques résonantes et deux miroirs à leurs extrémités. Deux faisceaux de lumière laser produits par la même source parcourent de très longs chemins à l'intérieur des cavités, 120 km en l'espèce dans chaque bras, et sont recombinés en opposition de phase.

Or les ondes gravitationnelles déforment l'espace temps de telle sorte que, le long de deux directions perpendiculaires, les distances entre des points fixes augmentent dans une direction et diminuent dans l'autre durant le passage des ondes. Les ondes gravitationnelles entraîneront donc un changement de distance entre les miroirs qui lui-même se traduit par une variation des longueurs des chemins optiques parcourus par les deux faisceaux laser, d'où un déplacement partiel de phase des faisceaux. C'est selon ce principe que la détection d'ondes gravitationnelles doit avoir lieu.

VIRGO sera sensible aux ondes gravitationnelles dans un large spectre de fréquences, de 10 à 6000 Hz, ce qui devrait permettre de détecter les ondes produites par l'explosion de supernovae ou par la coalescence de systèmes binaires dans la Voie Lactée et dans les galaxies extérieures, comme par exemple celles de l'amas de VIRGO.

Les défis technologiques à relever pour la construction de VIRGO ont été nombreux.

Le laser de VIRGO est le premier exemplaire d'une nouvelle génération de lasers ultrastables. Les miroirs possèdent à la fois la plus haute réflectivité et la meilleure qualité de surface, deux objectifs qui ont pu être atteints après dix années de recherche et la construction d'un laboratoire de fabrication spécifique. En outre, l'interféromètre a dû être parfaitement isolé des bruits sismiques et avec ses 6 km de long, le tube sous vide du faisceau sera l'une des plus grandes chambres à vide du monde.

VIRGO fonctionnera jour et nuit, à l'écoute de tous les signaux qui arrivent à tout moment de l'univers.

2. Le TGE actuel de la physique gravitationnelle

Le budget total de ce TGE est de l'ordre de 500 millions de francs. La France assure 45 % de ce budget et l'Italie 55 %. Exploité dans le cadre d'une société civile de droit italien, le coût annuel total d'exploitation atteint 55 millions de francs par an, partagé à égalité par la France et l'Italie.

Selon le ministère de la recherche, l'investissement cumulé atteint 227 millions de francs depuis 1992, pour une dépense totale de 446 millions de francs.

Tableau 6 : Evolution des dépenses relatives à VIRGO 6

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

VIRGO

physique gravitationnelle

(TGE scientifique)

personnel

 

 

8

13

16

26

29

22

27

27

28

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

6

construction

 

 

8

26

13

29

39

25

37

24

26

total

 

 

16

39

29

55

68

47

64

68

60

On notera figure suivante que les dépenses relatives à VIRGO semblent stabilisées à un niveau de 60-65 millions de francs par an, personnel inclus.

Figure 5 : Evolution des dépenses annuelles dans le TGE de la Physique gravitationnelle

En définitive, en 1999, les dépenses relatives à VIRGO ont représenté 1,5 % du total des dépenses relatives aux TGE scientifiques et techniques.

Figure 6 : Evolution des dépenses relatives au TGE de la physique gravitationnelle par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Aussi original soit-il, le projet VIRGO n'est pas le seul projet de détection des ondes gravitationnelles dans le monde. La détection interférométrique des ondes gravitationnelles fait en effet l'objet des expériences LIGO aux Etats-Unis, GEO600 en Allemagne et TAMA au Japon.

3. Les besoins prévisibles

Le futur du TGE VIRGO est représenté en premier lieu par son achèvement et sa mise en service en 2003. Une amélioration de l'appareil est toutefois déjà prévue pour 2006.

En second lieu, une coopération est à développer avec l'Allemagne qui, elle-même, conduit un projet en partenariat avec le Royaume-Uni.

En troisième lieu, il convient de faire coïncider la détection des ondes gravitationnelles avec d'autres mesures, comme celles de rayonnements électromagnétiques de longueurs d'ondes variées. Les événements susceptibles de créer des ondes gravitationnelles détectables sont en effet des événements particulièrement violents comme l'explosion de supernovae ou d'hypernovae, que l'on observe par ailleurs dans les longueurs d'onde des rayons X ou des rayonnements gamma. On peut donc prévoir à cet égard des recherches additionnelles qui auront sans doute un volet de modélisation important.

En quatrième lieu, la préparation de la génération suivante de détecteurs doit d'ores et déjà être entamée, puisque aussi bien 25 ans se seront écoulés entre la conception de l'appareil et son entrée en service.

Ces différentes actions, indispensables pour tirer tout le bénéfice de l'investissement déjà réalisé, ne sont pas encore chiffrées mais ne devraient pas être de nature à faire changer d'ordre de grandeur les dépenses relatives au TGE VIRGO.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

IV - FUSION

La recherche sur la fusion est une activité qui se trouve confrontée à un paradoxe, celui d'avoir une finalité explicitement industrielle de production d'électricité alors que la démonstration scientifique de la faisabilité de la fusion contrôlée reste à faire. On pourrait d'ailleurs ajouter une troisième difficulté que rencontrent les recherches sur la fusion, à savoir l'ampleur des moyens requis pour les installations de recherche.

L'horizon de la fusion contrôlée est la production d'électricité. C'est l'objectif des chercheurs qui s'intéressent à ce domaine. C'est la justification des investissements considérables dont il a bénéficié.

Sans cette perspective, il ne fait pas de doute que la recherche aurait été abandonnée, tant sont grandes les difficultés qu'elle rencontre. Selon l'expression de M. Roger BALIAN, " la recherche sur la fusion contrôlée constitue un projet scientifique mais de motivation non scientifique, qui n'appartient pas en tout état de cause au domaine de la science fondamentale ".

Au vrai, cette recherche a incontestablement souffert d'annonces prématurées sur l'horizon de ses débouchés. On constate d'ailleurs une propension toujours actuelle dans les présentations faites par certains chercheurs, à comparer d'ores et déjà le coût du kWh produit par la fusion à celui du kWh nucléaire, alors que l'on ne peut envisager aucune perspective de réacteur industriel avant au minimum 30 à 40 ans.

Il faut toutefois souligner les retombées des recherches sur la fusion dans le domaine scientifique pour la physique des plasmas ou la magnétohydrodynamique et dans le domaine technologique, avec les applications industrielles des plasmas, du cryomagnétisme et des avancées dans le domaine des matériaux et de l'instrumentation.

Si le chemin est long avant ce terme, c'est qu'il reste à apporter la démonstration scientifique de la fusion contrôlée. Les tokamaks en fonctionnement actuellement progressent dans leurs performances. Mais ce sera l'objectif d'ITER-FEAT, machine conçue dans le cadre d'une collaboration internationale, que d'effectuer cette démonstration en atteignant un rapport puissance issue de la fusion sur puissance supplémentaire fournie au combustible au moins égal à 10. Mais, même en cas de succès, ITER-FEAT n'ouvrira pas la voie, à lui seul, à un réacteur électrogène. Des développements complémentaires seront nécessaires, en particulier dans le domaine des matériaux à faible activation et des couvertures tritigènes, avant une étape d'intégration technologique finale.

Il s'agit là d'un projet dont le coût est tel qu'il est mondial depuis son origine. La France possède de réelles chances d'accueillir, pour le compte de l'Union européenne, ce projet dans l'hexagone, si toutefois les conditions d'un effort de financement particulier peuvent être réunies.

1. Les équipements lourds de la fusion

Les efforts de la France dans les recherches sur la fusion contrôlée prennent appui sur une machine nationale, TORE SUPRA, et sur une participation française à la machine européenne JET.

Le tokamak TORE SUPRA, installé à Cadarache est issu du regroupement des moyens relatifs aux machines TFR (tokamak) de Fontenay-aux-Roses, Petula (tokamak) et Wega (stellarator) de Grenoble, installations qui ont été arrêtées au milieu des années 1980.

La construction de TORE SUPRA a duré 7 ans, le premier plasma ayant été obtenu en 1988. Le volume du plasma de TORE SUPRA est de 20 m3, à comparer au volume de l'ordre de 1 m3 des machines de la génération précédente et au 100 m3 du JET.

TORE SUPRA a obtenu des plasmas sur des durées de 2 minutes et permet des démonstrations complémentaires à celles du JET. Celui-ci est plus performant du fait de son grand volume mais est limité en durée d'impulsion à 5 secondes pour les plasmas les plus performants.

Par rapport à l'ensemble des machines servant dans le monde à l'étude de la fusion, TORE SUPRA est le seul grand tokamak à mettre en _uvre la technologie des aimants supraconducteurs.

Dans la répartition de facto des sujets de recherche relatifs à la fusion, TORE SUPRA s'est spécialisé dans l'étude des temps longs et détient le record de l'énergie extraite. La modernisation en cours, qui s'achèvera en 2008, a pour objectif l'accès à la physique et à la technologie des décharges performantes et de longue durée, c'est-à-dire de 1000 secondes environ. En tout état de cause, on peut considérer que vers 2008, le programme TORE SUPRA sera arrivé à maturité.

TORE SUPRA a exercé un effet d'entraînement dans le domaine du magnétisme et de la cryogénie.

C'est pour cette installation qu'ont été développés des aimants supraconducteurs et une installation cryogénique inédite, technologies qui ont ensuite été utilisées au CERN pour construire le LHC. Les techniques cryomagnétiques développées par le CEA pour la fusion et la physique des particules ont trouvé de nombreuses applications dans le domaine médical et d'autres domaines de recherche.

Les travaux conduits avec TORE SUPRA sont complétés par les recherches effectuées sur le tokamak européen JET implanté en Grande-Bretagne.

La décision de construction du JET (Joint European Torus) fut prise en 1978 par le Conseil des ministres de la CEE, sa construction intervenant de 1978 à 1983, date à laquelle le premier plasma a été obtenu.

Le JET est le plus grand tokamak du monde. Il détient le record mondial d'énergie de fusion, soit 22 MJ pendant près de 4 secondes. Il détient également le record mondial de puissance de fusion, à 16 MW, avec un rapport puissance issue de la fusion sur puissance additionnelle fournie au combustible égal à 0,64.

Seul instrument à pouvoir fonctionner avec un mélange deutérium-tritium, le JET joue un rôle clé dans la préparation de l'étape expérimentale suivante, présentée sous le nom d'ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Le JET présentant encore un fort potentiel, son utilisation a été prolongée jusqu'à la fin 2002 et est envisagée jusqu'à la fin du 6ème PCRD. Un investissement supplémentaire a été proposé dans ce sens, consistant dans l'augmentation de puissance de chauffage du plasma, afin d'affiner les scénarios de fonctionnement d'ITER, de finaliser l'ingénierie de différents dispositifs essentiels de ce dernier et de progresser dans la recherche fondamentale sur la physique des plasmas. L'essentiel de cet investissement devrait être financé par EURATOM.

Le JET est utilisé depuis le 1er janvier 2000 dans le cadre d'un nouvel accord, l'European Fusion Development Agreement (EFDA), dont le but est de mettre en place un cadre coopératif fort, de focaliser et de réorganiser les recherches afin de préparer ITER. Outre le JET, l'EFDA couvre les recherches en technologies de la fusion et la participation européenne à ITER. L'EFDA pourrait éventuellement évoluer vers une agence européenne, en particulier si ITER était décidé.

2. Les TGE de la fusion dans la nomenclature actuelle

Les dépenses annuelles relatives à TORE SUPRA sont stables depuis 1995, à moins de 150 millions de francs par an, selon les chiffres du ministère de la recherche. En 1999, le personnel attaché à TORE SUPRA représentait 356 personnes, dont 282 appartenant au CEA, 24 présents dans le cadre d'EURATOM et 16 doctorants.

Tableau 7 : Evolution des dépenses relatives à TORE SUPRA 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

TORE SUPRA

(TGE scientifique)

personnel

92

70

82

57

67

81

81

82

83

86

86

exploitation

96

97

52

51

51

38

45

40

42

39

41

construction

 

 

 

 

 

23

24

22

17

17

17

total

188

167

134

108

118

142

150

144

142

142

144

La participation française au JET représente quant à elle un montant de 11 millions de francs par an, correspondant à une quote-part des frais d'exploitation.

Le faible coût de la participation française au JET s'explique par l'intervention des crédits communautaires pour le financement de la machine.

En effet, le programme européen de recherche sur la fusion fait l'objet d'une action clé  du 5ème PCRD, qui est mise en oeuvre dans le cadre des activités EURATOM. Deux des principaux axes de cette action clé sont d'une part la pleine exploitation du JET et d'autre part la consolidation des bases scientifiques d'ITER.

De fait, le budget du JET pour l'année 2000 est de 67,5 millions d'euros. EURATOM le finance à hauteur de 73 %. Un Fond conjoint réunissant l'UKAEA et les " Associations ", c'est-à-dire les organismes nationaux de recherche contractuellement associés à EURATOM, finance 21 % du total. Le reste, c'est-à-dire 6 %, correspond à des activités conduites dans les laboratoires nationaux et financées par ceux-ci. La participation directe du CEA au Fond conjoint représente 1,4 million d'euros.

Tableau 8 : Evolution des dépenses relatives au JET 2

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

JET

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

21

22

17

17

17

10

10

10

10

11

11

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

21

22

17

17

17

10

10

10

10

11

11

Compte tenu des évolutions précédentes, il n'est pas étonnant de constater que les dépenses des TGE de la fusion sont étales depuis 1995.

Figure 7 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de la fusion

Par ailleurs, les dépenses des TGE de la fusion représentent en 2000 3,4 % de l'ensemble des dépenses des TGE scientifiques et techniques.

Figure 8 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la fusion par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles

Le tokamak français et le tokamak européen actuellement en fonctionnement ne semblent pas nécessiter à moyen terme des dépenses susceptibles de faire croître sensiblement leurs budgets. La modernisation en cours de TORE SUPRA sera achevée en 2008 dans les limites budgétaires actuelles. La prolongation du JET au delà de 2002 ne devrait pas représenter une charge supplémentaire considérable pour les pays membres, dans la mesure où EURATOM assume la plus grande part du financement.

En réalité, la grande question est celle du projet ITER-FEAT, conçu dans le cadre d'une coopération internationale.

La coopération en matière de recherche sur la fusion a pris une dimension mondiale depuis la fin des années 1980 à la suite d'un sommet du G7.

Avec un horizon à plusieurs dizaines d'années pour l'obtention de résultats industrialisables, l'absence de concurrence et de retombées immédiates en matière de fourniture d'énergie, un accord international a pu être signé entre les Etats-Unis, le Japon, l'Europe et la Russie, les recherches en cours au plan national se poursuivant toutefois en parallèle.

Le programme ITER subséquent a connu une première étape au terme de laquelle le projet a été jugé surdimensionné et coûteux. Le coût de la machine préconisée intitulée ITER-FDR atteignait en effet 6 milliards de dollars. Le projet a connu ensuite une phase difficile, notamment en raison du retrait des Etats-Unis.

Le projet actuel intitulé ITER-FEAT résulte d'une simplification du projet initial. Son coût est ramené à 3,5 milliards de dollars, soit environ 25 milliards de francs.

Les dépenses de recherche sur la fusion dans le monde sont d'un montant considérable. EURATOM consacre environ 200 millions d'euros par an, auxquels il faut ajouter les 250 millions d'euros annuels dépensés par les pays membres, soit un total de 450 millions d'euros dépensés en Europe. Les sommes consacrées annuellement à ces mêmes recherches atteignent un montant comparable au Japon et environ 250 millions de dollars aux Etats-Unis. Le total des dépenses atteint donc environ 1,1 milliard d'euros par an.

La construction d'ITER-FEAT dont le devis actuel est de 3,5 milliards d'euros, semble possible aux partisans du projet, dans la mesure où elle s'étalera sur 10 ans et où elle s'accompagnera d'une fermeture progressive de la plupart des installations actuelles.

Selon la répartition des dépenses arrêtée actuellement, un partenaire du projet ITER, par exemple l'Union européenne, accueillant la machine sur son sol devrait prendre à sa charge 25 % du coût d'ITER-FEAT, en plus de sa contribution aux 75 % restant qui sont à partager équitablement entre l'ensemble des partenaires.

Dans le cas où l'Europe, dans le cadre d'EURATOM serait candidate pour accueillir le projet, la charge financière pour le pays hôte ne constituerait qu'une partie de ces 25 %, le complément étant financé par le budget communautaire EURATOM. La part précise du pays hôte reste donc à négocier.

C'est dans ce cadre que le CEA propose à l'Union européenne la candidature du site de Cadarache pour accueillir la machine ITER-FEAT. Les atouts de la France sont ses compétences dans le domaine de la fusion, les qualités du site de Cadarache, ainsi que l'absence d'autre candidat en Europe.

Sur un plan financier, la dépense pour la France serait sans nul doute importante même si la part d'EURATOM reste à négocier. Mais les commandes à l'industrie nationale et les revenus provenant de l'exploitation viendraient compenser la charge initiale, avec un décalage de trésorerie dont il faut tenir compte.

Sur le seul plan financier, l'exemple du CERN montre que la France a pu obtenir des retombées considérables de son rôle moteur dans un grand projet international, aux plans scientifiques, technologiques et économiques.

Reste à savoir si l'exemple du CERN est transposable à la fusion et si une participation de toutes les grandes zones économiques mondiales pourra être réunie, conformément aux objectifs initiaux du projet.

V - LE LASER MEGAJOULE

Le Laser MegaJoule est un très grand investissement technologique, en cours de construction, destiné au programme de simulation lié à la Défense nationale.

En tant que tel, le Laser MegaJoule n'est pas un très grand équipement répertorié pour le moment dans la nomenclature des TGE de la direction de la recherche du ministère de la recherche.

S'il s'agit d'un outil qui participe au maintien de la capacité de dissuasion après la suppression des essais nucléaires, son utilisation pour la recherche civile est toutefois envisagée.

Le principe d'une utilisation du laser MegaJoule pour des recherches civiles relatives à la fusion contrôlée par confinement inertiel ainsi que les conditions de mise en place d'un tel programme sont actuellement explorés.

C'est dans cette perspective que le cas du Laser MegaJoule est traité dans la suite.

1. Le Laser MegaJoule pour l'étude de la fusion avec confinement inertiel

Le Laser MegaJoule, dont la construction a commencé au CESTA-CEA près de Bordeaux, devrait être opérationnel en 2008 et atteindre ses performances nominales en 2010.

Grâce à ses 240 faisceaux, le Laser MegaJoule pourra déposer une énergie de 1,8 MJ en quelques milliardièmes de seconde sur une cible centimétrique, recréant ainsi à une échelle réduite les conditions de pression et de température de la fusion thermonucléaire. La puissance de l'ensemble des faisceaux pourra atteindre 600 000 Gigawatts.

Le Laser MegaJoule représente l'un des trois maillons développés pour suppléer les enseignements des essais nucléaires.

Le premier autre maillon est l'appareil de radiographie éclair géant AIRIX, installé à Moronvilliers (Marne) qui sert à radiographier avec un flash de rayons X d'une durée de quelques milliardièmes de secondes, l'explosion de matériaux lourds non nucléaires servant d'amorce aux armes nucléaires.

Le deuxième maillon est l'ensemble constitué par un supercalculateur en cours d'installation au centre du CEA-DAM d'Ile-de-France de Bruyères-le-Châtel et par les logiciels de simulation numérique des armes nucléaires. Le coût total du programme de simulation s'élève à 15 milliards de francs, dont 10 milliards de francs pour les investissements matériels et 5 milliards de francs pour le développement. Un millier de chercheurs et ingénieurs de la DAM du CEA y travaillent 3.

La construction et l'utilisation du laser MegaJoule répondent ainsi au premier chef à des objectifs militaires liés à la simulation des armes nucléaires.

Mais il est prévu dans ce cadre qu'une partie des 600 tirs annuels soient utilisés pour l'étude de la fusion par confinement inertiel.

Il s'agit là d'un domaine d'étude complémentaire de celui de la fusion contrôlée avec confinement magnétique, où l'on utilise des tokamaks (voir plus haut).

Un dispositif tel que le Laser MegaJoule peut en effet permettre de, créer pour un volume de matière très faible, de l'ordre du centimètre cube, les conditions de la fusion.

En effet, l'absorption du rayonnement laser par une cible de deutérium et de tritium conduira à des températures de plusieurs millions de degrés et des pressions de plusieurs millions de bars, d'où la compression brutale des matériaux fusibles et le déclenchement de la fusion nucléaire, le temps de réaction étant limité par le temps de dégradation de la cible, lui-même fonction de l'inertie de la matière. Le gain attendu entre l'énergie fournie, soit 2 MJ, et l'énergie de fusion, est d'un facteur 10, le tout pour des quantités de matière très réduites.

La fusion par confinement inertiel ne fait à l'heure actuelle l'objet d'aucun programme financé de recherche civile, sauf aux Etats-Unis, ce qui a pour conséquence un retard important de cette voie de recherche par rapport à la fusion par confinement magnétique, la seule explorée dans bien des cas et en particulier au CEA.

2. Le Laser MegaJoule, un équipement potentiellement fédérateur pour les recherches sur les lasers de puissance

Au delà des études sur la fusion proprement dite, une installation comme le Laser MegaJoule pourrait constituer un outil d'une grande utilité pour d'autres types de recherches.

En premier lieu, le Laser MegaJoule présente un intérêt considérable pour la physique fondamentale, au regard de questions comme la dynamique des implosions et les équations d'état, l'étude des interactions rayonnement-matière.

Pour d'autres disciplines comme l'astrophysique, un tel dispositif permet la simulation d'événements violents comme l'explosion de supernovae. Les conditions technologiques de mise en _uvre d'un tel équipement étant très complexes, les recherches correspondantes sont d'un intérêt majeur pour d'autres projets comme par exemple le projet VIRGO de détection des ondes gravitationnelles (voir plus haut).

De fait les équipes de recherche intéressées par l'utilisation du Laser MegaJoule sont très nombreuses, situées principalement à l'Ecole Polytechnique, à Orsay, au CEA ainsi qu'en Europe.

Au reste, il existe en France une communauté de plus en plus importante de chercheurs s'intéressant à la technologie et aux applications générales des lasers de puissance. Cette communauté est encore peu structurée mais elle est en croissance rapide, comme en témoigne l'exploitation de l'installation LULLI, qui est quatre fois plus demandée qu'elle ne peut offrir d'accès.

Un débat existe sur les débouchés des travaux actuels sur les lasers de puissance qui ouvrent des perspectives inattendues. Un autre débat s'est engagé sur les perspectives des lasers à rayons X et leur intérêt comparé à d'autres techniques.

Pour certains experts, les lasers à électrons libres, qui représentent la prochaine génération de synchrotrons, devraient garder la prééminence par rapport aux lasers à rayons X, tant en longueurs d'ondes qu'en puissance de crête intégrée en flux par stéradian.

Au surplus, une nouvelle voie existe par ailleurs pour les lasers à rayons X et les sources X incohérentes qui reposent sur la technologie du bombardement de cibles métalliques par des lasers ultra brefs.

En outre les développements actuels des lasers ultra brefs permettent d'envisager la mise au point de sources gamma pulsées.

Au demeurant, comme le montre le montage de sources lasers sur les lignes de lumière des synchrotrons, ces technologies sont bien davantage complémentaires que concurrentes.

Ainsi donc, le domaine des lasers de puissance " fourmille d'innovations " et se révèle très attractif pour les étudiants et les jeunes chercheurs.

Si le ministère de la Défense souhaite que les installations du Laser MegaJoule soient utiles à la recherche civile, ce qui est un atout pour un grand nombre de chercheurs intéressés par les lasers de puissance, il reste que l'organisation pratique pour l'accès aux expériences et la délimitation du périmètre classé " secret défense " s'avèrent complexes à mettre au point et souvent dissuasives pour des scientifiques de la recherche fondamentale et pour la coopération internationale.

VI - SYNCHROTRONS

Le cas du synchrotron a été traité en détail dans le premier tome du présent rapport 4.

Afin de replacer cet outil d'analyse fine de la matière dans le contexte général des très grands équipements, les principaux points de l'analyse développée par vos Rapporteurs dans le rapport de l'Office publié le 17 mars sont rappelés dans la suite.

Les synchrotrons produisent des ondes électromagnétiques de toutes longueurs d'onde, utilisées par un nombre considérable de méthodes d'analyse de la matière.

Ces machines sont constituées d'une part d'un anneau de stockage d'une circonférence de cent à plusieurs centaines de mètres, dans lequel les électrons tournent 350 000 fois par seconde à une vitesse proche de celle de la lumière, et, d'autre part, de lignes de lumière et de postes expérimentaux périphériques qui utilisent la lumière émise par les électrons lors de passage dans des aimants de courbure ou des " chicanes " magnétiques (" wigglers " et onduleurs) placées sur leur trajectoire, lumière dénommée rayonnement synchrotron.

Les synchrotrons, qui sont utilisés chacun par plusieurs milliers de chercheurs, constituent une avancée technologique majeure puisque le rayonnement des synchrotrons de 3ème génération est mille milliards de fois plus brillant que les rayons émis par des équipements de laboratoire comme les tubes à rayons X.

Alors que l'on se trouve déjà à la 3ème génération de machines, l'évolution technique des synchrotrons est loin d'être achevée, des progrès considérables étant attendus sur les onduleurs, l'optique des lignes de lumière, et l'instrumentation, et notamment les détecteurs. En outre, de nouvelles perspectives existent en termes de machines dérivées des actuels synchrotrons mais complémentaires, les lasers à électrons libres.

1. Les besoins en rayonnement synchrotron

Un synchrotron est un très grand instrument banalisé, partagé, accessible, formateur et pluridisciplinaire.

Un synchrotron, même de 3ème génération, apparaît aujourd'hui comme une machine banalisée, au service d'une vaste communauté de chercheurs appartenant à des laboratoires multiples, répartis sur tout le territoire et venant même de l'étranger pour près du quart du total en moyenne.

Les chercheurs visiteurs de toutes disciplines, qui se relaient sur les postes expérimentaux des synchrotrons, bénéficient d'une assistance rapprochée de la part des concepteurs et des chercheurs résidents. Par ailleurs, les synchrotrons jouent un rôle important dans la formation des jeunes chercheurs.

Un synchrotron, en définitive, fournit des services de haut niveau technologique à un ensemble de communautés scientifiques relevant de différentes disciplines.

La demande de temps d'accès aux lignes de lumière des synchrotrons est en forte croissance dans tous les pays du monde, en particulier en France.

Ainsi, en 1999, la demande exprimée en (heures x instruments) adressée au LURE a représenté 155 % du temps alloué, un pourcentage à peu près stabilisé cinq ans après la mise en service des équipements (voir figure suivante).

Figure 9 : Ecart entre la demande exprimée en (heures x instruments) et l'allocation effective au LURE 5

On constate également que la demande d'accès à l'ESRF ne peut pas être satisfaite. L'écart entre la demande de temps d'accès et les durées effectivement allouées s'est élevé à 205 % pour la part française de l'ESRF 6, cinq ans après la mise en service de l'appareil (voir figure suivante).

Figure 10 : Ecart entre la demande exprimée en heures x instruments et l'allocation effective à l'ESRF (part française)

La même insuffisance se constate pour l'ESRF considéré dans son ensemble (voir figure suivante). En 1999, la demande de (jours x instruments) a atteint 210 % de l'allocation effective.

Figure 11 : Ecart entre la demande exprimée en (jours x instruments) et l'allocation effective à l'ESRF considéré dans son ensemble

La décision de M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG, ministre de la recherche annoncée le 11 septembre 2000, d'autoriser la construction du synchrotron de 3ème génération SOLEIL sur le plateau de Saclay, a donc pour but premier de répondre aux besoins de chercheurs d'accéder à cet outil d'analyse essentiel que constitue le rayonnement synchrotron.

2. Les dépenses actuelles dans le domaine du rayonnement synchrotron

Les synchrotrons sont considérés par le ministère de la recherche comme faisant partie de la catégorie des très grands équipements et les dépenses correspondantes sont répertoriées comme telles.

L'ensemble des dépenses de personnel, d'exploitation et de construction-modernisation du LURE se sont élevées à 136 millions de francs en 1999, un niveau quasiment stable depuis 1995 (voir tableau ci-dessous).

Tableau 9 : Evolution des dépenses annuelles relatives au LURE 7

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

LURE

(TGE scientifique)

personnel

65

61

65

72

73

93

91

93

93

93

104

exploitation

44

44

45

44

45

47

46

44

43

43

42

construction

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

total

109

105

110

116

118

140

143

137

136

136

146

La contribution française à l'ESRF atteint un montant du même ordre de grandeur, soit 125 millions de francs en 1999. La part des dépenses de construction a décru depuis 1990 et s'est annulée en 1998. Les dépenses d'exploitation ont pris le relais, tandis que les dépenses de personnels ont atteint un maximum de 1994 à 1996 correspondant à la mise au point de l'appareil.

Tableau 10 : Evolution des dépenses annuelles relatives à l'ESRF 8

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ESRF

(TGE scientifique)

personnel

22

32

40

48

52

52

56

30

26

28

28

exploitation

 

 

 

 

18

40

49

82

85

97

98

construction

120

134

126

108

74

38

24

25

12

 

 

total

142

166

166

156

144

130

129

137

123

125

126

S'agissant de SOLEIL, des frais ont été comptabilisés lors de la phase active d'étude, de 1997 à 1999, aucune dépense n'ayant été prévue en 2000.

Tableau 11 : Evolution des dépenses annuelles relatives à SOLEIL 9

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Soleil

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

5

7

1

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

6

7

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

total

0

0

0

0

0

0

0

11

21

1

0

Si l'on examine l'évolution au cours du temps des dépenses relatives au rayonnement synchrotron, on constate une remarquable constance au cours du temps. Il faudrait se féliciter de cette stabilité si, pendant la même période, la demande d'accès aux faisceaux n'avait pas explosé.

Figure 12 : Evolution des dépenses annuelles relative au rayonnement synchrotron

Du fait de la croissance des dépenses des autres types de très grands équipements, la stabilité des dépenses relatives aux synchrotrons se traduit par une diminution de leur part relative, qui ne représentait plus que 5,7 % du total en 1999.

Figure 13 : Evolution des dépenses relatives aux TGE Synchrotrons par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles

Le premier tome du présent rapport concluait à la nécessité de construire sans attendre un synchrotron national polyvalent, pluridisciplinaire et évolutif, indispensable pour la communauté scientifique française

La décision du ministre de la recherche, dans le cadre d'un partenariat de l'Etat avec la région Ile-de-France et le département de l'Essonne, va donc dans le bon sens.

Vos Rapporteurs se sont félicités que le rapport de l'Office ait joué un rôle important dans l'information du ministre au moment où il prenait ses fonctions.

Après que la décision a été prise conformément aux recommandations de l'Office de doter la recherche française de l'outil pluridisciplinaire dont elle a un urgent besoin, il convient que la construction de SOLEIL commence sans aucun retard.

Les besoins de la communauté scientifique sont à satisfaire le plus vite possible. Les difficultés d'accès au LURE et à l'ESRF occasionnent en effet des retards préjudiciables à la compétitivité de la recherche française, dans toutes les disciplines.

Les prévisions établies par M. Yves FARGE, d'un doublement en moyenne des capacités d'accueil de projets, montrent l'urgence du problème.

Tableau 12 : Estimation des capacités annuelles souhaitables en France à 20 ans 10

nombre de projets

capacité

annuelle

actuelle

estimation de la capacité souhaitable

à 20 ans (1999)

facteur

multiplicatif

Sciences de la vie

80

240

3

Sciences de l'univers

40

80

2

Recherche appliquée (dont micro-fabrication)

320

640

2

Chimie

160

240

1,5

Physique

200

240

1,2

Total

800

1440

1,8

A terme, il s'agit bien de doter la France de capacités nationales d'accueil sur synchrotron de 3ème génération qui représentent près des deux tiers des capacités actuelles sur des machines de 1ère et de 2ème génération.

Tableau 13 : Prévisions de capacités souhaitables en France à 20 ans selon la génération des synchrotrons considérés 11

nombre de projets

Capacité

annuelle

actuelle

Capacité annuelle

souhaitable

à 20 ans

facteur

multiplicatif

Expérimentations sur synchrotron de 1ère génération

480

320

0,7

Expérimentations sur synchrotron de 2ème génération

120

670

5,6

Expérimentations sur synchrotron de 3ème génération

0

770

-

L'urgence concerne toutes les disciplines mais est particulièrement forte dans le domaine des sciences du vivant.

Une course de vitesse est engagée pour l'élucidation des structures des protéines. Il s'agit là d'un enjeu capital des sciences du vivant. A cet égard, le rayonnement synchrotron constitue un outil irremplaçable, comme l'indique la figure ci-après.

Figure 14 : L'importance croissante du rayonnement synchrotron pour l'élucidation des structures macromoléculaires 12

La résolution des structures des protéines qui pouvait s'effectuer avec des instruments de laboratoires, bascule, dans tous les pays, vers les synchrotrons, ainsi qu'en témoigne le graphique suivant réalisé par le laboratoire de l'EMBL (European Molecular Biology Laboratory) implanté sur le site des synchrotrons du Hasylab de Hambourg.

Un succès récent et marquant obtenu à l'ESRF est l'élucidation de la structure du prion de levure 13.

Figure 15 : Comparaison du total mondial de publications de biologie structurale résultant de travaux conduits sur des synchrotrons ou sur des sources propriétaires 14

Il convient en conséquence de mettre en place, sans tarder davantage, la structure chargée d'engager concrètement la réalisation de SOLEIL et de lui donner les moyens de conduire sa mission à marche forcée.

Par ailleurs, il faut également signaler que la recherche sur la génération suivante de synchrotrons commence avec la réflexion et les premiers travaux exploratoires sur les lasers à électrons libres commandés par des accélérateurs linéaires.

Ces machines, dont la faisabilité semble acquise, devraient d'une part permettre d'obtenir un nouveau saut qualitatif pour la brillance et la cohérence des faisceaux de rayons X, et d'autre part, grâce à la réduction de la durée des impulsions à quelques femtosecondes, ouvrir la voie à des applications nouvelles des rayons X, comme la femtochimie.

Un mémoire en faveur d'une initiative européenne dans ce domaine 15 a récemment été discuté à la table ronde européenne sur le rayonnement synchrotron et adopté par le groupe européen de réflexion sur les méthodes d'analyse fine de la matière.

Si les perspectives de réalisation d'une machine dédiée semblent encore relativement lointaines, il convient toutefois de garder à l'esprit qu'il existe des perspectives de développement pour le rayonnement synchrotron.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : dépêche AFP 28 septembre 2000, réf : FRS1204 3 GIA 0622 FRA / AFP-TK95.

4 Christian CUVILLIEZ et René TRÉGOUËT, Les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron, Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, Assemblée nationale n° 2248, Sénat n° 273, Paris, 17 mars 2000.

5 Source : CNRS - audition de Mme BRECHIGNAC, directeur général, 2 février 2000.

6 Part française augmentée des accès aux lignes dites CRG réservées aux Collaborative Research Group.

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

10 Source : Y. FARGE, CNRS, 1999.

11 Source : Y. FARGE, CNRS, 1999.

12 Source : Review of the needs for European synchrotron and related beam-lines of biological and biomedical research, Fondation européenne de la science (ESF), novembre 1998.

13 AFP, 4 décembre 2000.

14 Source : HASYLAB - DESY Hambourg, février 2000.

15 Jochen R. SCHNEIDER, European Initiative for the Construction and Usage of Linac Driven Free Electron Laser (FEL), DESY, Hambourg, novembre 2000.

VII - NEUTRONS

Les sources de neutrons constituent un autre outil essentiel d'analyse fine de la matière, à l'instar du rayonnement synchrotron.

Du fait des propriétés particulières des neutrons, il s'agit d'un outil complémentaire du rayonnement synchrotron, plutôt qu'un moyen de substitution.

Les neutrons interagissent avec les noyaux des atomes, au contraire des photons qui interagissent avec le cortège électronique des atomes. La masse et la vitesse des neutrons utilisés en font une sonde unique pour l'étude des structures de la matière, à des échelles qui vont de l'atome au micron. Simultanément, les neutrons donnent accès à la dynamique de ces structures.

Par ailleurs, en tant que particules dotées d'un moment magnétique, les neutrons sont également une excellente sonde magnétique.

Au demeurant, étant donné l'absence de " mini-sources " de neutrons propriétaires, c'est-à-dire à la portée d'un seul laboratoire, les expériences réalisées sur les sources de neutrons ne peuvent pas être préparées en amont.

Dans le domaine de la biologie, si le rayonnement synchrotron est particulièrement performant pour l'étude des macromolécules cristallisées et en particulier des protéines, en revanche les sources de neutrons sont bien placées pour l'étude des protéines en solution ainsi que pour l'étude de parties de molécules réalisée avec des procédés de marquage.

1. Les sources de neutrons en fonctionnement sur le sol national

Après l'arrêt en décembre 1997 du réacteur SILOE de 35 MW, sont opérationnelles sur le sol français les sources de neutrons du Laboratoire Léon Brillouin (réacteur Orphée de 14 MW) et de l'Institut Laue-Langevin (réacteur de 57 MW).

Le Laboratoire Léon Brillouin (LLB) a la responsabilité d'exploiter les 25 instruments installés autour du réacteur de type piscine Orphée. Le réacteur Orphée proprement dit, qui fonctionne avec une régularité et un niveau de performances remarquables depuis plus de 20 ans, est de la responsabilité du CEA. Le laboratoire Léon Brillouin, laboratoire national financé conjointement par le CNRS et le CEA dispose de la plus grande densité d'instruments au monde pour des installations de ce type. En tout état de cause, le LLB est compétitif par rapport à l'ILL mais aussi par rapport à la source pulsée britannique ISIS du Rutherford Appleton Laboratory.

Le Laboratoire Léon Brillouin est régi par une convention entre le CEA et le CNRS.

Le budget annuel de l'ensemble constitué par le réacteur et le Laboratoire Léon Brillouin s'élève à 130 millions de francs, frais de personnel compris mais hors amortissement du réacteur.

Le budget hors salaires du LLB est de 23 millions de francs. Ce budget est financé à hauteur de 14 millions de francs par des contributions à parité du CNRS et du CEA. Le complément est assuré par des contrats avec l'industrie, par les contributions des CRG (Collaborative Research Group) et par le contrat " Access to Large Facilities " de l'Union européenne qui finance l'accès de chercheurs étrangers à ses installations. Les effectifs du laboratoire atteignent 150 postes à temps plein, à quoi il faut ajouter 57 postes pour le réacteur.

Le LLB a, en 1999, assuré 4 200 jours-instruments, ce qui correspond à 500 expériences par an. Les expériences ressortissent à hauteur de 55 % à la physique de la matière condensée, de 28 % à la chimie, de 10 % aux sciences de l'ingénieur et aux matériaux et de 7 % à la biologie.

L'écart entre la demande de temps d'accès à ses faisceaux et le temps effectivement mis à disposition est en moyenne de 30 %. Mais pour certains instruments, la demande peut excéder l'offre d'un facteur 2 voire même 3.

L'Institut Laue Langevin (ILL), situé à Grenoble, a été créé en 1967 sous la forme d'une société de droit civil français, par deux membres fondateurs associés, la France et l'Allemagne, rejoints par le Royaume-Uni en 1973, après la mise en exploitation du réacteur en 1972. Depuis lors, différents pays ont adhéré : l'Espagne (1987), la Suisse (1988), l'Autriche (1990), la Russie (1996), l'Italie (1997) et la République tchèque (1999), l'adhésion donnant droit à un temps de faisceau supérieur.

Le budget de l'ILL pour 2000 est de 355 millions de francs, la contribution française s'élevant à 104 millions de francs. Les dépenses de personnel représentent 57 % du total, le fonctionnement 19 %, l'investissement 11 %, le cycle de l'élément combustible 13 %.

En tout état de cause, en 1999, l'ILL a assuré 208 jours de fonctionnement réacteur sur ses 25 instruments et sur les 8 instruments CRG (Collaborative Research Group). Ceci correspond à 4500 jours-instruments accordés pour 8200 demandés et à 750 expériences pour 1000 demandées. Le nombre de chercheurs visiteurs atteint annuellement 1200. Ces derniers proviennent de 300 laboratoires disséminés dans toute la France et en Europe.

Les applications des neutrons à l'ILL concernent la physique pour 28 % du total, la chimie pour 20 %, la matière molle pour 14 %, les sciences des matériaux pour 12 %, la biologie pour 12 %, les liquides et les verres pour 8 % et la physique des particules pour 6 %.

En définitive, il existe une grande similitude entre les deux types de très grands instruments que constituent les synchrotrons et les sources de neutrons. Il s'agit essentiellement de super laboratoires de services mutualisés à la disposition des autres laboratoires, dans un secteur clé de la science moderne, à savoir l'analyse fine de la matière.

2. Les dépenses correspondant aux sources de neutrons

Ainsi que le montrent les tableaux suivants, fournis par la direction de la recherche du ministère de la recherche, les dépenses relatives au Laboratoire Léon Brillouin et la participation française à l'ILL sont du même ordre de grandeur, environ cent trente millions par an, et stables depuis le milieu de la décennie 1990.

En 1999, les dépenses relatives au LLB se sont élevées à 138 millions de francs (voir tableau ci-après).

Tableau 1 : Evolution des dépenses relatives au TGE Laboratoire Léon Brillouin 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Laboratoire

Léon Brillouin (LLB)

(TGE scientifique)

personnel

48

48

50

53

53

57

57

49

60

60

63

exploitation

58

71

66

65

64

66

80

32

69

78

69

construction

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

total

106

119

121

118

117

123

137

81

129

138

132

La même année, la participation française à l'ILL s'est élevée à 142 millions de francs.

Tableau 2 : Evolution des dépenses relatives à l'Institut Laue-Langevin 2

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ILL

(TGE scientifique)

personnel

57

60

60

58

64

62

62

34

41

40

41

exploitation

63

62

24

26

46

69

76

112

111

102

101

construction

 

 

40

50

 

 

 

 

 

 

 

total

120

122

124

134

110

131

138

146

152

142

142

On notera par ailleurs qu'un montant de 28 millions de francs a été imputé aux TGE des neutrons, en 1996. Ce montant correspond aux dépenses de retraitement du combustible de la source Siloé lors de son démantèlement.

Le total des dépenses relatives aux sources de neutrons est de l'ordre de 270 millions de francs par an en 2000. Entre 1990 et 2000, elles auront progressé de 21,2 %.

Figure 1 : Evolution des dépenses annuelles des TGE sources de neutrons

Compte tenu de la croissance des dépenses relatives aux TGE scientifiques et techniques, les sources de neutrons voient leur part dans ce total diminuer de 8 % à 6%.

Figure 2 : Evolution des dépenses relatives aux TGE sources de neutrons par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Alors que le niveau qualitatif des sources et de leurs instruments associés augmentait durant cette période, ainsi d'ailleurs que le nombre d'utilisateurs, il semble donc que la gestion conjointe par le CEA et le CNRS de la source nationale et de la participation française dans la source européenne s'avère particulièrement performante.

3. Les besoins prévisibles en sources de neutrons

La recherche européenne a un besoin croissant en faisceaux de neutrons. Le nombre d'utilisateurs connaît en effet une croissance forte. Il était de 3800 chercheurs en 1998 et devrait s'élever à 5000 en 2000. Cette croissance devrait continuer à l'avenir. Comment faire face à ces besoins croissants ?

Pour satisfaire cette demande, il existe deux types de sources de neutrons, d'une part les sources continues et d'autre part les sources pulsées.

Les Etats-Unis ont envisagé ces dernières années la construction d'un réacteur d'une puissance très supérieure à celle des machines en fonctionnement mais y ont renoncé. Les réacteurs semblent aujourd'hui avoir atteint une limite de puissance, de sorte que le progrès essentiel à attendre de leur part proviendra d'une augmentation de la brillance et de la qualité des instruments. La construction de nouveaux réacteurs n'est donc pas à l'ordre du jour.

En revanche, différents projets de sources pulsées existent pour faire face à la croissance des besoins, car cette technologie semble avoir une marge de progression sensible.

Plusieurs pays européens, l'Allemagne, la France, le Royaume-Uni et l'Italie, coopèrent actuellement pour définir une source européenne de neutrons de nouvelle génération. Il s'agit du projet européen ESS (European Spallation Source) qui consiste à construire une source pulsée de 5 MW.

Les Etats-Unis construisent pour leur part une source pulsée comparable SNS de 2 MW qui sera opérationnelle en 2006 et le Japon la source JHF/NSP de 1 MW qui entrera en service à la même date.

En tout état de cause, les objectifs du projet ESS sont d'obtenir par rapport à l'ILL, un progrès selon la longueur d'onde d'un facteur 10 à 200 pour la diffractométrie, de 2 à 20 pour la diffusion inélastique, de 1 à 20 pour la diffusion aux petits angles et un niveau identique pour la diffusion inélastique dans les trois axes. ESS devrait être 30 fois plus puissante que la source britannique ISIS.

Le coût d'ESS devrait être de l'ordre de 2 milliards d'euros, soit environ 13 milliards de francs. La construction d'ESS ne devrait pas commencer avant 2006, la machine ne délivrant ses faisceaux qu'à partir de 2015 au mieux.

Compte tenu des aléas relatifs au projet ESS et de la croissance des demandes d'utilisation des neutrons, les sources actuelles que sont le Laboratoire Léon Brillouin et l'ILL, loin d'être condamnées, ont, au contraire, une période de plusieurs années d'exploitation devant eux.

Le maintien en fonctionnement et la modernisation permanente des deux sources situées sur le territoire français ne posent pas de problème particulier.

Cette stratégie est d'autant plus pertinente que le nombre de sources de neutrons dans le monde va diminuer dans les prochaines années. Les seules autres sources assurées de perdurer dans les prochaines années, sont ISIS (Royaume-Uni), HMI (Berlin), SINQ (Suisse), le Laboratoire Léon Brillouin LLB, Saclay) ; l'Institut Laue Langevin (ILL, Grenoble) et très probablement le nouveau réacteur de Munich.

Le CEA est partie prenante aux travaux relatifs à la source pulsée européenne ESS mais privilégie un projet plus vaste de source à utilisations multiples, ou source multi-usages CONCERT servant à l'analyse de la matière mais aussi à l'étude des réacteurs sous-critiques et aux recherches sur la transmutation de déchets radioactifs (voir ci-après).

C'est en 2002 que l'on pourra décider si ce projet multi-utilisations est compatible avec ESS. Les routes d'ESS et de CONCERT risquent de converger ou de se séparer à cette date.

4. Le projet RJH (réacteur Jules Horowitz)

Afin de préparer le remplacement à l'horizon 2010 du réacteur d'irradiation OSIRIS de Saclay, seule machine de ce type en fonctionnement actuellement après l'arrêt en 1997 de SILOE à Grenoble, le CEA élabore actuellement le projet RJH (réacteur Jules Horowitz).

Les études d'irradiation sont essentielles d'une part pour les recherches sur le vieillissement des réacteurs du parc électronucléaire français, et, d'autre part, pour l'amélioration des performances du combustible nucléaire, deux paramètres clés à la fois pour la sûreté des réacteurs nucléaires et pour la compétitivité du kWh nucléaire.

Le réacteur Jules Horowitz a donc pour premier objectif le remplacement d'OSIRIS, avec toutefois des performances améliorées, des flux de neutrons augmentés et un nombre de points d'irradiation notablement accru.

L'autre objectif essentiel du RJH est de permettre le test du c_ur de nouveaux réacteurs. Les perspectives à ce sujet sont d'une part les réacteurs de 3ème génération dits évolutifs par rapport aux réacteurs actuels, dont les meilleurs exemples sont l'EPR (European Pressurized Reactor) et le réacteur ABWR (Advanced Boiling Water Reactor) et d'autre part des réacteurs innovants de 4ème génération du type GT-MHR (Gas Turbine - Modular Helium cooled Reactor).

Le RJH offrira précisément la possibilité de tester des c_urs de natures différentes, avec des flux de neutrons allant des neutrons thermiques aux neutrons rapides, et une simulation des conditions d'un refroidissement par un gaz comme l'hélium. Les tests d'irradiation pourront être réalisés dans des boucles à milieux différents.

Le réacteur RJH devrait avoir une puissance de 100 MW, être installé à Cadarache et devenir opérationnel en 2010.

Le coût du RJH devrait atteindre 3,7 milliards de francs, financés à parts égales par le CEA et EDF, dans le cadre d'une société en participation.

Au demeurant, aucun autre projet que le réacteur RJH pourrait être à même de satisfaire en 2010 les besoins d'irradiation et de test de c_urs de réacteurs évolutifs ou innovants.

5. Le projet CONCERT de source multi-usages du CEA

Evoquer dans la partie du rapport consacrée aux sources de neutrons, le projet CONCERT (Combined Neutron Centre for European Research and Technology) constitue presque un contresens du fait de la vocation généraliste et fédératrice de cette source multi-usages. Toutefois, d'une part l'essentiel des utilisations de cette source est bien la production de neutrons et d'autre part il s'agit d'un projet en cours de définition, dont les contours pourraient encore évoluer. Pour la commodité de l'exposé, CONCERT est inclus dans les besoins en sources de neutrons, étant précisé que sa portée est plus générale.

Le projet CONCERT résulte d'une analyse en deux points, l'un d'ordre technique, l'autre d'ordre économique et politique.

Le constat technique fondamental est que les technologies des accélérateurs de protons ont fait des progrès considérables et permettent de produire des protons de haute énergie de l'ordre de 1 GeV, qui peuvent ensuite servir, en fonction des cibles qu'ils percutent, à la production de particules différenciées, par exemple neutrons, isotopes radioactifs, antiprotons, kaons, pions, neutrinos et muons. En se servant d'un accélérateur unique à hautes performances, il devrait donc être possible de servir d'autres équipements en diminuant le coût de l'ensemble par rapport au coût cumulé d'installations distinctes.

Le deuxième constat est que d'une part, une série d'équipements vont devoir être renouvelés dans les années à venir, sources de neutrons, sources d'irradiation, sources d'ions lourds, et d'autre part que de nouveaux besoins de recherche apparaissent, en particulier pour la transmutation des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue, ainsi que pour la physique fondamentale, par exemple pour la production de certaines particules comme les neutrinos ou les muons.

Le projet CONCERT pourrait donc apporter une réponse coordonnée et acceptable sur un plan financier à un ensemble de besoins de renouvellement et de besoins nouveaux.

5.1. Des perspectives techniques intéressantes

Le phénomène central du projet CONCERT est la propriété qu'ont des protons accélérés à une énergie de 1 GeV, en percutant des cibles de nature variée, de provoquer la formation de gerbes de faisceaux secondaires spécifiques.

La première possibilité est celle de produire une avalanche de neutrons de haute énergie, suite au phénomène de spallation qui voit les noyaux des atomes de la cible libérer des neutrons, dans un rapport de 30 neutrons pour un proton incident. Ce phénomène est à la base des sources pulsées de neutrons, dont l'intérêt grandit, comme on l'a vu précédemment, dans la mesure où la puissance des sources continues semble plafonner. Avec des protons de haute énergie, il semble possible de gagner un facteur 10 voire 100 dans les flux produits, ce qui rendrait possible une résolution accrue, favoriserait les études de dynamique et les analyses dans des conditions extrêmes de température et de pression. L'objectif est de dépasser la puissance nominale de 5 MW prévue pour la source ESS (European Spallation Source).

La deuxième application de CONCERT serait la production de faisceaux d'isotopes radioactifs rares, avec des flux supérieurs d'un facteur 1000 à ceux produits par les machines actuelles. Cette voie de recherche est unanimement considérée comme devant être la priorité numéro de la physique du noyau.

La troisième application du projet serait la production de neutrons alimentant le c_ur d'un réacteur sous-critique acceptant les actinides mineurs et les produits de fission issus des combustibles nucléaires irradiés retraités. Ainsi, CONCERT permettrait des progrès dans la recherche sur cette question importante pour l'avenir des réacteurs nucléaires civils. En tout état de cause, la construction d'un réacteur ayant pour seul objet l'étude de la transmutation ne semble pas avoir de sens économique.

La quatrième application serait bien évidemment l'irradiation de matériaux, avec l'avantage de constituer un outil d'irradiation sans combustible nucléaire, c'est-à-dire sans les contraintes de fonctionnement afférentes.

Enfin, des protons de haute énergie peuvent produire des pions, qui, eux-mêmes se désintègrent en muons et en neutrinos. La création de muons présente un grand intérêt pour la physique des particules. En effet, l'utilisation des protons présente l'inconvénient de générer un nombre trop important de particules lors des collisions, ce qui complique l'analyse des phénomènes. Les électrons, quant à eux, produisent le rayonnement synchrotron, ce qui limite les possibilités d'aller au delà d'une certaine énergie. L'utilisation des muons présente un intérêt certain, dans la mesure où ces particules possèdent la même charge que l'électron mais ont une masse deux cents fois supérieure, ce qui pose le problème des rayonnements d'une manière différente et permettrait de monter à des énergies de 100 GeV.

Il faut enfin citer un dernier type d'application, à savoir la production de tritium à des fins civiles et militaires.

Toutes ces perspectives sont bien entendu conditionnées par la possibilité effective de produire des faisceaux de protons à haute énergie. A cet égard, un gain d'un facteur 100 par rapport aux machines actuelles semble à la portée des concepteurs du projet. Les premiers calculs et les premières expériences de démonstration montrent qu'il devrait être possible avec un accélérateur de 350 mètres de longueur, pour une puissance de 100 MW, de produire des protons à 1,3 GeV avec une intensité de 100 mA en crête.

5.2. Des perspectives économiques encourageantes

La construction d'une source multi-usages n'est pas envisagée pour le moment aux Etats-Unis, qui prévoient au contraire la construction de la source de neutrons par spallation NSS et d'une source d'ions lourds à Argonne, et ont en projet la machine ATW pour l'étude de la transmutation des déchets radioactifs.

Le JAERI développe au Japon quant à lui un projet de sources multi-usages similaires dans sa conception au projet CONCERT, après avoir réussi à fédérer les projets séparés de divers instituts de recherche.

Le CEA, qui est le maître d'_uvre de CONCERT, a pour sa part la conviction que les besoins de renouvellement d'installations existantes se produiront dans le même laps de temps vers 2015. Il est donc impératif de proposer une solution coordonnée, pour répondre à des contraintes budgétaires serrées.

Une première estimation des coûts d'une source multi-usages conduit à un montant de 2,25 milliards d'euros, environ 15 milliards de francs, soit un montant inférieur de 6,5 milliards de francs à la somme des dépenses relatives à des projets séparés.

Le calendrier du projet CONCERT prévoit la présentation d'une étude approfondie sur ses coûts au début 2002, une étude technique détaillée de 2 ans, le début de la construction en 2005, l'entrée en service pour une première application en 2010, l'installation étant complètement opérationnelle en 2015.

L'intérêt pour CONCERT de comités scientifiques comme NuPECC, de groupes de travail comme celui relatif à ESS, ainsi que du groupe de conseillers ministériels TWG pour la transmutation, est déjà réuni. L'Italie, l'Allemagne, le Royaume-Uni et la Suisse ont accepté de faire partie d'un groupe de pilotage du projet.

Les disciplines concernées par les différentes applications de CONCERT, qui pourraient souhaiter à des degrés divers disposer de leurs propres installations, semblent toutefois déjà avoir pris conscience qu'une approche unifiée maximise leurs chances de se voir accorder les instruments dont elles ont un besoin vital, avec d'autre part des bénéfices secondaires, comme une interdisciplinarité accrue et la création d'une nouvelle dynamique profitable à tous.

VIII - LE MAGNÉTISME À HAUT CHAMP ET LA RMN

Les champs magnétiques intenses et la résonance magnétique nucléaire ne font pas, dans notre pays, l'objet de TGE, au sens actuel de la nomenclature du ministère de la recherche.

Néanmoins, l'importance des technologies correspondantes dans la science moderne justifie que soient examinés non seulement les besoins de la recherche fondamentale sur le magnétisme mais aussi les besoins des laboratoires en matériels utilisant les champs magnétiques intenses.

1. Le magnétisme à haut champ

Les champs magnétiques intenses sont mis en _uvre dans un nombre considérable d'instruments scientifiques. On retrouve des aimants de puissance dans les accélérateurs de particules, comme par exemple ceux du CERN ou du GANIL, dans les synchrotrons et dans les instruments de résonance magnétique nucléaire ou de résonance paramagnétique électronique (RPE).

Au surplus, la France possède un excellent niveau dans la recherche fondamentale sur le magnétisme, qui a pu conduire l'Allemagne et l'institut Max Planck à s'allier au CNRS pour participer à Grenoble au Laboratoire des champs magnétiques intenses fondé par René PAUTHENET, avec le soutien de Louis NÉEL.

La France possède également au CEA et à l'IN2P3 des équipes d'ingénierie et de fabrication d'aimants de forte puissance et d'aimants supraconducteurs qui sont parmi les meilleures du monde, comme le montrent les débouchés obtenus au CERN et à DESY en Allemagne.

Enfin, la technologie moderne multiplie le recours aux études en champs magnétiques intenses. De fait, les recherches correspondantes ont des débouchés considérables, d'une part pour le développement de matériaux à faible résistivité et forte résistance magnétique ou supraconducteurs, d'autre part pour les méthodes de croissance pour la préparation de nouveaux matériaux.

On peut également citer l'impact des études à haut champ sur les systèmes électroniques bidimensionnels qui ont donné naissance aux lasers solides, aux transistors à effet de champ et à hautes fréquences. Ces études ont également une utilité considérable pour les nanotechnologies, notamment les sciences et technologies de l'information et de la communication.

Enfin on doit souligner les applications directes des études en champs magnétiques intenses par les techniques de RMN et de RPE dans le domaine des sciences du vivant.

Tous ces éléments concourent donc à ce que la communauté scientifique française poursuive ses recherches fondamentales dans cette discipline structurante et que l'on veille à développer les capacités de réalisation possédées par les grands organismes de recherche français.

1.1. La recherche française sur les champs magnétiques intenses

L'intérêt pour les champs magnétiques intenses s'accroît de plus en plus rapidement, comme le démontre le nombre toujours plus élevé de publications relatives à ce domaine. La France dispose de deux grands laboratoires, travaillant l'un sur les champs magnétiques intenses continus, le LCMI (Laboratoire des champs magnétiques intenses) à Grenoble et l'autre sur les champs pulsés à Toulouse.

Il existe plusieurs laboratoires dans le monde travaillant sur les hauts champs magnétiques continus, le LCMI étant l'un de tous premiers d'entre eux par ses résultats (voir tableau ci-après).

Tableau 3 : Les principaux centres de recherche sur les hauts champs magnétiques continus

rang

Pays

Centre de recherche

puissance électrique continue

champ magnétique maximum avec aimants classiques

champ magnétique maximum avec aimants mixtes (classiques + supraconducteurs)

1

Japon

Tsukuba (NRIM)

15 MW

30 T dans 32 mm

34 T dans 52 mm

(40 T en construction)

2

Etats-Unis

Tallahassee (NHMFL)

40 MW

33 T dans 32 mm

45 T dans 32 mm

(en construction)

3

France-Allemagne

Grenoble (LCMI-CNRS-Max Planck)

24 MW

30 T dans 50 mm

40 T dans 34 mm

4

Japon

Sendai (IMR)

8 MW

19,5 T dans 32 mm

31,1 T dans 32 mm

5

Russie

Moscou

6 MW

18,3 T dans 28 mm

24,6 T dans 28 mm

6

Chine

Hefei

10 MW

13 T dans 32 mm

20,2 T dans 32 mm

7

Pays-Bas

Nimègue

6 MW

20 T dans 32 mm

(30,4 T dans 32 mm

en construction)

8

Pologne

Wroclaw

6 MW

19 T dans 25 mm

 

9

Allemagne

Braunschweig (TU) - Allemagne

6 MW

18,2 T dans 32 mm

-

10

Russie

Krasnoyarsk

8 MW

15 T dans 36 mm

-

Le Laboratoire des Champs magnétiques intenses de Grenoble a pu créer à l'automne 2000 un champ de 58 Teslas pendant 20 millisecondes, en développant une méthode originale de stockage de l'énergie.

Ayant ainsi obtenu l'une des toutes premières performances mondiales avec la production d'un champ magnétique intense de 31,4 Tesla dans un diamètre de 32 mm, le LCMI achèvera en 2001 l'aimant hybride capable de produire un champ continu de 40 Tesla, permettant de faire des expériences très raffinées en champs intenses, en particulier des expériences de RMN que l'on ne peut pas faire en champs pulsés.

Au reste, les champs pulsés, relativement plus faciles et moins coûteux à produire, sont étudiés dans un nombre plus important de laboratoires situés dans le monde entier. En tout état de cause, il est possible d'atteindre des niveaux de champ magnétique plus élevés avec cette méthode.

En effet, si la limite actuelle des champs continus est de 50 Tesla, la barrière des 100 Tesla en champs pulsés semble à la portée des chercheurs.

Le laboratoire des champs magnétiques pulsés de Toulouse vise à créer un champ de 80 Tesla pendant 300 milliseconde, soit la troisième meilleure performance mondiale.

En l'occurrence, l'objectif recherché en augmentant l'intensité du champ magnétique est l'étude des transitions de phase induites par celui-ci dans les systèmes étudiés. On espère ainsi progresser en particulier dans la connaissance de la supraconductivité, notamment pour la production de champs magnétiques plus intenses.

1.2. La pérennité du LCMI

Le LCMI, créé par le CNRS, a vu la société Max Planck s'associer à lui en 1972, en raison du potentiel prévisible de ses résultats au niveau mondial. Mais cet institut allemand a annoncé son retrait en 2004, à la fin du contrat en cours de 10 ans.

L'engagement de la société Max Planck dans un projet de recherche est d'une manière générale étroitement lié à la personnalité du directeur de celui-ci, qui doit partir en retraite en 2001. Au surplus, la subvention allemande au LCMI est versée par le seul établissement de Stuttgart de la Société Max Planck pour qui elle est devenue une charge trop lourde, eu égard à ses autres activités de recherche.

Des éléments positifs existent toutefois dans cette sombre perspective. La poursuite de l'engagement allemand jusqu'en 2004 a pu être obtenue, et, par ailleurs, la Société Max Planck serait d'accord pour aller au delà à condition qu'au moins un troisième partenaire soit partie prenante au LCMI, de façon à réduire sa charge financière.

Selon la direction du LCMI, il est urgent que la France prenne l'initiative de rechercher de nouveaux partenaires et mette à profit son influence au niveau de l'Union européenne.

Parallèlement à cette recherche, il est indispensable de préparer un changement de structure juridique pour le LCMI. Pour le moment, le LCMI est géré selon une double comptabilité, française et allemande, et dispose de personnels gérés indépendamment les uns des autres par le CNRS et la Société Max Planck.

Pour accueillir d'autres partenaires, il semble nécessaire en tout état de cause de créer une société civile et d'y fondre le LCMI. A cette occasion, il serait logique que le CEA qui ne contribue pas pour le moment au budget du LCMI, soit 50 millions de francs par an au total, intègre la société civile et participe à son financement, le magnétisme faisant partie de ses domaines de compétences.

2. La RMN (résonance magnétique nucléaire)

Les méthodes d'analyse fine de la matière revêtent une importance capitale dans la recherche moderne, tant pour les sciences physiques que pour les sciences du vivant.

Dans ce dernier cas, les méthodes les plus importantes sont d'une part le rayonnement synchrotron, d'autre part les sources de neutrons et enfin la RMN (résonance magnétique nucléaire). Parmi ces trois méthodes, c'est sans doute la RMN qui possède actuellement la plus grande marge de progression.

Certains experts estiment que l'on est à la veille d'une révolution en RMN, qui la ferait concurrencer le rayonnement synchrotron. Certains scientifiques avaient d'ailleurs argué de ce fait, pour justifier l'abandon du synchrotron de 3ème génération SOLEIL.

D'autres au contraire, pensent d'une part que la RMN, dont les progrès sont toutefois notables, doit effectuer des progrès considérables et au demeurant difficiles, avant de devenir une méthode réellement utilisable en biologie structurale, et, d'autre part, que la RMN, même après des progrès majeurs, sera davantage complémentaire du rayonnement synchrotron et des sources de neutrons que substituables à ces deux méthodes.

2.1. Les avantages de la RMN

Un atome spécifique soumis à un champ magnétique est soumis à une résonance dont la fréquence dépend de l'intensité du champ qui lui est appliqué, de son rapport gyromagnétique spécifique, de son moment cinétique propre (spin) et de son environnement électronique et nucléaire.

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est donc une sonde locale qui a une spécificité chimique. Avec une résolution suffisante, la méthode permet de sélectionner l'espèce chimique étudiée et de recueillir des informations structurales y compris dynamiques, sur son environnement.

En conséquence, la RMN présente un intérêt exceptionnel pour l'étude des protéines et de leurs fonctionnalités. En effet, il est fondamental de connaître non seulement la structure de la molécule mais également comment varie cette structure selon sa fonctionnalité et donc son environnement.

Or la RMN permet de résoudre les structures dans un environnement solide ou liquide, ce qui met à sa portée l'étude des protéines membranaires par exemple. Au reste, pour les protéines qui ne cristallisent pas, en particulier les protéines membranaires et les protéines hétérogènes, la RMN est la seule méthode disponible. De plus, cette méthode permet également d'étudier les mouvements moléculaires et de les corréler à la cinétique chimique favorisée ou inhibée par les protéines. La RMN peut enfin servir à caractériser des complexes binaires ou ternaires et des protéines hétérogènes.

Compte tenu de ces atouts, la RMN connaît des développements constants à la fois méthodologiques et technologiques.

En augmentant les champs magnétiques appliqués, on augmente le déplacement chimique et la largeur de raie pour chaque transition, pour une espèce particulière comme l'atome d'hydrogène. Une autre technique intitulée RMN 2D, permet d'identifier les interactions entre deux espèces chimiques différentes, par exemple la liaison carbone-hydrogène. Il est également possible de faire aujourd'hui de la RMN 3D.

En tout état de cause, la RMN semble repousser régulièrement ses limites techniques par l'invention de nouvelles méthodes, de sorte que la taille des molécules qu'elle permet d'étudier s'accroît régulièrement. A cet égard, l'augmentation des champs magnétiques appliqués ne procure que des avantages.

Le " prix à payer " dans cette évolution vers des champs d'intensité plus élevée, c'est la qualité de ceux-ci. Il ne sert en effet à rien d'augmenter le champ magnétique si l'on perd de son homogénéité.

Les meilleurs spectromètres commerciaux sont actuellement à 800 MHz, ce qui permet l'utilisation de supraconducteurs pour fournir le champ correspondant. De fait, dans ces conditions, l'utilisation de la RMN est limitée à l'étude de molécules de poids moléculaire inférieur à 40 000 Dalton 3.

En tout état de cause, le rayonnement synchrotron ne présente pas cette limitation et bénéficie d'une meilleure précision et d'une plus grande rapidité. Mais il est limité aux molécules cristallisées.

La RMN, quant à elle, est certes limitée à des poids moléculaires relativement faibles pour des protéines. Mais hormis cette limitation de poids moléculaire, la RMN présente l'avantage non seulement de pouvoir être appliquée à des molécules non cristallisables comme les protéines membranaires et disponibles en faible quantité, mais également d'ouvrir le champ des études dynamiques.

2.2. Les perspectives d'avenir de la RMN et les besoins de financement

Les technologies actuelles permettent d'ores et déjà de faire de la RMN à 900 MHz. Plusieurs pays ont déjà commandé des machines de ce type, dont l'Allemagne qui devrait être équipée de 2 exemplaires à la fin 2000. La France n'a pas encore, quant à elle, passé de commande.

Mais en réalité, il convient d'aller plus loin et de passer à 1 GHz, de manière à pouvoir étudier des molécules de poids moléculaire égal ou inférieur à 80 000 Dalton.

Le passage à 1 GHz représente de fait un saut technologique. De nouveaux matériaux supraconducteurs sont en effet nécessaires, ainsi que des techniques nouvelles. Le prix estimé d'un tel spectromètre devrait être de 15 millions de dollars, sans compter l'infrastructure nécessaire.

Il semble nécessaire d'approfondir les recherches sur la mise au point de spectromètres à 1 GHz.

La mise au point d'un spectromètre de RMN à 1 GHz à finalité biochimique nécessiterait des recherches sur 5 ans pour un investissement cumulé de l'ordre de 200 millions de francs.

Le prototype pourrait être installé à Grenoble, l'objectif étant la réalisation de 5 centres d'excellence en Europe dotés chacun dans un premier temps de spectromètres à 900 MHz puis ultérieurement d'une machine à 1 GHz. Un tel plan rejoindrait la stratégie américaine qui prévoit, elle, la création de 10 centres d'excellence pour la RMN équipés selon ce schéma.

Il reste une autre question, celle du sous-équipement des laboratoires français en instruments de RMN modernes. Au vrai, l'Europe souffre d'un retard important sur les Etats-Unis et la France d'un retard relatif à l'intérieur de l'Europe.

Tableau 4 : Nombre de spectromètres de RMN à haut champ en 1999

 

600 MHz

800 MHz

Amérique du Nord

135

30

Japon

33

21

Europe

88

20

dont France

12

2

Ainsi le parc européen ne représente que les deux tiers du parc américain. Quant à la France, elle ne dispose que de 14 % du parc européen pour les spectromètres à 600 MHz et 10 % du parc européen pour les spectromètres à 800 MHz.

Un effort d'équipement est à engager pour rattraper ce retard.

Toujours en tête de la course mondiale dans ce domaine, grâce à l'excellence de l'école française développée par Louis NÉEL récemment disparu, c'est d'une action globale en faveur du magnétisme dont la France a besoin.

A cet égard, le projet de création d'un centre pluridisciplinaire de RMN à hauts champs à Grenoble va dans la bonne direction et doit être soutenu.

IX - SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION

Aucun grand équipement des sciences et technologies de l'information et de la communication (STIC) n'a jamais fait partie de ce que l'on a considéré par le passé comme des très grands équipements. Cette situation est aujourd'hui inchangée.

La non prise en compte des supercalculateurs ne laisse pas d'étonner dans la mesure où, il y a encore quelques années, leur coût pouvait largement dépasser la centaine de millions de francs et entrer ainsi dans la catégorie des grands équipements, selon une pratique couramment admise. Aujourd'hui, la technologie multiprocesseurs a certes abaissé le prix des superordinateurs mais le coût d'un centre de calcul reste de cet ordre de grandeur.

Les réseaux de télécommunications à hauts débits et large bande ne participent pas non plus de la catégorie des très grands équipements. La raison majeure en est qu'il s'agit d'équipements répartis sur le territoire, dont seul le coût d'ensemble atteint l'ordre de grandeur de plusieurs centaines de millions de francs.

D'autres exemples peuvent être cités de la difficulté qu'il y a de saisir les grands investissements des STIC avec la notion habituelle d'investissement massif et unitaire qui est celle de très grand équipement scientifique ou technologique. Ceci explique que la nomenclature des TGE ne comprenne aucun élément se rapportant à ce domaine.

Pour autant, les investissements déjà réalisés et les investissements indispensables à l'avenir sont considérables non seulement pour la recherche sur les STIC mais aussi pour l'extension des services de calcul et de télécommunications mis à la disposition des chercheurs.

En tout état de cause, les STIC figurent au rang de priorité de la recherche fixée par le Comité interministériel de la recherche scientifique et technologique (CIRST) du 1er juin 1999.

A ce titre, les STIC sont un domaine privilégié des actions de soutien conduites dans le cadre des réseaux nationaux de recherche et d'innovation.

Si l'évolution des dépenses des TGE ne peut pas être examinée dans ce domaine comme indicateur de l'investissement des pouvoirs publics, en revanche les premières réalisations de la nouvelle politique de la recherche donnent une indication sur les efforts consentis.

1. La microélectronique et les nanotechnologies

La France dispose avec le Laboratoire d'électronique, de technologie et d'instrumentation (LETI) du CEA d'un centre de recherche de tout premier plan mondial. L'un des titres de gloire du CEA-LETI est d'avoir joué un rôle capital, avec France Télécom, dans le développement de STMicroelectronics, 8ème fabricant mondial de semi-conducteurs et l'une des toutes premières entreprises mondiales de conception et de fabrication de microprocesseurs.

Le CEA-LETI a initialement été créé à l'initiative de M. Robert GALLEY, aujourd'hui membre de l'Office, pour étudier et fabriquer des composants électroniques résistant aux rayonnements, et possédant une fiabilité et une sûreté élevée pour des applications dans le domaine du nucléaire civil et militaire. Mais les travaux du CEA-LETI se sont étendus aux applications civiles et aux technologies génériques applicables aux semi-conducteurs, aux composants et aux systèmes électroniques de toute nature.

Le CEA-LETI, qui rassemble aujourd'hui 1100 personnes, dont 750 salariés, est implanté à Grenoble, pour 80% de ses effectifs et à Saclay pour les 20 % restants. Son budget annuel est d'un milliard de francs. Il dispose de moyens technologiques très importants. Son activité est centrée sur la recherche appliquée, en liaison étroite avec les réalités industrielles. Les chercheurs y sont jugés sur les débouchés industriels de leurs travaux et non pas seulement sur leurs publications scientifiques.

Afin de relever les défis qui s'accumulent sur la recherche et l'industrie microélectronique, le CEA-LETI est aujourd'hui le pilote d'un grand projet, celui de la constitution du nouveau Pôle d'innovation en micro et nanotechnologies de Grenoble.

Un des objectifs du CEA-LETI dans ce projet est la mise en place de plates-formes technologiques ouvertes en amont aux chercheurs de différentes disciplines et en aval aux industriels. Un autre objectif est de systématiser l'approche pluridisciplinaire qui constitue l'un des atouts les plus remarquables du CEA. Il s'agit également de tisser des liens étroits avec les universités et les écoles d'ingénieur de Grenoble afin de dynamiser la formation à la microélectronique et aux nanotechnologies.

Sur un plan technique, le CEA-LETI entend se préparer au changement d'approche qu'il faudra opérer pour la fabrication des composants électroniques lorsque la frontière de la matière et les limites physiques des procédés actuels seront atteintes.

La démarche actuelle des microtechnologies consiste à accroître la finesse des technologies de gravure d'objets microscopiques et de fabrication de circuits complexes.

Il s'agira à l'avenir, selon une démarche inverse, de construire des objets microscopiques ayant les fonctions recherchées en partant des atomes et des molécules et en maîtrisant les processus de croissance atomique ou moléculaire. Ces techniques, les nanotechnologies, devront être opérationnelles en 2010-2015 et nécessitent une préparation immédiate.

Les effectifs du Pôle de Grenoble devraient atteindre à terme le chiffre de 3000 personnes, dont 1000 étudiants, 400 enseignants-chercheurs, 1000 chercheurs et plus de 600 industriels.

Il s'agit là d'un investissement lourd dont le montant initial est de l'ordre de 800 millions de francs.

Le maître d'oeuvre de la constitution du Pôle est le CEA, qui, à partir de son c_ur de métier traditionnel, entend se repositionner et accorde à cet effet une place importante aux nouvelles technologies de l'information. Les laboratoires universitaires, ceux du CNRS et les écoles d'ingénieurs de Grenoble participent au projet.

Au delà du financement du CEA, le soutien des pouvoirs publics au Pôle de Grenoble s'exprime par la mise en place d'un réseau micro et nano technologies, doté de 40 millions de francs en 1999 pour l'aide à des projets labélisés.

Tableau 5 : Moyens du réseau micro et nanotechnologies en 1999

nom du réseau et domaine

dates et organisation

remarques

Réseau Micro et nanotechnologies

- lancé en 1999

- Comité d'orientation, bureau exécutif, cellules

- 40 millions de francs d'aides publiques en 1999

Enfin, le nouveau concept de centres nationaux de recherche technologique (CNRT), créé dans le but de rapprocher les laboratoires de recherche publique et les centres de recherche industrielle, trouvera une illustration à Grenoble pour les micro et nanotechnologies.

S'agissant de microélectronique, il reste un autre projet à mettre en _uvre, celui d'une nouvelle filière fondée sur l'arséniure de gallium.

L'arséniure de gallium (AsGa) est en effet un semi-conducteur dont les performances de rapidité et de stabilité dans des conditions extrêmes présentent un grand intérêt et sont en tout état de cause supérieures à celles du silicium.

Le développement d'une telle filière est un très grand projet qui nécessiterait une préparation précise. Les investissements à consentir dépassent probablement le milliard de francs.

2. L'optoélectronique

Les applications de l'optique se diversifient et se multiplient, notamment grâce à leur combinaison avec l'électronique. Nombreux sont les observateurs des sciences et des technologies qui estiment qu'au XXIe siècle, l'importance économique de l'optoélectronique sera essentielle.

L'évolution de l'optoélectronique est d'ailleurs parallèle à celle de la microélectronique mais avec un décalage de 20 ans. En tout état de cause, il s'agit d'une technologie structurante, notamment par son intervention dans les réseaux à haut débit. Elle exige des investissements importants, qui se chiffrent en centaines de millions de francs pour la seule recherche.

Au demeurant, le développement de l'optoélectronique doit se faire en veillant à ce qu'il n'y ait aucun hiatus entre les différentes étapes, et en particulier entre la recherche amont et la recherche aval.

Il faut citer à cet égard l'association Optics Valley qui a été créée en 1999 à l'instigation d'Alcatel avec le CNRS, Thomson CSF et le groupement français des PME de haute technologie (Comité Richelieu). Son objectif est de développer les activités optiques de la région francilienne. L'association a axé ses efforts pendant l'année 2000 sur la sensibilisation aux technologies optiques de la Région Ile-de-France et du Conseil général de l'Essonne. C'est ainsi qu'une ligne budgétaire optique a été affichée dans le nouveau contrat de plan Etat-région Ile-de-France pour les laboratoires publics.

La récente création du Centre national de recherche technologique d'optoélectronique de Marcoussis a pour but d'appuyer ces efforts.

3. Les supercalculateurs et les centres de calcul

Les supercalculateurs ont longtemps été considérés comme des équipements de souveraineté. Les plans Calcul puis par le programme de filière électronique ont répondu à l'objectif de disposer d'une offre nationale de machines surpuissantes indispensables à la défense, à l'industrie et à la recherche.

L'évolution des calculateurs eux-mêmes vers une puissance accrue et celle des technologies logicielles ont fait diminuer pendant quelques années la demande de supercalculateurs.

Si cette industrie n'a pas totalement disparu dans le monde, c'est grâce à des aides publiques très fortes mises en _uvre dans les seuls pays, les Etats-Unis et le Japon, qui ont su conserver des constructeurs dans ce créneau spécifique de l'informatique.

3.1. L'augmentation fulgurante de la demande de capacités de calcul

Un constat doit être fait aujourd'hui, celui d'une augmentation considérable de la demande de temps et de puissances de calcul.

Ainsi que l'a indiqué M. Gérard ROUCAIROL, directeur de la recherche et du développement de Bull et président du réseau national des technologies logicielles, contrairement à ce que l'on pense généralement, la maîtrise de la conception et de la fabrication des ordinateurs de puissance prend une importance encore plus forte que par le passé, car des informations de tout type sont désormais numérisées dans tous les secteurs d'activité.

Au demeurant, deux facteurs complémentaires replacent les calculateurs de grande puissance au centre du jeu. Il s'agit d'une part de la constitution de bases de données géantes et d'autre part de l'apparition de nouvelles applications exigeant des réseaux à hauts débits.

Au total, les grands systèmes informatiques redeviennent des éléments stratégiques.

Autre argument capital en faveur de l'investissement en supercalculateurs, la recherche relative aux STIC nécessite elle-même des outils de puissance.

Aucun modèle des sciences et technologies de l'information et de la communication ne permet en effet de prédire les puissances de calcul nécessaires à une nouvelle application, les comportements n'étant pas linéaires dans ce domaine. Le passage à l'échelle posant de nouveaux problèmes, l'expérimentation est indispensable. Selon M. Gérard ROUCAIROL, " Le problème fondamental de la recherche dans le domaine des STIC est donc de pouvoir disposer des plates-formes permettant le passage à l'échelle qui, seul, pose le problème scientifique au bon niveau ".

En conséquence, les besoins de notre pays en grands calculateurs augmentent rapidement, en réponse à trois types de demandes.

La première catégorie de besoins correspond aux grandes plates-formes ouvertes sur les réseaux à haut débit et permettant d'expérimenter de nouveaux services.

Certaines estimations évaluent la dépense totale, à effectuer sur 5 ans, à 1,5 - 2 milliards de francs par an, à partager entre l'Etat et l'industrie.

Le deuxième type de besoins est celui de plates-formes de mutualisation et de mise en place de composants logiciels. Ces équipements sont nécessaires pour tirer parti de la révolution technologique en cours qui permet de plus en plus de forger une nouvelle application à partir de morceaux de programmes provenant de diverses origines.

Le troisième type de demande correspond aux besoins en croissance très rapide de gestion et de transmission de l'information ainsi que pour la simulation numérique.

Les calculateurs de forte puissance sont en effet indispensables pour gérer l'augmentation de débits des réseaux.

Ils sont également indispensables pour gérer les accès aux bases de données gigantesques rassemblant des données de tous types et en particulier celles qui résultent des observations réalisées avec les très grands instruments.

Enfin, les supercalculateurs sont indispensables pour effectuer les simulations numériques correspondant aux modèles de plus en plus complexes que mettent au point des disciplines comme la météorologie ou l'astrophysique.

3.2. Le retard français et européen

Face à l'explosion de la demande, deux types d'action, au demeurant complémentaires, sont envisageables.

La première consiste à mettre en réseau les capacités de calcul existantes et à répartir à tout moment les calculs sur les machines disponibles. Il s'agit dans ce cas d'une approche dite " grille de calcul ".

La deuxième solution est de renforcer l'équipement en supercalculateurs. En réalité, ces deux démarches sont complémentaires, la mise au point de la Grille ne pouvant supprimer le besoin en ressources supplémentaires.

La mise au point de la Grille de calcul représente un des défis d'avenir de l'informatique. Il s'agit d'un des projets majeurs du CERN, le GRID, qui se prépare ainsi à gérer les flots gigantesques d'informations produites par les détecteurs du futur LHC.

En recourant aux technologies du parallélisme et du calcul réparti, on espère mettre au point une grille de calcul, par exemple au niveau européen, mettant en réseau les puissances de calcul d'instituts différents. Grâce à cette grille, l'utilisateur ne se soucierait pas de savoir où se trouve le centre de calcul qui prendrait en charge ses demandes. Le réseau apparaîtrait sous une configuration nouvelle, celle d'une ressource de calcul dans laquelle il serait possible de puiser comme l'on fait pour le courant avec le réseau électrique.

S'agissant de l'équipement en supercalculateurs les comparaisons internationales ne sont à l'avantage ni de la France ni de l'Europe.

Le dispositif français de calcul pour la recherche est constitué de plusieurs échelons : d'une part les équipements de laboratoires, d'autre part une dizaine de centres intermédiaires comprenant des équipements de " méso-informatique " comme le Centre Charles Hermitte (CCH) de Nancy, le CRIHAN de Rouen, par ailleurs les ressources nationales de l'IDRIS (CNRS) et du CINES (Centre informatique national de l'enseignement supérieur), et enfin les équipements dédiés (CEA, Météo-France, par exemple).

Ce dispositif est-il capable d'absorber l'augmentation de la demande ? On peut en douter en constatant, par exemple, que la demande de temps de calcul adressée au CINES double chaque année depuis trois ans. Les augmentations les plus fortes sont, en 2000, le fait de la physique, de la mécanique des fluides et de la biologie. A titre indicatif, le budget du CINES est de l'ordre de 35 millions de francs par an, dont une vingtaine de millions de francs en investissement.

Si l'on examine le palmarès des 100 plus grands centres de calcul mondiaux, on constate que des centres français n'y sont cités que 7 fois. Certes, l'option du calcul réparti a été plus suivie en France que dans d'autres pays. Mais la situation n'est pas bonne si l'on se réfère à un autre indicateur, celui des puissances de ces centres.

En cumulant les puissances de calcul des 7 centres français cités dans le même palmarès des cent premiers centres mondiaux, la France arrive au 5ème rang mondial avec une puissance installée de 2 Teraflops 4, à comparer aux 5 Teraflops de la Grande-Bretagne, aux 7 Teraflops de l'Allemagne, aux 11 Teraflops du Japon et aux 67 Teraflops des Etats-Unis.

Au reste, la situation de l'Europe n'est pas sensiblement meilleure. La somme des puissances des calculateurs européens figurant dans la liste des 100 premiers atteint en effet 14,3 Teraflops, soit près de 5 fois moins que les Etats-Unis.

Encore une fois, le choix de certains pays européens, dont la France, a été celui d'avoir de nombreux de centres de calculs de moyenne puissance, ce qui minore les positions de la France et de l'Europe dans les palmarès relatifs aux supercalculateurs.

Mais il faut souligner que les Etats-Unis et le Japon se dotent actuellement de centres de calcul supplémentaires, dont des centres dédiés à la climatologie. Le projet japonais vise les 40 Teraflops à échéance de 2 à 3 ans. Les Etats-Unis mettent actuellement en place un projet de calcul massivement parallèle atteignant aussi les teraflops, à échéance de 3 à 4 ans.

En l'occurrence, il ne semble pas prudent de s'en remettre à la mise au point de la Grille de calcul qui nécessite un effort de recherche et développement dont on ne peut prévoir avec certitude à quelle date il débouchera sur des résultats opérationnels.

C'est pourquoi l'augmentation de la puissance des superordinateurs disponibles dans les centres de calcul apparaît indispensable.

Un progrès pourrait être apporté par une rationalisation des centres de calcul dédiés à la recherche.

Un autre progrès pourrait résulter de la création de centres de calcul européens et dédiés à une discipline. Des propositions ont été faites dans ce sens au Commissaire européen à la recherche, par vos Rapporteurs (voir 2ème partie).

4. Les technologies logicielles

Pour de nombreux observateurs, les technologies logicielles pourraient subir deux évolutions capitales dans les années à venir.

La première évolution est en réalité une révolution : c'est celle des composants logiciels, qui permettent le développement de nouvelles applications à partir de parties de programmes provenant d'autres applications.

La deuxième évolution est celle des logiciels dits libres ou ouverts, qui permettent aux utilisateurs l'accès aux codes sources à condition de mettre les nouveaux développements qu'ils réalisent à disposition du reste de la communauté.

Ces deux évolutions majeures pourraient permettre à l'industrie française de reprendre pied sur le secteur des progiciels, un marché de 600 milliards de francs pour les années 2002-2003.

Les pouvoirs publics disposent dans ce secteur de trois principaux moyens d'action : d'une part l'INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique) et le CNRS, d'autre part les commandes publiques et enfin le soutien à la recherche logicielle à travers le réseau national de recherche et d'innovation en technologies logicielles.

4.1. L'INRIA et le CNRS

L'INRIA est un établissement public à caractère scientifique et technologique (EPST), qui comprend 750 fonctionnaires et est doté d'un budget annuel d'environ 550 millions de francs. Avec 160 thésards et les personnels sous contrat, la force de travail de l'INRIA atteint 2000 personnes réparties en 5 centres nationaux majeurs.

Le domaine d'activité de l'INRIA est bien entendu celui des sciences et technologies de l'information et de la communication (STIC). La recherche sur les logiciels constitue l'essentiel de son activité et porte aussi bien sur les outils informatiques que sur les réseaux, en traitant de leurs applications au calcul scientifique, à la physique appliquée, à la CAO (conception assistée par ordinateur), aux télécommunications, aux réseaux, à la santé, au transport et à l'environnement.

Dans le cadre de la priorité donnée aux STIC par le CIRST du 1er juin 1999, un contrat a été signé en juillet 2000 entre le Secrétariat d'Etat à l'industrie, le ministère de la recherche et l'INRIA, pour augmenter de 755 à 1180 personnes les effectifs de cet institut d'ici à 2003 et accroître ses crédits en conséquence. Par ailleurs, la création d'un département des STIC au CNRS a été décidée et devrait donner une nouvelle impulsion aux travaux du CNRS dans ce domaine, qui n'ont pas pour l'instant une visibilité en rapport avec leur importance.

4.2. Les commandes publiques et le Logiciel libre ou ouvert

Un autre moyen d'action des pouvoirs publics est celui des commandes de logiciels qui peuvent impulser une industrie nationale au demeurant très forte dans le domaine des logiciels mais faible dans le domaine des progiciels.

Par ailleurs, il convient d'une part de s'opposer aux tentatives américaines visant à imposer la brevetabilité des logiciels et d'autre part de favoriser la mise en commun des ressources en logiciel libre auxquelles les entreprises et les organismes publics sont disposés à donner accès.

Enfin, la création d'une Agence du Logiciel Libre serait de nature à donner une impulsion à l'essor de ces ressources ouvertes. Votre Rapporteur, M. René TRÉGOUËT, a déposé en septembre 1999, sur le Bureau du Sénat, avec le Sénateur Pierre LAFFITTE, une proposition de loi sur le logiciel libre qui comprend la création d'une telle agence du Logiciel libre.

Le Premier Vice-président de l'Office parlementaire, M. Jean-Yves LE DÉAUT, a fait une proposition voisine, déposée, elle, sur le Bureau de l'Assemblée nationale. Une initiative des pouvoirs publics en France, mais plus encore en Europe, rencontrerait certainement un large écho.

Enfin, le ministère de la recherche a lancé au début de l'année 2000 le réseau national de recherche et d'innovation en technologies logicielles avec une enveloppe de 180 millions de francs d'aides publiques pour l'année 2000 (voir tableau ci-dessous).

Tableau 6 : Principales caractéristiques du réseau des technologies logicielles

nom du réseau et domaine

dates et organisation

remarques

RNTL (réseau national de recherche et d'innovation en technologies logicielles)

- lancé en janvier 2000

- Comité d'orientation

- 1er appel à propositions en juin 2000

- 180 millions de francs d'aide publique en 2000

5. Les télécommunications

Bien qu'ils ne soient pas pris en compte dans la nomenclature actuelle du ministère de la recherche, les grands réseaux de télécommunications à hauts débits font certainement partie des grands outils littéralement vitaux pour la recherche et en particulier pour les sciences et les technologies de l'information et de la communication. Leur importance est d'ailleurs croissante dans la vie quotidienne des chercheurs et dans la capacité à déployer des équipes de recherche sur l'ensemble du territoire national.

Si un réseau est un grand équipement indispensable, ce n'est pas seulement parce qu'il constitue un moyen de communication entre chercheurs. C'est aussi que ses fonctionnalités de communication sont transformées par l'imagination de ces derniers et par l'industrie.

Ainsi, Internet, au départ réseau pour l'échange à distance de données informatiques entre gros calculateurs, a donné naissance au World Wide Web, dont les acquis déjà considérables ont été obtenus en moins de 10 ans. A son tour, le protocole du Web devient dominant et permet l'échange d'objets multimédia. L'étape suivante de l'évolution est la possibilité de se servir d'Internet pour des usages distincts de la simple transmission de données, le réseau se transformant en réseau de communication pour la voix et l'image en temps réel.

Au reste, l'utilisation à des fins de calcul scientifique des ordinateurs connectés au réseau occasionnera une charge supplémentaire pour ce dernier du fait des transferts de données.

Il faut en conséquence non seulement des réseaux à qualité de service mais également des réseaux de recherche, pour conduire des études sur une meilleure utilisation des réseaux pour la communication mais aussi pour des applications scientifiques.

5.1. Les réseaux de service

Le réseau de service à la recherche est en France le réseau RENATER qui fait l'objet d'améliorations permanentes et assure la liaison avec les réseaux internationaux.

Le réseau RENATER (Réseau national pour l'enseignement et la recherche) est un réseau de télécommunications à haut débit auxquels sont raccordés plus de 600 sites ayant une activité dans les domaines de la recherche, de la technologie, de l'enseignement et de la culture. Il est composé d'une infrastructure nationale et de liaisons internationales. L'infrastructure nationale comprend une épine dorsale à haut débit, intitulé RENATER 2, et des réseaux de collecte régionaux.

Ce réseau national est géré dans le cadre d'un GIP (Groupement d'intérêt public) créé en 1992 et déjà renouvelé deux fois pour 3 ans, le dernier renouvellement étant intervenu en janvier 1999 et le pérennisant jusqu'en 2002.

Les principaux membres du GIP sont l'Etat, représenté par la direction de la recherche du ministère de la recherche, qui s'implique fortement et assure la moitié du financement public, et le CNRS qui contribue à hauteur de 36 % du financement total. Le CEA, le CNES et l'INRIA, pour leur part, prennent à leur charge chacun 4 à 6 % du financement total, à quoi s'ajoutent des contributions inférieures du CIRAD et de l'INRA.

Les apports des membres du GIP ne représentent toutefois que 75 % des ressources de RENATER, le complément correspondant à des recettes " commerciales " perçues auprès d'autres institutions non-membres.

Pour l'année 2000, le budget total de RENATER atteint 180 millions de francs. Le coût de location du réseau représente la quasi-totalité du budget. Les dépenses de personnel correspondant aux 20 personnes de l'équipe ne dépassent pas 4 % du budget total.

On trouvera page suivante les schémas de l'architecture actuelle et l'architecture future de Renater 2.

Si les réseaux régionaux sont directement confiés à France Télécom, le " backbone " d'interconnexion nationale fait, lui, l'objet d'une convention de service entre le GIP et France Télécom. Il faut toutefois noter que les réseaux régionaux ne se sont malheureusement pas améliorés aussi vite que le " backbone " national.

Les liaisons de l'épine dorsale sont à 155 Mbits/s et demain à 622 Mbits/s. Si le réseau tarde un peu à monter en vitesse, ce n'est pas en raison de limitations financières mais en raison d'un manque relatif de compétitivité du secteur.

Le principal problème est celui des réseaux régionaux qui sont encore pour la plupart dans leur configuration de 1992 et ont des performances insuffisantes par rapport au réseau national. A titre d'exemple, le raccordement de la plupart des universités se fait avec un débit de 2 Mbits/s, alors qu'en Allemagne et en Grande-Bretagne, il est de 155 Mbits/s. Ceci résulte d'un hiatus dans le financement de l'ensemble des infrastructures.

L'Etat finance en effet l'infrastructure nationale d'interconnexion ainsi que les réseaux à l'intérieur des universités, mais ne prend pas à sa charge la connexion des universités aux n_uds régionaux distribués dont l'Etat espérait que les régions les financeraient. Mais du fait de leur caractère récurrent, les dépenses de réseaux ne sont pas considérées comme des investissements par les régions qui donc, ne peuvent les prendre en charge.

Il est clair que le réseau de collecte est insuffisamment performant et qu'il s'agit d'un problème qui concerne la collectivité nationale tout entière.

Au demeurant, RENATER est partie prenante du réseau européen TEN 155 dont la capacité va être portée à 622 Mbits/s avant la fin 2000.

RENATER est également partie prenante du futur réseau GEANT à 2,5 Gbits/s qui reliera les pays membres de l'Union européenne et les 10 pays éligibles au 5ème PCRD, réseau qui passera ensuite à 10 Gbits/s puis à 40 Gbits/s soit l'équivalent de son modèle américain ABILENE.

A l'évidence, RENATER constitue un équipement d'une importance vitale pour toute la recherche française.

L'ensemble des intervenants auditionnés par vos Rapporteurs estiment qu'un réseau de ce type devrait faire partie des très grands équipements si l'inscription dans cette liste avait une conséquence en termes de moyens supplémentaires.

On peut simplement souhaiter que, pour accélérer la montée en puissance de RENATER, les membres du GIP décident un accroissement des moyens de ce dernier et la création d'un fonds de réserve pour financer les modernisations du réseau et que les régions ou les départements trouvent les moyens comptables de participer au financement des réseaux de collecte locaux.

Mais il existe un autre type de réseau pour lequel un effort d'investissement serait important, c'est le réseau expérimental VTHD (vraiment à très haut débit).

2. Un exemple de réseau expérimental : le VTHD

Les objectifs des réseaux expérimentaux sont multiples : d'une part en comprendre l'économie, d'autre part effectuer des recherches sur les technologies du futur dont les paramètres essentiels sont le débit, la capillarité et l'interconnexion avec l'Europe et le monde, et, enfin de faire des recherches sur les services associés du futur.

La démarche est en conséquence de bâtir des infrastructures mais aussi d'imaginer des produits et des services nouveaux pour les utilisateurs.

Une composante du réseau expérimental français promu et exécuté sous l'égide du RNRT est le réseau VTHD (Vraiment à Très Haut Débit). Ce réseau VTHD a commencé de s'ouvrir en 2000, mettant en relation Rennes, Paris, Grenoble, Sophia Antipolis, Rouen, Nancy, Toulouse, dans un premier temps. Cette première mouture, comparable en niveau de performances avec le réseau américain ABILENE, sera accessible à des tarifs moins élevés, grâce notamment à l'aide de l'Etat.

Les coûts du VTHD s'élèvent à 40 millions de francs pour les infrastructures de base dont 10 millions de francs pour les routeurs, à quoi s'ajoutent les coûts de la recherche et ceux de la mise à disposition de chercheurs et de matériels, ce qui multiplierait par 3 ou 4 le coût global, soit environ 150 millions de francs au total.

Comme d'autres projets de réseaux en cours d'exécution, le projet VTHD est incontestablement assimilable à un TGE. Le financement par l'Etat y joue un rôle essentiel, notamment par l'intermédiaire des aides à la connexion des laboratoires.

3. La recherche sur les télécommunications

La loi de réglementation des télécommunications a confié à l'Etat la recherche publique auparavant assurée par le CNET. Une partie de la recherche amont en optoélectronique et en microélectronique a été transférée au CNRS et au CEA (LETI) et la recherche appliquée à Alcatel (GIE Opto+) et ST Microelectronics. Le CNET s'appelle désormais France Télécom R&D. France Télécom R&D emploie 3800 personnes, accueille en outre 150 thésards et dispose d'un budget global de 3 milliards de francs.

Les activités de recherche de France Télécom R&D représentent un budget de 450 millions de francs, 350 chercheurs et 150 thésards. Ses principaux domaines d'activité portent sur les réseaux, le génie logiciel, l'accès aux réseaux de mobiles, le support au réseau, les interactions homme-machine, les technologies d'accès intelligent à l'information et les usages en termes de comportement et d'acceptation des nouveaux produits par le public et les entreprises.

Comme d'autres opérateurs et d'autres systémiers-équipementiers, France Télécom R&D participe au financement de la recherche publique au travers de contrats de coopération d'un montant total de 60 millions de francs. Les universités et le CNRS sont ses partenaires principaux, à hauteur de 60 % du total, l'INRIA et les écoles des télécommunications assurant le complément, à parts égales.

France Télécom R&D participe à des recherches coopératives en Europe et est un des principaux acteurs du Réseau national de recherche en télécommunications (RNRT).

De fait, le réseau de recherche en télécommunications constitue un moyen privilégié d'intervention de l'Etat pour l'aide à la recherche. Les conditions d'éligibilité d'un projet sont de réunir plusieurs partenaires publics ou privés et les subventions représentent une partie des dépenses, inversement proportionnelle, pour simplifier, à la taille des entreprises.

Le RNRT est une réussite saluée par tous les acteurs. On en trouvera ci-après les caractéristiques sommaires.

Tableau 7 : Principales caractéristiques du réseau national de recherche en télécommunications

nom du réseau et domaine

dates et organisation

remarques

RNRT (réseau national de recherche en télécommunications) - futur d'Internet, téléphones mobiles multimédia, constellations de satellites

lancé en 1998

Comité d'orientation, bureau exécutif, 5 commissions thématiques

Interventions conjointes du Secrétariat d'Etat à l'industrie et du ministère de la recherche

- 470 millions de francs distribués en 1998-1999 dont 300 par le Secrétariat d'Etat à l'industrie et 170 par le ministère de la recherche

- 210 millions de francs en 2000

Le creuset du projet VTHD est le RNRT dans le cadre d'un programme de préparation de l'Internet du futur.

Par ailleurs, des centres nationaux de recherche technologique sont prévus pour les télécommunications, les images et le multimédia à Rennes-Lannion-Brest, les télécommunications, Internet et les nouveaux usages à Sophia Antipolis.

Au total, il existe en France un tissu compétitif de recherche dans les télécommunications, issu d'une dizaine d'années d'efforts. Mais on peut estimer que, pour passer à un nouveau stade, il faudrait des ressources supplémentaires.

6. La formation et l'emploi dans les STIC

Dans les préoccupations des acteurs de sciences et technologies de l'information et de la communication, la pénurie de main d'oeuvre formée et compétente représente un point d'une importance capitale.

Deux facteurs en sont la cause, d'une part un déficit de formation et d'autre part une fuite des cerveaux qui est patente et particulièrement intense dans le domaine des STIC.

La France n'est pas la seule à devoir faire face à cette situation. Des pays comme l'Allemagne et les Etats-Unis comptent faire jouer un rôle croissant à l'immigration d'informaticiens recrutés en Europe de l'Est, en Russie ou en Asie. L'emploi à distance est utilisé par certaines entreprises françaises dans la mesure où les réseaux de télécommunications leur permettent de confier des tâches de développement à des personnels éloignés, y compris installés dans d'autres pays. Toutefois, il ne s'agit pas là de solutions durables, car la concurrence est mondiale et les spécialistes font de plus en plus l'objet d'offres séduisantes d'expatriation.

En vérité, la recherche publique doit aussi faire face à une fuite des cerveaux, en direction du secteur privé qui offre des conditions salariales sans comparaison possible avec l'offre publique. Ce phénomène est au demeurant particulièrement développé et inquiétant dans le secteur des télécommunications.

La formation en informatique ne saurait évidemment constituer un grand équipement, non plus que la revalorisation des conditions de rémunération des ingénieurs et des techniciens des STIC dans la recherche publique.

Toutefois, il s'agit là d'une question absolument capitale et qui prendra encore plus d'importance dans les années à venir, au fur et à mesure de la montée des besoins de traitement, de stockage, de documentation et de diffusion de l'information qui s'accélère dans toutes les disciplines de la recherche.

Tous les organismes de recherche dont les représentants ont été consultés par vos Rapporteurs ont mentionné des besoins rapidement croissants en spécialistes des STIC.

Rappeler l'importance de cette question dépasse l'analyse des TGE stricto sensu mais se justifie par le fait que les besoins d'investissement dans les STIC, c'est-à-dire de préparation de l'avenir, ne se résument pas à la mise en place de grandes infrastructures. En réalité, il s'agit là d'un enjeu qui nécessite à l'évidence un grand projet, une notion que la France doit retrouver d'urgence.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 1 Dalton = 1g/mole.

4 Teraflop : mille milliards d'opérations par seconde.

X - SCIENCES DU VIVANT

Le génome et le post-génome constituent le premier des deux thèmes relatifs aux sciences du vivant que vos Rapporteurs ont examiné dans la perspective de leur étude sur les besoins de TGE. Le second est celui des neurosciences, examiné ci-après.

Les éléments qui suivent ne décrivent donc pas la problématique de l'ensemble des sciences du vivant mais mettent en lumière deux aspects importants au regard des grands investissements à pratiquer.

La génomique s'est affirmée au cours de la dernière décennie en tant que discipline permettant d'appréhender la biologie à grande échelle et nécessitant encore le développement de nombreuses technologies.

Le nouvel âge marqué par le séquençage des génomes est d'abord celui d'une théorie unificatrice, celle de l'importance déterminante de l'information contenue dans les gènes.

Ce nouvel âge est aussi celui de la nécessité d'emprunter la voie nouvelle des études systématiques, qui doivent être conduites avec des outils de taille quasiment industrielle et qui supposent des niveaux d'investissements en moyens matériels et en ressources humaines entièrement nouveaux.

C'est probablement avec les sciences du vivant que la notion de TGE dans son acception actuelle rencontre le plus de difficultés. La biologie met en effet en _uvre des plates-formes technologiques et des équipements en réseau qui n'entrent pas dans la nomenclature actuelle des TGE.

Toutefois, la nécessité de passer à l'échelle industrielle dans un certain nombre de recherches en biologie, et l'impératif d'accélérer les efforts faits dans les sciences du vivant sont incontestables et multiplient de fait les besoins d'investissement pour les années à venir.

1. Les équipements lourds des sciences du vivant actuellement recensés

Selon la nomenclature des TGE du ministère de la recherche, les sciences du vivant ne comprennent pour le moment que deux TGE, à savoir d'une part la contribution française à l'EMBL (European Molecular Biology Laboratory) qui est versée par le ministère des affaires étrangères et d'autre part, un poste intitulé " sciences de la vie dans l'espace ". Mais il faut également tenir compte des investissements du programme de génomique.

1.1. La contribution française à l'EMBL

La contribution annuelle de la France à l'EMBL représente un montant de 46 millions de francs pour 2000, montant qui a connu une augmentation moyenne de 4,8 % par an depuis 10 ans (voir tableau ci-dessous).

Tableau 1 : Evolution des dépenses relatives au TGE EMBL 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

EMBL

(TGE scientifique)

personnel

18

20

20

21

22

22

25

25

25

27

28

exploitation

13

14

14

16

16

11

12

12

13

13

13

construction

 

 

 

 

 

6

4

4

5

5

5

total

31

34

34

37

38

39

41

41

43

45

46

L'EMBL est une organisation intergouvernementale européenne fondée en 1974, modelée sur l'exemple du CERN et qui rassemble 15 pays et Israël.

L'EMBL possède 5 implantations. La première, décidée en 1974, est opérationnelle à Heidelberg depuis 1978. En 1975, la décision a été prise de créer une antenne de l'EMBL à Hambourg, dans l'enceinte de DESY (Deutsche Elektronen Synchrotron). En 1976, la construction est décidée d'une autre antenne à proximité de l'ILL (Institut Laue Langevin) à Grenoble.

En 1993, la bibliothèque de données de l'EMBL, la première au monde à rassembler systématiquement des séquences de nucléotides, a été transférée d'Allemagne à Cambridge où elle deviendra en 1997 l'EBI (European Bioinformatics Institute) sur le campus du génome du Wellcome Trust.

Enfin, un nouveau programme de génétique de la souris a été lancé en 1999 à Monterotondo, à proximité de Rome.

1.2. Les sciences de la vie dans l'espace

La nomenclature des TGE du ministère de la recherche comprend actuellement une ligne intitulée " sciences de la vie dans l'espace ", pour un montant de 155 millions de francs en 2000

Tableau 2 : Evolution des dépenses relatives au TGE " sciences de la vie dans l'espace " 2

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Sciences de la vie

dans l'espace

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

15

17

19

21

28

 

 

 

 

 

 

construction

86

119

139

149

140

276

213

186

188

179

155

total

101

136

158

170

168

276

213

186

188

179

155

Les informations communiquées à vos Rapporteurs ne permettent pas de se faire une idée précise de ce que recouvre ce poste de dépenses.

1.3. La structuration de la recherche génomique

Il paraît important de souligner que les investissements du programme Génomique, pourtant fondamentaux pour l'avenir des sciences du vivant, échappent au recensement des TGE dans sa version actuelle.

Ce programme pour la coordination et le développement des recherches sur les génomes comprend :

- la mise en place et le développement d'infrastructures à dimensions nationale et internationale : le centre national de séquençage (CNS-Génoscope), le centre national de génotypage (CNG) et le centre de ressources Infobiogen

- la mise en place du réseau national de génopoles

- les réseaux de recherche et d'innovation technologique : Genoplante et GenHomme.

Le réseau de génopoles, décidé lors du Comité Interministériel de la Recherche Scientifique et Technologique (CIRST) du 1er juin 1999, permet de renforcer la recherche en génomique sur tout le territoire national en assurant une complémentarité des recherches pour la génomique fonctionnelle.

Le génopole d'Evry a reçu les investissements lourds que sont le Centre national de séquençage et le Centre national de génotypage. Ces deux centres nationaux bénéficient d'un financement garanti pendant 10 ans.

On trouvera ci-dessous la répartition des crédits publics à ces programmes en 1999.

Tableau 3 : Actions incitatives en faveur des sciences du vivant en 1999

 

 

 

Action prioritaire

financement 1999

millions de francs

type d'action

Centre de génotypage

50

 

Centre de séquençage

80

 

Infobiogen

15

-

Génoplante

60

RT

Pour mémoire

Technologies appliquées à la médecine

60

ACI

Microbiologie médicale

35

ACI

Prions

15

ACI

Sida et paludisme

30

ACI

Réseau de génopoles

40

RT

Impact possible des OGM sur l'environnement

10

ACI

Total

395

 

1.4. L'évolution des crédits des TGE des sciences du vivant, un indicateur peu significatif

Les efforts des pouvoirs publics en faveur du programme Génomique n'étant pas inclus dans la nomenclature des TGE, l'évolution des dépenses annuelles des TGE des sciences du vivant, telle qu'elle est indiquée par le ministère de la recherche, n'a évidemment pas grand sens.

Figure 1 : Evolution des dépenses annuelles des TGE des sciences du vivant

Il en est de même de l'évolution de la part de TGE des sciences du vivant dans les dépenses totales.

Figure 2 : Evolution des dépenses relatives aux TGE des Sciences du vivant par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Au demeurant, il faut remarquer au plan scientifique que la contribution française au décryptage du génome humain n'atteindra au final en termes quantitatifs que quelques pour cents, alors que ses équipes de chercheurs avaient été parmi les pionniers des premières étapes du séquençage, avec les travaux précurseurs du Centre d'étude du polymorphisme humain.

Mais les crédits nécessaires à l'accélération de leurs travaux n'ont pas ultérieurement été dégagés au niveau requis, au contraire de ce qu'ont su faire d'autres pays, en particuliers les Etats-Unis mais aussi le Royaume-Uni.

2. Des besoins croissants à l'avenir en grands investissements

La post-génomique correspond à l'étape à venir de la compréhension et de l'utilisation systématique des données acquises sur le génome. Cette nouvelle étape de la recherche présente des difficultés scientifiques considérables, difficultés en tout état de cause beaucoup plus importantes que celles rencontrées au cours de l'étape précédente pour le séquençage du génome.

Pour simplifier, les recherches à venir appartiennent à trois grands domaines : l'approche structurale, l'approche génétique et l'approche biochimique.

Il est symptomatique que ces différentes étapes fassent appel à une instrumentation de plus en plus sophistiquée et à des équipements dont le poids financier est de plus en plus lourd.

2.1. L'approche structurale

La biologie structurale vient en complément direct de la mise en évidence des gènes. L'action d'un gène se faisant par l'intermédiaire d'une ou plusieurs protéines, la première étape consiste en " l'expression " du gène considéré. Celui-ci est inséré dans une bactérie adéquate, qui est ensuite cultivée de manière que la protéine étudiée soit produite en quantité suffisante. La deuxième étape est celle de la purification en vue d'isoler la protéine. La troisième étape est celle de la cristallisation, toujours difficile et quelquefois impossible dans le cas des protéines membranaires.

La structure des protéines cristallisées est déterminée le plus souvent en recourant au rayonnement synchrotron qui constitue le moyen d'investigation le plus performant à l'heure actuelle. Lorsque la protéine n'est pas cristallisable, l'on recourt alors à la résonance magnétique nucléaire ou bien aux sources de neutrons. Pour autant, la résonance magnétique nucléaire est limitée pour le moment à des poids moléculaires relativement faibles. Quant aux sources de neutrons, leurs faisceaux devront gagner en brillance pour apporter un service optimal.

L'étude des structures des protéines est en tout état de cause un des enjeux majeurs du post-génome.

Des études de deux types seront conduites, d'une part les études systématiques sur un nombre de protéines considérables résultant d'une approche quasi-industrielle et, d'autre part, des études longues et plus spécialisées sur des questions complexes comme la structure du ribosome.

L'élucidation à l'échelle industrielle des structures d'un nombre très important de protéines constitue une approche lourde et consommatrice de crédits. Certains chercheurs considèrent qu'à bien des égards, il s'agit d'une mode. Cette approche est en tout état de cause critiquée parce qu'elle aura une rentabilité réduite, puisqu'on peut s'attendre que de très nombreuses protéines dont on aura déterminé la structure se révéleront ultérieurement sans intérêt.

Mais les partisans de la démarche systématique font valoir plusieurs arguments. Cette approche entraînera en premier lieu des progrès importants dans un ensemble de technologies. En second lieu la connaissance des structures ensemencera toute la biologie, car la fonction d'une protéine est souvent liée à sa structure. Enfin, à condition de diffuser très largement les structures élucidées, la valorisation des résultats obtenus pourrait bien être supérieure aux attentes.

En tout état de cause, la course à la détermination en masse des structures des protéines a d'ores et déjà débuté. Les Etats-Unis se sont fixé comme objectif la détermination de la structure de 10 000 protéines dans les dix prochaines années. Un programme de 150 millions de dollars est déjà lancé pour les 5 ans à venir, bénéficiant à 9 sites de recherche.

La France est loin d'être inactive dans ce domaine.

La décision de construire le synchrotron de 3ème génération SOLEIL va, à un horizon que l'on espère le plus proche possible, permettre aux biologistes français de disposer des ressources nécessaires en temps d'accès à des faisceaux de rayons X - X durs, avec des brillances d'un excellent niveau.

Mais les analyses de structure devront être automatisées pour être plus rapides.

Par ailleurs, il est indispensable de développer les techniques d'expression des gènes, de purification et de cristallisation des protéines.

Ces axes de recherche et développement sont au c_ur du programme américain. L'ESRF et l'antenne grenobloise de l'EMBL y travaillent également de concert.

La coopération entre ces deux organismes au sein du Joint Structural Biology Group, a déjà permis de réaliser un microgoniomètre automatique fort utile pour le positionnement des microcristaux, et a désormais pour objectif la mise au point d'une chaîne entièrement automatisée d'installation et d'alignement optique des cristaux, d'analyse des mesures et de détermination des structures.

Au delà de cet important développement, le groupe travaille aussi à la création à Grenoble d'un laboratoire d'expression des gènes et de cristallisation de protéines dans le cadre d'un consortium associant l'ESRF, l'EMBL et dix entreprises pharmaceutiques.

Ce projet correspond à un investissement initial de 43 millions de francs et à un budget de fonctionnement, personnel compris, de 25 millions de francs. Le laboratoire, qui inclurait 30 personnes, dans un bâtiment de 1200 m², aurait pour mission la préparation des cristaux de protéines dans la perspective de leur analyse sur les lignes de lumière de l'ESRF qui serait doté d'une ligne de lumière supplémentaire à l'usage exclusif du consortium.

Formulé trop tard pour faire partie du plan stratégique de l'EMBL pour la période 2001-2005, ce projet intéresse le Wellcome Trust. Celui-ci pourrait créer un " charity trust " qui serait alimenté par les entreprises intéressées et financerait l'EMBL et l'ESRF, à qui il incomberait de réaliser et de gérer le laboratoire.

Une autre solution pourrait être la création d'une société civile rassemblant tous les protagonistes, ce qui semble préférable à l'EMBL qui tient à sauvegarder son principe de fonctionnement, à savoir des équipes peu nombreuses et mobiles dans leur activité.

Il est vraisemblable que les investissements décidés en faveur des génopoles ne suffiront pas au développement d'un tel programme dans notre pays.

Dès lors, l'aide de l'Union européenne apparaît indispensable. Elle serait d'autant plus justifiée que de nombreux observateurs estiment qu'elle devrait être répartie entre plusieurs centres européens. Or l'EMBL offre un cadre préexistant et approprié.

2.2. L'approche génétique

La deuxième catégorie d'études relatives au post-génome est celle qui a pour but l'intégration au niveau des organes ou des organismes des connaissances acquises avec la biologie structurale et la génomique fonctionnelle.

La méthode consiste à provoquer des mutations génétiques et à examiner leurs conséquences, de manière à identifier la responsabilité des gènes dans le fonctionnement des organes et des organismes.

Pour cette branche de la recherche post-génomique, les animaleries représentent un outil indispensable. Un exemple d'animalerie actuellement en fonctionnement est la " Mutant Mouse Bank " italienne, implantée près de Rome, un équipement lancé par l'Italie et au financement duquel l'Union européenne participe désormais. La souris présente l'avantage de pouvoir être mutée facilement, d'avoir une période de gestation très courte et de donner naissance à un nombre important de descendants, ce qui permet de tester les conséquences des mutations sur un grand nombre d'individus appartenant à des générations différentes.

La France a décidé et commencé la construction d'une animalerie de souris transgéniques de 4000 m² environ à Strasbourg. L'investissement correspondant est important, tant pour l'animalerie proprement dite que pour les instruments d'examen physiologique des souris. Un autre poste de dépenses conséquent est celui des personnels qualifiés de laboratoires, formés aux techniques de la physiologie, qui devront être nombreux pour examiner les animaux transgéniques.

En tout état de cause, cette animalerie de souris transgéniques devrait être complétée ultérieurement par une animalerie de primates, dont le coût serait, selon toute vraisemblance, beaucoup plus élevé.

2.3. L'approche biochimique

Le principe de l'approche biochimique est d'examiner avec quelles molécules les protéines interagissent. Ces interactions et leurs modifications explicitent la fonction biochimique des protéines.

Les techniques utilisées sont essentiellement celles de la biochimie.

Parmi les grands instruments utilisés figurent principalement ceux qui permettent les études de structures en solution et les études de dynamique, c'est-à-dire la résonance magnétique nucléaire et les sources de neutrons. Les sources de neutrons sont en particulier utilisées pour l'étude de la dynamique de réactions, pour l'étude des liaisons entre protéines et molécules d'eau ou pour celle des agrégats de protéines ou des complexes lipo-protéïques.

Ce secteur de recherche est jugé d'un intérêt stratégique par l'industrie pharmaceutique.

Les protéines sont en effet des sortes de micromachines dont la structure détermine souvent le fonctionnement. A cet égard, grâce à la greffe de molécules adéquates sur une partie précise de la protéine, il est possible de bloquer leur fonctionnement.

D'où l'intérêt de l'industrie pharmaceutique pour la connaissance non seulement de la structure des protéines mais également de leurs fonctions.

En tout état de cause, l'approche biochimique est placée dans les deux premières priorités de l'EMBL pour la période 2001-2005.

2.4. La bioinformatique

D'autres types d'investissements lourds sont requis par les sciences du vivant.

Il s'agit en premier lieu de la bioinformatique. Il s'agit des capacités de traitement, de stockage et de transmission de l'information pour gérer et exploiter la quantité gigantesque de données issues du séquençage du génome, des études de structures des protéines et de la biochimie.

Mais, à cet égard, les moyens physiques ne sont qu'un élément de solution au problème.

Il faut en réalité développer d'urgence dans notre pays des compétences humaines en bioinformatique et former des personnels compétents.

2.5. La conservation des souches

Le deuxième type d'équipements lourds est celui des bibliothèques du vivant. Les sciences de la vie exigent la mise à disposition d'infrastructures pour stocker les cellules souches. Il est également indispensable de disposer de serres de grande taille ainsi que de centres de ressources biologiques assurant le stockage de cellules et de matières biologiques indispensables pour les biotechnologies.

Les collections biologiques constituent un enjeu stratégique majeur, pour le développement des biotechnologies de la santé et du secteur agro-alimentaire.

La mise à disposition d'échantillons biologiques avec des garanties de qualité et de traçabilité est indispensable pour valider et étendre les acquis de la génomique.

Ces besoins doivent se traduisent par des investissements lourds à réaliser le plus rapidement possible. Le coût de mise en place d'une grande biothèque du vivant est évalué à 500 millions de francs, avec un budget de fonctionnement estimé à 15 millions de francs par an.

3. Le modèle d'organisation des sciences du vivant

Certains biologistes estiment que la centralisation des chercheurs dans des équipes de grande taille, ainsi qu'une coordination très étroite de celles-ci dans le cadre de grands organismes ne sont pas adaptées à la nature des recherches en biologie.

Au contraire, la répartition des efforts en de nombreuses équipes de petite taille et jouissant d'une liberté d'action importante garantit une créativité et des résultats supérieurs.

Pourtant, on peut légitimement se demander si cette forme d'organisation répartie n'a pas vécu alors que le post-génome nécessite des recherches systématiques et des moyens quasi industriels.

Certains biologistes considèrent que, si des unités de recherche de taille plus importante devront nécessairement être mises sur pied, en réalité, non seulement il faudra veiller à conserver la dissémination et l'autonomie des chercheurs dans des équipes de petite taille, mais il sera également nécessaire de limiter au maximum la taille des équipements et de les répartir au sein de réseaux maillés.

Selon cette orientation, il serait contre productif de confier à un seul laboratoire européen et même national, la responsabilité de la biologie structurale.

A titre d'exemple, dans le domaine de la biologie structurale, une fois l'expression des gènes et la purification des protéines réalisée, il serait préférable de disséminer la résolution des structures dans plusieurs centres pour atteindre une meilleure efficacité.

S'agissant de l'approche génétique, il pourrait être dangereux de construire des animaleries géantes, du seul fait des risques accrus d'épidémies dans les populations animales.

Au final, comme l'atteste la création en France du réseau de génopoles, c'est un modèle réparti que semblent appeler de leurs v_ux ces biologistes. Ceci va évidemment à l'encontre de la création de TGE au sens classique d'équipements centralisés mais ne supprime en rien les besoins d'investissements lourds de la discipline.

4. Un effort vital

Selon de nombreux observateurs qualifiés des sciences du vivant, l'Europe dispose d'une fenêtre d'opportunité de 2 à 3 ans pour rattraper son retard dans le domaine des sciences du vivant et prendre place dans la compétition mondiale en tant qu'acteur de premier plan doté d'une puissance suffisante.

Faute de relever ce défi en temps utile, l'on assistera dans le domaine de la biologie à la formation d'un monopole scientifique et industriel des Etats-Unis voire à celle d'un duopole Etats-Unis - Japon.

Dans cette compétition, l'Europe n'est pas démunie d'atouts, bien au contraire, avec une capacité d'innovation très importante. Ainsi, la première base de données de grande ampleur sur les séquences de nucléotides a été créée par l'EMBL, un an avant le NIH américain. Mais, après un démarrage très lent, le budget de la base de données américaine est trois fois et demi supérieur à celui de la base de données de l'EMBL. De même, selon toute probabilité ce n'est qu'en raison d'investissements insuffisants que la France a perdu son leadership dans le séquençage du génome.

La question financière est donc d'une importance critique. La France possède des équipes de pointe dans chacun des grands domaines de la biologie. Son retard sur le Royaume-Uni dans les sciences du vivant est d'ordre quantitatif et non pas qualitatif.

Dans ces conditions, des investissements accrus sont indispensables. Mais ils doivent s'accompagner d'efforts de formation et de recrutement considérables, pour combler des écarts d'effectifs majeurs avec les pays jouant les premiers rôles au plan mondial et pour anticiper les effets d'une vague de départs à la retraite qui s'accéléreront dans quatre à cinq ans.

XI - L'IMAGERIE MÉDICALE

L'importance de la génomique dans la biologie et la nécessité de pratiquer des investissements lourds dans ce domaine ne doivent pas occulter d'autres enjeux scientifiques majeurs, comme celui des neurosciences, qui requièrent elles aussi des efforts budgétaires considérables en faveur des techniques d'imagerie médicale qui leur sont propres

1. Les neurosciences et l'imagerie médicale, un enjeu scientifique majeur

Le premier enjeu des neurosciences est bien évidemment celui de la santé, avec la mise au point de traitements des maladies neurologiques, le développement de la neurochirurgie et les progrès de la psychiatrie.

L'actualité récente sur le nouveau variant de la maladie de Creutzfeldt Jacob souligne avec cruauté l'importance de la recherche dans ce domaine.

Son importance est également marquée par la révélation croissante, sinon le développement, des maladies neuro-dégénératives.

Mais un autre enjeu considérable est également la lutte contre le vieillissement cérébral et le développement des techniques de rééducation. Il s'agit là d'un enjeu de santé publique essentiel, avec l'allongement de l'âge de la vie.

La recherche en neurosciences peut également contribuer à améliorer la connaissance du développement de l'enfant ainsi qu'à approfondir les sciences cognitives dont les applications sont nombreuses dans le domaine de l'acquisition des connaissances et des modes de communication.

Or l'imagerie est une technique irremplaçable pour les neurosciences. En effet, il existe une relation entre la localisation anatomique et la fonction des aires corticales. Par ailleurs l'imagerie est un moyen non invasif qui permet l'étude non seulement de patients mais aussi de sujets normaux, voire d'enfants. De surcroît, l'imagerie contribue à une meilleure compréhension des données électrophysiologiques, à l'étude de l'expression des gènes chez l'animal et au développement des médicaments.

Il est à noter que les Etats-Unis ont reconnu l'importance des neurosciences en lançant un programme national intitulé " The Human Brain Project ".

2. Les équipements d'imagerie cérébrale

En matière " d'imageurs ", on distingue classiquement les équipements lourds des moyens mi-lourds.

Les équipements mi-lourds comprennent les " imageurs " mi-lourds au nombre desquels on compte les équipements d'imagerie gamma ou infrarouge.

Les équipements lourds comprennent les caméras à positons, les machines de magnéto-encéphalographie et les imageurs et les spectroscopes RMN (résonance magnétique nucléaire).

Les caméras à positons permettent de mettre en évidence les phénomènes de neurotransmission ainsi que l'expression génétique. D'un coût d'environ 10 millions de francs, les caméras à positons supposent la production sur place d'isotopes, l'utilisation d'un cyclotron et la présence d'un laboratoire de radiochimie.

Les machines de magnéto-encéphalographie donnent des informations fines sur les localisations. Les machines actuelles valent environ 12 millions de francs. Le coût des machines de nouvelle génération qui comportent un grand nombre de capteurs, devrait doubler pour atteindre 24 millions de francs.

L'imagerie et la spectroscopie par RMN (résonance magnétique nucléaire), comprennent deux familles d'équipements, d'une part les imageurs pour l'homme et d'autre part les machines pour les animaux.

Les imageurs pour l'homme comprennent les " imageurs " à 1,5 Tesla dont le coût est de 12 millions de francs et qui sont des machines destinées en priorité aux examens cliniques.

Les " imageurs " à 3-4 Tesla d'un coût de 24 à 25 millions de francs sont considérés comme des équipements de pointe en France pour l'étude du fonctionnement cérébral, alors qu'ils se banalisent aux Etats-Unis pour les applications cliniques. Des machines à très hauts champs, c'est-à-dire à 7-10 Tesla, d'un prix de 60 millions de francs, commencent à être installées aux Etats-Unis.

Les imageurs pour les petits animaux et les primates mettent en _uvre des champs de 4 à 17 Tesla. Leurs coûts vont de 10 à 25 millions de francs.

A tous ces équipements doivent être rajoutés les matériels d'informatique et de télécommunications indispensables à l'exploitation des résultats obtenus.

3. Les efforts à engager

Un plan national est recommandé par certains experts. Ce plan devrait comporter deux axes, le premier concernant la mise à niveau du parc existant en terme de compétitivité et le deuxième visant à prendre de l'avance en anticipant les évolutions technologiques.

S'agissant de l'augmentation de compétitivité du parc existant, la mise à jour des équipements anciens représente une enveloppe budgétaire de 100 millions de francs environ.

La France possède déjà deux pôles techniques où l'on trouve des moyens lourds, l'Ile-de-France avec Orsay (CEA) et l'hôpital de la Salpêtrière, et, Rhône-Alpes avec l'ensemble constitué par Lyon et Grenoble. Ces deux pôles, dont les masses critiques sont insuffisantes, constituent toutefois des bases de départ incontournables.

Ces deux pôles nationaux sont complétés par des centres régionaux, qui ne disposent pas chacun de tous les instruments mais détiennent des plateaux techniques respectables. Ainsi l'Est de la France est doté en instruments de magnéto-encéphalographie, en caméra à positons et en IRM, de même que Marseille, l'ensemble Toulouse-Bordeaux, l'Ouest avec l'ensemble Rennes-Caen.

Un autre effort est à consentir pour les dépenses de fonctionnement, qui représentent annuellement de 5 à 10 % de l'investissement.

Les personnels desservant ou utilisant ces machines doivent être renforcés. L'on constate trop souvent en effet que les financements, notamment ceux des collectivités locales, ne prévoient rien au delà de l'achat des matériels. Il faut donc une politique de ressources humaines coordonnée.

Au delà, une coordination nationale est indispensable, en incluant dans les prévisions des budgets de fonctionnement et de personnel suffisants.

En outre, il est indispensable de doter la recherche française de centres d'imagerie animale compétitifs, tant pour les primates que pour les souris. A cet égard, il faut remarquer que douze centres d'imagerie cérébrale appliquée aux petits animaux dotés de plusieurs types d'équipements ont été créés récemment aux Etats-Unis, le total devant atteindre la vingtaine dans les prochaines années.

L'autre volet du plan national concernerait l'innovation technologique.

L'un des objectifs technologiques de ce programme devrait être la mise au point dans les dix ans à venir au plus, de nouveaux systèmes d'imagerie permettant l'étude de l'activité de quelques dizaines de neurones avec une résolution temporelle passant de 1000 à 100, voire 10 millisecondes, afin de mieux comprendre le cerveau humain. La France, qui possède des spécialistes très performants en physique et en traitement d'image est capable de mener à bien un tel projet.

La création d'un Centre national ou européen d'imagerie cérébrale est à recommander.

L'investissement correspondant représente 150 millions de francs par an sur au moins 5 années.

Il s'agit en l'occurrence d'investir pour mettre au point l'IRM (imagerie par résonance magnétique) à très haut champ, c'est-à-dire 10 Tesla pour l'homme et 14 à 17 Tesla pour l'animal.

Un tel investissement représenterait-il une dépense exceptionnelle ? A titre d'exemple, la seule université d'Harvard a récemment décidé la création d'un institut comprenant 2 " imageurs " de 3 Tesla, une machine de 7 Tesla et deux machines de 14 Tesla pour la souris. D'autres institutions américaines ont une démarche similaire. Par ailleurs, un pôle du même type a été financé à Londres par le Wellcome Trust.

Un plan national relatif à l'imagerie cérébrale se justifie par les nécessités de la recherche dont les progrès sont particulièrement importants et urgents, en raison des défis considérables de santé publique à relever dans les prochaines années.

XII - GÉOLOGIE

Sur la période 1990-2000, la géologie a enregistré la fin des deux programmes nationaux Géologie profonde de la France et de GéoFrance 3D mais a pu continuer à bénéficier d'une participation au programme international ODP (Ocean Drilling Programme) qui est désormais le seul équipement à faire partie des TGE selon la nomenclature du ministère de la recherche.

Alors que les résultats d'ODP apparaissent comme très positifs, c'est à un redoublement de ses efforts que la France est invitée, à l'occasion du renouvellement et de l'approfondissement du programme ODP qui prendra la nouvelle dénomination d'IODP (International Ocean Drilling Programme).

1. Le programme ODP

Le programme ODP portant sur la période 1983-2003 représente le principal effort mondial actuel de forage scientifique des fonds océaniques et s'inscrit dans la ligne des travaux effectués depuis le milieu des années 1960.

Au total, ce sont plus de 2000 forages qui ont déjà été réalisés dans les fonds sous-marins.

Le navire actuellement en service pour ce programme, le JOIDES RESOLUTION, permet de procéder à des forages jusqu'à 2000 mètres sous le plancher océanique.

Parmi les recherches conduites avec ce navire de forage, on peut citer l'échantillonnage des sédiments sous-marins à différentes profondeurs, l'étude des interfaces noyau-manteau ou croûte-manteau ou la mise en place de bouchons instrumentés au fond de la mer, servant à l'enregistrement de données sismologiques.

Le budget annuel du programme ODP atteint 45 millions de dollars. La France, le Japon, l'Allemagne et le Royaume-Uni contribuent chacun pour 3 millions de dollars, à quoi il faut ajouter un montant identique fourni par un consortium d'autres pays européens.

Les Etats-Unis financent pour leur part 60 % du total du budget.

2. L'évolution des crédits des TGE de la géologie

Le programme ODP représente pour la France, de 1990 à 2000 une dépense cumulée de 209 millions de francs.

Par comparaison, les deux autres programmes, GéoFrance 3D et GPF (Géologie profonde de la France) correspondent à une dépense de 96 millions de francs sur la même période.

Tableau 4 : Evolution des dépenses relatives au TGE ODP 3

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ODP

(TGE scientifique)

personnel

2

1

1

1

1

6

6

1

1

 

 

exploitation

20

17

18

16

17

18

16

16

20

12

12

construction

1

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

total

23

19

20

18

19

25

23

17

21

12

12

Tableau 5 : Evolution des dépenses des autres TGE de la géologie 4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

GéoFrance 3D

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

9

13

13

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

0

0

0

0

9

13

13

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

GPF (Géologie profonde de la France)

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

6

6

 

 

 

 

exploitation

11

10

14

14

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

11

10

14

14

0

6

6

0

0

0

0

Les dépenses des TGE de la géologie ont enregistré une baisse de près d'un tiers de 1990 à 2000, avec une brève période de croissance en 1995 et 1996.

Figure 3 : Evolution des dépenses des TGE de la Géologie

Au total, les TGE de la géologie ne représentent plus que 0,3 % du total des dépenses totales des TGE scientifiques et techniques, contre 1,2 % en 1990.

Figure 4 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la Géologie par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles

Si le but essentiel d'ODP est l'étude de la tectonique des plaques, les perspectives de la géologie sous-marine sont désormais plus étendues.

Un nouveau programme international, intitulé IODP (Integrated Ocean Drilling Programme) est en cours de définition à cet effet et devrait prendre le relais d'ODP à partir de 2003.

Il s'agira certes d'apporter des explications à des questions fondamentales de la géologie, comme les transferts de chaleur et de matière, les transects terre-mer, la déformation de la lithosphère, la dynamique du manteau et du noyau.

Mais le programme contribuera aussi à l'étude des grands problèmes environnementaux comme l'évolution climatique, celle-ci étant enregistrée naturellement dans les sédiments ou dans les coraux pour le niveau des océans. Un autre objectif sera de mieux connaître la biosphère cachée dans les sédiments, ainsi que les ressources en hydrates de gaz.

Le programme IODP mettra en _uvre un nouveau navire foreur japonais, capable de forer dans 5 000 mètres de sédiments, et d'un coût de 500 millions de dollars et le navire américain actuel entièrement modernisé pour un investissement de 100 millions de dollars.

Si l'Europe veut pouvoir accéder à ces nouveaux navires, il lui faudra vraisemblablement faire elle-même un effort d'investissement.

La participation européenne pourrait prendre la forme de moyens d'investigation complémentaires, comme des plates-formes de forage pour forer en eau peu profonde, des instruments robotisés ou par la mise à disposition du Marion Dufresne, navire océanographique polyvalent français.

En outre, le coût d'exploitation du nouveau programme IODP devrait s'accroître sensiblement par rapport à celui d'ODP.

Le coût d'exploitation du navire actuel s'élève à 45 millions de dollars. La participation européenne représente environ le quart du total.

Le coût estimé pour les deux navires devrait atteindre 140 millions de dollars.

La participation européenne devrait être multipliée par trois si l'Europe voulait garder sa position actuelle dans le programme, la contribution française devant elle aussi être accrue, toutes choses égales par ailleurs.

En tout état de cause, la Commission européenne semble prête à participer au financement d'IODP en tant que réseau intégré au 6ème PCRD, ce qui permettrait de diminuer les contributions nationales.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

XIII - OCÉANOGRAPHIE

L'océanographie est sans doute l'une des disciplines scientifiques qui, depuis quelques années, connaît le développement le plus rapide, avec un élargissement considérable de ses centres d'intérêt et un rôle majeur à jouer dans la compréhension de l'un des défis majeurs de notre temps, le changement climatique.

Des difficultés existent certes dans le recensement des moyens indispensables de la discipline et dans la mise en place de financements pérennes.

Mais de nouveaux besoins d'investissement apparaissent dans la perspective de constituer une chaîne complète d'observations, composée de bouées de mesure, de navires de toutes tailles, de satellites et de centres de calculs.

La satisfaction de ces besoins est essentielle pour franchir un palier dans la connaissance des océans, éléments clés pour l'avenir de la planète.

1. Les équipements lourds de l'océanographie

Les moyens d'observation lourds jouent un rôle capital en océanographie et se composent de la flotte hauturière, de satellites, de la flotte côtière, de bassins d'essai et de réseaux de bouées d'observation.

La flotte française hauturière de l'IFREMER comprend actuellement l'Atalante, le Suroît, le Thalassa et le Nadir, tous navires de plus de 50 mètres, auxquels il faut rajouter le navire polaire polyvalent Marion Dufresne de l'IFRTP, le plus grand du monde.

La flotte océanographique hauturière représente un investissement cumulé de 500 millions de francs par navire. La plus grande partie de ce montant est à financer sur une période de 5 ans correspondant à la durée de construction du navire, le reliquat correspondant à la modernisation dont la date ne peut être déterminée à l'avance avec précision.

Le coût annuel d'opération d'un navire hauturier est de l'ordre de 30 à 50 millions de francs, à quoi il faut ajouter les coûts scientifiques.

Le coût d'investissement des satellites s'étage de 50 millions à 2 milliards de francs, selon leur complexité et selon qu'ils appartiennent ou non à une série de même nature. Leur durée de vie moyenne est de 5 ans. Le coût d'opération d'un satellite revient à 30 millions de francs par an.

Les réseaux d'observation, principalement les bouées dont chaque exemplaire représente un investissement de 300 000 francs environ, peuvent atteindre un total de 300 millions de francs, comme dans le cas des 3000 bouées du système ARGO, dont le coût annuel d'opération s'élève à 30 millions de francs.

Autre infrastructure indispensable, les moyens de calcul se chiffrent à 30 millions de francs environ pour les investissements et à 20 millions de francs par an en exploitation, si l'on estime les besoins de calcul de l'océanographie au tiers de ceux de l'IDRIS.

A ces très grands équipements, il faut bien entendu ajouter d'autres grands outils, comme les bassins d'essais ou d'élevage, la flotte côtière avec ses navires de 20 à 40 mètres, dont 3 appartiennent à l'IFREMER, 4 à l'INSU, 2 à l'IRD (Institut de recherche pour le développement), 1 à l'IFRTP.

2. Les équipements océanographiques de la nomenclature actuelle des TGE

Dans la nomenclature des TGE, on retient pour l'océanographie la flotte et les satellites TOPEX-POSEIDON, PROTEUS-JASON, POLDER et ERS1 et ERS2.

S'agissant de la flotte, les données communiquées par le ministère de la recherche montrent que les dépenses d'exploitation représentent la plus grande part de la dépense totale.

On constate une diminution tendancielle des dépenses de construction, depuis 1992. Le point bas de cette évolution a été atteint en 1999. Toutefois, les autorisations de programme retrouvent un niveau de 60 millions de francs dans le projet de loi de finances pour 2001 et devraient se maintenir à ce niveau en 2002, selon les indications données à vos Rapporteurs.

Tableau 1 : Evolution des dépenses relatives à la flotte océanographique TGE 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

Flotte

(TGE scientifique)

personnel

5

4

4

5

6

6

8

7

5

6

6

exploitation

147

151

159

182

180

175

178

178

187

174

185

construction

46

37

93

60

50

49

54

34

11

10

20

total

198

192

256

247

236

230

240

219

203

190

211

Ces chiffres doivent être rapprochés de ceux fournis par l'IFREMER quant à la flotte qu'il gère.

Tableau 2 : Plan de renouvellement de la flotte de l'IFREMER de 1995 à 2000 2

millions de francs

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Total

AP financées par le BCRD

15

35,2

199,95

48,00

0

0

118,15

AP financées par les recettes propres

 

 

7,56

 

 

 

7,56

Total AP capitalisées

 

 

 

 

 

 

125,71

Les autres TGE océanographiques sont des satellites.

TOPEX-POSEIDON, satellite de topographie des océans, lancé en 1992 en coopération avec les Etats-Unis, a représenté une dépense de construction pour la France de 700 millions de francs et fonctionne toujours.

Tableau 3 : Evolution des dépenses relatives au satellite TOPEX-POSEIDON 3

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

TOPEX-POSEIDON

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

12

12

 

 

 

 

exploitation

 

 

6

15

11

18

21

20

15

11

17

construction

189

216

142

89

68

 

 

 

 

 

 

total

189

216

148

104

79

30

33

20

15

11

17

Son successeur, PROTEUS-JASON, qui sera lancé au printemps 2001, représente une dépense de construction cumulée de près 600 millions de francs, intégrant le coût de développement de la plate-forme multi-usages PROTEUS qui sera amorti sur d'autres programmes.

Tableau 4 : Evolution des dépenses relatives au satellite PROTEUS-JASON 4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

PROTEUS-JASON

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

37

52

150

78

180

98

total

 

 

 

 

 

37

52

150

78

180

98

Autres TGE apportant une contribution à l'océanographie, les satellites ERS-1, lancé en 1991, et ERS-2, lancé en 1995, ont pour objet la surveillance permanente et tout temps des océans, des terres émergées et des glaces polaires, grâce à l'utilisation de techniques radars. Leur coût total de construction atteint 795 millions de francs.

Tableau 5 : Evolution des dépenses relatives aux satellites ERS1 et ERS2 5

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ERS1 et ERS2

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

12

12

 

 

 

 

exploitation

23

23

43

42

46

53

48

48

42

43

16

construction

86

105

161

185

175

76

7

 

 

 

 

total

109

128

204

227

221

141

67

48

42

43

16

On citera pour mémoire le programme POLDER intégré aux TGE pour la seule année 1996, et qui correspond à un instrument de surveillance du phytoplancton embarqué par le satellite japonais ADEOS-2, lancé à la mi-2001.

Tableau 6 : Evolution des dépenses relatives à l'équipement POLDER 6

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

POLDER

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

On citera également pour mémoire les dépenses relatives à WOCE (World Ocean Circulation Experiment).

Tableau 7 : Dépenses relatives au TGE océanographique WOCE 7

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

WOCE

(TGE scientifique)

personnel

4

4

4

4

7

55

exploitation

2

2

7

4

8

9

construction

5

4

8

7

7

3

total

11

10

19

15

22

67

Ces très grands équipements ont représenté en 1999 une dépense de 424 millions de francs, dépense qui connaît une diminution tendancielle depuis 1992 (voir graphique suivant).

Figure 1 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE océanographiques

Avec l'augmentation des dépenses relatives à l'ensemble des TGE techniques, qui elle-même est la principale cause de celle des TGE scientifiques et techniques, la baisse en valeur absolue des dépenses des TGE de l'océanographie se retrouve en valeur relative.

Figure 2 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'océanographie, par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Ainsi, en 1999, les dépenses relatives aux TGE de l'océanographie ont représenté 9,3 % du total, contre 17,8 % en 1990.

3. Les besoins prévisibles

La France a engagé depuis 1995 un effort de modernisation de sa flotte hauturière, effort qui est sans équivalent en Europe.

Mais la suppression des autorisations de programme dans les lois de finances pour 1999 et 2000 pour la flotte hauturière est venue interrompre un processus de capitalisation essentiel pour la continuation de son plan de modernisation. Les 70 millions de francs prévus pour 2001 et 2002 ne constituent pas un rattrapage suffisant, puisqu'un processus continu de modernisation et de renouvellement régulier de la flotte hauturière exige à lui seul des autorisations de programme annuelles de ce montant. Par ailleurs, le financement du renouvellement de l'un des navires de façade doit être prévu.

Différentes critiques ont pu être émises dans le passé sur l'incapacité de l'océanographie en tant que discipline de prévoir et planifier le renouvellement de sa flotte hauturière, voire côtière.

Mais les années récentes témoignent d'un bel effort de prévision et d'élargissement des perspectives, avec la participation de l'Espagne au financement du Thalassa, navire spécialisé dans la recherche halieutique.

En réalité, la difficulté essentielle constatée pour l'océanographie provient de l'absence de capitalisation des autorisations de programme, qui seule pourrait garantir un financement régulier de grands équipements comme les navires océanographiques.

Par ailleurs, la France dispose avec le navire polaire Marion Dufresne d'un navire à bien des égards unique au monde. Or il lui revient deux missions, l'une de souveraineté et de soutien logistique dans les Territoires des Terres australes et antarctiques françaises (Taaf) et l'autre de recherche scientifique.

Ces deux missions entrent régulièrement en conflit. En tout état de cause, il semble que le Marion Dufresne puisse être rentabilisé d'une manière plus satisfaisante qu'actuellement en étant déchargé de certaines de ses rotations logistiques. Ceci impliquerait soit la construction d'un nouveau bâtiment spécialisé dans la logistique soit des dépenses récurrentes d'affrètement.

Enfin, les stations marines constituent un réseau d'équipements lourds dont la rénovation et la modernisation trop longtemps différée s'imposent d'urgence. La flotte côtière et le réseau de bouées de l'INSU nécessitent également une modernisation urgente.

L'INSU estime au total le besoin d'investissement à 100 millions de francs par an sur 4 ans.

Compte tenu des atouts de la position géographique de la France, de la qualité de sa recherche, et de l'importance de l'océanographie pour l'étude du changement climatique, les besoins de l'océanographie ne sauraient être sous-estimés mais au contraire placés au premier rang des très grands projets de la Nation.

XIV - MÉTÉOROLOGIE

La prévision et ses débouchés opérationnels sont bien sûr le premier moteur des recherches conduites dans le domaine de la météorologie.

Parallèlement, l'étude du changement climatique et donc de l'environnement planétaire prend une importance accrue. Enfin, la recherche atmosphérique doit aussi répondre aux interrogations sur l'évolution de la couche d'ozone, sur la qualité de l'air et doit contribuer à la prévention des risques naturels.

Au plan scientifique, la météorologie est une discipline où les interactions entre la recherche et l'opérationnel sont fortes et permanentes.

La dualité recherche - opérationnel se retrouve dans les équipements lourds de la météorologie.

Certains délivrent un service continu à destination d'un grand nombre d'utilisateurs. D'autres produisent des mesures à destination de la seule communauté scientifique.

Toutes les informations recueillies par les différents outils contribuent au demeurant à perfectionner la connaissance de l'atmosphère.

1. Les équipements lourds de la météorologie

Il existe quatre types de grands équipements pour la recherche atmosphérique : la flotte aérienne, les satellites, les réseaux d'observation et les calculateurs.

La flotte aérienne a pour fonctions l'observation et l'échantillonnage.

Les avions représentent la première composante de la flotte aérienne. L'investissement correspondant s'élève à 150 millions de francs, pour des équipements dont la durée de vie est de 10 ans en moyenne. Les dépenses de fonctionnement s'élèvent à 15 millions de francs par an, en budget consolidé. Au total, sur une période de 10 ans, la dépense consolidée s'élève à 300-400 millions de francs.

Les ballons atmosphériques, seconde composante aérienne, entraînent une dépense de fonctionnement de 80 millions de francs par an, dont la moitié correspond aux activités de test des équipements satellitaires du CNES.

Deuxième type de très grands équipements de la météorologie, les satellites météorologiques répondent au double objectif de l'observation globale et de la mise en cohérence des données et jouent à ce double titre un rôle désormais fondamental.

Les dépenses d'investissement par satellite varient de 50 millions à 3 milliards de francs, pour une durée de vie moyenne de 5 ans, qui va de 3 à 10 ans. L'intervalle de coût rend compte des différences de nombre et de complexité des fonctions des satellites.

Le coût annuel consolidé d'opération d'un engin de ce type est de l'ordre de 30 millions de francs.

Les réseaux d'observation ont pour objet la surveillance et la validation des modèles.

Leur intérêt est de pouvoir fournir des séries longues, indispensables par exemple pour distinguer les parts respectives de la variabilité naturelle et de la variabilité anthropique du climat et approfondir la compréhension des systèmes incluant l'atmosphère.

En réalité, il est impossible de découpler l'approche par les observations au sol et l'approche satellitaire.

L'investissement total qu'il est nécessaire de faire dans les réseaux d'observation au sol atteint 100 millions de francs pour avoir des installations pérennes sur une dizaine d'années. Le coût annuel de fonctionnement de ces réseaux représente quant à lui une dépense de 25 millions de francs en budget consolidé. Bien évidemment, les réseaux d'observation n'ont d'intérêt que s'ils sont insérés dans une coopération européenne et internationale.

Les calculateurs de puissance sont le quatrième type d'équipements lourds indispensables aux recherches atmosphériques.

Leur fonction est de prendre en charge les modèles de simulation météorologique et de produire les prévisions correspondantes à court ou à long terme. S'il est difficile d'attribuer à la seule recherche atmosphérique l'usage d'ordinateurs employés par ailleurs pour des études liées au couplage de l'atmosphère avec les océans et la biosphère par exemple, on peut néanmoins estimer le coût d'investissement cumulé à 40 millions de francs pour disposer, sur une durée de 5 ans, des ressources de calcul suffisantes, correspondant à une seule machine dédiée ou à du temps de calcul fourni par plusieurs ordinateurs distincts, comme c'est plutôt le cas actuellement. Du fait de l'explosion des besoins en temps de calcul et de l'évolution rapide de ce type d'équipement, la durée de vie de cet investissement semble être de l'ordre de 3 à 4 ans.

Les grands équipements de la recherche atmosphérique ont une fonction d'intégration fondamentale. Mais ils ne sauraient dispenser du développement d'outils de plus petite dimension.

Les capteurs de télédétection sont omniprésents dans les satellites et la flotte aérienne, mais aussi dans les réseaux d'observation terrestre. L'augmentation de sensibilité de ces dispositifs est un objectif permanent, de même que l'élargissement de la gamme des mesures qu'ils peuvent effectuer. Les algorithmes de restitution des variables géophysiques à partir des mesures doivent aussi faire l'objet de développements constants, ce qui peut avoir des débouchés pour les services à forte valeur ajoutée dans le domaine de l'informatique. Enfin, l'évolution technique doit être permanente pour une automatisation et une miniaturisation accrues des composants et une accélération de la transmission de données. Ces développements innovants trouvent un cadre optimal dans une coopération européenne et internationale, qui permet des progrès plus rapides et compatibles.

2. Les équipements de la nomenclature actuelle des TGE

La nomenclature actuelle des TGE comprend quatre équipements relatifs à la météorologie, dont un seul appartenant à la catégorie des TGE scientifiques et trois appartenant à la catégorie des TGE techniques.

Le seul TGE scientifique de la météorologie est le satellite ENVISAT, développé dans le cadre de l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce satellite de très grande taille, doté d'un grand nombre d'instruments, qui sera lancé en juillet 2001, a pour objectif l'étude de la surface des océans et l'analyse des composants de l'atmosphère.

ENVISAT représente un investissement total de 2,5 milliards d'euros, soit 16,4 milliards de francs, dont près de 2,5 milliards de francs à la charge de la France.

A la fin de l'année 2000, le total des sommes versées par la France depuis 1993 approchera un montant de 2 milliards de francs.

Tableau 8 : Dépenses de la France pour ENVISAT 8

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

ENVISAT

personnel

 

 

 

 

 

8

8

 

 

 

 

(TGE scientifique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

143

256

279

351

291

241

257

169

 

total

 

 

 

143

256

287

359

291

241

257

169

Le coût d'ENVISAT est reconnu comme rédhibitoire. Il est au demeurant assorti d'un risque énorme en cas d'échec du lancement.

C'est pour mettre fin à de tels aléas que l'ESA a développé les concepts de plates-formes communes, de mini-satellites et de micro-satellites pour diminuer les coûts. Par ailleurs, les programmes facultatifs, qui ne rassemblent pas obligatoirement tous les partenaires de l'ESA, ont été développés et peuvent être d'une ambition limitée au contraire des premiers programmes obligatoires qui devaient rassembler une participation de tous les membres.

Considéré comme un TGE technique, EUMETSAT correspond à la participation française à cette organisation internationale de 17 Etats européens qui a pris le relais de l'ESA en 1986 pour l'exploitation des trois satellites géostationnaires de météorologie Meteosat.

Le coût cumulé de la construction des satellites Meteosat s'établit pour la France à 989 millions de francs, le coût annuel d'exploitation étant de 220 millions de francs pour 2000. En réalité, la distinction entre les coûts de construction et les coûts d'exploitation, qui est faite dans les comptes du ministère de la recherche, ne correspond pas au renouvellement auquel il a été procédé pour les satellites Meteosat.

Tableau 9 : Dépenses correspondant aux satellites METEOSAT et à la participation française à EUMETSAT 9

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

EUMETSAT

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

200

214

214

220

 

construction

92

93

139

197

217

225

223

 

 

 

 

 

total

92

93

139

197

217

225

223

200

214

214

220

Les deux autres TGE techniques relatifs à la météorologie correspondent à la préparation de la nouvelle génération de satellites de recherche sur l'atmosphère.

Le programme MSG (Meteosat Seconde Generation) prendra la suite des satellites Meteosat 5, 6 et 7, à partir de 2002.

Tableau 10 : Dépenses relatives aux programmes Meteosat Seconde Génération (MSG) et METOP 10

millions de francs

dépenses

1995

1996

1997

1998

1999*

2000*

MSG

personnel

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

212

195

182

 

total

 

 

 

212

195

182

METOP

personnel

 

 

 

 

 

 

(TGE technique)

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

37

75

210

 

total

 

 

 

37

75

210

Le programme METOP correspond aux premiers satellites météorologiques défilants sur orbite polaire que l'ESA lancera en 2003. Ces satellites auront une exploitation couplée et un partage des tâches avec ceux de mêmes caractéristiques de la NOAA américaine.

Figure 3 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de la météorologie

On trouvera ci-après l'évolution depuis 1990 des dépenses relatives aux TGE de la météorologie, telles qu'elles sont consignées par le ministère de la recherche, en pourcentage des dépenses totales consacrées aux TGE.

Figure 4 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la météorologie, par rapport au total des dépenses des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles

L'importance croissante de la météorologie résulte d'une série de facteurs qui semblent incontournables.

La demande de prévisions émane tant de secteurs économiques que de la population. La protection de l'environnement et l'étude du changement climatique obligent tout à la fois à un effort de recherche considérable et au respect d'obligations internationales passant par une surveillance accrue de l'atmosphère.

Les efforts d'investissement à faire à l'avenir pour la météorologie présentent la caractéristique de devoir couvrir toute la chaîne des moyens de mesure et de traitement des données.

S'agissant des satellites de météorologie, tant le dispositif de révélation et de formulation des besoins de la communauté scientifique que le programme des années à venir paraissent satisfaisants.

Les programmes MSG et METOP permettront une avancée significative dans le domaine de la météorologie. Dans le domaine de la recherche sur l'atmosphère, la rationalisation de la démarche effectuée après ENVISAT permettra, semble-t-il, des avancées importantes avec l'instrument complexe IASI sur EPS1-METOP, et les projets ADEOS2, ODIN (satellite franco-suédois d'étude des composants de l'atmosphère), PICASSO-CENA (satellite franco-américain d'étude des nuages élevés), AEOLUS (satellite de l'ESA d'étude des vents en air clair), SMOS (étude de l'humidité des sols et de la biosphère).

La situation paraît en revanche défavorable pour la flotte aérienne et en particulier pour les avions météorologiques. La dépense cumulée d'investissement et de fonctionnement de la flotte aérienne météorologique s'élève à 300-400 millions de francs sur une période de 10 ans, montant auquel il faut ajouter les dépenses relatives aux ballons atmosphériques.

On peut s'interroger sur les raisons pour lesquelles cet équipement ne figure pas dans la catégorie des TGE.

En tout état de cause, les avions doivent être renouvelés tous les 10-15 ans mais il n'existe pas pour autant de financement récurrent pour prendre en charge cette opération.

Météo-France se heurte à l'heure actuelle à des difficultés considérables pour financer l'achat de deux avions de taille moyenne, au demeurant d'occasion.

Deuxième insuffisance, la France dispose d'un parc d'avions météorologiques trop réduit par rapport aux autres grands pays mais aussi par rapport aux recherches à conduire, qui exigeraient par exemple un gros porteur pour l'étude des phénomènes atmosphériques turbulents comme les cyclones.

Un autre maillon essentiel de la recherche sur l'atmosphère est constitué par les réseaux d'observation et de surveillance. Ces réseaux nécessitent un renouvellement et un perfectionnement continus, correspondant à une dépense de 100 millions de francs pour une période de 5 à 10 ans.

Le besoin existe donc d'un financement pluriannuel identifié. En outre, un renforcement des effectifs des personnels qui les desservent est indispensable, le corps du CNAP pouvant être élargi à cette fin.

Enfin, il faut citer les besoins relatifs au traitement des données. Les transmissions de données toujours plus nombreuses doivent pouvoir être accélérées grâce à des réseaux à haut débit.

Il s'agit également de disposer des facilités de stockage correspondantes, avec des compétences pour la mise en forme et la restitution des données aux usagers. Il faut enfin des calculateurs de puissance pour la simulation numérique.

A cet égard, tout indique que la génération actuelle des ordinateurs d'une puissance de l'ordre de quelques dizaines de gigaflops (milliard d'opérations par seconde) devra être remplacée dans les trois ans à venir par des calculateurs d'une puissance mille fois supérieure (teraflops)si l'on veut rester compétitif par rapport aux moyens mis en _uvre aux Etats-Unis et au Japon.

Plus sans doute que toute autre discipline, la météorologie nécessite une régularité de fonctionnement et donc de financements, puisque aussi bien, la constitution de séries longues de mesures de tous types est une contrainte absolue de cette discipline.

XV - ASTRONOMIE AU SOL

Dans le budget annuel consolidé de l'astronomie au sens large, qui s'est élevé à environ 1,5 milliard de francs en 1998, la part des TGE représente 770 millions de francs.

Les TGE au sol comptent pour 200 millions de francs par an, dont 130 millions de francs de contribution à l'ESO (European Southern Observatory).

Au vrai, les TGE constituent un élément clé de la visibilité internationale de l'astronomie française. 70 à 75 % des publications scientifiques les plus citées de la discipline sont issues de travaux conduits dans leur cadre.

1. Les TGE actuels de l'astronomie au sol

Les très grands équipements au sol de l'astronomie et de l'astrophysique, comprennent d'une part la participation française à l'ESO (European Southern Observatory), d'autre part les instruments de l'INSU-CNRS que sont l'IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique), le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) et enfin les projets VIRGO et AUGER, qui ne relèvent toutefois pas directement de l'INSU.

La participation française à l'ESO, organisation intergouvernementale créée en 1962 et rassemblant 8 pays européens, lui permet d'accéder, moyennant une contribution de 26,2 % au budget de l'organisation, au plus grand observatoire du monde situé au Chili.

Les 14 télescopes optiques et le radiotélescope de La Silla sont désormais complétés par le VLT (Very Large Telescope) situé sur le mont Paranal dans le désert d'Atacama, au Nord du Chili. Le VLT est un ensemble de 4 télescopes couplés de 8,2 m de diamètre chacun, récemment entrés en fonction.

La France a joué un rôle clé pour la fabrication des télescopes du VLT et des instruments focaux. Elle est un des leaders pour la réalisation et la mise au point du VLTI, mode interférométrique du VLT, une technique qui associe les 4 télescopes de 8,2 m et 3 petits télescopes mobiles additionnels afin d'obtenir une très haute résolution angulaire.

Les objectifs à court terme de l'astronomie française à l'ESO sont d'une part l'exploitation du VLT et d'autre part la finition du VLTI qui devrait être mis en service en 2002-2003.

Autre poste de dépenses de l'astronomie au sol, l'IRAM (Institut de radio-astronomie millimétrique) est un institut plurinational, fondé en 1974 par le CNRS et la Max Planck Gesellschaft, rejoints ensuite par l'IGN espagnol en 1990.

L'IRAM dispose de deux installations, d'une part une antenne de 30 m en Espagne dans la Sierra Nevada et d'autre part l'interféromètre du plateau de Bure situé près de Grenoble.

L'expérience acquise par l'IRAM en interférométrie, notamment dans le traitement des données, constitue un atout majeur pour la participation de la France au projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Au reste, des liens très étroits entre ALMA et l'IRAM, d'une part, et l'ESO, d'autre part, sont envisagés, qui permettront de donner une dimension européenne à ce projet.

Le CFHT (télescope Canada-France-Hawaii) en service depuis 1979 à Hawaii, est constitué d'un télescope de 3,6 m de diamètre.

Le CFHT connaît depuis quelques années une spécialisation progressive dans l'imagerie à grand champ, avec la caméra dans le visible MEGAPRIME. Il est envisagé de réaliser une caméra grand champ infrarouge WIRCAM en coopération internationale.

2. L'évolution et le niveau actuel des dépenses pour l'astronomie au sol

La participation française à l'ESO constitue le premier et le principal des très grands équipements de l'astronomie au sol. La dépense correspondante a doublé entre 1990 et 1996, pendant la période de construction du télescope VLT.

Tableau 11 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE ESO 11

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ESO

(TGE scientifique)

personnel

24

28

29

29

40

48

46

37

46

46

46

exploitation

23

25

25

44

20

23

30

25

33

33

33

construction

15

34

41

46

42

48

55

66

45

45

45

total

62

87

95

119

102

119

131

128

124

124

124

La part de la France dans la construction des équipements additionnels permettant au VLT de fonctionner en mode interférométrique a représenté au total un montant de 51 millions de francs, essentiellement en dépenses de personnel.

Tableau 12 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE VLTI 12

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

VLTI

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

10

9

16

14

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

total

0

0

0

10

9

17

15

0

0

0

0

La dépense annuelle relative au télescope Canada-France-Hawaii ne représente plus qu'un montant de 20 millions de francs par an environ.

Tableau 13 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE CFH 13

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CFH

(TGE scientifique)

personnel

7

9

9

10

10

9

10

2

2

2

2

exploitation

10

10

12

10

10

11

10

18

19

19

18

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

17

19

21

20

20

20

20

20

21

21

20

Les dépenses relatives à l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM) sont d'un peu moins de 40 millions de francs par an.

Tableau 14 : Evolution des dépenses annuelles relatives au TGE IRAM 14

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

IRAM

(TGE scientifique)

personnel

17

19

19

17

18

19

19

 

 

 

1

exploitation

13

11

12

16

16

16

16

34

36

36

37

construction

 

 

 

 

3

4

3

4

 

 

 

total

30

30

31

33

37

39

38

38

36

36

38

Depuis 1997, les dépenses annuelles relatives aux TGE de l'astronomie au sol sont stabilisées à 180 millions de francs par an.

Figure 5 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de l'Astronomie au sol

Compte tenu de l'augmentation des dépenses de l'ensemble des TGE scientifiques et techniques, les TGE de l'astronomie au sol ressortissent à 4 % du total, après avoir atteint un maximum de 5,5 % pendant la construction du VLT.

Figure 6 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'Astronomie au sol par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles de l'astronomie au sol

Le programme scientifique du CFHT est assuré jusqu'en 2008. Mais la réflexion est ouverte sur son avenir, qui ne peut toutefois s'envisager que sur un plan international.

Par ailleurs, le moyen terme de l'ESO et de l'IRAM est la réalisation du projet ALMA constitué d'un réseau de 64 antennes de 12 mètres de diamètre chacune, fonctionnant en mode interférométrique dans le domaine millimétrique et submillimétrique, réseau implanté dans le désert d'Atacama.

Ce projet est envisagé en partenariat avec l'ESO et les Etats-Unis, le Japon négociant actuellement sa participation. Son coût total atteindrait 550 millions de dollars, dont la moitié à la charge de l'Europe. Ses objectifs scientifiques concernent pratiquement toutes les thématiques de l'astronomie et de l'astrophysique, à l'exception de l'étude du Soleil, en particulier la cosmologie, l'étude des grandes structures de l'Univers, la structure et la dynamique des galaxies, la planétologie.

Le projet ALMA fait actuellement l'objet d'une pré-étude qui sera finalisée au début 2001, l'éventuelle approbation du projet devant être donnée avant la fin de l'année 2001. En tout état de cause, l'ESO souhaite élargir le nombre de pays membres, notamment au Royaume-Uni, sa participation étant indispensable, afin de diminuer la charge financière pour les 9 membres actuels de l'ESO.

Dans la configuration actuelle de l'ESO, la charge financière cumulée pour la France du projet ALMA pourrait approcher un demi-milliard de francs sur 10 ans.

L'Observatoire Pierre Auger représente un autre projet à moyen terme de l'astronomie au sol.

Il s'agit d'un projet de détecteur de rayons cosmiques de très haute énergie pour explorer un domaine de l'astrophysique qui représente encore une énigme. Bien qu'elles aient été observées, on ne connaît aujourd'hui aucun mécanisme astrophysique capable de produire et d'accélérer des particules à des énergies de l'ordre de 1019 eV. Le projet AUGER a pour ambition de répondre à cette question.

Concrètement, l'Observatoire comprendra deux implantations, l'une dans l'hémisphère Nord en Utah et l'autre dans l'hémisphère Sud en Argentine. Chaque site possédera 1600 stations détectrices constituées d'une cuve remplie de 12 tonnes d'eau, et réparties sur une superficie de 3000 km².

Le coût prévu pour ce projet, qui n'est pas au demeurant formellement décidé, est d'environ 100 millions de dollars, qui pourraient être répartis entre les Etats-Unis, le Japon, l'Australie, l'Amérique latine et l'Europe.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

2 Source : IFREMER, audition du 18 octobre 2000.

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

10 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

11 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

12 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

13 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

14 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

XVI- ASTROPHYSIQUE SPATIALE

L'astrophysique spatiale connaît un développement rapide depuis quelques décennies, grâce à d'importantes évolutions technologiques et théoriques.

Grâce aux satellites et à la mise au point de nouveaux capteurs, les observations peuvent s'affranchir de l'écran que constitue l'atmosphère et porter sur l'ensemble de la gamme des longueurs d'ondes, ce qui ouvre à la connaissance des domaines entièrement nouveaux jusqu'ici seulement imaginés par les théoriciens.

Par ailleurs, l'astrophysique bénéfice de la convergence de cette discipline avec la physique des particules ou la physique des hautes énergies, ainsi que de la mise en _uvre de nouvelles techniques de modélisation numérique des événements ayant pu survenir ou survenant encore dans l'Univers.

Les TGE spatiaux sont donc désormais absolument indispensables au développement de l'astrophysique. Ils comptent pour 570 millions de francs par an, dont 400 millions de contribution à l'ESA (European Space Agency - Agence spatiale européenne).

Pour autant, leur utilisation est complémentaire de celle des TGE au sol décrits précédemment, la frontière entre l'astronomie et l'astrophysique étant au demeurant fort ténue et n'étant reprise ici qu'en prolongement de ce qui est pratiqué par le ministère de la recherche.

1. Les moyens lourds de l'astrophysique spatiale

Selon le modèle actuel de formation de l'univers, après le Big Bang, une inflation de l'univers est intervenue avec une phase de nucléosynthèse, puis de recombinaison des noyaux et de réionisation. Ensuite se sont produites successivement la formation de galaxies, de systèmes planétaires et enfin l'apparition de matériaux biologiques puis d'une vie intelligente.

Les questions clés de l'astronomie peuvent être situées le long de ce trajet évolutif.

Le point de départ est constitué par l'étude du corps noir cosmologique et la formation des grandes structures. Les autres sujets essentiels sont l'étude de la formation et de l'évolution des galaxies, des étoiles, des systèmes planétaires et enfin la compréhension de l'environnement spatial et la prévision.

S'agissant des moyens d'observation indispensables à l'astronomie, il faut disposer d'une panoplie d'instruments recouvrant la plus large gamme possible de longueurs d'ondes.

La nécessité de combiner des observations faites sur un large spectre et donc, le plus souvent, par un ensemble d'instruments distincts, a puissamment poussé l'astronomie à développer ses TGE sur une base internationale. S'il y a coopération globale, il reste une compétition au niveau des instruments eux-mêmes et de l'exploitation scientifique des données recueillies.

On trouvera ci-dessous un tableau simplifié regroupant les différents équipements spatiaux de l'astrophysique par grand domaine d'observation.

Tableau 40 : TGE de l'astrophysique spatiale en fonctionnement ou arrêtés

Astronomie infrarouge

ISO : mission arrêtée en 1998

Astronomie IR lointain et submillimétrique

FIRST/PLANCK : lancement prévu en 2007

Astronomie des hautes énergies

XMM-Newton : lancé en 1999

INTEGRAL : lancement prévu en 2002

Observation du Soleil

SOHO : mission en cours, arrêt prévu en 2003

Astrométrie spatiale

HIPPARCOS : mission arrêtée en 1995

2. Les TGE de l'astrophysique dans la nomenclature actuelle

On trouvera ci-dessous les dépenses correspondant aux TGE de l'astrophysique spatiale tels qu'ils sont répertoriés dans la nomenclature du ministère de la recherche.

Tableau 41 : Evolution des dépenses relatives à ISO 1

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ISO

(TGE scientifique)

personnel

7

7

4

5

4

11

11

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

3

4

2

1

1

1

construction

130

93

56

60

59

48

25

20

12

7

5

total

137

100

60

65

63

62

40

22

13

8

6

A titre indicatif, la participation française cumulée de 1990 à 2000 aux dépenses de construction d'ISO, un programme de l'ESA, représente une dépense de 515 millions de francs, pour un satellite ayant fonctionné de 1995 à 1998.

Compte tenu des délais d'étude, les investissements dans les missions FIRST et PLANCK ont commencé dès 1998, pour un lancement prévu en 2007.

Tableau 42 : Evolution des dépenses relatives à First/Planck 2

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

First/Planck

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

0

4

7

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

4

10

40

total

0

0

0

0

0

0

0

0

4

14

47

S'agissant de l'astronomie des hautes énergies, la dépense cumulée relative au satellite XMM de spectroscopie en rayons X lancé en 1999, s'établit à 818 millions de francs, dont 787 correspondant à la construction.

Tableau 43 : Evolution des dépenses relatives à XMM 3

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

XMM

(TGE scientifique)

personnel

 

 

5

4

4

8

7

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

construction

 

 

5

17

65

123

159

171

98

100

49

total

0

0

10

21

69

131

166

171

99

100

51

Le satellite INTEGRAL d'observation en rayonnement gamma dont le lancement est prévu en 2002, correspond aujourd'hui à une dépense cumulée de 624 millions de francs.

Tableau 44 : Evolution des dépenses relatives à INTEGRAL 4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

INTEGRAL

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

1

2

11

7

16

17

19

15

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

7

28

54

123

142

111

71

total

0

0

0

1

9

39

61

139

159

130

86

La dépense cumulée pour le satellite SOHO d'observation du Soleil opérationnel de 1995 à 2003, atteint 1,17 milliard de francs sur la période 1990-2000.

Tableau 45 : Evolution des dépenses relatives à SOHO 5

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

SOHO

(TGE scientifique)

personnel

 

6

9

5

2

18

12

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

construction

81

157

235

213

176

142

64

27

2

 

 

total

81

163

244

218

178

160

76

27

2

0

21

On citera pour mémoire les missions SIGMA d'astronomie gamma et HIPPARCOS, d'astrométrie spatiale.

Tableau 46 : Evolution des dépenses relatives à HIPPARCOS 6

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

HIPPARCOS

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

exploitation

21

1

3

3

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

total

21

1

5

8

2

4

0

0

0

0

0

Tableau 47 : Evolution des dépenses relatives à SIGMA 7

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

SIGMA

(TGE scientifique)

personnel

4

5

4

4

2

4

2

 

 

 

 

exploitation

5

6

6

4

3

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

total

9

11

10

8

5

4

2

0

0

0

0

Enfin, le programme Mission à coût réduit correspond à des micro-satellites, avec des coûts annuels de l'ordre de 60 millions de francs.

Tableau 48 : Evolution des dépenses relatives à la Mission à coût réduit 8

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Mission coût réduit

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

11

50

69

total

0

0

0

0

0

0

0

0

11

50

69

Au total, en retenant les missions ci-dessus, la dépense annuelle relative aux TGE de l'astrophysique spatiale a été relativement constante au cours de la période, à l'exception des trois années 1995, 1996 et 1997 correspondant à un pic de dépenses pour SOHO et XMM.

Figure 28 : Evolution des dépenses annuelles dans les TGE de l'astrophysique spatiale

Il reste que la part des TGE spatiaux de l'astrophysique dans le total des TGE scientifiques et techniques enregistre une diminution constante qui l'a conduit à 6,1 % du total en 2000.

Figure 29 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'astrophysique spatiale par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

On peut citer enfin pour mémoire le Hubble Space Telescope (HST) au financement duquel la France participe, par l'intermédiaire de sa contribution à l'ESA.

3. Les besoins prévisibles en TGE de l'astrophysique

Le télescope spatial NGST (New Generation Space Telescope) qui succédera au Hubble Space Telescope , fournira des relevés dans le proche infrarouge avec une sensibilité de 100 fois à 10 000 fois plus grandes que l'instrumentation actuelle. Complémentaire du projet au sol ALMA, il devrait permettre d'observer les premières étoiles qui se sont formées à la fin de la phase de découplage de la matière et de la lumière après le Big Bang.

Le satellite FIRST, observatoire en infrarouge lointain et en submillimétrique, permettra aussi bien l'étude de la formation des galaxies que celle des étoiles et de leurs systèmes planétaires. PLANCK sera consacré à l'étude du fond cosmologique émis 300 000 ans après le Big Bang et de ses anisotropies.

Le projet GAIA devrait permettre de décrire les structures de notre galaxie et leur distribution, avec une précision semblable à celle d'HIPPARCOS pour celles du voisinage du Soleil.

Le projet INTEGRAL d'observation de l'univers en rayonnement gamma, dont le lancement est prévu en avril 2002, permettra l'observation des sources cosmiques les plus énergétiques, des galaxies actives aux objets non identifiés de rayonnement gamma par exemple.

On trouvera ci-après le programme Horizons 2000 de l'ESA pour ce qui concerne l'astrophysique.

Origine, évolution et structure de l'Univers

Lois de la physique fondamentale

Origine et évolution des étoiles et des systèmes planétaires et détection des planètes telluriques

2002 : AGILE - le rayonnement gamma dans l'univers

 

2004 : STEP - vérification des théories fondamentales de la relativité

 

2007 : PLANCK - étude de la texture de l'Univers à partir du Big Bang

2007 : FIRST - étude de l'évolution des étoiles et des galaxies

2009 : NGST - étude de l'origine et de l'évolution des premières galaxies

2009 : HST/NGST - étude des toutes premières galaxies, des étoiles et des systèmes planétaires

2009 ( ?) : HYPER - Interférométrie de très haute précision par senseurs à atomes froids

2009 : GAIA - pointage précis des étoiles, de leurs déplacements et de leurs distances dans notre galaxie et détection de planètes extra-solaires

2009 : LISA - détection des ondes gravitationnelles des trous noirs massifs et des systèmes binaires

 

? : XEUS - caractérisation des premiers objets chauds dans l'Univers

? : IRSI-DARWIN : identification et caractérisation d'exoplanètes telluriques et recherche de signes de vie possibles

L'astrophysique est sans aucun doute une discipline en pleine expansion grâce à un recours aux satellites qui s'avèrent extrêmement précieux.

La contrepartie de ce développement est de requérir des investissements considérables, compte tenu du coût des missions spatiales.

Sans doute des arbitrages pourront-ils s'avérer nécessaires avec d'autres projets spatiaux.

Ces arbitrages entre des projets de recherche fondamentale à long terme et d'autres projets d'utilité plus immédiate comme les projets de satellites météorologiques, pourraient en réalité s'avérer délicats.

XVII - PLANÉTOLOGIE

Si l'astrophysique spatiale a connu des développements théoriques et technologiques importants, la planétologie est elle aussi une discipline en plein essor du fait de la conception et de la réalisation concrète de missions d'exploration du système solaire de plus en plus ambitieuses.

C'est pourquoi les TGE spatiaux de la planétologie connaissent, principalement, depuis 1998, une augmentation importante de leurs crédits.

1. Les équipements lourds de la planétologie

Le programme de planétologie prend depuis quelques années un essor remarquable, avec des missions toutes internationales qui témoignent d'une ambition considérable et représentent souvent un défi scientifique historique.

Le tableau ci-après résume brièvement le calendrier des programmes en cours ou déjà lancés.

Tableau 49 : Programmes de planétologie spatiale en cours

Sujets d'études

Missions

Interactions Terre-Soleil

CLUSTER 2 : 4 satellites lancés en 2000

Cartographie de Mars et recherche d'eau

MARS EXPRESS Orbiter

Etude de Saturne et de son satellite Titan

CASSINI-HUYGENS : lancement en 1997, arrivée en 2004

Etude de la comète Wirtanen

ROSETTA : lancement prévu en 2003

Le premier programme concerne les interactions entre le Soleil et la Terre. Les quatre satellites Cluster 2 ont été lancés à la mi-2000 dans le cadre d'une collaboration ESA-NASA. Leur objectif est d'étudier les interactions entre les vents solaires et la magnétosphère de la Terre, deux points qui pourraient jouer un rôle important dans la variabilité du climat.

MARS EXPRESS Orbiter, autre programme de l'ESA, devrait être lancé en 2003 par une fusée russe en vue de compléter la cartographie de Mars et de rechercher la présence d'eau sur cette planète.

En 2004, c'est Saturne et Titan, sa principale lune, qui seront atteints par la mission CASSINI-HUYGENS, lancée en 1997.

Enfin, en 2003 la mission ROSETTA partira pour un rendez-vous avec la comète Wirtanen en 2011, suivi d'une mise en orbite autour de la comète et du largage d'un atterrisseur.

2. Les TGE de la planétologie selon la nomenclature actuelle

La dépense cumulée pour le programme de l'ESA CLUSTER 2 atteint 216 millions de francs pour la période 1998-2000 9.

Tableau 50 : Evolution des dépenses annuelles relatives à CLUSTER 2 10

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CLUSTER 2

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

96

55

65

total

0

0

0

0

0

0

0

0

96

55

65

L'exploration de Mars est jugée comme prioritaire par l'ensemble de la communauté de la planétologie. Au vrai, la France a participé à de nombreux programmes, depuis le début des années 1990. La dépense cumulée, correspondant à MARS EXPRESS Orbiter et aux programmes d'exploration s'élève à 440 millions de francs sur la période 1990-2000.

Tableau 51 : Evolution des dépenses annuelles relatives à MARS Express Orbiter 11

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

MARS EXPRESS

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

64

total

0

0

0

0

0

0

0

0

0

24

64

Tableau 52 : Evolution des dépenses relatives à l'Exploration de MARS 12

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

EXPLORATION MARS

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

10

10

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

25

36

50

55

43

20

28

5

 

19

51

total

25

36

50

55

43

30

38

5

0

19

51

Les missions CASSINI-HUYGENS (Saturne) et ROSETTA (Comète Wirtanen) représentent quant à elles une dépense cumulée de 977 millions de francs sur la période 1990-2000.

Tableau 53 : Evolution des dépenses annuelles relatives à CASSINI-HUYGENS 13

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CASSINI

(TGE scientifique)

personnel

 

1

4

6

4

6

4

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

25

52

90

93

59

49

29

8

9

4

total

0

26

56

96

97

65

53

29

8

9

4

Tableau 54 : Evolution des dépenses relatives à ROSETTA 14

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ROSETTA

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

7

14

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

63

42

106

154

148

total

0

0

0

0

0

7

77

42

106

154

148

Au total, les dépenses relatives à la planétologie sont passées de 0,9 % du total des dépenses relatives aux TGE scientifiques et techniques en 1990, à 7,2 % en 2000.

Figure 30 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de la planétologie

Figure 31 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la Planétologie par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Compte tenu des liens forts entre l'astrophysique et la planétologie, on peut être tenté de faire la somme des dépenses des TGE les concernant.

En définitive, l'astrophysique spatiale et la planétologie spatiale rassemblées enregistrent une augmentation d'un facteur 2,2 de 1990 à 2000.

Figure 32 : Evolution des dépenses annuelles pour l'astrophysique spatiale et la planétologie

Le total des dépenses correspondantes s'élève à 563 millions de francs en 1999, soit 12,3 % des dépenses totales relatives aux TGE.

Figure 33 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'astrophysique et de la planétologie par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles en TGE de la planétologie

Parmi les objectifs à 10 ans de la planétologie, il semble que le programme d'exploration de Mars soit le principal.

Le programme du CNES d'exploration de Mars, programme intitulé PREMIER, tel qu'il a été présenté à vos Rapporteurs, comprend trois volets.

Au demeurant, ce programme correspond à la recommandation des scientifiques français spécialisés en planétologie. Il faut à cet égard noter l'effet fédératif de ce projet pour les sciences du vivant et les sciences de la Terre.

Le premier volet est la mission MARS EXPRESS Orbiter de l'ESA, prévu pour 2003, focalisée sur la cartographie et la recherche d'eau de la planète Mars. La contribution française sera de quelques dizaines de millions de francs, s'ajoutant à sa participation à ce programme obligatoire de l'ESA. Le coût réduit de cette mission s'explique par le fait qu'elle recourt à des instruments déjà développés pour la mission Mars 96.

Le deuxième volet est le programme multilatéral NETLANDER, regroupant 11 pays européens avec une participation américaine de faible ampleur, dont l'objectif est de déployer 4 atterrisseurs Netlanders sur Mars pour installer un réseau de mesures géophysiques. Le coût de ce programme est de 600 millions de francs, que la France prend à sa charge à hauteur des 2/3.

Le troisième volet est le retour d'échantillons, dans le cadre d'une coopération NASA-CNES.

Sur la période 2001-2012, les Etats-Unis allouent un budget annuel de 450 millions de dollars à ce programme. Le coût de la participation française avait été estimé au départ à 2,7 milliards de francs. On estime aujourd'hui qu'il atteindra 3 milliards de francs pour la période 2000-2012, avec un échéancier au demeurant encore très imprécis.

En définitive, le programme PREMIER devra tenir compte de la réévaluation faite par les Etats-Unis de leur propre programme.

La méthode retenue par la NASA est en effet de procéder par étape afin de valider chacune des opérations nécessaires au retour d'échantillons. Des missions auront lieu en conséquence en 2005, 2007 et 2009, avant la mission retour d'échantillon proprement dite, repoussée à 2011.

L'ordre de grandeur de la dépense cumulée pour une participation au programme d'exploration de la planète Mars sur la période 2000-2012 pourrait atteindre 4 milliards de francs dans la configuration actuelle, soit une charge annuelle supplémentaire d'environ 334 millions de francs pour le budget de la recherche.

On trouvera par ailleurs dans le tableau ci-après, une présentation résumée des autres programmes à 10 ans de l'ESA dont les coûts estimatifs ne semblent pas encore publiés.

Tableau 55 : Programme Horizons 2000 pour l'exploration du système solaire

Exploration du système solaire

Etude du Soleil et des relations Soleil-Terre

2001 : SMART-1 - propulsion ionique et science de la Lune

? : SOLAR ORBITER - observation à très haute résolution de la surface du Soleil et de l'héliosphère proche

2007-2009 : BEPICOLOMBO - exploration de Mercure

 

En cas de participation de la France à ces programmes, une dépense supplémentaire serait à ajouter aux montants précédents.

En tout état de cause, les estimations tant de coûts que de calendrier sont sujettes à des aléas importants, tant les défis technologiques à relever sont importants. Toutefois, s'il est vraisemblable que l'échéancier pourrait être décalé vers un horizon plus lointain, il est peu probable que les coûts soient révisés à la baisse.

Cette forte augmentation explique qu'un débat puisse exister entre d'une part les partisans d'une recherche fondamentale accélérant son rythme de progression dès lors que des opportunités techniques nouvelles existent et, d'autre part, les partisans d'une priorité à donner aux très grands équipements ayant une utilité immédiate. La question de " l'Espace utile " renvoie en tout état de cause à des arbitrages à rendre dans la plus grande transparence.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Cette présentation ne prend pas en compte le financement des satellites perdus lors du premier lancement d'Ariane 5.

10 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

11 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

12 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

13 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

14 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

XVIII - STATION SPATIALE INTERNATIONALE

La Station spatiale internationale (SSI) résulte d'une initiative prise par le Président REAGAN en avril 1983. Il s'agit de l'un des tous premiers projets de coopération technologique mondiale de par son importance stratégique mais aussi son coût.

Les parties prenantes de ce projet sont la NASA (Etats-Unis), ROSAVIACOSMOS (Russie), la NASDA (Japon), l'ESA (Europe), le CSA (Canada), le Brésil et l'Ukraine.

La France est impliquée dans la Station spatiale européenne par l'intermédiaire de sa participation à l'ESA 1 (European Space Agency - Agence spatiale européenne).

Cette participation est répertoriée dans la nomenclature des très grands équipements dits techniques. La charge financière annuelle, d'ores et déjà supérieure à 600 millions de francs, devrait rapidement passer à 900 millions de francs, sans compter le coût des expériences scientifiques conduites dans la station.

Il s'agit donc d'une charge importante pour le budget de la recherche alors que ce très grand équipement est principalement à vocation politique, stratégique voire industrielle.

1. La Station spatiale internationale, un équipement lourd d'importance politique et stratégique

Pour l'Europe, l'histoire de sa participation à la Station spatiale internationale a commencé en 1985, dans le prolongement de la coopération de l'ESA avec la NASA pour le programme SPACELAB.

L'apport de l'ESA concerne le laboratoire COLUMBUS, ses installations scientifiques dites " charges utiles " et le véhicule de transfert automatisé ATV (Automated Transfert Vehicule). La décision a été prise par un Conseil ministériel de l'ESA, sur la base d'un programme facultatif. Le montage de SSI a commencé à la fin 1998. Un équipage est à son bord depuis le 2 novembre 2000.

Le financement de la Station spatiale internationale incombe à 75 % aux Etats-Unis. La part de l'ESA est de 6 % du total, soit 3 milliards d'euros pour la période 1995-2004 - près de 20 milliards de francs, et de 700 millions d'euros pour l'exploitation préliminaire de 2001 à 2004, près de 4,6 milliards de francs.

La participation de l'ESA à la Station spatiale internationale s'effectue dans le cadre d'un programme facultatif, qui, comme son nom l'indique, ne s'impose pas aux pays membres mais constitue un engagement irrévocable pour les pays qui y ont initialement adhéré.

La participation française au programme Station spatiale internationale de l'ESA n'a pas été demandée par la communauté scientifique française. En l'occurrence, à l'inverse de la plupart des autres très grands équipements, on se trouve plutôt dans la situation d'une décision " top down " prise pour des raisons politiques et géostratégiques, que dans la situation habituelle d'une décision " bottom up " répondant à un besoin exprimé par la communauté scientifique.

Il s'agit donc désormais de valoriser la contribution financière à ce programme sur le plan scientifique. C'est à quoi s'emploie l'ESA, qui, avec son centre ERASMUS, informe les communautés scientifiques sur les possibilités offertes par la Station spatiale internationale et les moyens d'y accéder. Par ailleurs, des appels à proposition d'expériences sur les applications de la microgravité et sur les sciences du vivant ont été lancés et ont donné lieu à un nombre de réponses satisfaisant. La sélection a été faite par des comités d'experts de tous les pays membres représentant toutes les disciplines. Un processus de sélection complémentaire intervient en outre au niveau national, avec l'aide du CNES, les projets devant au final recevoir un double aval.

En outre, le CNRS, dont 22 laboratoires sont intéressés par les recherches sur les sciences du vivant dans l'espace, s'applique désormais à sélectionner les meilleurs projets d'expérimentations dans la Station spatiale internationale.

2. Les dépenses déjà effectuées dans la Station spatiale internationale

La contribution financière de la France à la Station spatiale internationale, via l'ESA, a commencé en 1996. Le total versé, sur la période 1996-2000 atteint 2,515 milliards de francs.

Tableau 56 : Evolution des dépenses de la Station spatiale internationale 2

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Station spatiale internationale

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

297

389

545

624

660

total

0

0

0

0

0

0

297

389

545

624

660

Il s'agit d'une dépense en forte croissance, dont il faut toutefois observer qu'elle n'est pas propre à la France. S'agissant du programme de développement, si la contribution française est de 27,6 % du total du programme de l'ESA, celle de l'Allemagne est de 41 %.

Figure 34 : Evolution des dépenses annuelles relatives à la Station spatiale internationale

Il convient de rappeler à cet égard que le précédent ministre de la recherche avait cherché, à diminuer cette participation mais que les obstacles juridiques sont rapidement apparus insurmontables.

On citera pour mémoire le TGE EURECA (European Retrievable Carrier).

Tableau 57 : Dépenses relatives au TGE Eureca 3

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

Eureca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

45

16

39

19

5

 

 

 

 

total

45

16

39

19

5

0

0

0

On trouvera également pour mémoire les dépenses correspondant à ETW (European Transsonic Windtunnel).

Tableau 58 : Evolution des dépenses relatives à ETW 4

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ETW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

20

12

 

 

 

 

 

construction

58

64

67

37

18

 

 

 

 

 

 

 

total

58

64

67

37

18

20

12

0

0

0

0

Le graphique suivant présente l'évolution des dépenses relatives à la station spatiale internationale. Si l'on doit garder en mémoire le fait qu'il s'agit d'un engagement irrévocable, il faut également prendre la mesure de la croissance rapide de ces dépenses et de leur part dans les dépenses relatives aux TGE.

Figure 35 : Evolution des dépenses relatives à la Station spatiale internationale, par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

La part prise par la Station spatiale internationale dans les dépenses relatives aux TGE atteint en effet 14,3 % en 2000.

3. Les charges prévisibles à l'avenir

Les coûts de construction de la Station spatiale internationale, à la charge de l'ESA sont de 3 milliards d'euros.

Or la contribution française est de 26,9 %. La dépense atteindra donc au total 5,4 milliards de francs pour la période 1995-2004.

Par ailleurs, s'agissant des coûts d'exploitation, la France prendra à sa charge 27 % des coûts fixes et 17 % des coûts variables de la contribution européenne. La charge correspondante s'élèvera en conséquence à 1,15 milliard de francs pour la période 2001-2004.

En supposant constante la répartition des charges au cours du temps, on peut donc établir le tableau suivant pour les quatre années à venir.

Tableau 59 : Prévisions de dépenses pour la Station spatiale internationale

 

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

développement

600

600

600

600

600

600

600

600

600

600

exploitation

 

 

 

 

 

 

288

288

288

288

total

600

600

600

600

600

600

888

888

888

888

Pour autant, la charge pour les années à venir pourrait bien être supérieure aux chiffres ci-dessus, dans la mesure où la France semble avoir bénéficié d'un décalage de trésorerie favorable. Il s'agirait alors de rattraper le retard de versement dans les quatre prochaines années.

Enfin, il ne semble pas non plus que les dépenses d'exploitation indiquées ci-dessus couvrent le coût des expérimentations scientifiques prévues dans la Station spatiale internationale.

On trouvera ci-après un programme prévisionnel d'activité scientifique dans la Station spatiale internationale, tel qu'il a été communiqué par l'ESA.

Tableau 60 : Programme Horizons 2000 pour la science dans la Station spatiale internationale

2005 : ACES - métrologie temporelle

SPORT - étude de la polarisation du rayonnement cosmologique

SOVIM/SOLSPEC/SOLACES - contrôle continu de la constante solaire

2010 : EUSO - détection des rayons cosmiques à très hautes énergies et des neutrinos

LOBSTER - cartographie et variabilité du ciel en rayons X

MOSS - oscillateurs micro-ondes et supraconducteurs

? : XEUS - observatoire international pour l'astronomie X

Il est donc probable que les dépenses de mise au point et d'exploitation des instruments correspondants soient à rajouter aux dépenses déjà répertoriées.

En tout état de cause, ces dépenses sont indispensables pour rentabiliser les investissements déjà faits.

Mais on peut se demander s'il ne s'agit pas là des seules dépenses à imputer au budget de la recherche.

Dans la mesure où la Station spatiale internationale répond à des objectifs essentiellement politiques et géostratégiques, il peut sembler logique que d'autres budgets, notamment celui de l'économie, des finances et de l'industrie, et de la défense, soient mis à contribution pour la construction et l'exploitation de cet outil.

XIX - LE SYSTÈME GALILEO DE POSITIONNEMENT PAR SATELLITE

Le système de radionavigation ou de positionnement GPS, développé pour les besoins de l'armée américaine, apparaît aujourd'hui comme une infrastructure stratégique, dont l'importance s'accroît de mois en mois avec la multiplication de ses applications.

En raison des performances insuffisantes du système russe GLONASS équivalent, il s'est établi de fait un monopole mondial américain auquel de nombreux pays européens et la Commission elle-même souhaitent mettre fin par la construction du système GALILEO.

Les dépenses engagées jusqu'à aujourd'hui pour la définition de GALILEO ne représentent qu'un montant modeste. Mais il n'en sera pas de même à l'avenir si une décision positive est prise, comme on peut l'espérer, dans les prochains mois.

1. Un équipement stratégique non encore pris en compte

Les applications principales d'un système de positionnement comme GPS ou GALILEO sont bien sûr la navigation aérienne, la navigation maritime, le transport routier ou ferroviaire. Mais il en existe bien d'autres, par exemple la géodésie, l'exploration off shore mais aussi l'utilisation de références de temps précises pour les applications bancaires et la synchronisation des réseaux de transmission de données. De plus les applications scientifiques d'un système de positionnement sont considérables dans la mesure où la précision peut atteindre le millimètre et ouvrir le champ de nombreuses applications en sismologie, en climatologie et en géophysique.

En tout état de cause, les économies générées par un système GALILEO autonome sur la période 2008-2020 ont été évaluées par la Commission européenne à 158 milliards d'euros pour la réduction des temps de transport routier ou aérien, à 50 milliards d'euros en terme d'indépendance économique, à 25 milliards d'euros d'économies d'énergie dans le transport routier, à 12 milliards d'euros pour la diminution de la mortalité due aux accidents de la route, à 1,5 % d'économies d'émissions de CO2 et à 170 millions d'euros en termes de rationalisation de certaines infrastructures pour l'aviation.

La démarche de l'ESA pour la mise en place d'un système de radionavigation par satellite comprend deux volets.

Le premier volet, qui s'étale sur la période 1995-2003, correspond à la définition, au développement et la validation du système EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System), outil complémentaire au système américain GPS améliorant sensiblement les performances de ce dernier.

Le deuxième volet, qui porte sur la période 1999-2008, correspond au développement et au déploiement d'une constellation complète de 30 satellites, intitulée GALILEO, offrant un service de radionavigation au moins aussi performant que le système américain GPS dans sa version améliorée.

C'est en mai 1999 que les Conseils ministériels de l'ESA et de l'Union européenne ont autorisé l'évaluation du système, évaluation qui sera achevée fin 2000 et qui devra être suivie d'une autorisation pour la suite des opérations, le développement proprement dit devant se dérouler entre 2001 et 2005.

Au vrai, il existe un consensus au sein de la Commission européenne sur la nécessité de réaliser le système GALILEO et un accord pour prendre la moitié de la charge financière du projet, à égalité avec l'ESA. Il reste que ce sont les ministres des transports de l'Union européenne qui devront voter le lancement définitif du projet. Les pays membres de l'Union sont favorables au projet, à l'exception du Royaume-Uni et des Pays-Bas, qui pourraient refuser leur participation dans un premier temps mais rejoindre peut-être le projet ultérieurement.

2. Les dépenses prévisibles

La dépense de développement, de validation et de déploiement du système GALILEO a été évaluée à 3,25 milliards d'euros, soit plus de 21 milliards de francs, partagés à égalité par l'ESA et l'Union européenne. On trouvera ci-après les estimations de coût et de financement établies par l'ESA.

Tableau 61 : Estimation des coûts de GALILEO 5 et hypothèses de financement

 

 

 

 

 

 

étape

période

coût

(millions

d'euros)

Financements (millions d'euros)

Union européenne

ESA

Secteur

privé

Définition

1999-2000

80

40

40

 

Développement et validation

2001-2005

1 100

550

550

 

Déploiement

2006-2007

2 150

à déterminer

à déterminer

1 500

Exploitation

2008 -

220/ an

non

communiqué

non

communiqué

non communiqué

Un vote de principe sur l'engagement de la phase de développement et de validation devait intervenir à l'ESA en décembre 2000. Le calcul précis des coûts devait ensuite être effectué de décembre 2000 à novembre 2001. Un nouveau vote sur les coûts valant autorisation définitive devrait intervenir à l'ESA en novembre 2001.

Si l'on prend pour hypothèse que la contribution française atteindra 30 % du total, soit un peu plus que sa contribution moyenne en raison de l'intérêt limité de certains pays membres pour ce projet, la charge financière devrait représenter un peu plus de 3 milliards de francs sur une période de 7 années, soit 420 millions de francs par an.

La question de la répartition du financement correspondant est là encore posée. Les applications scientifiques d'un tel système devraient être importantes, surtout si les demandes de la communauté des chercheurs sont prises en compte, au niveau de la définition de la forme des satellites, du choix de trois fréquences et d'un réseau au sol de qualité.

Mais les utilisations scientifiques ne seront pas majoritaires, ce qui pose le problème de la répartition des charges entre ministères.

Par ailleurs, des services commerciaux pourront être développés, ce qui suggère une participation privée au financement du système.

Il reste que ces questions pourraient recevoir une réponse, avec un engagement fort de l'Union européenne, dans le cadre éventuel de structures internationales comme EUTELSAT ou EUMETSAT qui gèrent avec succès des systèmes spatiaux de télécommunications ou de météorologie, et dont l'on envisage même la privatisation.

XX - ECOSYSTÈMES TERRESTRES

La surveillance et l'étude de l'environnement correspondent à des préoccupations montantes de la société dans les années récentes. De nombreuses actions sont conduites, on l'a vu, par les organismes de recherche dans le domaine de l'océanographie, de la météorologie et de la recherche atmosphérique, actions qui nécessitent la mise en oeuvre de moyens matériels considérables.

La surveillance et l'étude des écosystèmes terrestres représentent un nouveau défi pour les années à venir, non qu'aucun dispositif n'existe mais parce qu'un effort de systématisation des mesures et d'extension des recherches est requis pour répondre à des questions fondamentales pour la société, comme la protection des eaux, des sols et des forêts ou bien encore la conservation de la biodiversité.

La poursuite de tels objectifs nécessite la mise en réseau des dispositifs existants et futurs et l'intégration de l'ensemble des recherches dans une approche plus globale qu'actuellement.

Aucun dispositif d'observation et d'expérimentation des écosystèmes terrestres n'est actuellement recensé parmi les très grands équipements.

L'INRA, qui depuis quelques années a ajouté la recherche environnementale à son activité traditionnelle de recherche agronomique, pourrait faire partie d'un réseau avec d'autres organismes.

L'investissement financier correspondant et les frais de fonctionnement de ce réseau sont de l'ordre de grandeur d'autres très grands équipements.

1. Les efforts actuels de l'INRA

Les missions de l'INRA, établissement public à caractère scientifique et technologique, sont de contribuer au développement d'une agriculture performante et durable, à l'essor d'activités et d'industries agroalimentaires compétitives et respectueuses de la santé, et à la surveillance et aux recherches sur l'environnement et les écosystèmes terrestres.

Le budget de l'INRA en 1999 s'est élevé à 3,46 milliards de francs. Les dépenses de personnel ont représenté 72,8 % du total, les dépenses de fonctionnement 24,3 % et l'investissement 2,9 %.

Les effectifs de l'INRA comprennent environ 8700 permanents, chercheurs, ingénieurs et collaborateurs, auxquels s'ajoutent environ 2000 personnes en accueil temporaire. Les trois quarts des effectifs de l'INRA sont implantés en dehors de la région parisienne.

Comme un certain nombre de grands organismes de recherche français, l'INRA va connaître dans les années prochaines, une vague de départ à la retraite considérable, encore que son personnel soit en moyenne plus jeune que celui des autres organismes de recherche. D'ici à 2010, ce sont malgré tout 45 % de ses personnels qui seront à renouveler pour cause de départs à la retraite, avec les risques correspondant de perte d'expertise si la transition n'est pas planifiée en détail.

L'INRA comprend 21 centres de recherche régionaux, 256 unités de recherche et 85 unités expérimentales, dont 50 exploitations agricoles représentant 12 000 hectares. La recherche à l'INRA est conduite dans 17 départements, appartenant à quatre grandes catégories : végétal, animal, alimentation-nutrition, sciences sociales.

Le financement du budget de l'INRA est assuré à 84,4 % par des subventions du ministère de l'éducation nationale et du ministère de la recherche et à hauteur de 0,5 % du ministère de l'agriculture.

Les contrats de recherche qui ont représenté une recette de 278,4 millions de francs en 1998, proviennent à 25 % de l'Union européenne et de 23,9 % des collectivités territoriales.

L'INRA comprend plusieurs animaleries couvrant les bovins, les porcins, les ovins, la volaille, les poissons d'eau douce et les rongeurs. Ces animaleries sont accessibles aux équipes de recherche des autres organismes. Récemment, l'INRA a proposé d'utiliser dans un cadre de la réglementation des laboratoires confinés P3, son animalerie de gros bovins de Nouzilly près de Tours, pour les pathologies bovines et en particulier pour les recherches sur l'ESB (encéphalopathie spongiforme bovine).

Ces animaleries ne sont pas répertoriées dans les très grands équipements de la direction de la recherche du ministère de la recherche. Cette situation pourrait être modifiée à l'avenir.

Au demeurant, avec un montant de 99 millions de francs HT en budget prévisionnel pour 1999, les capacités d'investissement propres de l'INRA en matériels lourds et en immobilier apparaissent limitées.

Ceci justifie que l'INRA fasse émerger en tant que très grand investissement à doter d'un soutien spécial, un projet de " réseau d'observation et d'expérimentation agri-environnementales " dont il serait l'un des principaux partenaires.

2. Les besoins à l'avenir

Le projet de réseau agri-environnemental vise essentiellement trois objectifs.

Le premier objectif est la surveillance et le suivi de l'environnement, afin de détecter les évolutions, progressives ou brutales affectant les ressources physiques (eaux, sol, air) et les écosystèmes. Le deuxième objectif est d'analyser les processus d'évolution de ces derniers. Le troisième objectif est d'expérimenter des techniques et des systèmes d'agriculture et de sylviculture durables.

S'agissant du premier objectif de surveillance et de suivi de l'environnement, si la France possède d'ores et déjà des réseaux de surveillance de la qualité des eaux, il est nécessaire de mieux les articuler les uns avec les autres. Il s'agit par ailleurs, de rattraper un retard spécifiquement français pour la surveillance de la qualité des sols, domaine dans lequel la France possède 11 sites seulement, contre 5000 au Royaume-Uni.

L'objectif est donc de fédérer les éléments existants et d'aller plus loin en tirant parti des implantations locales de l'INRA.

A cet égard, le schéma idéal pour l'observation des sols correspond, d'une part à quelques milliers de sites légers pour la surveillance et le suivi, et, d'autre part, à une cinquantaine de sites plus lourds jouant le rôle de centres de coordination et d'exploitation des données. Les dépenses d'investissement correspondantes sont évaluées à 150 millions de francs, avec un coût de fonctionnement de 5 millions de francs par an.

Pour le deuxième objectif d'analyse des processus d'évolution des milieux et des écosystèmes, l'INRA évalue l'enveloppe financière à 5 à 10 sites-ateliers dotés de moyens lourds.

Pour le troisième objectif d'expérimentation agricole, plusieurs dizaines de sites d'un coût unitaire d'installation de 2 à 3 millions de francs seraient nécessaires, avec des coûts de fonctionnement de 0,5 à 1 million de francs par an.

Le réseau proposé reste à définir avec précision à plusieurs niveaux. En premier lieu, il s'agit de détailler les nombres de sites et les moyens expérimentaux nécessaires et de déterminer en quoi les sites et les équipements actuels de l'INRA sont utilisables. En deuxième lieu, l'articulation avec les partenaires naturels que sont l'INSU-CNRS, le CEMAGREF, l'IRD, le CIRAD mais aussi le CEA et l'INERIS reste à définir. Enfin, la place du réseau dans un ensemble européen et l'évolution des financements, notamment les politiques européennes mises à contribution, sont à déterminer.

XXI - SCIENCES DE L'HOMME ET DE LA SOCIÉTÉ

Des changements considérables sont d'ores et déjà intervenus dans les méthodes de travail des sciences de l'homme et de la société. L'interdisciplinarité et l'usage croissant des nouvelles technologies de l'information et de la communication ont commencé de bouleverser ces disciplines.

La mise en place des Maisons des Sciences de l'Homme et le rôle des Instituts à l'étranger assurent déjà une nouvelle structuration de la recherche. Ces nouveaux outils jouent un rôle capital dans la programmation des recherches à grande échelle, le développement des échanges interdisciplinaires, la généralisation du traitement de données quantitatives et le recours aux méthodes de la modélisation et de la simulation.

Par ailleurs, les bibliothèques numérisées et les bases de données commencent à apporter des solutions aux problèmes d'archivage et d'accès aux données.

Pour amplifier ces premières évolutions, les Sciences de l'Homme et de la société ont besoin d'une politique cohérente, coordonnée et pérenne. D'où le souhait des responsables de ces disciplines de voir les équipements correspondants appartenir à la catégorie des très grands équipements, contrairement à la situation actuelle.

1. Les Maisons des Sciences de l'Homme

La première Maison des Sciences de l'Homme (MSH), installée boulevard Raspail à Paris, a été créée à la fin des années 1960. Si le concept n'a essaimé en région qu'au début des années 1990, il s'agit d'une orientation fondamentale de la structuration de la recherche dans les sciences de l'homme et de la société. En 2000, les MSH sont au nombre de douze, trois unités supplémentaires étant en projet.

L'installation dans un même lieu d'au moins une dizaine de laboratoires comprenant plusieurs centaines de chercheurs a pour premier avantage de favoriser les échanges entre disciplines et les approches pluridisciplinaires. Ce regroupement produit également un effet de masse qui améliore la visibilité des travaux scientifiques, la capacité de négociation avec les collectivités territoriales et plus généralement les contacts avec le monde socio-économique. Enfin, une rationalisation des choix budgétaires peut être trouvée dans cette nouvelle organisation, en particulier pour les investissements en équipements de traitement de l'information.

Le CNRS a mis en place une contractualisation avec les Maisons des Sciences de l'Homme afin de leur garantir une pérennité, le département des sciences de l'Homme et de la société y consacrant environ un tiers de son budget annuel.

Le réseau des Maisons des Sciences de l'Homme bénéficie d'un concours supplémentaire du Fonds national de la science (FNS) à hauteur de 27 millions de francs en 1999, notamment pour la réalisation des projets retenus à Lille, Strasbourg et Paris-Nord.

2. Les Instituts à l'étranger

Les recherches sur les cultures et les pays étrangers dans le domaine des sciences de l'Homme et de la société sont conduites soit par le canal de coopérations internationales directes entre laboratoires français et laboratoires étrangers, ce qui n'exige pas d'équipement spécifique, soit par des travaux sur le terrain, dont les Instituts à l'étranger, un réseau représentant un grand investissement, assurent le support.

Les Instituts à l'étranger sont sous la responsabilité soit des ministères chargés de l'éducation nationale et de la recherche, comme la Casa Velazquez, l'Ecole française de Rome, soit du ministère des affaires étrangères, soit de ce dernier et du CNRS conjointement. Les instituts à l'étranger sont au nombre d'environ trente, répartis sur tous les continents. Les objectifs sont à l'avenir de regrouper des implantations dans certaines zones géographiques et d'élargir les champs disciplinaires de la plupart des instituts.

Ce dispositif, d'une importance capitale pour la recherche, pour la formation et pour le rayonnement de la France, doit faire face à une insuffisance de moyens humains et matériels et à des barrières institutionnelles diverses qui limitent le rôle des instituts dans la formation, ainsi que les possibilités de circulation des chercheurs et qui, donc, nuisent à leur efficacité.

Une réforme, élaborée afin de remédier à ces problèmes, est en cours d'adoption par les ministères concernés.

L'importance des instituts à l'étranger pour la recherche en sciences de l'Homme et de la société, pour la connaissance des sociétés étrangères et, partant, pour l'influence culturelle et économique de la France est mise en avant par les responsables de ce réseau pour solliciter des efforts accrus en sa faveur.

3. Les bibliothèques, les réseaux de documentation et les bases de données

La numérisation constitue un chantier d'une exceptionnelle importance pour les sciences de l'Homme et de la société.

Outre son intérêt essentiel de permettre un accès décentralisé aux ouvrages et aux documents de base, la numérisation limite les conséquences d'une disparition physique des originaux, renforce l'autonomie des laboratoires tout en opérant une unification des bibliothèques, des archives et même des collections d'objets, et a aussi pour effet de développer la coopération entre les disciplines et les institutions.

En réalité, les difficultés de cette entreprise sont considérables. Les laboratoires doivent être à la source des initiatives, tout en adhérant à des méthodologies compatibles sinon communes. La coopération des laboratoires avec la Bibliothèque nationale de France ou le ministère de la culture nécessitent que des problèmes institutionnels nombreux soient surmontés.

Au reste, différentes difficultés matérielles et d'organisation doivent recevoir d'urgence des solutions. Les nouvelles technologies de l'information révolutionnent les méthodes de classement, permettent l'accès décentralisé aux représentations numérisées des objets originaux mais ne suppriment pas les besoins d'archivage des collections d'objets, de cartes, de sons et donc de fonds physiques d'archivage scientifique.

Par ailleurs, l'accès aux bibliothèques universitaires ou aux bibliothèques des laboratoires, limité aux heures ouvrables traditionnelles, est une question fondamentale qui traduit un retard français insupportable pour les étudiants et les chercheurs et doit trouver une solution rapide.

Un autre problème technique et un blocage juridique sont à traiter en urgence.

Le problème technique est celui de la lenteur des méthodes utilisées actuellement pour la numérisation. Les chaînes de traitement actuellement utilisées sont trop lentes et exigent sans doute d'être externalisées, en particulier pour les fonds documentaires de grande taille. Ainsi, la Bibliothèque nationale de France n'a numérisé pour le moment que 70 000 ouvrages sur plusieurs millions.

Par ailleurs, le verrou juridique des droits des éditeurs empêche la numérisation des publications ayant moins de soixante dix ans d'antériorité. Des accords particuliers avec les éditeurs doivent être trouvés pour un paiement des droits en fonction des usages informatiques. Au reste, les bibliothèques constituent des moyens économiques d'accès à l'information, à condition de voir leurs collections et leurs plages horaires d'ouverture considérablement élargies.

La question des bases de données en sciences humaines et sociales représente un autre point fondamental pour l'avenir.

Les données d'enquêtes constituent les observations des sciences sociales et sont la base des interprétations et de la théorisation. La France a eu un rôle pionnier dans ce domaine, avec des institutions comme l'INSEE et l'INED. Aujourd'hui, son retard est considérable dans la constitution de bases de données informatisées. Ainsi, les premières bases de données d'enquêtes ont été constituées en 1961 à l'université de Michigan aux Etats-Unis, en 1962 à Cologne en Allemagne, en 1964 au Royaume-Uni et seulement en 1981 en France à Grenoble et ce pour les seules sciences politiques. Or les données produites par les administrations publiques, comme les ministères des affaires sociales, de la culture, de l'agriculture, de l'économie et des finances ou de l'équipement, ne sont pas accessibles aux chercheurs, de même d'ailleurs que les données des instituts de sondage. Une conséquence déplorable de cet état de fait est que la France, n'ayant pas de données à échanger, est en situation très délicate pour participer aux grandes enquêtes internationales menées sur la base de contributions nationales équivalentes.

Un récent rapport pour les ministères chargés de l'éducation nationale et de la recherche a défini des axes de progrès, bientôt traduits dans un arrêté ministériel, pour créer un dispositif d'archivage et de documentation des données produites par les administrations publiques, pour organiser la présence française dans les enquêtes internationales en prévoyant un comité de décision, une organisation et des financements, et, enfin, pour assurer la formation de chercheurs capables d'utiliser et de produire des données d'enquête.

Les coûts de fonctionnement d'un tel dispositif, en dehors des investissements en bâtiments et en moyens matériels, sont actuellement estimés à un million de francs par an pour les missions d'archivage et de formation et à sept millions de francs par an pour la participation aux enquêtes internationales.

Comme dans d'autres disciplines, la pérennité des résultats d'observation apparaît comme cruciale. Le manque d'ouverture des administrations et l'absence de moyens de traitement automatisés de l'information expliquent dans une certaine mesure les difficultés rencontrées jusqu'alors pour la conservation et la documentation des données. Leur intérêt apparaissant désormais clairement ainsi que les moyens de les valoriser, il importe de faire sauter les verrous administratifs, de mettre en place les moyens humains et techniques de récupération de l'existant, de prévoir des processus réguliers d'archivage et de documentation pour les données produites et surtout d'organiser à long terme la pérennité des mesures prises.

Au total, les sciences de l'Homme et de la société suivent la voie des sciences exactes, en requérant des moyens matériels plus importants que ceux dont ils disposent actuellement et en particulier des grands équipements.

Ces grands équipements sont nécessaires aux sciences de l'Homme et de la société, pour approfondir leurs méthodes de travail notamment dans le domaine quantitatif, pour structurer les recherches et accroître les échanges interdisciplinaires et la pluridisciplinarité, et en définitive pour renforcer leur visibilité et la reconnaissance de leur rôle par la communauté nationale.

1 Les pays membres de l'ESA sont ceux de l'Union européenne, à l'exception du Luxembourg, de la Grèce et du Portugal, auxquels s'ajoutent la Norvège et la Suisse. Le Canada est par ailleurs un Etat coopérant.

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Principales hypothèses : prix moyen de marché des lanceurs de la gamme Ariane 5 ou du lanceur Proton ; coûts d'EGNOS intégrés ; non prise en compte du coût de développement des applications et des récepteurs.

DEUXIÈME PARTIE - LE RÔLE MOTEUR DES TRÈS GRANDS ÉQUIPEMENTS ET L'IMPORTANCE D'EN TIRER LE MEILLEUR PARTI

Introduction

Les entretiens que vos Rapporteurs ont eus avec les responsables des principaux organismes de recherche et des laboratoires de toutes disciplines font clairement ressortir l'importance des très grands équipements scientifiques.

A ce stade de l'analyse, il convient de déterminer s'il s'agit là d'une évolution déterminante et durable de la science moderne.

Par ailleurs, alors qu'une démarche offensive a longtemps prévalu dans le domaine des très grands équipements, les années récentes ont vu monter les réticences vis-à-vis de cette évolution, notamment en raison de leur coût.

Le poids budgétaire croissant des très équipements est incontestable. Il est donc fondamental d'identifier de quels types d'outils provient cette augmentation et d'autre part d'établir quels sont les bénéfices tirés des très grands équipements.

Ceux-ci se justifient par leur impact scientifique mais également par des effets d'entraînement considérables, qui s'exercent sur les régions d'implantation mais également sur l'industrie et l'économie nationale.

Dans ces conditions, il a paru fondamental d'analyser en profondeur la diversité des très grands équipements, repérés par le seul fait qu'ils dépassent l'autonomie de décision et de financement des grands organismes de recherche, et d'identifier leurs spécificités, leurs apports, leurs bénéficiaires, les enjeux et les problèmes rencontrés.

En tout état de cause, la pratique actuelle n'est plus tenable. Elle confond en une catégorie unique des très grands équipements dont les finalités, les enjeux et les critères de choix sont très différents. Il en résulte une représentation confuse du domaine, une opacité apparente des choix, des attributions budgétaires difficilement compréhensibles et, au final, une grande difficulté pour l'exercice du contrôle parlementaire.

En réalité, il est devenu indispensable de faire une distinction entre catégories de TGE qui donne une représentation intelligible de leur diversité et qui soit opérationnelle pour les choix et leur suivi.

Enfin, dans un souci de bonne gestion, il convient de porter la plus grande attention à la valorisation maximale des investissements réalisés dans les grands équipements.

A cet égard, un ensemble de nouvelles conditions sont à réunir, au plan technique mais aussi aux plans de l'organisation et de la gestion des ressources humaines.

I - UNE NOUVELLE DIMENSION DE LA SCIENCE INDISSOCIABLE DES TRÈS GRANDS ÉQUIPEMENTS

L'une des évolutions fondamentales de la science moderne, mais ce n'est pas la seule, c'est d'avoir besoin d'équipements de grande envergure, qui peuvent certes avoir des finalités différentes mais qui représentent tous des investissements considérables, la plupart du temps hors de la portée d'un seul grand organisme de recherche.

Mais ce recours indispensable à ces grandes installations exerce un effet en retour sur la manière dont la recherche est organisée.

On constate en effet une structuration de la recherche autour des grands équipements, quelle que soit leur nature. Bien évidemment, il ne s'agit pas là du seul élément d'organisation de la recherche scientifique ou technologique, mais il s'agit d'un facteur dont le rôle est capital.

1. La nouvelle dimension de la science moderne

Ainsi que l'a décrit le Conseil Supérieur de la Recherche et de la Technologie dans son rapport d'étape sur les très grands équipements scientifiques, rapport intitulé " Les TGE : vers une évolution des concepts et des moyens ", le processus d'évolution de la recherche scientifique et technologique conduit à l'utilisation d'un nombre de moyens d'investigation de plus en plus important.

Les sciences physiques ont été les premières à mettre en jeu des méthodes d'investigation à la fois plus diversifiées et toujours plus précises. Progressivement d'autres disciplines ont, elles aussi, élargi la gamme de leurs observations et de mesures et appelé à la construction d'outils toujours plus performants.

Trois mouvements de fait apparaissent comme des mouvements de fond, d'un part la sophistication croissante des instruments de mesure et d'observation, d'autre part la mutualisation des grands équipements corrélative pour un meilleur partage des ressources et des coûts, et enfin l'interdisciplinarité qui s'exprime à plusieurs niveaux et en particulier autour des grands équipements.

1.1. La sophistication croissante des instruments d'observation et de mesure

L'extension des capacités d'observation est un mouvement indissociable de l'évolution scientifique, que ce mouvement se produise vers l'infiniment petit, vers l'infiniment grand ou l'infiniment complexe. En réalité, la notion d'observation est également associée à celle de mesure, qui est source de nombreuses découvertes et qui est à la base de la théorisation.

L'un des buts de la recherche technologique est donc de repousser les limites des observations.

De nombreux exemples récents existent à cet égard, en particulier avec l'utilisation de l'espace pour l'observation de l'Univers.

Ainsi, de larges domaines de longueurs d'onde sont devenus accessibles pour l'observation de l'Univers. L'observation dans le visible est complétée par des observations dans la gamme de rayons X par exemple avec le satellite XMM Newton, dans la gamme des rayonnements gamma avec le projet INTEGRAL ou encore dans l'infrarouge avec ISO.

Figure 1 : L'observation de l'Univers et les ondes électromagnétiques 1

Le rayonnement synchrotron offre un autre exemple d'avancée continue vers une amélioration des performances des appareillages.

Dès la première génération de synchrotrons, les performances obtenues ont dépassé très largement les sources habituelles comme les tubes à rayons X de première génération et les tubes à anode tournante. Ainsi, la brillance du synchrotron DCI du LURE est 100 000 fois supérieure à celle d'un tube à rayons X de laboratoire.

Ce progrès dans les performances a continué avec la deuxième génération puis avec la troisième génération de synchrotrons dont les faisceaux atteignent une brillance mille milliards de fois supérieure à celle des tubes à anode tournante (voir figure suivante).

Figure 2 : L'augmentation des performances des synchrotrons au cours du temps mesurée par leur brillance 2

Une autre évolution fondamentale qui explique dans une large mesure pourquoi les grands instruments nécessitent des infrastructures d'importance croissante, c'est la complexité croissante des modèles proposés pour rendre compte de la réalité.

Une tendance fondamentale à cet égard est la réalisation de modèles de plus en plus extensifs des phénomènes étudiés. Grâce aux capacités de calcul offertes par les supercalculateurs, des interactions de plus en plus nombreuses peuvent être prises en compte de même que les modèles peuvent retracer des phénomènes de plus en plus étendus ou complexes.

Un exemple particulièrement significatif est celui des modèles météorologiques. L'extension des mesures se fait sur un plan géographique avec des réseaux mondiaux au sol ou dans l'espace réalisant des relevés en temps réel. Elle se fait également par le nombre de paramètres étudiés.

Ainsi que M. Gilles COHEN-TANNOUDJI l'a souligné à plusieurs reprises lors des auditions, le développement de la science met en _uvre un processus d'expérimentation et de théorisation dans lequel l'instrumentation joue un rôle de plus en plus important.

L'on a pu parler à cet égard d'une dynamique de développement à trois composantes se renforçant mutuellement (voir figure suivante).

Figure 3 : Le triptyque de la science selon M. Gilles COHEN-TANNOUDJI

Sur un plan pratique, on constate que les progrès théoriques et les enseignements de l'expérimentation permettent d'améliorer l'instrumentation et donc l'observation expérimentale. Mais les avancées technologiques elles-mêmes permettent d'améliorer l'observation et l'analyse des phénomènes en un cercle vertueux profitable à la science. La condition en est bien sûr que les technologies de l'instrumentation fassent l'objet d'investissements utiles au progrès scientifique. Une autre condition est que les investissements dans l'instrumentation rencontrent le succès espéré. Force est de constater, à cet égard, que c'est toujours le cas, à court ou à moyen terme. Il n'est pas d'exemple en France de très grand équipement qui ait été un échec.

De plus, un nouvel équipement aux performances exceptionnelles sert souvent de prototype pour des matériels aux performances légèrement en retrait mais plus faciles d'utilisation et susceptibles d'être produits industriellement. Ces équipements adaptés à une exploitation courante peuvent faire l'objet d'un accès élargi à un plus grand nombre de chercheurs.

Au plan général, ce qui limite la dynamique du cercle théorie/instrumentation/expérimentation, c'est le plus souvent l'instrumentation, la capacité d'imaginer de nouveaux instruments et de les exploiter, et non pas le potentiel intellectuel pour la théorisation ou l'imagination expérimentale.

Au total, il n'est aucune des évolutions de la science moderne qui ne se traduise pas par la multiplication des très grands équipements et par l'accroissement de leur rôle.

Les querelles contre le poids croissant de l'instrumentation sont donc vaines.

1.2. La mutualisation des équipements

La mutualisation est également un mouvement inéluctable compte tenu du coût croissant des outils les plus performants. Tout se passe comme si les laboratoires de recherche mettaient de facto leurs moyens en commun pour bénéficier des meilleures performances technologiques.

L'organisation du travail des laboratoires en subit des modifications considérables.

Dans de nombreux cas, l'appareillage de laboratoire sert à préparer des expériences qui sont réalisées sur des très grands instruments au faîte de la technologie. Dans d'autres cas, la préparation de l'accès aux grands instruments n'est pas possible, quand les moyens utilisés n'ont pas d'équivalent à échelle réduite, ainsi en ce qui concerne les sources de neutrons.

Afin d'attirer les meilleurs chercheurs mondiaux, de maximiser les rencontres entre spécialités différentes et de valoriser le gisement de créativité que constitue une approche interdisciplinaire, nombreux sont les pays qui cherchent à créer des parcs de très grands instruments.

Ainsi, la France est parvenue à créer à Grenoble une concentration de très grands instruments qui rend ce site particulièrement attractif, avec l'ESRF, synchrotron de 3ème génération, l'ILL, source de neutrons, le LCMI avec ses aimants à hauts champs, le LETI pour la microélectronique, l'IRAM pour l'observation de l'espace dans le domaine millimétrique.

On doit citer également le plateau de Saclay et Orsay avec le réacteur Orphée du LLB, le LURE et bientôt SOLEIL.

De même, le Royaume-Uni a entrepris de créer au Rutherford Appleton Laboratory de Didcot une plate-forme de haut niveau qui rassemble déjà des lasers de forte puissance et une source de neutrons et devrait être complétée par le synchrotron de 3ème génération DIAMOND.

Par ailleurs, les tâches de traitement des informations collectées par les très grands équipements et les travaux de modélisation prennent une importance considérable dans le travail des chercheurs.

La mutualisation s'effectue enfin au niveau des compétences d'ingénierie et de technologie.

La réalisation d'un très grand instrument exige en effet la mise en commun des meilleures compétences de tous les grands organismes de recherche. Ainsi, en France, il n'est pas imaginable que le CEA, le CNRS et le CNES, par exemple, ne travaillent pas de concert pour la conception et la réalisation des très grands instruments.

La constitution d'un réservoir de compétences en instrumentation a pu même pousser le Royaume-Uni à créer un organisme spécialement en charge de la conception, de la construction et de la gestion des très grands instruments, le Central Laboratory for Research Councils. En France, ces compétences sont rassemblées au CEA et à l'IN2P3, par exemple pour la physique des particules.

1.3. L'interdisciplinarité

La complexité des très grands instruments pousse à la coopération des équipes de recherche appartenant à des laboratoires ou des organismes de recherche différents.

Cette coopération traverse au demeurant le champ propre des disciplines scientifiques prises isolément.

Les très grands instruments, du fait de la complexité de leur mise en _uvre, favorisent la multidisciplinarité. Dans la quasi-totalité des cas, les utilisateurs doivent être assistés par des spécialistes résidents pour accéder à la machine, ce qui favorise les échanges intellectuels.

Par ailleurs, nombreux sont les très grands équipements à être utilisés par des chercheurs visiteurs appartenant à des disciplines différentes, qui, lors de leur séjour dans les installations, sont conduits à se côtoyer et à échanger des idées, voire à élaborer des projets communs. De même, l'utilisation des TGE renforce l'aptitude des chercheurs à la mobilité.

Dans le même ordre d'idée, les très grands équipements sont souvent le lieu où s'imagine l'application à d'autres secteurs de techniques de mesure initialement réservées à un champ de recherche particulier.

Enfin la valorisation maximale du volume gigantesque des données recueillies peut conduire à une coopération avec des chercheurs d'autres disciplines.

Une fois ce constat fait, il reste, pour permettre d'avancer des propositions sur la politique à suivre, à approfondir l'analyse en tentant de caractériser les différents types de grands investissements de la recherche.

2. Les définitions successives des très grands équipements

La réalité des très grands équipements s'avère difficile à caractériser. Depuis que leur importance a été détectée au début des années 1980 par les responsables de la recherche, au premier rang desquels il faut citer M. Pierre AIGRAIN et M. Jacques FRIEDEL, et que le Conseil des grands équipements a apporté ses soins à introduire une continuité et une visibilité dans leur gestion, la diversité des TGE s'est accrue, tandis que l'on semblait perdre de vue leur finalité, à savoir le progrès scientifique.

Les travaux intervenus récemment pour mieux cerner leur réalité sont décrits dans la suite, avant que les résultats des efforts du groupe de travail soient exposés à leur tour.

2.1. La définition du Conseil des grands équipements

Dans son dernier rapport en date de mars 1996, le Conseil des grands équipements scientifiques a donné une définition de ces instruments dans les termes indiqués dans l'encadré suivant.

Tableau 1 : Définition des TGE par le Conseil des grands équipements scientifiques 3

" les grands équipements scientifiques sont des instruments dont l'importance pour la communauté scientifique et le coût de construction et d'exploitation justifient un processus de décision et de financement concerté au niveau national et une programmation pluriannuelle du financement. "

Les corollaires de cette définition sont les suivants :

- l'impact scientifique du grand équipement doit être de niveau international

- le centre de recherches qui se développe autour de l'instrument doit être un pôle, qui attire une fraction importante des chercheurs français de la discipline et un certain nombre de chercheurs étrangers

- un TGE doit être un élément de coopération internationale, même lorsque son statut est national

- la construction nécessite sinon un accroissement temporaire ou définitif du budget de l'organisme responsable, un réaménagement de sa répartition interne

- le financement doit être assuré par tous les organismes impliqués dans la discipline

- le coût de construction consolidé, incluant les dépenses de personnel, s'élève à plusieurs centaines de millions de francs

- il existe entre les équipements mi-lourds, dont le coût ne dépasse que rarement 10 à 15 millions de francs, et les TGE, des équipements lourds dont la programmation budgétaire doit apparaître explicitement au niveau des organismes, sans pour autant exiger une intervention du Conseil des grands équipements.

Tableau 2 : Liste des très grands équipements scientifiques en 1996 4

Domaine

Sous-domaine

Grand Equipement

Physique dite lourde

Physique des particules élémentaires

CERN

Physique nucléaire

GANIL, Laboratoire national Saturne, Vivitron 5

Fusion contrôlée

Tore Supra, JET

Sciences de l'univers

Astronomie

ESO, CFH, IRAM

Astrophysique spatiale

ISO, SOHO, CLUSTER, INTEGRAL, FIRST, XMM

Planétologie

sondes d'exploration planétaire Mars 96-98 (France-Russie), HUYGENS (ESA-Etats-Unis), ROSETTA

Physique gravitationnelle

VIRGO, projets STEP et PHARAO/T3L3

Océanologie, Observation de la Terre et Climatologie

 

grands navires de l'Ifremer et de l'Institut polaire et leurs équipements scientifiques, TOPEX-POSEIDON (France-Etats-Unis), TOPEX-POSEIDON Follow on (France-Etats-Unis), ENVISAT (ESA), ERS-1 et ERS-2 (ESA), SCARAB et POLDER

Géologie et géophysique interne

ODP, GéoFrance 3D

Grands instruments de caractérisation et d'étude de la matière condensée

structures atomiques, structures électroniques, propriétés magnétiques de la matière

ILL, LLB, ESRF, LURE, SOLEIL

Biologie

 

EMBL, vols spatiaux habités

Grands équipements techniques ou opérationnels

 

ETW (grande soufflerie transsonique européenne), EUMETSAT, ITER, Station spatiale internationale

Comme il est naturel, une fluctuation à la marge des grandes catégories retenues par le Conseil des grands équipements s'est produite. Ainsi en 1994, une catégorie de grands projets " interdisciplinaires " a pu être créée, comprenant VIRGO et les vols spatiaux habités. Ces derniers ont intégré la biologie en 1996, tandis que VIRGO rejoignait la catégorie des sciences de l'univers et de la physique gravitationnelle.

Si le Conseil des grands équipements a été mis en sommeil en 1996 puis n'a pas été réactivé après les élections législatives et le nouveau Gouvernement en 1997, on doit toutefois constater que la définition et la liste des TGE qu'il a données est encore utilisée par le ministère de la recherche.

Il faut aussi remarquer que c'est le Conseil des grands équipements qui a procédé à l'introduction d'une nouvelle catégorie de grandes installations, ceux-là techniques ou opérationnels, et non pas scientifiques.

2.2. Les réflexions du ministère de la recherche à la mi-2000

Selon le ministère de la recherche représenté par M. Vincent COURTILLOT, directeur de la recherche, et Mme Geneviève BERGER, directrice de la technologie, auditionnés le 17 mai 2000, il n'existe pas de définition des TGE. La notion de TGE est essentiellement une définition historique. Au reste, cette notion diffère d'un pays à l'autre, ce qui constitue une difficulté supplémentaire.

L'analyse du ministère de la recherche est la suivante. A l'origine de cette notion, les TGE étaient constitués des très grands appareils de la physique, dont la finalité était l'étude des objets de cette discipline. Leur échelle de financement et de fonctionnement, ainsi que leur degré de sensibilité les plaçaient au delà de l'échelle des laboratoires et même des organismes de recherche eux-mêmes. Avec ces équipements, on est à l'échelle nationale, dans un contexte pluri-organismes et pluri-utilisateurs, voire même à l'échelle européenne. A cet égard, cette question fait partie des propositions de la France en matière de politique européenne de la recherche au cours de sa présidence de l'Union.

Selon la direction de la recherche, la notion de TGE a connu ensuite un élargissement progressif. C'est ainsi qu'au cours du temps, ont été inclus successivement les grands instruments de l'astronomie au sol, les grands appareils de la physique au service des autres disciplines comme le synchrotron, la flotte océanographique, les expériences spatiales avec les sondes, les satellites et les expériences dont l'objet principal est scientifique, et enfin les grands équipements des sciences de la vie comme l'EMBL.

Aujourd'hui, il existe près de 40 très grands équipements répertoriés, avec une définition qui est la même depuis 10 ans. Les bases de comparaison dans le temps existent donc pour la France sur cette période.

Au demeurant, pour mesurer l'effort national dans le domaine des TGE, une extension de la notion est étudiée par la Direction de la recherche dans trois directions.

2.2.1 Une extension aux super-calculateurs et aux réseaux

La première direction est celle des sciences et technologies de l'information et de la communication (STIC).

La direction de la recherche s'interroge sur l'opportunité d'inclure les 3 grands centres de calcul nationaux que sont l'IDRIS (Institut du développement et des ressources en informatique scientifique) du CNRS, le CINES (Centre informatique national de l'enseignement supérieur) de Montpellier et le Centre de calcul du CEA à Grenoble.

La même interrogation a lieu pour le réseau RENATER, réseau de télécommunications à hauts débits.

2.2.2. Les sciences du vivant

La deuxième extension examinée par la direction de la recherche est celle des sciences de la vie. L'inclusion de la contribution française à l'EMBL peut sembler avoir pour conséquence de prendre en compte dans l'enveloppe TGE les équipements de la biologie requérant un financement de grande ampleur.

Selon la direction de la recherche, il serait ainsi logique de prendre en considération la future aide de l'Etat au laboratoire P4 de Mérieux à Lyon lancé sur fonds privés mais qui ne peut perdurer dans ce cadre.

Au premier rang des TGE des sciences de la vie, figureraient, dans cette hypothèse, le programme national de génomique, avec, notamment, le réseau des génopoles, le programme Genhomme et les centres de séquençage, CNS (Centre National de Séquençage) et le CNG (Centre national du génotypage), à quoi il faudrait joindre les animaleries (souris et primates) et les collections biologiques. Seraient également à inclure dans les TGE des sciences du vivant, les plateaux techniques lourds d'imagerie, dont les coûts d'acquisition et d'exploitation dépassent de loin les budgets habituels de la biologie.

2.2.3. Les sciences humaines et sociales

La direction de la recherche réfléchit également à l'intégration dans sa nomenclature des TGE des grands équipements des sciences humaines et sociales, qui constituent au demeurant une des priorités du ministère de la recherche.

A cet égard, le réseau des Maisons des Sciences de l'Homme, souligné comme un engagement fort du ministère, représente un investissement onéreux, lourd et structurant, qui pourrait être considéré comme un très grand équipement. Le débat porte également sur les musées, en particulier pour le futur musée du quai Branly sur les Arts premiers et pour le Muséum d'Histoire naturelle.

La direction de la recherche remarque toutefois que, plus la notion de TGE sera vaste, plus elle sera difficile à gérer.

Pour éviter une telle dérive, le ministère de la recherche s'est récemment opposé à des propositions visant à considérer comme des TGE les équipements mi-lourds des laboratoires, réexaminés dans le cadre de la mise en _uvre du plan U3M. La liste des 40 TGE qui sert de base au ministère de la recherche, doit donc être considérée pour le moment comme exhaustive.

Pour la direction de la technologie au ministère de la recherche 6, il existe toutefois des très grands équipements qui ne se composent pas d'une installation unique. Leur intégration à la catégorie des TGE serait alors conditionnée à leur éventuel caractère structurant.

2.2.4. Une nomenclature qui présente un intérêt exclusivement comptable et ex post

Selon un document remis à vos Rapporteurs, le 19 juin 2000, après son audition en date du 17 mai 2000, document qu'il a demandé à joindre en annexe au compte rendu de cette réunion, le Directeur de la recherche a indiqué que la notion de TGE a un intérêt essentiellement comptable permettant d'apprécier si l'allocation des crédits entre les grands équipements et les autres moyens de soutien aux laboratoires correspond aux besoins de la discipline.

Tableau 3 : L'intérêt de la notion de TGE selon la direction de la recherche 7

" La notion de TGE, variable selon les pays, comme nous l'avons vu, a principalement un intérêt comptable, comme agrégat regroupant l'ensemble des dépenses liées aux très grands équipements, quelles que soient les disciplines concernées. Du point de vue scientifique, le plus important est, dès lors que les contraintes budgétaires ont été arrêtées, que l'on puisse dans chaque discipline ou organisme établir la part optimale de ces grands équipements par rapport au soutien de base et autres aspects du financement des laboratoires et des équipes.

C'est précisément pour avoir dans le passé trop souvent raisonné en sens inverse, en partant des TGE et non de l'équilibre des divers types de soutien à la recherche au sein des disciplines, que nous nous sommes trouvés liés par des budgets contraints sans possibilité de choix ni d'évolution et que nous avons découvert que les postes qui avaient le plus augmenté n'étaient pas ceux qui correspondaient aux affichages prioritaires retenus par les gouvernements successifs (par exemple croissance des satellites opérationnels de météorologie, peu liés à la recherche, alors que les sciences du vivant restent très minoritaires).

Dans ce sens, il me semble qu'un aspect essentiel de vos travaux (et des nôtres, aussi bien au ministère de la recherche qu'au niveau européen, auquel nous sommes très actifs) est de préciser et d'élargir la notion de très grands équipements et de très grandes infrastructures. C'est même un préalable à leur aboutissement ".

Dans cette approche, la notion de TGE n'a d'utilité que pour l'analyse des dépenses et que pour vérifier que la répartition des crédits est effectuée d'une manière acceptable entre tous les types de besoins.

2.2.5. Des référents insuffisants selon vos Rapporteurs

Les analyses précédentes nécessitent un examen critique approfondi.

Le classement ex post des investissements entre très grands équipements, soutien de base et autres aspects du financement des laboratoires est à l'évidence d'une importance déterminante dans l'analyse de la direction de la recherche pour apprécier l'équilibre investissement - fonctionnement.

On doit donc se demander si elle a un sens. En réalité, il semble bien que ce ne soit pas le cas.

En effet, les très grands équipements constituent un moyen de soutien aux laboratoires, parce qu'ils sont à leur service. Dès lors, il n'y a pas lieu de les opposer au soutien des laboratoires mais de veiller essentiellement à en étendre et à en faciliter l'utilisation.

Un très grand équipement de service comme un synchrotron ou une source de neutrons est en effet utilisé par plusieurs centaines de laboratoires appartenant à des disciplines aussi différentes que la physique, la chimie, la biologie structurale, qui y dépêchent des chercheurs pour réaliser des expériences qu'ils ne peuvent conduire avec leurs matériels propres. L'accès à ces machines surpuissantes représente à l'évidence un soutien aux laboratoires qui, sans elle, connaîtraient une régression de leurs moyens techniques.

De même, un très grand équipement servant une seule discipline, comme par exemple un satellite pour l'astrophysique, est un outil de travail essentiel, en quelques sortes les yeux des chercheurs, et donc l'accès aux données recueillies par le satellite, un élément essentiel du soutien accordé à un laboratoire spécialisé dans ce domaine. Certains très grands instruments à l'usage d'une seule discipline conditionnent l'existence même de celle-ci et donc des laboratoires spécialisés.

Certes dans tous les cas, les très grands équipements représentent des moyens excentrés et mutualisés.

Mais la notion de localisation et de propriété en propre d'un matériel perd de son importance dans la recherche moderne, notamment du fait de l'importance du travail en réseau et de l'utilisation des télécommunications.

Au total, l'opposition de la notion de soutien aux laboratoires par rapport aux très grands équipements n'est pas opératoire.

Par ailleurs, la dimension essentiellement ex post de cette acception des TGE présente l'inconvénient de n'apporter aucune possibilité d'appréciation dynamique de l'utilité des TGE.

Sans qu'on puisse justifier en quoi que ce soit la construction d'un TGE sans une appréciation de son utilité, il est évident qu'il existe une dynamique du développement technologique qui pousse à toujours plus de précision et de capacité dans les instruments dont on peut disposer.

Il n'est donc pas étonnant de constater qu'une dynamique des très grands équipements existe et pousse à la construction de nouvelles machines faisant reculer les limites de l'observation.

Une vision strictement comptable et ex post est très insuffisante pour apprécier ces phénomènes et permettre de trouver un équilibre dans le temps entre les différents types de besoin des chercheurs.

Ainsi, si la fonction des TGE n'était pas prise en compte, il ne servirait pas à grand chose d'en mieux définir le contour.

2.3. La notion d'infrastructure de recherche pour la Commission européenne

Dans sa communication au Conseil et au Parlement européen intitulée " Vers un espace européen de la recherche ", en date du 18 janvier 2000, la Commission européenne, par la voix du Commissaire à la recherche, M. Philippe BUSQUIN, propose, entre autres objectifs, de définir une approche européenne en matière d'infrastructures de recherche.

Que sont les infrastructures de recherche pour la Commission européenne ?

Bien que la Commission n'ait pas donné dans ce texte de définition précise, on peut toutefois relever qu'une définition sous-jacente est utilisée, à savoir une définition fonctionnelle. Les infrastructures de recherche sont celles qui jouent un rôle central dans le progrès et l'application des connaissances en Europe.

Une série d'exemples aide à cerner le contenu de cette définition : les sources de rayonnement, les centres de calcul, les bases de données en biologie moléculaire, les réseaux de télécommunications à large bande et très haut débit. Lors du Colloque européen sur les infrastructures de recherche, organisé à Strasbourg, du 18 au 20 septembre 2000, d'autres exemples ont été cités : les grands instruments, les collections systématiques de spécimens naturels, les animaleries, les serres, les archives des sciences sociales.

Afin de déterminer dans quelle mesure les infrastructures pourraient être éligibles à un financement par l'Union européenne, une batterie de critères a été élaborée, qui permet de mieux préciser la notion d'infrastructure et tout spécialement d'infrastructure européenne :

- un niveau scientifique d'excellence

- un impact mesurable sur la qualité de la recherche conduite avec ces infrastructures

- une évaluation périodique par des experts internationaux

- un accès ouvert aux chercheurs nationaux et internationaux et conditionné par des règles de sélection par les pairs

- une dimension européenne évidente

- une valeur ajoutée pour l'Union européenne.

Au final, les TGE apparaissent comme un enjeu d'une nouvelle dimension européenne de la recherche dans les propositions de la Commission européenne.

2.4. Le rapport de l'Inspection générale des Finances et de l'Inspection générale de l'administration de l'Education nationale et de la Recherche

Les conclusions du rapport commun de l'Inspection générale des Finances et de l'Inspection générale de l'administration de l'éducation nationale et de la recherche, publié en juin 2000 8, sont à la fois sans fard et quelque peu désespérantes.

Selon les auteurs de ce rapport 9, " il n'y a pas de définition administrative ex ante des grands équipements ". On ne dispose que d'une " simple liste, classée par domaine scientifique, reprise par le ministère de tutelle et les différents organismes successifs qui ont eu à en traiter ".

En définitive, pour repérer un TGE, on peut retenir un faisceau d'indices présentés dans le tableau ci-après.

Tableau 4 : Les indices d'existence d'un TGE

- un budget autonome et généralement très important

- un service mis à la disposition de l'ensemble des chercheurs des laboratoires publics

- l'implication forte d'une communauté scientifique et sa structuration autour du TGE

Le rapport relève " la très grande diversité des TGE, de leur stade de développement, de leurs missions, des champs disciplinaires concernés, de leur statut et plus largement, du cadre institutionnel de leur fonctionnement ".

Au reste, le constat fait par le rapport est quelque peu sombre. En effet, " les TGE dans leur grande diversité ont en commun une problématique lourde et complexe, dont chaque volet renforce les autres ".

Les auteurs de cette analyse administrative se sont interdit de dresser en face de la colonne des coûts pour le budget de l'Etat et des lacunes de la gestion publique, la colonne des apports des très grands équipements à la science moderne.

Au reste, le rapport présente, d'une part, des propositions en matière de procédures pour l'émergence, le choix d'un projet de TGE, avec des arbitrages politiques dans lesquels doit figurer au premier rang le ministère de la recherche dans le cadre d'une procédure clairement organisée, et, d'autre part, des conditions à réunir pour optimiser la mise en place, le fonctionnement et la fermeture des TGE.

2.5. Le rapport du CSRT (Conseil Supérieur de la Recherche et de la Technologie)

Le Conseil supérieur de la recherche scientifique et technologique (CSRT) a entamé en 2000 une réflexion approfondie sur les très grands équipements. Un premier rapport d'étape intitulé " Les très grands équipements scientifiques : vers une évolution des concepts et des moyens ", adopté fin octobre, présente un état des lieux. 10

Le CSRT note que l'évolution de la recherche, quelle que soit la discipline considérée, nécessite des moyens d'investigations de plus en plus complexes, performants et lourds. Ce mouvement a commencé avec la physique et s'est rapidement étendu à la chimie. Plus récemment, la biologie et les sciences de l'environnement ont eu recours à un ensemble d'instruments pour répondre à un ensemble de questions. Ce mouvement général vers une instrumentation plus complexe s'accompagne d'un recours général et croissant à l'informatique et aux transmissions de données.

Pour le CSRT, " la liste des TGE apparaît aujourd'hui surannée ". Elle est le résultat de l'histoire. " Une révision, voire une redéfinition, apparaît souhaitable ".

Le CSRT souligne que la création d'un TGE peut répondre non seulement à un objectif scientifique mais également à des enjeux stratégiques ou économiques et prendre en compte des impératifs d'aménagement du territoire.

S'agissant de la définition des TGE, le CSRT reprend celle du Conseil des grands équipements scientifiques mais lui ajoute un chiffrage du coût d'investissement initial supérieur à 100 millions de francs et de la durée de vie, en général plus de 20 ans.

Le CSRT note une forte croissance des investissements dans des grands équipements techniques, avec une augmentation de 748 % entre 1990 et 2000.

Au demeurant, le CSRT souligne les lacunes de la liste actuelle des TGE qui devrait sans aucun doute comprendre le réseau des génopoles, les grands moyens de calcul et de transfert de l'information, le laboratoire biologique P4 de confinement, un réseau de stations pour la recherche environnementale, des moyens aériens pour la météorologie.

Au reste, les TGE d'aujourd'hui sont multiformes et le parc actuel est constitué de grands instruments en tant que tels, de plateaux scientifiques et techniques, d'infrastructures fixes ou mobiles, de plateaux en réseau. Au final, les facteurs communs de ces équipements sont les suivants :

- le besoin exprimé par la communauté scientifique

- leur intérêt collectif

- leur pouvoir structurant de communautés ou de disciplines

- leurs coûts initiaux, de fonctionnement et leur durée de vie

- l'innovation technologique qu'ils nécessitent.

Ces caractéristiques justifient que le choix et la réalisation des très grands équipements relèvent en premier lieu d'une politique nationale.

Ainsi donc, le CSRT apparaît favorable à un élargissement de la liste actuelle des TGE qui tienne compte de leurs formes diverses, élargissement dont les limites sont commandées par une vision fonctionnelle de leur rôle.

3. la classification fonctionnelle proposée

Malgré tous les efforts correspondant aux approches décrites ci-dessus, il semble toujours aussi nécessaire de mettre au point une nouvelle représentation des très grands équipements, qui permette effectivement d'en sérier les différentes catégories et qui soit opérationnelle, c'est-à-dire utile pour l'analyse décisionnelle et le suivi de l'efficacité des choix effectués.

L'intérêt d'une classification se juge en effet à son utilité au regard des questions examinées.

Ces questions sont au nombre de quatre : l'intérêt de chaque très grand équipement considéré, la décision d'en construire un, l'origine du financement à adopter et enfin le suivi de son efficacité.

Avant de détailler les différents types de très grands équipements, il convient de délimiter leur champ.

3.1. Le champ des très grands équipements

L'ancien Conseil des grands équipements scientifiques a clairement défini le champ des très grands équipements.

Selon le Conseil, un outil de recherche est un très grand équipement dès lors qu'il a une importance telle pour la communauté scientifique et un coût de construction et d'exploitation tel qu'il justifie un processus de décision et de financement concerté au niveau national et une programmation pluriannuelle de son financement.

Ainsi l'importance pour la communauté scientifique concernée et le coût sont des facteurs d'éligibilité à une procédure particulière.

Si cette définition du champ a sa valeur, il semble toutefois nécessaire de la compléter par deux notions essentielles, certes sous-jacentes dans les analyses, mais qu'il convient d'expliciter.

La première notion additionnelle est le contenu en haute technologie du très grand équipement, qui, dans tous les cas, est majeur, sinon essentiel.

La plupart des très grands instruments ayant pour objectif de progresser de plusieurs ordres de grandeur dans les mesures, des avancées technologiques sont indispensables pour leur mise au point.

La deuxième notion additionnelle est celle de l'innovation. Si leur construction nécessite généralement des prouesses technologiques, elle nécessite aussi des innovations conceptuelles, au plan théorique ou au plan de l'ingéniérie.

C'est pourquoi, en prenant appui sur le socle des travaux réalisés dans différentes enceintes ou par différents auteurs 11, le champ des très grands équipements pourra être délimité selon la définition ci-après.

Tableau 5 : Le champ des très grands équipements

" Les très grands équipements sont des outils de haute technologie dont le caractère novateur au plan scientifique, l'importance pour la communauté scientifique et les coûts de construction et d'exploitation sont tels qu'ils nécessitent des engagements à long terme déterminés selon un processus de décision et de financement concerté à l'échelle nationale ou internationale ".

Les très grands équipements présentent par ailleurs la double caractéristique d'être insécables, même quand ils sont répartis ou en réseau et d'être construits et gérés avec une unicité de direction.

Figure 4 : Les quatre critères constitutifs des très grands équipements

Cette définition appelle une remarque de fond.

C'est le cumul de critères qualitatifs - innovation scientifique et technique, importance pour la communauté scientifique, coûts de construction et d'exploitation élevés - qui sort l'instruction d'un projet des procédures standards et déclenche un traitement spécial qui ne met plus en jeu un seul organisme de recherche mais plusieurs d'entre eux et éventuellement le ministère de la recherche.

Les quatre critères ainsi que la procédure s'appliquent tant à un projet de très grand équipement qu'à un très grand équipement en fonctionnement.

3.1.1. Un fort contenu technologique

La dimension d'un très grand équipement est par essence matérielle.

C'est ainsi que l'on ne peut pas qualifier de très grand équipement un grand laboratoire ou un réseau de laboratoires.

Les très grands équipements sont non seulement des outils matériels mais ils ont également un fort contenu en hautes technologies. L'acception de l'expression "  hautes technologies " est l'acception courante, à savoir des technologies en pointe chacune dans leur domaine.

Un très grand équipement de recherche a toujours pour but de permettre une avancée scientifique et technique. En réalité, compte tenu de l'ampleur de l'investissement, un projet de très grand équipement incorpore non seulement des technologies de pointe mais suppose un assemblage novateur de technologies jusque là non reliées et le plus souvent une avancée dans certaines d'entre elles.

3.1.2. Un caractère novateur au plan scientifique

De surcroît, le très grand équipement ne se réduit pas à une addition de technologies de pointe mais constitue une novation au plan scientifique et technique.

Le très grand équipement permet dans tous les cas une percée dans une discipline ou dans un ensemble de disciplines. Il est au service de la science. La nécessité de le construire est avérée par les scientifiques eux-mêmes, qui, seuls, sont à même de déterminer s'il convient de privilégier un grand équipement plutôt qu'un ensemble de petites machines.

Le caractère novateur constitue sans nul doute un trait distinctif des très grands équipements.

A titre d'exemple, il apparaît légitime que le projet de réacteur Jules Horowitz d'irradiation et de test de c_urs de réacteurs, soit considéré comme un projet interne au CEA, dans la mesure où il ne comprend pas de percée technologique majeure et vise principalement à tester des conceptions et des objets technologiques préindustriels.

A l'inverse le projet VIRGO de détection des ondes gravitationnelles est classé à juste titre dans les très grands équipements, car il s'attaque à une question théorique majeure et suppose des progrès technologiques importants, par exemple dans la fabrication de miroirs à très haut pouvoir réflecteur.

Un projet de très grand équipement est nécessairement une novation. L'outil une fois réalisé doit garder cette spécificité tout au long de son existence pour garder son statut.

Dans la mesure où un très grand équipement en fonctionnement n'apparaît plus comme étant un outil d'excellence et où son intérêt décline par rapport à une nouvelle génération d'outil à créer, il doit être fermé si son coût d'exploitation n'est plus justifié ou être banalisé dans son fonctionnement et son financement, ce qui lui fait perdre sa spécificité de TGE.

3.1.3. Une importance clé pour la communauté scientifique

Le critère de " l'importance pour la communauté scientifique " est fondamental.

Le niveau d'importance est jugé par la communauté scientifique, ce qui implique que celle-ci dispose des moyens de s'exprimer et d'être entendue tant par les organismes de recherche que par le ministère de la recherche. On sait que les obstacles rencontrés par le projet SOLEIL ont précisément révélé de nombreuses imperfections à tous ces niveaux.

Dans la formulation retenue, le diagnostic sur le niveau d'importance est porté par la communauté scientifique.

Il peut s'agir de la communauté scientifique dans son ensemble ou bien de la communauté scientifique relative à une discipline scientifique.

Il est en effet souhaitable qu'une discipline spécifique puisse juger de l'opportunité d'un très grand équipement et communiquer son attachement à un projet ou à une réalisation, en prenant en compte les conséquences structurelles qui en résultent.

Il est également indispensable que la communauté scientifique dans son ensemble puisse, sur la base d'une réflexion approfondie, déclarer qu'un très grand équipement à usage pluridisciplinaire est essentiel pour son avenir.

La prise en compte effective de ce critère oblige à concevoir des procédures efficaces et ouvertes de révélation et d'expression des besoins. Il faut également une procédure d'instruction contradictoire et pluraliste des projets. Il convient enfin de prévoir une procédure d'appel en cas de décision contraire aux vues de la communauté scientifique.

L'analyse critique des procédures actuelles est présentée dans le chapitre suivant, qui s'attache également à proposer des solutions à partir des fonctionnalités que ces procédures doivent assurer.

3.1.4. Un coût de construction et d'exploitation hors normes

Le coût de construction et d'exploitation d'un TGE est hors normes par rapport aux ressources habituelles d'un grand organisme de recherche. En outre, son coût de fonctionnement présente une rigidité particulière.

Dans la définition du champ des TGE donnée précédemment, aucun seuil financier n'est indiqué pour caractériser le très grand équipement pour une raison pratique mais également pour une raison de fond.

La raison pratique est la suivante. Un seuil de déclenchement devrait être réévalué périodiquement en fonction du progrès technologique et de l'évolution des coûts.

La raison de fond est plus importante. En l'espèce, un critère financier doit être considéré non pas en valeur absolue mais en valeur relative.

Il convient en effet de comparer le devis de construction et le coût d'exploitation avec les ressources récurrentes de chacun des organismes de recherche, sinon avec celles des différents départements scientifiques. Un dépassement significatif est un indice qu'il s'agit d'un très grand équipement.

Au reste, la mise en jeu des trois autres critères permet de déterminer définitivement si l'on est en présence d'un très grand équipement.

3.1.5. Des procédures concertées de décision et de financement conduisant à des engagements à long terme

Compte tenu de leur importance critique pour la recherche, les très grands équipements ainsi définis doivent faire l'objet de procédures concertées pour la décision et le financement.

Après la phase de révélation et d'expression de ses besoins, la communauté scientifique doit être étroitement associée à la préparation de la décision. La concertation doit s'exercer également entre disciplines et entre grands organismes de recherche.

Par ailleurs, une concertation doit également avoir lieu au plan européen ou international, ce qui est d'ores et déjà le cas, comme on le verra plus loin, puisque la recherche est par essence internationale.

Au demeurant, ces procédures doivent déboucher sur des engagements à long terme, seuls à même de rentabiliser les très grands équipements.

On touche là les limites des possibilités offertes par les règles des finances publiques, ce qui oblige les organismes responsables des très grands équipements à une gestion du long terme par trop complexe, qu'il convient en tout état de cause de simplifier.

Les voies de progrès pour l'intégration du long terme dans la gestion des très grands équipements sont également analysées dans la troisième partie du rapport.

En tout état de cause, il convient que la décision relative au lancement d'un TGE, prise au demeurant selon des procédures contradictoires et transparentes, corresponde à un contrat spécifique liant l'ensemble des parties et comprenant des engagements réciproques.

3.2. Les différentes fonctions des très grands équipements

Les très grands équipements rencontrés dans les différentes disciplines, tels qu'ils ont été esquissés dans la première partie du rapport, répondent à trois types de finalité ou bien ont trois types de fonctions, qui permettent d'établir trois catégories de grands équipements.

La première catégorie correspond aux TGE conçus pour une percée thématique, c'est-à-dire la conquête de nouvelles connaissances dans une discipline ou dans un petit nombre d'entre elles. Il s'agit d'un grand instrument novateur qui se propose de repousser les limites de la connaissance et d'améliorer de plusieurs ordres de grandeur les limites de l'observation et de la mesure. Ce type d'équipement peut même répondre dans certains cas à un seul type de questionnement, comme par exemple la mise en évidence des ondes gravitationnelles. Selon la terminologie nord-américaine, la recherche correspondante est du type " Understanding Driven Research " ou bien encore " Ground Breaking Research ".

La deuxième catégorie correspond aux TGE nécessaires à de larges secteurs de la recherche pour continuer à exister au meilleur niveau dans la concurrence internationale, compte tenu des progrès continus de l'expérimentation. Il s'agit en réalité d'un équipement d'infrastructure utilisé par de nombreuses disciplines. Un tel outil incorpore généralement les dernières technologies mais est conçu pour une prestation de service continue et fiable au plus haut niveau technologique du moment. Appartiennent à cette catégorie les sources de rayonnement comme les synchrotrons, les sources de neutrons, les lasers de puissance ou encore les outils de calcul, les réseaux de télécommunications, certaines animaleries, certaines banques biologiques, différentes bibliothèques numérisées.

La troisième catégorie correspond aux équipements de recherche dédiés au développement d'un domaine d'activité ou à un projet d'utilité sociale qui n'est pas encore en mesure d'être pris en charge par des entreprises. Il s'agit d'outils conçus pour l'acquisition de connaissances fondamentales mais d'abord pour l'exploration technologique ou pour le développement technique. Font partie de cette catégorie les très grands équipements comme les tokamaks pour la fusion, les satellites météorologiques ou les satellites de positionnement et une grande part du programme post-génome.

Les deux premiers types de fonction -percée thématique, service de haut niveau technologique à la recherche - correspondent à une demande interne à la communauté scientifique qui les exprime pour progresser dans ses recherches et qui peut être gérée par le seul ministère de la recherche. La troisième catégorie de fonction correspond à des recherches commandées par plusieurs ministères.

Figure 5 : Les différents types de TGE selon leur finalité

TGE

de percée thématique

TGE d'infrastructure

TGE de grand programme

disciplines

3.3. Les trois catégories des TGE

La différenciation des très grands équipements selon leurs fonctions permet au final de proposer trois catégories :

- les très grands équipements de percée thématique

- les très grands équipements d'infrastructure utilisés par plusieurs disciplines

- les très grands équipements de programmes d'utilité sociale

Mais au reste, qu'est-ce qu'un très grand équipement de percée thématique ?

- Les grands équipements de percée thématique sont la plupart du temps des grands instruments, c'est-à-dire des prototypes technologiques, unitaires et localisés qui ont pour but l'observation et la mesure, au delà des limites des savoir-faire opérationnels du moment, avec comme objectif le gain de plusieurs ordres de grandeur en efficacité

- Les TGE de percée thématique ont donc pour but la conquête d'un nouveau territoire de connaissances dans un domaine particulier

- Les TGE de percée thématique exigent des investissements hors des normes habituelles des appareils en service et supérieurs aux possibilités de financement récurrent d'un organisme ou d'une discipline.

- Les procédures spécifiques concernent la décision, la construction et l'exploitation tant aux plans technique, administratif que financier

- Compte tenu des aléas, le financement est typiquement de la responsabilité des pouvoirs publics

Le deuxième type d'équipements lourds de la recherche est constitué par les très grands équipements d'infrastructure :

- un très grand équipement d'infrastructure est un ensemble de moyens matériels, localisés ou répartis ayant une fonction de service de pointe à la recherche

- dans le cas où il s'agit d'une infrastructure répartie, celle-ci est insécable

- les réseaux matériels ou instrumentaux dotés d'une cohérence technique et participant d'une même finalité sont des infrastructures ; les réseaux de laboratoires n'en sont pas

- l'investissement correspondant est supérieur à un seuil de déclenchement qui, comme pour les très grands instruments, implique des procédures particulières

- de par la fonction de service rendu, le financement d'un très grand équipement d'infrastructure peut être d'origine publique et privée.

A titre d'illustration, on peut rappeler que, comme on l'a vu dans la première partie du présent rapport, 3000 chercheurs appartenant à plusieurs centaines de laboratoires utilisent le rayonnement synchrotron, que la source de neutrons de l'ILL est utilisée par 700 chercheurs et que les installations du GANIL sont utilisées par plus de 600 chercheurs.

Une remarque importante doit être faite en ce qui concerne la distinction TGE de percée thématique - TGE d'infrastructure.

L'accélération des processus de recherche, leur faculté à délivrer rapidement des applications, ainsi que le développement des moyens de calcul et de télécommunications font qu'un TGE de percée thématique a besoin de TGE d'infrastructure complémentaire.

Toutefois, un TGE d'infrastructure ne comprend pas nécessairement un TGE de percée thématique.

Les TGE de grand programme correspondent au troisième type d'investissements lourds :

- un TGE de programme a pour objectif de répondre à une demande de la société pour un nouveau service global

- un tel TGE peut nécessiter la mise en _uvre de très grandes infrastructures et/ou de très grands instruments, mais pas nécessairement

- par nature, un TGE de grand programme exige à la fois une décision, un financement et une gestion impliquant d'autres secteurs que la recherche.

On trouvera dans le tableau suivant une classification des TGE d'aujourd'hui entre TGE de percée thématique, TGE d'infrastructure et TGE de grand programme.

Tableau 6 : Les différents types de TGE d'aujourd'hui

type / initiative

finalité dominante

exemples

remarques

TGE de percée thématique

" Bottom Up "

conquête d'un nouveau territoire de connaissances (plusieurs ordres de grandeur)

dans une spécialité

· LEP, LHC

· GANIL

· CHFT, ESO, IRAM, VLTI

· FIRST / PLANCK, INTEGRAL, ISO, Mission coûts réduits, SOHO, XMM

· CASSINI, CLUSTER 2, Exploration Mars, Mars Express, ROSETTA

· ENVISAT,

· TOPEX POSEIDON, PROTEUS-JASON

· EMBL

· VIRGO

· prototype

· la plupart du temps dédié à une discipline spécifique

· existence d'un aléas technique et financier lors de la conception

· financement plutôt international

TGE d'infrastructure

" Bottom Up "

service à la recherche

· ILL, LLB

· LURE, ESRF, SOLEIL

· flotte océanographique

· financement à dominante nationale

· un TGE de percée thématique peut se transformer en TGE d'infrastructure si son utilisation s'ouvre et se banalise

TGE de grand programme

" Top Down "

service à la

société

(avec retombées scientifiques et techniques significatives)

· JET, TORE SUPRA

(approvisionnement énergétique)

· METEOSAT, MSG, METOP, ERS1 et 2, (prévision météorologique)

· Station spatiale orbitale,

sciences de la vie dans l'espace (souveraineté)

· financement combinant crédits de recherche et subventions d'autres secteurs ministériels

On reprendra dans la suite du présent rapport ces trois catégories. Dans certains cas, on regroupera pour la simplicité de l'exposé dès lors que ce n'est pas dommageable à la clarté de l'analyse, les TGE de percée thématique et les TGE d'infrastructure.

3.4. Les recouvrements entre les trois catégories

La répartition des TGE actuellement recensés par la direction de la recherche, dans les différentes catégories établies précédemment, pose la question de la fonction du TGE considéré et fournit une réponse pour déterminer le type du financement qui doit être mis en place.

Le fait qu'un TGE ait le plus souvent plusieurs fonctions et que les catégories proposées reposent sur des archétypes limite-t-il l'intérêt de la méthode proposée ?

En réalité, il n'en est rien. Pour résoudre ce problème, il suffit de déterminer la part de chacun des types de mission et de calculer les financements correspondants au prorata de ces dernières.

De fait, un TGE de percée thématique peut rapidement s'avérer comme un TGE d'infrastructure utilisé par un ensemble de disciplines.

Ainsi le LURE a joué un rôle pionnier pour le développement des synchrotrons dans notre pays, tout en fournissant des accès à ses lignes de lumière pour les besoins de l'analyse fine de la matière.

Il est donc légitime qu'un TGE de percée thématique ne soit pas dans ce cas mis à la seule charge d'une discipline particulière. Inversement, un TGE d'infrastructure peut, grâce à des équipements additionnels spéciaux ou en fonctionnement aux limites, faire avancer les connaissances dans une discipline particulière, ce qui peut inviter à augmenter sa quote part dans le financement.

Par ailleurs, un TGE de grand programme qui doit être financé par plusieurs ministères avec une contribution éventuelle du secteur privé, apporte toutefois des connaissances utiles à la recherche fondamentale dans une discipline. C'est le cas notamment pour les satellites de météorologie qui recueillent des données dont l'utilité sociale est immédiate et dont l'importance scientifique est très grande pour la climatologie.

Il est donc logique que les crédits de la recherche participent à leur financement, mais il est injustifiable de mettre la totalité de celui-ci à sa charge.

En réalité, le processus de classement d'un TGE pose bien la question de ses fonctions. Cette démarche permet de juger de la répartition de son financement, que le TGE considéré corresponde à l'un des archétypes proposés ou bien qu'il possède les traits de deux ou trois de ces derniers.

II - DES EFFETS D'ENTRAÎNEMENT MULTIPLES QUI RENTABILISENT LES DÉPENSES CONSENTIES

L'un des étonnements les plus grands que l'on peut éprouver en consultant la littérature française de ces dernières années sur les très grands équipements est la prise en compte insuffisante de leurs retombées.

Cette situation est d'autant plus inexplicable que ces retombées sont multiples.

En outre, la France a tiré de nombreux avantages de la politique audacieuse et couronnée de succès qui a consisté à accueillir sur son sol des très grands instruments construits et gérés dans un cadre international, donc en minimisant les coûts et en maximisant les avantages nationaux.

1. Les bénéfices scientifiques secondaires tirés des TGE

Les très grands instruments, en prenant en charge une recherche aux frontières de la connaissance, exercent une influence majeure sur leur discipline, au point souvent d'induire sa structuration ou sa restructuration.

Par ailleurs, les très grandes infrastructures tirent vers le haut l'ensemble des disciplines qui y recourent mais sont aussi le creuset d'échanges entre les chercheurs résidents et les chercheurs visiteurs et aussi entre ces derniers.

Enfin, ces outils à la pointe de la technologie, loin d'être réservés aux chercheurs confirmés, constituent d'incomparables outils de formation de haut niveau.

1.1. La structuration des différents secteurs de la recherche

La physique des particules fournit un excellent exemple de la structuration d'une discipline autour d'un très grand instrument comme le LEP du CERN.

Au vrai, le CERN focalise toute la physique mondiale des particules.

Un autre exemple en cours de développement est particulièrement important, dont il sera question plus loin au sujet de la recherche duale. C'est celui du Laser MegaJoule, une installation à vocation militaire qui sera toutefois ouverte à la recherche civile. Ce très grand instrument devrait permettre une structuration de la recherche sur les lasers de puissance qui est en plein développement.

Au demeurant, l'émergence et la réalisation d'un TGE à l'initiative d'une discipline nécessitent que deux conditions soient remplies. La première condition est que les recherches dans ce domaine nécessitent de recourir aux méthodes d'observation et d'analyse utilisant les technologies les plus en pointe. La deuxième condition est que la discipline soit en mesure de faire émerger un projet grâce à l'initiative d'une équipe entreprenante et crédible et grâce à un soutien suffisant de la discipline.

L'absence de TGE en biologie résulte sans doute d'une évolution technique plus récente que la physique vers la sophistication des équipements et d'une certaine dispersion des équipes de biologie.

1.2. La coopération entre disciplines

La physique et les physiciens ont été mis en cause, à plusieurs reprises, au cours des auditions organisées par vos Rapporteurs, à raison de l'influence qu'auraient exercé leurs représentants dans les sphères de décision, ce qui leur aurait permis d'avoir un accès privilégié aux crédits de la recherche.

Il n'y a pas lieu de rentrer dans ce type de querelles.

Mais on doit toutefois observer que la physique est à la base de l'instrumentation et que ses progrès sont en tout état de cause indispensables au progrès de toutes les sciences dites exactes.

Au reste, les TGE, en rassemblant sur le même site des chercheurs de toutes disciplines, et de toutes nationalités étant donné leur ouverture traditionnelle, participent à l'enrichissement mutuel des chercheurs, par les discussions impromptues survenant sur les postes expérimentaux ou dans les maisons d'hôte qui existent souvent à proximité.

Les conditions inhabituelles que créent le travail de nuit ou de week-end autour des TGE, ainsi que les effets " cafetaria " aident incontestablement à la circulation des idées, voire à la naissance de nouveaux projets en commun.

1.3. La formation au contact de la science de pointe

Enfin, les très grands instruments sont des lieux privilégiés de formation.

Les compétences acquises dans les très grands instruments par un étudiant concernent à l'évidence sa propre discipline, mais également le travail en équipe, la rigueur dans la planification des tâches, le traitement des données et la modélisation.

A titre d'exemple, le LURE assume un rôle important dans la formation universitaire. Il est le siège de 2 DEA et le laboratoire d'accueil de 6 écoles doctorales. Le LURE accueille en outre chaque année, une quarantaine de stagiaires de niveau licence, maîtrise ou DEA. Chaque année, le LURE reçoit les 60 doctorants de la formation doctorale européenne HERCULES. Un effectif moyen d'une quarantaine de chercheurs préparent leur thèse de doctorat au LURE. En 1999, 386 doctorants ont utilisé les faisceaux du LURE en tant que chercheurs visiteurs.

La même observation peut être faite aux Etats-Unis où, selon le rapport Birgeneau 12, 100 doctorats (Ph.D.) par an ont pour base des recherches conduites sur les synchrotrons SSRL 13 de Stanford University (Stanford, Californie) et NSLS 14 du Brookhaven National Laboratory (Upton, New York).

L'exemple de l'Allemagne est encore plus significatif. Les étudiants présents au laboratoire Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) de Hambourg qui possède un ensemble d'accélérateurs et de synchrotrons, sont au nombre de 1130 personnes, en maîtrise, en doctorat ou en contrat de " post-doc ".

Le CERN joue également un rôle de formation. Sur dix années, le LEP, avec ses quatre expériences ALEPH, DELPHI, L3 et OPAL, aura donné lieu à 885 thèses de doctorat.

A cet égard, il est important que les conditions d'accès à l'instrument et son mode de fonctionnement reconnaissent d'entrée une place aux activités de formation.

2. Les effets d'entraînement technologiques, industriels et économiques

Dans le bilan financier des TGE, la variable du coût budgétaire ne saurait être la seule à considérer.

Une analyse strictement budgétaire, si elle était correctement faite, doit évidemment inclure les rentrées fiscales et les recettes sociales générées par la construction des TGE. Chacun sait que la comptabilité publique rencontre dans ce cas ses limites. Mais il convient de dépasser ce strict cadre, les retombées fiscales et sociales ne représentant qu'une part des retombées. En l'occurrence, il faut aussi inclure les retombées générales, économiques et industrielles.

2.1. Les retombées économiques et industrielles locales

L'impact des TGE sur leur région d'accueil est une réalité mesurable et fondamentale. Cet impact est évidemment à la base de la décision du Conseil général de l'Essonne et de la Région Ile-de-France de contribuer ensemble à hauteur de 1,2 milliard de francs, au financement du synchrotron SOLEIL à installer sur le plateau de Saclay. C'est également une évidence pour les autres régions qui ont présenté leur candidature pour accueillir le synchrotron national de 3ème génération.

L'intérêt qualitatif et l'importance quantitative de ces retombées entraîneront d'ailleurs une implication croissante des collectivités territoriales.

2.1.1. Les retombées directes

Les études relatives à l'impact local des TGE sont en effet nombreuses, même si l'évidence de cette question n'en fait pas un sujet de recherche passionnant.

En France, la direction de l'ESRF évalue à 30 à 40 % la part de son budget global de 420 millions de francs qui est réinjectée dans l'économie, du fait des commandes de matériels ou de prestation de services et des salaires des personnels 15. La région grenobloise concentre évidemment une part importante de cette manne.

Par ailleurs, sur la base de l'expérience acquise avec l'ILL et l'ESRF, la mairie de Grenoble estime qu'un emploi dans un grand équipement génère la création d'un autre emploi dans un laboratoire du site 16.

Le cas du CERN illustre également à loisir l'impact positif d'un très grand instrument.

Une étude détaillée a été réalisée par des chercheurs de l'Université Jean Moulin-Lyon III.

Les salaires injectés dans l'économie locale française, représentaient 340 millions de francs suisses en 1993 (près de 1 milliard de FF).

Les commandes du CERN à des entreprises de la région Rhône-Alpes s'élevaient la même année à 120,6 millions de francs suisses, avec des retombées salariales supplémentaires dans la même aire géographique de 45 millions de francs suisses. Les auteurs de l'étude écrivent finalement que " on peut ainsi estimer raisonnablement que, par la prise en compte de la totalité des effets induits et des achats effectués, le nombre d'emplois générés par le CERN est compris entre 8770 et 12700 emplois ", qui s'ajoutent aux 7180 personnes directement liées au CERN.

L'étude réalisée dans l'Oxfordshire sur l'impact du JET montre que le nombre d'emplois locaux directement liés à ce très grand projet est le double de celui de ses effectifs nominaux, près de 450 personnes en 1993.

Par ailleurs, sur des dépenses de fonctionnement annuelles, hors salaires, de 30 millions de livres, près d'un cinquième était dépensé dans l'Oxfordshire.

2.1.2. Les retombées locales indirectes

Dans les décisions de localisation de leurs laboratoires de recherche, les entreprises de taille internationale accordent la plus grande importance au niveau du tissu scientifique et industriel de la zone d'accueil.

Quelques semaines après l'annonce du choix de l'Ile-de-France pour l'implantation du synchrotron SOLEIL, le groupe Danone annonçait l'implantation de son centre de recherche mondial en Essonne.

Autre exemple récent : Sun Microsystèmes a annoncé la création de son premier centre de recherches en dehors des Etats-Unis, à Grenoble, en expliquant le choix de Grenoble par sa volonté de tisser des liens très forts avec les universités, de trouver les meilleurs chercheurs européens et de les attirer chez Sun, la culture technologique et l'environnement de la ville de Grenoble facilitant leur embauche 17.

Ces annonces illustrent l'intérêt pour la recherche privée de se trouver au contact direct de grands équipements et de laboratoires publics.

Les grandes entreprises françaises ou d'origine française, comme Saint Gobain ou Aventis, ont le souhait de conserver leur recherche d'intérêt stratégique sur le sol national. On observe toutefois chez ces mêmes entreprises une facilité extrême à délocaliser rapidement des pans entiers de leur activité.

C'est pourquoi la qualité de la formation des salariés et la richesse du tissu de la recherche scientifique sont des critères essentiels pour l'implantation des centres de recherche des entreprises.

L'exemple de l'implantation volontariste du Grand accélérateur national d'ions lourds à Caen montre par ailleurs que ce très grand instrument a déclenché une spirale vertueuse, en accélérant le développement universitaire de la région Basse Normandie.

De fait, l'installation du GANIL à Caen a d'abord été une grande réussite qui a dynamisé tout le pôle scientifique existant à Caen avec l'UFR de sciences, les écoles d'ingénieurs et de travaux publics, et qui a favorisé de nouveaux développements comme le centre Cyceron d'imagerie médicale ainsi que la technopole d'entreprises.

2.2. Les retombées économiques et industrielles nationales

Au plan national, les retombées d'un très grand instrument sont également considérables, tout en empruntant des canaux très divers.

Elles sont d'ailleurs tellement importantes que, dans certaines organisations internationales des mécanismes de compensation sont parfois mis en place pour rééquilibrer les taux de retour des pays participants.

Les retombées du JET sont considérables pour le Royaume-Uni. L'ensemble des contrats passés entre 1984 et 1999 sous le JET Joint Undertaking, a représenté 1,2 milliard d'euros. Le Royaume-Uni a bénéficié de 59 % du total, l'Allemagne de 15,8 % et la France de 8 %. S'agissant des seuls contrats de haute technologie, qui ont représenté 540 millions d'euros, soit 45 % du total, le Royaume-Uni a bénéficié de 29 % du total, l'Allemagne de 27 % et la France de 15 %.

Le cas du CERN est particulièrement éclairant.

L'implantation de cet ensemble unique au monde d'accélérateurs à cheval sur le pays de Gex et le canton de Genève, a été un véritable coup de génie scientifique mais aussi économique.

Qu'on en juge.

Avec un montant de 148 millions de francs suisses, soit 638 millions de francs français en 1999, la France a pris à sa charge 16,22 % du budget total du CERN, soit une part comparable à celle de la Grande-Bretagne, mais inférieure à celle de l'Allemagne. Les personnels français employés au CERN représentaient à la même date 1184 personnes, soit 43 % du total, dont 247 physiciens, ingénieurs et cadres administratifs. Rappelons à cet égard que les salaires injectés dans l'économie française représentaient environ 1 milliard de francs en 1993.

Par ailleurs, les ordres passés à l'industrie française par le CERN représentaient en 1998 un montant de 49,5 millions de francs suisses (environ 210 millions de FF) pour les approvisionnements et de 45,5 millions de francs suisses (environ 195 millions de FF) pour les services. De surcroît, la construction du LHC s'accompagnera de commandes de services d'ingénierie et de matériels de haute technologie, auxquelles la France pourra sans nul doute accéder compte tenu des bonnes positions de son industrie.

Au total, la France est un pays " suréquilibré ", ce qui signifie que les retombées en sa faveur dépassent sensiblement sa contribution. C'est pour tenir compte de cette situation particulière que la France apporte à la construction du LHC une contribution spéciale de 64,5 millions de francs suisses (environ 280 millions de FF) et verra sa contribution annuelle indexée de 1 % par an, de même d'ailleurs que la Suisse.

Au plan qualitatif, il faut souligner également qu'un très grand équipement, en ouvrant des marchés aux entreprises de haute technologie, tire vers le haut le niveau technique des entreprises nationales. La coopération avec les concepteurs, la prise en compte de leurs exigences ainsi que la pression de la concurrence exercent un effet incitatif puissant sur la R & D et l'offre de produits de l'industrie nationale.

Il faut remarquer à cet égard que la France a su avoir une attitude de pionnier dans nombre de projets internationaux de très grands équipements. Son attitude offensive pour les TGE de la physique et plus récemment pour les TGE spatiaux, ont eu des retombées positives considérables sur l'économie et l'industrie françaises.

*

Ainsi, s'il ne fallait avoir qu'une approche strictement comptable des investissements de la recherche, ce qui ne peut se justifier en aucun cas, il conviendrait au moins de prendre en compte les retombées scientifiques, technologiques, industrielles, économiques des très grands instruments et des très grandes infrastructures de la recherche.

En définitive, la vision souvent polémique qui a prévalu ces dernières années ne raconte qu'une partie de l'histoire des TGE.

Faut-il, à cet égard, souligner que cette histoire est présentée sous des formes beaucoup plus positives et dynamiques dans de multiples autres pays comme l'Allemagne, le Royaume-Uni et les Etats-Unis ?

III - L'importance d'une valorisation maximale des très grands équipements

La bonne gestion des très grands équipements est une obligation largement souscrite par les grands organismes de recherche français.

C'est ainsi que ceux-ci ont systématiquement recherché des coopérations internationales, avec une vision très claire de leur opportunité selon les cas de figure et ont remporté des succès considérables, comme pour le CERN et l'ESRF. A cet égard, cette coopération a revêtu la forme de coopérations multilatérales dans le cadre d'accords intergouvernementaux.

Il ne semble pas probable que l'Union européenne puisse prendre rang d'acteur essentiel dans ce domaine dans la mesure où la plupart des pays membres ne le souhaitent pas. Toutefois, une augmentation raisonnable des contributions européennes semble possible.

Pour valoriser les TGE, il faut par ailleurs que des conditions techniques soient mieux remplies. L'une des plus importantes conditions techniques est celle des ressources en calcul et en transmission de l'information qui doivent être attachées aux TGE. L'évolution des sciences et des techniques de l'information et de la communication offre en effet des possibilités considérables de modélisation et de traitement à distance des énormes volumes de données générées par les TGE.

Mais d'autres conditions sont essentielles pour tirer le meilleur parti des TGE. Les conditions d'organisation sont évidemment importantes. On constate à cet égard une variété de structures qui répond à des situations différentes et dont on ne voit pas pour quelles raisons il faudrait la réduire à un seul modèle, aussi intéressant soit-il. Mais une gestion améliorée des ressources humaines doit également être mise en place.

1. Une coopération européenne et internationale souhaitable mais ne dispensant en rien d'un effort national

La coopération internationale constitue sans aucun doute un moyen privilégié de valorisation des efforts d'investissement dans les TGE.

Au plan financier, la conjonction des efforts permet de diminuer l'engagement de chacun des partenaires. Au plan scientifique, la coopération permet sans aucun doute une fertilisation croisée des compétences nationales. A l'inverse, des rigidités de fonctionnement peuvent résulter de structures inadaptées au problème.

Mais la question essentielle est bien celle du point d'application de la coopération internationale au type d'investissement envisagé.

1.1. Le partage optimal entre effort national et effort international

L'opportunité d'une coopération internationale a longuement été évoquée par vos Rapporteurs, lors de l'examen auquel ils ont procédé des conditions d'installation d'un nouveau synchrotron.

Pour résumer, la construction du synchrotron SOLEIL s'est imposée en raison de la demande très importante de temps d'accès à des lignes de lumière formulée par la communauté scientifique française, demande qui ne pouvait être satisfaite par une machine partagée avec tout autre pays.

En intégrant le nombre d'utilisateurs sur la vingtaine d'années de durée de vie de la machine, le coût par utilisateur apparaît en dernière analyse comme compatible avec l'effort national.

Au surplus, la technologie des synchrotrons de 3ème génération a déjà reçu des applications notamment à l'ESRF et ailleurs en Europe. On ne peut donc pas considérer comme rédhibitoires les aléas technologiques.

Au total, la construction de SOLEIL apparaît comme celle d'une très grande infrastructure de service, dont on peut légitimement penser qu'elle revient à la communauté nationale.

Figure 6 : Les domaines privilégiés de la coopération internationale 18

L'analyse conduite pour SOLEIL a en réalité une portée générale.

Dans le cas de très grands équipements de percée thématique, les deux variables qui semblent intervenir pour déterminer l'intérêt éventuel d'une coopération internationale sont d'une part, la difficulté de maîtrise des technologies et d'autre part le coût de l'installation par utilisateur. Le schéma ci-dessus dégage les deux zones optimales qui existent probablement en fonction de ces deux critères, pour déterminer si la coopération internationale s'impose ou non.

Dans le cas des TGE d'infrastructure, des paramètres supplémentaires doivent être pris en considération. Le taux d'occupation de la machine et la facilité d'accès sont alors d'une importance critique. On peut donc dire que souvent, la coopération internationale s'impose alors avec moins de force pour un très grand équipement d'infrastructure que pour un très grand équipement de percée thématique.

Une fois ceci posé, il faut toutefois aller plus loin dans l'analyse en ce qui concerne les TGE.

La rapidité des retombées scientifiques et technologiques est un facteur de négociation essentiel.

A cet égard, on doit constater que les Etats-Unis multiplient à bon escient les coopérations internationales pour faire baisser les coûts des projets dont les retombées ne sont pas immédiates, comme par exemple pour le grand projet de Retour d'échantillon de Mars.

En revanche, pour les projets à impact technologique immédiat, les Etats-Unis ne s'ouvrent pas volontiers au partenariat international.

Figure 7 : Retombées des TGE et coopération internationale

On peut souhaiter à cet égard un meilleur équilibre entre les divers projets dans lesquels la France est engagée.

A ce titre, il semble que, dans le cadre de sa coopération avec les Etats-Unis, la France devrait lier sa participation à des projets à retombées à très long terme comme le programme Retour d'échantillon de Mars à son admission à d'autres programmes à retombées plus rapides.

La négociation par blocs de programmes spatiaux à retombées bien réparties dans le temps, pourrait être une démarche à amplifier, compte tenu du danger d'accords par programme, en termes de rentabilité. Elle serait envisageable compte tenu du nombre réduit d'interlocuteurs, NASA, Russie, CNES et ESA.

1.2. Les marges limitées d'évolution de la politique de recherche communautaire

Le programme cadre de recherche et développement (PCRD) en cours est le 5ème du nom et couvre la période 1998-2002. Son budget total est de 15 milliards d'euros, soit 98,131 milliards de francs, pour les 5 années du programme.

Sans être considérable, le soutien du 5ème PCRD aux TGE est loin d'être négligeable.

Il est mis en oeuvre non seulement par le programme " Access to Research Infrastructures " mais également par le soutien de différentes actions thématiques, notamment l'action thématique relative à la Société de l'information, ainsi que par l'aide d'EURATOM à la fusion contrôlée.

Les positions exprimées par les différents pays membres de l'Union européenne vis-à-vis d'un renforcement de l'aide aux TGE sont relativement éloignées les unes des autres, ce qui offre peu de perspectives pour une implication beaucoup plus élevée du PCRD dans ce domaine. Toutefois des marges de progression existent.

M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG, ministre de la recherche, en tant que président du Conseil recherche, a proposé une extension de l'aide de l'Union européenne aux études de faisabilité relatives aux très grandes infrastructures, proposition qui devrait être prise en compte lors des discussions préalables à l'établissement du 6ème PCRD, dont la préparation commencera en février-mars 2001.

Lors d'un entretien avec le Commissaire à la Recherche, M. Philippe BUSQUIN, à Bruxelles, le 29 novembre 2000, vos Rapporteurs ont fait deux propositions pour aller plus loin, propositions qui ont été bien reçues.

1.2.1. Le soutien aux TGE dans le 5ème PCRD

Le 5ème PCRD comporte quatre actions thématiques et trois programmes horizontaux dont les dotations sont présentées ci-après. Il faut ajouter à ces dépenses, le soutien à la recherche accordé dans le cadre d'EURATOM.

Le plus connu des soutiens aux TGE est un soutien indirect qui provient de l'action horizontale " Développement de la recherche et des connaissances sur les processus socio-économiques ", d'un montant total de 1281 millions d'euros.

Sous le nom de programme " Access to Research Infrastructures ", le remboursement aux chercheurs des pays membres n'ayant pas participé à la construction de l'installation, de leurs frais de mission pour accéder aux TGE est prévu à hauteur d'un total de 182 millions d'euros. Ce programme prend également à sa charge les frais de fonctionnement des machines utilisées pour la durée correspondante.

Le programme ACCESS ne résume pas toutefois l'aide apportée par le 5ème PCRD.

D'autres possibilités sont offertes par diverses actions thématiques ou horizontales

Un autre des principaux soutiens de l'Union européenne aux TGE est assuré par l'action thématique " Société de l'information ", dont le montant total atteint 3,6 milliards d'euros.

En effet le sous-programme intitulé " Soutien aux infrastructures de recherche : implantation et interopérabilité des supercalculateurs et des réseaux à hauts débits " comprend un budget de 161 millions d'euros.

C'est notamment dans le cadre de ce sous-programme qu'est développé le réseau GEANT (Gigabit European Academic Network) d'interconnexion à très haut débit des réseaux européens de recherche et d'éducation auquel sera raccordé RENATER. Le financement de ce réseau d'interconnexion est assuré à hauteur de 80 millions d'euros par la Commission dans le cadre du 5ème PCRD et à hauteur de 160 millions d'euros par les Etats membres.

Par ailleurs, l'action thématique " Croissance durable et compétitive " comprend une rubrique de soutien aux infrastructures de recherche travaillant sur ce domaine, à hauteur de 37 millions d'euros. Il en est de même pour l'action " Energie, environnement et développement durable " pour un budget de soutien aux infrastructures de recherche de 119 millions d'euros.

Enfin, le programme " Excellence scientifique " de l'action horizontale " Développement de la recherche et des connaissances sur les processus socio-économiques " prévoit une ligne de 50 millions d'euros.

Le LURE d'Orsay confirme qu'effectivement les frais de mission de ses visiteurs européens sont pris en charge par le programme ACCESS mais aussi les frais de fonctionnement de la machine pour les heures d'utilisation correspondantes. Par ailleurs, le financement de l'utilisation des très grands instruments et des très grandes infrastructures peut être abondé par les aides obtenues dans le cadre des quatre actions thématiques.

Ainsi que l'a indiqué M. Philippe BUSQUIN à vos Rapporteurs, l'aide cumulée directe et indirecte de l'Union européenne au fonctionnement de certaines très grandes infrastructures de recherche peut atteindre dans certains cas 15 % du budget annuel de celles-ci . C'est le cas dans certaines installations, où en cumulant les remboursements de frais de mission et les participations aux frais de fonctionnement, ainsi que les autres formes de soutien, l'on atteint effectivement ce montant, au demeurant supérieur à l'aide de certains pays membres du conseil d'administration de ces très grands équipements.

Il est clair toutefois que pour accéder aux différents types d'aide, mes chercheurs doivent avoir une information parfaite, le réflexe de se tourner vers la Commission et le temps d'effectuer les démarches nécessaires.

Il faut signaler enfin une autre implication de l'Union européenne dans les investissements lourds, celui-là relatif à l'énergie.

Un soutien direct de grande ampleur est en effet assuré par EURATOM aux recherches sur la fusion, avec un budget de 788 millions d'euros sur la période 1998-2002, soit 5,17 milliards de francs.

Par ailleurs, EURATOM fournit un soutien de 10 millions d'euros aux infrastructures de recherche.

1.2.2 Les premiers pas de la négociation sur le 6ème PCRD

Le 5ème PCRD a marqué par rapport au 4ème PCRD un recul du soutien de l'Union européenne aux TGE.

C'est un des axes de la politique française de la recherche, dans les années récentes que de chercher à renverser cette tendance et à impliquer davantage l'Union européenne dans ce domaine.

Cette orientation s'intègre parfaitement dans la politique de la recherche souhaitée pour l'Union européenne par le Commissaire européen, M. Philippe BUSQUIN.

Le Commissaire européen, comme il l'a indiqué dans son document d'orientation adopté par le Conseil " Vers un espace européen de la recherche " entend développer les actions de la Commission dans ce domaine selon trois principes directeurs.

Le premier principe est celui de la subsidiarité, qui, dans le domaine des TGE, se traduit par une focalisation sur les projets que les pays membres ne peuvent conduire par eux-mêmes.

Le deuxième principe est un principe d'égalité, qui a pour but de favoriser l'accès des chercheurs européens à ces installations.

Le troisième principe est un principe d'efficacité, conforme aux Traités, et qui consiste à aider l'Union européenne à combler ses retards par rapport aux Etats-Unis et au Japon dans différents domaines.

Sur un plan très concret, un premier travail est en cours pour identifier les besoins de l'Union en grandes infrastructures. Des groupes européens d'experts à géométrie variable ont été mis en place pour examiner quels sont les besoins à venir. Le rôle de ces groupes est de conseiller les gouvernements et l'Union sur les grandes options stratégiques à l'échelle de l'Europe, sur les outils d'analyse fine de la matière, la flotte océanographique, puis sur de nouveaux sujets, comme l'astronomie ou les sciences du vivant.

En réalité, il semble que différents pays soient réticents à voir l'Union s'impliquer dans les TGE, pour deux types de raisons.

La première catégorie de raisons est celle des lourdeurs bureaucratiques qui risquent de résulter de l'implication de l'Union. Ainsi, l'Allemagne et le Royaume-Uni souhaitent éviter d'éventuelles complications administratives que pourrait entraîner l'intervention de la Commission européenne. Ces pays souhaitent éviter également qu'un financement important par la Commission conduise à restreindre leur autonomie de décision.

La deuxième catégorie de raisons a trait à la ponction possible sur le soutien direct à la recherche. Les petits pays de l'Union, non capables de construire par eux-mêmes des TGE, redoutent une diminution des crédits européens de recherche qui soutiennent leurs laboratoires.

M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG a déclaré le 20 septembre 2000 à Strasbourg lors de la Conférence sur les grandes infrastructures de recherche européennes : " je serai plus réservé sur l'utilité de centraliser les décisions sur les grandes infrastructures à l'échelle de l'Union européenne ".

La démarche du ministre de la recherche est, de fait, une démarche graduelle : " L'aide européenne est actuellement limitée à faciliter l'accès des chercheurs aux grands équipements. Ainsi le programme ACCESS, composante des PCRD successifs, finance l'accès transnational à ces infrastructures des scientifiques des pays membres n'ayant pas participé à la construction de l'infrastructure et accorde des crédits pour favoriser le fonctionnement en réseau de ces infrastructures. Je souhaite qu'à terme on aille au delà et que l'aide européenne concerne aussi la réflexion, l'harmonisation, l'investissement et l'aide au fonctionnement des très grandes machines. A titre de première étape vers cet objectif, je souhaite que l'aide européenne finance une large partie des études et de la conception des projets. "

Tableau 7 : Le 5ème PCRD (1998-2002)

 

 

 

Domaine

budget

(millions d'euros)

Remarques

I - Actions thématiques

Qualité de la vie et gestion du vivant

2 413

Actions clés :

- alimentation, nutrition et santé [290 Meuros]

- lutte contre les maladies infectieuses [300 Meuros]

- la machinerie cellulaire [400 Meuros]

- environnement et santé [160 Meuros]

- agriculture durable et développement rural intégré [520 Meuros]

- le vieillissement de la population et les handicaps [190 Meuros]

Société de l'information

3 600

Actions clés :

- systèmes et services aux citoyens [646 Meuros]

- télétravail et commerce électronique [547 Meuros]

- contenus et outils du multimédia [564 Meuros]

- technologies de base et infrastructures [1 363 Meuros]

Technologies émergentes ou du futur [319 Meuros]

Soutien aux infrastructures de recherche : implantation et interopérabilité des supercalculateurs et réseaux à hauts débits [161 Meuros]

Croissance durable et compétitivité

2 705

Actions clés :

- produits, processus et organisations innovants [731 Meuros]

- mobilité et intermodalité durables [371 Meuros]

- transport terrestre et technologies maritimes [310 Meuros]

- nouvelles perspectives de l'aéronautique [700 Meuros]

Recherche et développement générique [546 Meuros]

Soutien aux infrastructures de recherche [37 Meuros]

Energie, environnement et développement durable

2 125

· Environnement et développement durable - Actions clés :

- gestion durable de l'eau [254 Meuros]

- changement climatique, biodiversité [301 Meuros]

- écosystèmes marins [170 Meuros]

- la cité de demain [170 Meuros]

R&D générique [119 Meuros]

Soutien aux infrastructures de recherche [119 Meuros]

· Energie :

- énergies propres dont renouvelables [479 Meuros]

- efficacité énergétique [547 Meuros]

- R&D générique [16 Meuros]

II - Actions horizontales

Promotion du rôle international de la recherche européenne

475

- coopération avec les pays en développement [408 Meuros]

- formation des chercheurs [15 Meuros]

- coordination avec les autres programmes européens [52 Meuros]

Promotion de l'innovation et aide aux PME

363

- promotion de l'innovation [119 Meuros]

- encouragement à la participation des PME au processus d'innovation [44 Meuros]

- aide à la coopération des PME dans le domaine de l'innovation [200 Meuros]

Développement de la recherche et des connaissances sur les processus socio-économiques

1 280

- développement du potentiel de recherche (mobilité des chercheurs [858 Meuros], accès aux TGE [182 Meuros], excellence scientifique [50 Meuros])

- Action clé : augmentation des connaissances socio-économiques sur les processus de développement [165 Meuros]

- soutien aux politiques de développement scientifique et technologique [25 Meuros]

Action directe

738

Centre commun de recherche européen

EURATOM

1 260

Actions clés :

- fusion contrôlée [788 Meuros]

- fission nucléaire [142 Meuros]

R&D générique [39 Meuros]

Soutien aux infrastructures de recherche [10 Meuros]

Total

14 960

(soit 98 131 millions de francs sur 5 ans)

Une évolution en cours, importante et positive, doit toutefois être mentionnée.

Un document sur la stratégie spatiale européenne a en effet été demandé par les ministres des Quinze à la fois à la Commission européenne et à l'ESA. Ce document commun a été approuvé en novembre 2000 par le Conseil Recherche de l'Union européenne et par un Conseil ministériel exceptionnel de l'ESA.

Le partage des rôles reviendrait à donner un rôle accru à l'ESA en tant qu'agence de service et à assigner à l'Union européenne la charge d'assurer le développement technologique et la compétitivité économique de l'Europe spatiale.

Dès lors, l'Union européenne assurerait le soutien de base correspondant en mettant en place, dans le cadre du 6ème PCRD, des contrats de recherche pour les activités au sol, le développement de charges utiles et des instruments, ainsi que pour les technologies de base relatives aux détecteurs, aux capteurs et aux nouveaux instruments.

Ainsi une complémentarité sera définie entre l'ESA et l'Union européenne, avec toutefois une complexité supplémentaire due au partage des tâches dont on aurait pu imaginer qu'elles seraient toutes confiées à l'ESA moyennant une contribution budgétaire globale.

La participation de l'Union européenne à des programmes spatiaux devrait en priorité se porter sur l'infrastructure non scientifique Galileo, dans la mesure où il s'agit d'un enjeu de souveraineté et de compétitivité.

En complément à cette intervention indispensable, la contribution du PCRD est essentielle pour que l'Europe ait une force de proposition au delà des 12-15 ans qui viennent, grâce à des avancées technologiques pour la résolution des détecteurs et la propulsion.

Au delà de l'opportunité incontestable de cette évolution, on peut se demander au regard des définitions respectives des TGE de percée thématique, d'infrastructure ou de grand programme s'il est justifiable qu'un programme spatial européen, même dans sa composante amont, soit financé par le seul Programme cadre de recherche et développement.

Au contraire, la présence de l'Union européenne dans l'espace, son utilisation des technologies spatiales pour l'observation de la Terre, correspondent à de grands projets, le premier politique et l'autre à la fois scientifique, industriel et environnemental.

On pourrait donc légitimement soutenir qu'en conséquence, les autres politiques communes soient sollicitées de participer à un tel projet.

1.2.3. Les propositions de vos Rapporteurs

Lors de leur entretien avec le Commissaire européen, M. Philippe BUSQUIN, le 29 novembre 2000 à Bruxelles, vos Rapporteurs ont fait deux propositions concernant l'action TGE grandes infrastructures de recherche.

La première proposition porte sur une extension de l'aide fournie par le programme ACCESS. Ainsi qu'il a été dit plus haut, ce programme permet la prise en charge par le PCRD des frais de mission des chercheurs visiteurs et des frais de fonctionnement des TGE pendant la durée d'utilisation par ces derniers.

Il conviendrait en tout état de cause que ces prises en charge intègrent également l'amortissement des installations au prorata de la durée d'utilisation.

C'est en effet le coût complet qui est représentatif du coût réel d'usage. En procédant ainsi, on se rapprocherait d'ailleurs des normes de la comptabilité d'entreprise conçue et imposée pour une représentation économique conforme à la réalité.

Par ailleurs, grâce à un tel mécanisme, les TGE pourraient se constituer les réserves financières indispensables au renouvellement de matériels soumis à usure ou à obsolescence, ce qui favoriserait leur maintien au niveau technique le plus élevé.

Une telle mesure serait au demeurant une puissante incitation pour les structures gérant les TGE à rationaliser leurs méthodes sinon leur statut, en adoptant des structures juridiques modernes et en mettant en place une comptabilité analytique répondant aux standards des entreprises.

Cette proposition a reçu un très bon accueil du Commissaire européen qui a noté que le soutien actuel aux TGE est " faible " et en tout cas " pas assez ambitieux ".

La deuxième proposition est relative aux supercalculateurs scientifiques. Le 5ème PCRD accorde, on l'a vu, un soutien important au développement de réseaux d'interconnexion à hauts débits des réseaux de recherche nationaux.

Cette action est d'une très grande utilité pour les TGE, dont on a vu à de nombreuses reprises qu'ils doivent être valorisés par la transmission la plus rapide possible des données qu'ils permettent de collecter.

Toutefois, il apparaît que l'Union européenne souffre d'un retard important en centres de calcul dotés de supercalculateurs. Les réseaux à haut débit rendent quasiment indifférente la localisation de ces centres de calcul et permettraient aux chercheurs de tous les pays membres de bénéficier des capacités de calcul additionnelles dont toutes les disciplines scientifiques ont un besoin en croissance exponentielle.

Le 5ème PCRD prévoit un soutien aux capacités de calcul.

Si la Commission s'intéresse au concept de GRID, ou grille de calcul développé par le CERN, celui-ci est toutefois un concept à moyen terme et le Commissaire européen a pris bonne note du souhait de vos Rapporteurs d'accélérer dans le 6ème PCRD la montée en puissance de l'Europe dans le domaine stratégique du calcul scientifique.

1.3. La coopération bilatérale puis multilatérale, un modèle qui a fait ses preuves

Une brève histoire des TGE aujourd'hui montre que ceux d'entre eux qui ont été réalisés en Europe avec la participation de la France ont été lancés par un noyau de deux ou trois pays qui ont joué un rôle d'initiateur, et qui ont ensuite été progressivement rejoints dans les structures créées à cette occasion par une série d'autres pays.

En Europe, la France et l'Allemagne ont joué un rôle pilote, sous les auspices des responsables politiques _uvrant pour le rapprochement franco-allemand, ainsi dans le cas de l'ILL.

La France et l'Italie ont également joué un rôle important dans la réalisation du CERN, après que Louis de BROGLIE eut proposé en 1949 la création d'un laboratoire scientifique et que l'UNESCO eut été autorisé à fournir une assistance à cet effet.

De même la France et l'Italie jouent à l'heure actuelle un rôle phare avec VIRGO dans le domaine de la physique gravitationnelle.

Tableau 8 : Exemples de coopérations multilatérales

TGI

domaine

Nb de pays membres

Liste des pays membres

CERN

Accélérateurs de particules

initiative franco-italienne ; 12 pays fondateurs,

19 membres

Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède, Suisse

EMBL

Biologie moléculaire

16 pays

Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Israël, Italie, Norvège, Portugal, Pays-Bas, Royaume-Uni, Suède, Suisse

ESA

Agence spatiale européenne (European Space Agency)

14 pays

Union européenne moins le Luxembourg, la Grèce et le Portugal, plus la Norvège et la Suisse (Canada observateur)

ESO

European Southern Observatory

9 pays, organisation internationale

Allemagne, Belgique, Danemark, France, Italie, Pays-Bas, Portugal, Suède, Suisse ; demande d'adhésion du Royaume-Uni en cours d'examen

ESRF

Synchrotron de 3ème génération

Convention internationale, société civile à but non lucratif

Allemagne, Espagne, France, Italie, Royaume-Uni, Suisse, Benesync (Belgique, Pays-Bas), Nordsync (Danemark, Finlande, Norvège, Suède).

ILL

Source de neutrons

initiative franco-allemande (1967); adhésion ultérieure (1974) du 3ème partenaire

Allemagne, France, Royaume-Uni.

Pays associés : Espagne, Suisse, Autriche, Russie, Italie, République tchèque

VIRGO

Ondes gravitationnelles

2 pays fondateurs

France, Italie ; négociations en cours avec l'Allemagne et le Royaume Uni pour des participations croisées

Au final, les initiatives qui ont été prises par ces couples de pays ont vu leur succès reconnu par les autres, qui ont souhaité bénéficier des installations créées en rejoignant le noyau initial.

La création de TGE est longtemps apparue comme un investissement sur l'avenir réalisé par deux partenaires ayant une vision prospective, un comportement entrepreneurial et une confiance mutuelle et construisant à l'horizon de 10 ou 20 ans pour le progrès scientifique et le développement économique.

A cet égard, au delà de la recherche d'une meilleure prise en compte des besoins de financement des TGE par l'Union européenne, la voie d'une coopération bilatérale renforcée peut apparaître comme un préalable dans une multilatéralisation ultérieure.

Comme l'ont constaté à plusieurs reprises vos Rapporteurs, l'Allemagne reconnaît à la France une excellence scientifique et une avance technologique dans de nombreux domaines.

En revanche, l'organisation complexe sinon archaïque des processus de décision dans la recherche française et notre prédisposition aux querelles de disciplines sinon de clocher ne laissent pas d'inquiéter les responsables d'outre-Rhin.

Mais, en dépit de tout, avec une volonté politique forte, la voie de la coopération scientifique franco-allemande est toujours une voie d'avenir.

1.4. Un effort national indispensable et à la portée de la France

Une série de mauvaises interprétations des données statistiques, sinon de méprises, ont contribué à faire, en France, le procès des très grands investissements de la recherche.

En réalité, la croissance des dépenses au cours des dernières années résulte largement de grands projets à impact géostratégique ou sociétal tels que le spatial, mis à la charge du seul budget de la recherche.

De surcroît, les TGE français ont été accusés de peser d'un poids plus lourd qu'à l'étranger, alors que la France est plutôt en retrait à ce niveau par rapport aux grands pays.

Ceci s'est produit en dépit du fait que notre pays a été reconnu comme un pionnier ou un chef de file dont les autres pays ont emboîté le pas, comme on vient de le voir.

1.4.1. Une croissance des coûts due à l'émergence de grands projets mis à la charge du seul budget de la recherche

Si l'on considère les statistiques communiquées à vos Rapporteurs par la direction de la recherche, il apparaît clairement que la croissance des dépenses consolidées des TGE selon la nomenclature employée est due non pas aux TGE scientifiques, en décroissance ou stables depuis 1995, mais aux TGE techniques dont la masse des dépenses a été multipliée par 5 dans le même intervalle 1995-2000.

Figure 8 : Evolution des dépenses relatives respectivement aux TGE scientifiques et aux TGE techniques

Or que sont les TGE techniques au sens de la direction de la recherche ? Ce sont :

- la station spatiale internationale

- la contribution à EUMETSAT qui gère les satellites Meteosat

- la préparation des satellites météorologiques géostationnaires Meteosat de seconde génération

- la préparation du programme des satellites météorologiques défilants à orbite polaire METOP.

Tous ces programmes correspondent évidemment à des grands projets qui dépassent de simples objectifs de recherche scientifique, laquelle trouve peu de substance, en particulier, à la station spatiale internationale.

A ce titre, il convient de bien réaliser qu'il ne s'agit pas là des TGE tournés vers la recherche, mais de très grands projets techniques contribuant à des grands projets de société, comme la prévision météorologique ou l'affirmation de la présence spatiale française dans l'espace.

On trouvera ci-après un tableau récapitulatif des évolutions des dépenses relatives aux différents TGE, pour les années 1990, 1999 et 2000.

Tableau 9 : Evolutions des dépenses (millions de francs) relatives aux différents TGE

catégorie direction de la recherche

TGE

1990

1999

2000

physique des particules

Accélérateur d'électrons

45

0

0

physique des particules

CERN

604

654

665

physique des particules

LHC

0

219

229

nucléaire

GANIL

136

156

146

nucléaire

SATURNE

124

10

13

fusion

JET

21

11

11

fusion

TORE SUPRA

188

142

144

astronomie au sol

CFHT

17

21

20

astronomie au sol

ESO

62

124

124

astronomie au sol

IRAM

30

36

38

astronomie au sol

VLTI

0

0

0

astrophysique spatiale

FIRST/PLANCK

0

14

47

astrophysique spatiale

HIPPARCOS

21

0

0

astrophysique spatiale

INTEGRAL

0

130

86

astrophysique spatiale

ISO

137

8

6

astrophysique spatiale

Mission coût réduit

0

50

69

astrophysique spatiale

SIGMA

9

0

0

astrophysique spatiale

SOHO

81

0

21

astrophysique spatiale

XMM

0

100

51

planétologie

CASSINI

0

9

4

planétologie

CLUSTER 2

0

55

65

planétologie

Exploration Mars

25

19

51

planétologie

Mars Express

0

24

64

planétologie

ROSETTA

0

154

148

observation de la Terre

ENVISAT

0

257

169

observation de la Terre

ERS 1-2

109

43

16

observation de la Terre

EURECA

45

0

0

observation de la Terre

POLDER

 

 

 

observation de la Terre

PROTEUS-JASON

0

180

98

observation de la Terre

SCARAB

 

 

 

observation de la Terre

TOPEX-POSEIDON

189

11

17

géologie

Géo France 3D

 

 

 

géologie

GPF

11

0

0

géologie

ODP

23

12

12

océanologie

Flotte

198

190

211

océanologie

WOCE

11

0

0

neutrons

ILL

120

142

142

neutrons

LLB

106

138

132

neutrons

SILOE

 

 

 

rayonnement synchrotron

ESRF

142

125

126

rayonnement synchrotron

LURE

109

136

146

rayonnement synchrotron

SOLEIL

0

1

0

sciences de la vie

EMBL

31

45

46

sciences de la vie

Sciences vie espace

101

179

155

physique gravitationnelle

VIRGO

0

68

60

TGE techniques

ETW

58

0

0

TGE techniques

METEOSAT/EUMETSAT

92

214

220

TGE techniques

MSG/METOP

0

270

392

TGE techniques

SSI

0

624

660

total

 

2845

4571

4604

En définitive, l'évolution récente démontre que, la physique des particules mises à part, ce sont les TGE de grands programmes qui ont pris le pas sur les TGE à finalité scientifique traditionnelle de conquête de connaissances.

Tableau 10 : Palmarès des dépenses relatives aux très grands équipements selon la nomenclature de direction de la recherche, par grand domaine - estimations pour 2000 - dépenses de personnel incluses

2000 (estimations)

millions de francs

%

TGE

TGE techniques

1272

27,6

ETW, EUMETSAT, MSG, METOP, Station spatiale internationale

physique des particules

894

19,4

Accélérateur d'électrons, CERN, LHC

planétologie

332

7,2

CASSINI, CLUSTER 2, Exploration Mars, Mars Express, ROSETTA

observation de la Terre

300

6,5

ENVISAT, ERS 1-2, EURECA, POLDER, PROTEUS-JASON, SCARAB, TOPEX-POSEIDON

astrophysique spatiale

280

6,1

HIPPARCOS, INTEGRAL, ISO, Mission coût réduit, SIGMA, SOHO, XMM

neutrons

274

6,0

ILL, LLB, SILOE

rayonnement synchrotron

272

5,9

ESRF, LURE, SOLEIL

océanologie

211

4,6

Flotte, WOCE

sciences de la vie

201

4,4

EMBL, Sciences de la vie dans l'espace

astronomie au sol

182

4,0

CFHT, ESO, IRAM, VLTI

nucléaire

159

3,5

Ganil, Saturne

fusion

155

3,4

JET, TORE SUPRA

physique gravitationnelle

60

1,3

VIRGO

géologie

12

0,3

GéoFrance 3D, GPF, ODP

total

4604

100,0

 

L'analyse complémentaire que l'on peut faire à l'aide de la typologie définie plus haut, qui distingue TGE de percée thématique, TGE d'infrastructure et TGE de grands programmes apporte un éclairage nouveau et intéressant sur la politique suivie globalement par la France sur cette question.

On trouvera page suivante un tableau présentant les dépenses effectuées en 1990 et celles effectuées en 1999 et 2000 pour chacune des trois catégories de TGE. Les dépenses pour 1999 et 2000 sont des estimations.

Tableau 11 : Evolution des dépenses (millions de francs) pour chacune des catégories de TGE 19

discipline / objectif

TGE de percée thématique

1990

1999*

2000*

physique des particules

Accélérateur d'électrons

45

0

0

CERN

604

654

665

LHC

0

219

229

physique du noyau

GANIL

136

156

146

SATURNE

124

10

13

astronomie au sol

CFHT

17

21

20

ESO

62

124

124

IRAM

30

36

38

VLTI

0

0

0

astrophysique spatiale

FIRST/PLANCK

0

14

47

HIPPARCOS

21

0

0

INTEGRAL

0

130

86

ISO

137

8

6

Mission coût réduit

0

50

69

SIGMA

9

0

0

SOHO

81

0

21

XMM

0

100

51

planétologie

CASSINI

0

9

4

CLUSTER 2

0

55

65

Exploration Mars

25

19

51

Mars Express

0

24

64

ROSETTA

0

154

148

observation de la Terre - océanographie

ENVISAT

0

257

169

géologie

GPF

11

0

0

ODP

23

12

12

océanographie-observation de la Terre

WOCE

11

0

0

PROTEUS-JASON

0

180

98

TOPEX-POSEIDON

189

11

17

sciences du vivant

EMBL

31

45

46

physique gravitationnelle

VIRGO

0

68

60

 

total TGE de percée thématique

1556

2356

2249

 

 

 

 

 

discipline / objectif

TGE d'infrastructure

1990

1999*

2000*

source de neutrons

ILL

120

142

142

LLB

106

138

132

rayonnement synchrotron

ESRF

142

125

126

LURE

109

136

146

SOLEIL

0

1

0

océanographie

Flotte

198

190

211

 

total TGE d'infrastructure

675

732

757

 

 

 

 

 

discipline / objectif

TGE de grand programme

1990

1999*

2000*

fusion

JET

21

11

11

TORE SUPRA

188

142

144

météorologie

METEOSAT/EUMETSAT

92

214

220

MSG/METOP

0

270

392

océanographie-observation de la Terre

ERS 1-2

109

43

16

sciences du vivant dans l'espace

Sciences vie espace

101

179

155

présence dans l'espace

ETW

58

0

0

Eureca

45

0

0

SSI

0

624

660

 

total TGE de grand programme

614

1483

1598

Ensemble des TGE

total général

2845

4571

4604*

On trouvera ci-après la répartition des dépenses estimées pour 2000 entre les TGE de percée thématique, d'infrastructure et de grand programme.

Tableau 12 : Répartition des dépenses de 2000 (estimations) pour les trois catégories de TGE

Sur la base des estimations pour 2000, on constate que les dépenses relatives aux TGE d'infrastructure ne représentent que 16,4 % du total. Les dépenses des TGE de percée thématique représentent, pour leur part, 48,9 % du total et celles des TGE de grand programme 34,7 % du total, dans les mêmes conditions.

Quelles ont été les évolutions des dépenses relatives aux trois catégories depuis 1990 ?

Ces évolutions sont représentées sur le graphique suivant.

Tableau 13 : Evolution des dépenses relatives aux trois catégories de TGE

On trouvera par ailleurs ci-après les évolutions de ces dépenses en pourcentage, entre 1990 et 1999 et entre 1990 et 2000, ainsi que de 1999 à 2000.

Tableau 14 : Evolution en pourcentage des dépenses relatives aux trois catégories de TGE

augmentation en %

1999 par rapport à 1990

2000 par rapport à 1990

2000 par rapport à 1999

TGE de percée thématique

51,4

44,5

-4,5

TGE d'infrastructure

8,4

12,1

3,4

TGE de grand programme

141,5

160,3

7,8

Sur la période 1990-1999, les dépenses relatives aux TGE de percée thématique pour une discipline sont passées de 1556 à 2356 millions de francs, soit une augmentation de 51,4 %.

Pendant le même temps, les dépenses relatives aux TGE d'infrastructure passaient, quant à elles, de 675 à 732 millions de francs, en augmentation de 8,4 %.

Sur la même période 1990-1999, les dépenses relatives aux TGE de grands programmes passaient de 614 à 1483 millions de francs, soit une augmentation de 141,5 %.

De 1999 à 2000, sur la base des prévisions tant de 1999 et de 2000 disponibles en juillet 2000, on devrait enregistrer une diminution de 4,5 % pour les dépenses des TGE de percée thématique, une augmentation de 3,4 % pour les dépenses relatives aux TGE d'infrastructure et une augmentation de 7,8 % pour les TGE de grand programme.

D'importantes conclusions sont à tirer de ces chiffres.

On doit avant tout noter le faible niveau relatif des dépenses relatives aux TGE d'infrastructure, qui ne représentent que 16 % environ des dépenses totales.

A cet égard, la valorisation des investissements réalisés pour la réalisation de percée thématique et pour la réalisation de grands programmes est selon toute probabilité insuffisante en France.

Il faut encore une fois souligner que les TGE nécessitent impérativement des moyens de valorisation. Ces moyens sont les très grandes infrastructures.

Faute de moyens d'analyse de la matière puissants et comme tels partagés par les chercheurs de toutes disciplines, les sciences physiques et les sciences du vivant sont aveugles.

Faute de réseaux informatiques, de supercalculateurs et de bases de données, les informations conquises à grand prix ne sont pas exploitées comme elles le devraient et tous les enseignements possibles ne sont pas tirés des observations.

Ces très grands moyens de valorisation apparaîtraient peut-être dans les dépenses d'infrastructures si elles étaient aux normes de performance requises.

Les conclusions tirées des chiffres sont en tout état de cause confirmées par les nombreuses observations recueillies au cours des auditions.

Enfin, comment ne pas revenir sur la question du synchrotron national de 3ème génération dont le projet de construction s'est heurté de 1996 à 1999 à des obstacles de tous ordres pour connaître finalement un refus peu justifié ?

S'il devait y avoir des économies à réaliser pour pouvoir mettre l'accent sur des disciplines nouvelles, ce qui reste à démontrer, les dépenses relatives aux TGE d'infrastructure devaient être les dernières à être réduites.

1.4.2. Un effort au plus égal, le plus souvent inférieur à celui des autres pays

La comparaison internationale des dépenses effectuées pour les TGE est difficile, d'une part en raison de définitions différentes de ces investissements, et d'autre part du fait de circuits de financement complexes qui rendent difficiles la totalisation des crédits les concernant.

Au demeurant, la direction de la recherche a fait état de statistiques établies par le CNRS et présentées en 1999.

Ainsi, selon le CNRS, sur la période 1997-1998, si la part des TGE atteignait en France 7,9 % du BCRD, le même ratio était de 9,1 % aux Etats-Unis, hors station spatiale et hors satellites de météorologie.

Des statistiques équivalentes pour la même période ne sont pas disponibles pour le Royaume-Uni et l'Allemagne. Mais la direction de la recherche a réalisé un recoupement entre les chiffres français et ceux du Royaume-Uni et de l'Allemagne.

Selon toute vraisemblance, la part des TGE dans le BCRD oscille dans ces trois pays entre 8 et 9 %, avec probablement des dépenses plus fortes en Allemagne qu'en France, et plus fortes en France qu'au Royaume-Uni 20.

En ajoutant les grands équipements de la biologie et de l'informatique, cette part atteindrait probablement 15 %. En tout état de cause, les ordres de grandeur sont peu différents d'un pays à l'autre.

La même hiérarchie se retrouve dans l'effort global de recherche, tel qu'il apparaît de la comparaison des ratios DIRD / PIB (voir annexes). La France, avec un ratio de 2,18 % en 1998, est dépassée par l'Allemagne avec un ratio de 2,29% et précède le Royaume-Uni dont le ratio atteint 1,83 % la même année.

Il semble donc établi que la France ne connaît pas un penchant national particulier pour les TGE.

Ce constat renforce à l'évidence l'observation faite précédemment selon laquelle le développement des TGE correspond à un mouvement général de la science et de la technologie et s'effectue en parallèle aux investissements de recherche.

Ainsi, il n'est pas contraire à la vérité de dire que moins de TGE rime avec moins de crédits.

2. Les conditions techniques

Le développement de la science moderne porte à recourir à des moyens de plus en plus sophistiqués d'acquisition de l'information, mais aussi à l'utilisation de plus en plus forte de moyens de traitement de l'information en aval de l'observation.

Les conditions techniques de valorisation des TGE sont donc d'une importance capitale. Quelques exemples sont donnés dans la suite.

2.1. L'automatisation des processus expérimentaux

Un des enjeux de l'avenir pour les TGE est celui de l'accroissement de leurs rendements, grâce à une automatisation accrue et même grâce à un pilotage à distance.

On donnera dans la suite l'exemple de la détermination de la structure des protéines sur les lignes de lumière des synchrotrons.

L'un des projets essentiels pour la biologie structurale de l'avenir est l'automatisation des processus de cristallographie des protéines sur les lignes de lumière des synchrotrons, afin de réduire les temps d'immobilisation des lignes de lumière et augmenter le nombre de structures élucidées.

L'ESRF et l'EMBL-Grenoble travaillent ensemble dans ce sens, après la mise au point d'un microgoniomètre entièrement automatique, pour automatiser la mise en place de l'échantillon et la chaîne d'acquisition et d'analyse des données et la détermination des structures.

L'automatisation des mesures est en tout état de cause un enjeu particulièrement important pour l'ensemble des TGE d'infrastructure.

2.2. Le traitement et la transmission des données

Les TGE génèrent des données expérimentales considérables. De nouveaux TGE d'infrastructure doivent être mis en place pour faire face à ce gigantisme croissant de l'information numérisée.

2.2.1. Les supercalculateurs

Cette question a été abordée dans la première partie du rapport à propos des sciences et des techniques de l'information et de la communication.

A la lumière des statistiques disponibles sur les plus grands centres de calcul mondiaux, il apparaît clairement que les capacités de calcul de notre pays doivent être accrues notablement.

Certes la France a opté davantage que d'autres pays pour le calcul réparti, ce qui diminue les besoins en machines de grande taille. Mais ce choix technique est la plupart du temps synonyme d'une charge de travail accrue pour les chercheurs, qui les distrait de leur tâche fondamentale de recherche.

La situation en matière de calcul scientifique est donc loin d'être optimale dans notre pays.

L'équipement en centres de calcul est actuellement décidé par les organismes de recherche eux-mêmes. Une meilleure coordination est souhaitée par tous les chercheurs.

Au reste une question fondamentale est posée aujourd'hui, à savoir la création de centres de calcul disciplinaires. Cette question est particulièrement importante pour certaines disciplines, comme la météorologie, dont les modèles nécessitent des puissances de calcul considérables.

A cet égard, on peut estimer qu'il conviendrait à l'avenir de créer un centre de calcul dédié à la recherche sur le climat, une démarche entamée par les Etats-Unis et le Japon dont les industries respectives développent au demeurant des calculateurs surpuissants pour ce type d'application.

Un tel projet qui pourrait figurer dans le 6ème PCRD, dans le prolongement des programmes actuels relatifs à la société de l'information et à l'environnement, a été proposé par vos Rapporteurs au Commissaire européen à la recherche, M. Philippe BUSQUIN.

2.2.2. Les réseaux de transmission à hauts débits

Les réseaux de transmission semblent devoir constituer également une priorité dans les choix des TGE.

Le GIP RENATER conduit dans ce domaine des réalisations remarquables. On a vu toutefois que l'offre de services n'a pas été à la hauteur des attentes, les vitesses pour le " backbone " national ayant été limitées à 155 Mbits/s pour une période trop longue, faute de capacités techniques suffisantes de l'industrie nationale.

Par ailleurs les réseaux de raccordement des universités constituent de véritables goulots d'étranglement.

Il s'agit là de paramètres clés qui peuvent renforcer les TGE ou au contraire les desservir dans la concurrence internationale qui va s'accentuer, dans ce domaine comme dans d'autres.

Ainsi, la transmission vers l'Allemagne de données produites par un TGE d'infrastructure comme l'ILL à Grenoble n'est pas aussi rapide qu'elle devrait l'être avec des réseaux à haut débit, une situation regrettée par les chercheurs allemands.

Au reste, si les réseaux à haut débit sont essentiels pour l'utilisation des données par les expérimentateurs, ils jouent également un rôle capital pour l'accès d'une communauté scientifique plus étendue que celle des seuls expérimentateurs, après une période d'usage exclusif par ces derniers.

Les réseaux participent donc à la transmission des connaissances et à leur valorisation maximale.

2.2.3. L'archivage et la conservation des données

Le stockage des données nécessite également des capacités d'archivage à grande échelle et d'accès rapide.

Sans doute existe-t-il aujourd'hui, à l'instar de la nouvelle économie, une nouvelle science, totalement irriguée par les technologies de l'information. Il est indispensable que la recherche française accélère ses progrès dans cette voie.

Les cas de l'astronomie et de l'astrophysique sont exemplaires à cet égard.

Le traitement des données d'observation astronomique s'effectue soit dans les instituts de recherche utilisateurs des TGE soit d'une manière coordonnée dans le cadre d'une expérience particulière.

L'archivage des données s'effectue ensuite dans des centres spécialisés comme le centre MEDOC pour l'expérience SOHO. La France enregistre toutefois un important retard par rapport aux Etats-Unis dans ce domaine.

Les observations sont mises à disposition de la communauté astronomique après une période dite " propriétaire " d'un an généralement, pendant laquelle un usage exclusif est réservé aux concepteurs et aux réalisateurs des observations. La diffusion élargie des données, conforme à la tradition de la recherche, s'avère ultérieurement positive en augmentant le retour scientifique des très grands instruments.

La NASA joue un rôle pionnier avec ses centres de données généralistes qui permettent de valoriser à faible coût les résultats de ses travaux. De son côté, la France a également mis en place le CDS (Centre de données stellaires), centre d'aiguillage, une référence pour la communauté scientifique internationale qui permet une forte valorisation pour un coût consolidé modeste de l'ordre de 1,5 % du budget total de l'astronomie pour la part française.

Or d'une part l'arrivée d'observations sur de objets célestes de plus en plus nombreux et variés, d'autre part la réalisation de très grands relevés, et enfin la couverture du ciel dans l'ensemble des longueurs d'onde, du domaine radio au domaine des rayons X et des rayons gamma, changent les dimensions du problème et des besoins.

L'idée s'impose donc en Europe et aux Etats-Unis de réaliser un Observatoire virtuel, c'est-à-dire une gigantesque base de données répartie, permettant d'accéder à l'ensemble des données d'observations, avec des formats intégrés de données et des dispositifs efficaces de navigation d'un centre à un autre. Le volume des données correspondant aux plusieurs milliards d'objets de l'Observatoire virtuel est de l'ordre du Petaoctet (1015 octets). Doté en outre d'outils d'analyse et d'interprétation, un tel Observatoire virtuel serait un instrument original et puissant de valorisation des investissements faits dans l'astronomie au sol ou dans l'espace.

La France a des atouts importants pour participer à la réalisation de l'Observatoire virtuel, du fait de son rôle moteur au niveau international pour les bases de données, pour l'intégration de données hétérogènes, et du fait de l'originalité de ses archives de données et de ses outils d'analyse mondialement reconnus.

La notion d'observatoire virtuel peut représenter à certains égards un cas extrême.

Mais en réalité, le problème est très voisin pour les sciences du vivant et la constitution des bases de données sur les génomes.

On a vu, à propos des sciences du vivant, que la bioinformatique est une discipline naissante, à renforcer d'urgence.

La constitution de bases de données organisées, documentées et la mise au point d'algorithmes de recherche et de comparaison de gènes est sans aucun doute une condition de valorisation des travaux de séquençage des génomes et une clé essentielle de la post-génomique.

Enfin, un nouveau type de besoins apparaît dans les sciences du vivant, comme on l'a vu dans la première partie. Il s'agit des conservatoires du vivant, biotopes ou bibliothèques de souches, indispensables pour les biotechnologies.

Il s'agit là d'assurer la pérennité des résultats de recherche. A vrai dire, il convient aussi d'assurer la pérennité des observations sur de longues périodes de temps.

2.3. La continuité des mesures

L'étude du changement climatique est très probablement un des très grands défis scientifiques de notre temps.

La première partie a exposé rapidement quels sont les TGE dans le domaine de la paléoclimatologie. La connaissance du passé lointain de l'évolution climatique de la Terre est essentielle à l'interprétation des phénomènes actuels et à la prévision.

Les stations au sol et les satellites de météorologie ou d'étude de l'atmosphère enregistrent à leur tour depuis quelques années des données relatives à des paramètres extrêmement nombreux, et ceci pour des volumes considérables.

La continuité de ces mesures est une nécessité absolue pour l'utilisation que l'on peut en faire.

A cet égard, des efforts considérables doivent être réalisés pour veiller à la continuité non seulement des mesures mais également de leur stockage sous des formes documentées et compatibles dans le temps.

La météorologie satellitaire veille avec beaucoup de soin à ce que les satellites d'observation se succèdent dans le temps sans solution de continuité.

Les satellites scientifiques de mesure des paramètres physiques ou chimiques de l'atmosphère obéissent quant à eux à des programmes de recherche, dont la pérennité n'est pas assurée au départ. La raison en est qu'il est nécessaire de s'assurer que la qualité de leurs résultats est suffisante.

Mais ceci entraîne le risque de voir des séries d'observations intéressantes être faites sur une période réduite de 2 à 5 ans sans poursuite au delà de la durée de vie d'un satellite.

L'organisation internationale EUMETSAT est saisie de cette question fondamentale pour la recherche en climatologie.

Au vrai, la distinction entre TGE de percée thématique, TGE d'infrastructure et TGE de grand programme trouve encore une fois son utilité.

En effet, un très grand instrument au sol a une durée de vie de plusieurs décennies. Si l'on veut reconnaître au spatial un rôle identique, il convient de prévoir d'entrée dans les programmes spatiaux scientifiques la pérennisation des moyens, de même qu'on a su le faire pour les satellites météorologiques Meteosat, auxquels succéderont les satellites MSG, Meteosat Seconde Génération.

Il faut donc prévoir une procédure pour faire passer un grand outil de la catégorie des TGE de percée thématique à celle des TGE d'infrastructure.

Par ailleurs, un TGE de grand programme doit avoir l'intérêt de mobiliser des crédits venant d'autres horizons que ceux de la recherche.

Il faut toutefois qu'une pérennité dans le temps soit assurée alors que par nature, les grands programmes peuvent subir des aléas de nature politique, encore plus grands que des programmes de recherche pure à l'écart des projecteurs de la politique.

2.4. La recherche duale

La qualité de la recherche technologique militaire assurée en France sous la responsabilité de la Direction générale de l'armement est largement sous-estimée. Les difficultés techniques de mise au point de certains programmes ne résument en rien les capacités d'innovation technologique et de conduite de grands chantiers de la recherche militaire.

L'ouverture de l'appareil de recherche militaire à des objectifs de recherche civile est en cours en France. Il convient de l'accélérer de toute urgence, dans un processus qui sera bénéfique pour les deux domaines.

2.4.1. L'importance de la recherche et de la technologie militaires dans le monde

La part des efforts publics de R & D allouée au secteur militaire est plus forte en France que dans les autres pays européens, et prend ainsi place au deuxième rang des pays de l'OCDE, après les Etats-Unis. En 1996, les financements publics militaires représentaient 0,32 % du PIB, contre 0,51 % aux Etats-Unis mais 0,10 % en Allemagne (voir tableau suivant).

Tableau 15 : Les financements publics civils et militaires dans le PIB en 1996 21

 

 

 

 

 

 

 

 

répartition de l'effort de R & D selon l'origine du financement non public / public

répartition du financement public en crédits civils et militaires

1996

effort de R&D en % du PIB

financements non publics

financements publics

crédits publics civils

crédits publics militaires

Etats-Unis

2,62

1,69

0,93

0,42

0,51

France

2,32

1,23

1,09

0,77

0,32

Royaume-Uni

1,94

1,15

0,79

0,49

0,30

Allemagne

2,28

1,36

0,92

0,82

0,10

Japon

2,83

2,27

0,56

0,53

0,03

Cependant, il faut noter entre 1990 et 1998, une diminution de près de 30 % de l'effort de recherche et développement du ministère de la défense, passant de près de 30 milliards de francs en 1990 à 21 milliards en 1998

Tableau 16 : Effort budgétaire de recherche et développement du ministère de la défense 22

milliards de francs

1995

1996

1997

1998

Dépense budgétaire de recherche-développement militaire (DBRDM)

25,9

25,5

23,8

20,8

S'il existe une diminution des crédits publics pour la R & D militaire, ainsi que l'indique le rapport du Commissariat général du Plan, " Recherche et Innovation : la France dans la compétition mondiale ", " cette évolution ne doit pas masquer la question de l'impact des dépenses de défense sur la croissance et souligne la nécessité d'articuler désormais les initiatives civiles et militaires aussi bien au niveau français qu'européen ".

Au vrai, le Comité national d'évaluation de la recherche, dans son rapport d'activité au Président de la République en date de mai 2000 23, plaide lui aussi en faveur d'une " stratégie faisant une part plus importante aux recherches et aux technologies duales, dont les retombées incluent des applications civiles et favorisant la synergie entre le secteur civil d'une part, les opérations contractuelles de la défense, les industries de l'armement et les établissements de recherche sous tutelle de la défense, d'autre part ".

Il n'y a pas de disproportion marquée entre l'Europe et les Etats-Unis pour les dépenses de recherche et technologie civiles.

En revanche, pour la recherche et la technologie militaire, les dépenses américaines sont 4 fois supérieures aux dépenses européennes (voir tableau suivant).

Tableau 17 : Comparaison des dépenses américaines et européennes en recherche et technologie civiles ou militaires 24

 

PIB

dépenses R & T civiles

dépenses R & T militaires

total

R&D

Etats-Unis

(milliards de dollars - 2000)

9425

59,7

42,6

102,3

Europe des 15

(milliards d'euros - 1998)

8413

48,0

9,2

57,2

Institutions de l'Union européenne

(milliards d'euros - 2000)

 

3,6

0

3,6

Cette problématique est particulièrement sensible dans le domaine spatial.

Tableau 18 : Comparaison des budgets spatiaux 25 américains et européens 26

1ers budgets 1998

budgets spatiaux civils

budgets spatiaux militaires

total

Etats-Unis

(milliards de dollars)

13,5

12,5

26,0

Europe y compris ESA (milliards d'euros)

4,02

< 0,8

5,3

ESA

(milliards d'euros)

2,9

0

2,9

Dans le but de diminuer cette disparité, on peut estimer que l'Union européenne devrait soit augmenter ses financements de recherche et de technologie civiles soit se lancer dans des programmes militaires.

Le CNER estime, pour sa part, nécessaire de donner à la stratégie duale une dimension européenne, même si le développement lent de la politique de sécurité et de défense commune laisse penser que de telles initiatives mettront du temps à être prises en considération dans le cadre communautaire.

2.4.2. Des initiatives à multiplier au niveau national

Le CEA procède actuellement à l'installation d'un supercalculateur au centre d'Ile-de-France de la DAM. La puissance de calcul de cette machine dépassera 5 téraflops (5000 milliards d'opérations par seconde) en 2001, 30 téraflops en 2005 et 100 téraflops en 2009.

Le CEA prévoit d'ouvrir l'accès de ce calculateur à la recherche civile. Il convient qu'après avoir résolu les inévitables difficultés de cloisonnement entre les applications militaires et civiles, cette machine soit dans toute la mesure du possible mise à disposition de tous les chercheurs, en particulier ceux du CEA.

Un autre exemple d'approfondissement des synergies entre la recherche militaire et la recherche civile est donné par le laser MegaJoule.

La construction et l'utilisation du laser MegaJoule répondent à des objectifs militaires liés à la simulation des armes nucléaires. Il s'agit d'un investissement dépassant dix milliards de francs. L'équivalent américain de cette installation est le NIF (National Ignition Facility).

Grâce à ses 240 faisceaux, le Laser MegaJoule, qui sera opérationnel en 2008, pourra déposer une énergie de 1,8 MJ en quelques milliardièmes de seconde sur une cible centimétrique, recréant ainsi à une échelle réduite les conditions de pression et de température de la fusion.

Il est prévu dans ce cadre qu'une partie des 600 tirs annuels soient utilisés pour l'étude de la fusion par confinement inertiel.

Au delà des études sur la fusion proprement dite, une installation comme le Laser MegaJoule présente un intérêt considérable pour la physique fondamentale, au regard de questions comme la dynamique des implosions et les équations d'état ou l'étude des interactions rayonnement-matière. Pour d'autres disciplines comme l'astrophysique, un tel dispositif permet la simulation d'événements violents comme l'explosion de supernovae. Les conditions technologiques de mise en _uvre d'un tel équipement étant très complexes, les recherches correspondantes sont d'un intérêt majeur pour d'autres projets comme par exemple le projet VIRGO de détection des ondes gravitationnelles.

De fait les équipes de recherche intéressées par l'utilisation du Laser MegaJoule sont très nombreuses, situées principalement à l'Ecole Polytechnique, à Orsay, au CEA ainsi qu'en Europe.

Si le ministère de la Défense souhaite que les installations du Laser MegaJoule soient utiles à la recherche civile, ce qui est un atout pour un grand nombre de chercheurs intéressés par les lasers de puissance, il reste que l'organisation pratique pour l'accès aux expériences et la délimitation du périmètre classé " secret défense " s'avère complexe à mettre au point.

Le nombre de chercheurs, dans le domaine civil, concernés par les applications du Laser MegaJoule à la fusion avec confinement inertiel s'élève à environ 150 personnes.

En définitive, le domaine des lasers de puissance " fourmille d'innovations " et se révèle très attractif pour les étudiants et les jeunes chercheurs.

La proportion des tirs réservées aux applications civiles n'a encore fait l'objet d'aucune décision. Mais elle pourrait atteindre 20 % du total si l'on se base sur l'exemple de l'installation Phébus pendant ses deux dernières années d'existence.

D'autres coopérations sont en cours dans le domaine de l'océanographie, entre l'IFREMER et la Défense pour rationaliser le renouvellement des flottes océanographiques civiles et militaires.

On peut à cet égard souhaiter voir étendu au domaine militaire le principe de coopération entre la recherche et les compagnies aériennes du programme franco-allemand MOZAIC de mesure de la concentration de l'ozone troposphérique grâce à des capteurs installés sur 5 Airbus A-340 appartenant à quatre compagnies aériennes différentes.

En particulier, la météorologie nationale éprouve des difficultés considérables pour renouveler sa flotte aérienne et ne pourra pas en tout état de cause se doter des avions gros-porteurs indispensables pour l'étude des phénomènes atmosphériques violents.

Une coopération systématique entre l'armée de l'air, Météo-France et le CNRS est donc hautement souhaitable.

Les pouvoirs publics ont toute latitude d'action pour développer la coopération entre les armées et la recherche civile. Si des initiatives sont d'ores et déjà conduites, il convient d'en accélérer le développement et de les multiplier.

3. Les conditions humaines

D'autres conditions sont fondamentales pour une valorisation maximale des TGE. Elles ressortissent d'une gestion des ressources humaines trouvant un juste équilibre entre les nécessités du fonctionnement des ces outils et l'état d'esprit des chercheurs.

3.1. Le projet d'équipes restreintes de haut niveau et motivées

La plupart des TGE ont été créés ou gérés par une équipe ayant à sa tête un scientifique reconnu par ses pairs et doté de capacités de conviction et d'entraînement hors du commun.

Lors de la création du CERN, Pierre AUGER, directeur scientifique de l'UNESCO a joué un rôle essentiel, après que deux chercheurs de grand renom, américains mais européens d'origine, Robert OPPENHEIMER et Isidore RABI, ont recommandé immédiatement après la fin de la deuxième guerre mondiale la création d'un centre de haut niveau en Europe afin d'éviter un face-à-face stérile entre les Etats-Unis et l'URSS, estimant qu'il serait dramatique que la recherche se fasse uniquement dans ces deux pays.

Par ailleurs, si la décision de créer l'ILL découle de l'approfondissement de l'amitié franco-allemande réalisée par le Général de GAULLE et le Chancelier ADENAUER, deux scientifiques éminents, Louis NÉEL et Heinz MAIER-LEIBNITZ, ont été les pères fondateurs de l'institut, jouant un rôle clé pour sa réussite.

Dans la phase de décollage d'une installation ou de transition difficile, l'importance du dirigeant est également fondamentale.

On connaît l'importance des rôles joués par M. Hubert CURIEN, par M. Yves FARGE lors du lancement de l'ESRF et, plus récemment par M. Yves PETROFF dans la mise au point définitive de l'ESRF, le développement de ses performances techniques et son exploitation quasi-industrielle.

Pour l'heure, le CERN est dirigé par M. Luciano MAIANI, un physicien de haut niveau, spécialiste de la force électro-faible et reconnu par ses pairs comme le " primus inter pares ". La culture directoriale au CERN, si elle fait appel à des réseaux nombreux et planétaires, avec la consultation systématique d'un grand nombre d'instances, reconnaît au directeur général une autorité pleine et entière, qui est, selon de nombreux observateurs, à la base de ses réussites.

Le rôle d'entraînement d'un promoteur de projet de TGE s'observe dans les autres pays, notamment en Allemagne, où le projet Tesla de super-collisionneur linéaire comportant un laser à électrons libres intégré pour la production de rayons X est emmené par M. Albrecht WAGNER, directeur de DESY et M. Jochen SCHNEIDER, directeur du HASYLAB (Hambourg).

Il semble important que les grands organismes de recherche s'appliquent à détecter et à valoriser en leur sein les chercheurs entrepreneurs qui seront à même de prendre la tête des projets de TGE de percée thématique, d'infrastructure ou de grand programme.

3.2. Une nécessaire autonomie de gestion pour la construction et l'exploitation

Il serait vain et contreproductif que les plus hautes autorités de la recherche assurent le pilotage direct du lancement des TGE, car la direction d'un tel projet exige une expérience de scientifique et de management et au surplus une liberté de man_uvre sinon d'action.

En tout état de cause, la création d'une structure dotée d'une autonomie réelle s'impose pour le lancement des TGE. Il y faut un leader ayant la liberté du choix des membres d'une équipe qui doit bien sûr être de haut niveau.

Pour assurer le succès de cette phase délicate, un groupe de projet doit être créé, en extrayant les équipes responsables de leurs organismes d'appartenance et en les dotant de capacités de décision, comme c'est la pratique dans l'industrie et aux Etats-Unis. Avec une équipe autonome et motivée aux commandes de chaque projet de TGE, la réalisation de ceux-ci s'effectuera à une vitesse maximale.

En l'occurrence, tout dérapage dans le calendrier de construction d'un TGE peut se traduire par des surcoûts financiers considérables, les charges salariales pendant la période de construction représentant une part importante du budget total.

3.3. De nouveaux métiers et de nouvelles perspectives de carrière

La science moderne crée de nouveaux besoins et de nouvelles fonctions autour des TGE.

Il s'agit en premier des fonctions d'assistance aux chercheurs visiteurs. Or les chercheurs résidents qui les assurent ne voient pas leurs efforts valorisés à hauteur de l'importance de leur rôle dans le déroulement de leur carrière. Il est indispensable de prendre en compte correctement ce type de fonctions.

Il s'agit en deuxième lieu des fonctions nouvelles relatives à la valorisation des données.

Il n'existe pas pour le moment de perspectives de carrière intéressantes pour les spécialistes du traitement, de l'archivage et de la distribution des données, dont le rôle est pourtant fondamental pour la rentabilisation des investissements opérés.

Une piste de solution existe à cet égard.

Les réseaux de surveillance de l'activité sismique ou volcanique bénéficient du concours d'un corps dédié de physiciens spécialisés, le CNAP, également ouvert à l'astronomie.

Il convient sans doute d'étendre les attributions de ce corps à d'autres disciplines ou de le prendre comme modèle pour la création de corps analogues de personnels spécialisés dans le traitement de l'information.

3.4. Des solutions d'urgence à apporter aux conditions de recrutement des jeunes chercheurs et des ingénieurs et techniciens de pointe

D'une manière générale, les principaux organismes de recherche français ne parviennent pas à proposer des postes de " post-docs " en rapport avec la qualification des candidats. Les conséquences en sont graves pour la recherche et tout particulièrement pour les TGE.

Les post-docs sont, en effet, dans la plupart des pays, les piliers des laboratoires et des TGE. Après avoir soutenu leur thèse, les post-docs possèdent des compétences élevées, une capacité d'encadrement et une motivation puissante pour valoriser leur parcours universitaire dans la perspective d'une recherche d'emploi ultérieure.

Le recrutement d'un " post-doc " par les grands organismes de recherche ne peut se faire d'une manière satisfaisante aux niveaux de rémunération actuels qui sont insuffisamment attractifs pour de jeunes chercheurs talentueux et expérimentés. Par ailleurs, le recrutement de " post-docs " sur des financements communautaires met en _uvre des procédures d'une lourdeur excessive.

En tout état de cause, la question du recrutement de jeunes chercheurs est d'une importance capitale pour les TGE. En effet, ce sont près de la moitié des chercheurs et enseignants du supérieur qui vont partir en retraite dans les dix à quinze années qui viennent. Il faut donc anticiper ce phénomène de très grande ampleur et commencer à recruter dès maintenant.

Le problème de l'insuffisance de la rémunération des ingénieurs et techniciens se pose également.

L'exemple du LCMI où travaillent des personnels français et allemands, gérés les uns par le CNRS et les autres par l'institut Max Planck, montre que ce dernier peut davantage prendre en compte les réalités du marché du travail.

Or le départ d'ingénieurs et techniciens spécialisés peut occasionner des retards considérables et très coûteux dans la réalisation ou la modernisation des TGE.

4. Les conditions organisationnelles

Plusieurs débats existent sur les conditions organisationnelles de réussite et de rentabilisation des TGE. Le premier concerne les relations entre les grands organismes de recherche commanditaires. Le deuxième est relatif au recours à la sous-traitance. Le troisième a trait à la structure juridique optimale.

4.1. Les relations entre les grands organismes de recherche commanditaires

Un organe essentiel de coordination des grands organismes de recherche existe depuis peu. Il s'agit du groupe RIO, qui réunit les directeurs généraux de ces organismes.

Ce groupe qui réunit les dirigeants du CNRS, du CEA, de l'INSERM, de l'INRA, en particulier, a évidemment une importance stratégique pour la recherche française.

Deux développements semblent s'imposer à cet égard dans le domaine des TGE.

Au plan général, il semble indispensable que ce groupe prenne une vitesse de croisière avec des réunions régulières et publie un compte rendu de ses travaux.

Il importe également que ce groupe accélère ses travaux sur la question des TGE pour établir des perspectives et dégager les voies de l'avenir. A ce titre, le groupe pourrait constituer un premier niveau de recensement et d'instruction des projets.

Au demeurant, le groupe RIO en traitant ce sujet, contribuerait efficacement à sortir la question des TGE de l'enfer dans lequel on a voulu la mettre. Il rendra également une légitimité à la conception de projets et incitera les chercheurs à la créativité dans cette part fondamentale de la recherche.

Mais il reste à mettre au point ses procédures d'instruction des dossiers, de décision et d'appel.

4.2. Les règles de la gestion publique

Dans le décours de la construction et de la vie de nombreux très grands instruments et des très grandes infrastructures, il est des cauchemars récurrents, qui proviennent de l'application de règles de gestion publique totalement inadaptée à ces activités.

4.2.1. Les règles des marchés publics

En premier lieu, la règle obligeant à passer des marchés publics pour les commandes supérieures à 300 000 francs, constitue un tel facteur de lourdeur et de ralentissement que les chefs de projet sont nombreux à devoir consacrer, au détriment de leurs autres tâches, une part importante de leur énergie au respect des règles afférentes.

Une augmentation du plafond est certes en cours d'examen, ce qui va dans le bon sens. Mais il faut également réviser l'obligation des appels d'offre dans le cas de produits de haute technologie.

En effet le nombre d'entreprises susceptibles de répondre est extrêmement limité et un temps précieux est perdu dans les procédures lourdes correspondantes. Il est d'ailleurs souvent impossible d'établir a priori un cahier des charges.

A cet égard une négociation de gré à gré, y compris du cahier des charges, se révèle plus efficace au plan technique.

Enfin, effet pervers des procédures bureaucratiques, le coût des offres obtenues par la procédure de l'appel d'offres s'avère souvent supérieur à celui résultant d'une négociation en face à face.

4.2.2. Les difficultés de préparation du remplacement des TGE

L'impossibilité pour les établissements publics autres que les EPIC de procéder à des amortissements fait peser sur le renouvellement des TGE des menaces permanentes, puisque la décision doit remonter du très grand organisme vers la direction de la recherche, puis être, dans les faits, prise à un haut niveau de responsabilité politique.

A cet égard, la notion d'amortissement doit être explicitée. Pour une entreprise, l'amortissement a comme fonction essentielle de préparer le renouvellement d'une capacité de production. Ce faisant, l'entreprise s'ouvre une déductibilité fiscale dans des proportions diverses selon l'équipement considéré, sa durée de vie et le régime d'amortissement. L'aspect fiscal est ici bien évidemment secondaire.

S'agissant de l'impossibilité d'amortissement des équipements, certains experts y voient un avantage, celui de reposer la question de l'opportunité de l'investissement, ce qui serait un gage d'efficacité.

On peut estimer à l'inverse que ce processus n'induit pas les effets positifs attendus. En effet, de multiples interférences et de nombreux retards interviennent dans la décision, dont le coût ne peut être négligé.

Si l'amortissement se révélait impossible, ce qui reste à démontrer, une solution souvent mise en avant pourrait être adoptée, celle de la constitution de fonds de réserves afin de garantir un financement régulier du renouvellement des TGE.

4.2.3. Les règles de gestion du personnel

Les demandes d'accès aux TGE dépassent le plus souvent d'un facteur 2 leurs capacités d'accueil de chercheurs visiteurs. Les TGE ont un rythme de fonctionnement qui se rapproche le plus possible d'un service continu ouvert 24 h sur 24, 7 jours sur 7, en dehors des inévitables périodes de maintenance.

Lorsque les règles actuelles de la fonction publique doivent être appliquées aux chercheurs et aux personnels ingénieurs, techniciens et administratifs des TGE, la gestion des rémunérations pour astreinte ou pour travail de nuit ou de fin de semaine peut devenir d'une grande complexité, pour ne pas dire inutilement compliquée.

Les statuts de droit privé sont en conséquence mis en avant pour leur plus grande souplesse.

A l'inverse, des responsables de TGE estiment que des solutions existent dans le cadre du statut de la fonction publique pour faire face à ce type de situation.

Il est clair en tout état de cause qu'une meilleure diffusion par le ministère de l'économie, des finances et de l'industrie des solutions qu'offre le statut de la fonction publique, aiderait les responsables de TGE à résoudre ce type de problèmes.

4.2.4. L'indispensable consolidation des coûts

Il semble enfin que les méthodes de suivi des projets utilisées pour les très grands instruments puissent être améliorées.

Le récent rapport de l'Inspection générale des Finances et de l'Inspection générale de l'administration de l'éducation nationale et de la recherche dresse notamment une liste des conditions à respecter pour une saine gestion des projets de TGE.

On insistera ici seulement sur l'importance de raisonner en coûts complets pour le suivi de l'investissement et de l'exploitation. Ceci fournit la garantie de pouvoir détecter les retards éventuels d'un projet sur lequel les personnels travailleraient plus longtemps que prévu et d'autre part d'éviter les réalisations qui seraient effectuées en interne à des coûts supérieurs à ceux qui pourraient résulter de commandes à l'industrie.

4.3. Les avantages et les inconvénients du recours à la sous-traitance

Dans les débats sur les grands organismes de recherche, le sujet du recours à la sous-traitance ou bien aux capacités internes de conception, d'ingénierie et de fabrication est l'un des plus importants.

Pour certains observateurs, le recours à la sous-traitance serait moins onéreux que les travaux réalisés en interne par les grands organismes de recherche et permettrait d'abaisser significativement le coût des TGE.

Pour d'autres observateurs, le CNRS dispose au contraire dans certains de ses laboratoires, comme ceux de l'INSU ou de l'IN2P3, d'équipes de haut niveau pour la conception et même la réalisation d'équipements de haute technologie, de même, bien sûr, que le CEA.

Au delà de ce débat qui a d'incontestables connotations polémiques, la réalité concrète du marché est que pour la réalisation d'équipements de pointe, à l'extrême limite de ce qui est réalisable, les compétences et les capacités de production nécessaires n'existent pas toujours dans l'industrie. De multiples exemples existent à cet égard. On n'en citera que deux.

C'est ainsi que le LCMI de Grenoble a été obligé de se doter de machines outils et de personnels de réalisation pour fabriquer certains dispositifs utilisés dans la production du champ magnétique, faute d'entreprises capables ou désireuses de les prendre en charge.

Au demeurant, un organisme comme le CEA a acquis une compétence unique pour la conception et la fabrication d'aimants supraconducteurs, et fournit au CERN ou à DESY des matériels que l'industrie ne produit pas.

En définitive, il semble acquis que des compétences propres aux grands organismes de recherche sont indispensables et doivent être entretenues. Elles sont à l'évidence complémentaires d'un recours au marché pour les dispositifs que celui-ci peut fournir à des coûts inférieurs en faisant jouer des économies d'échelle.

4.4. La diversité des structures juridiques possibles

La structure juridique souhaitable pour les TGE est un point important de la réflexion.

Du fait des impératifs d'autonomie de réalisation et de fonctionnement des TGE et des rigidités résultant des règles de fonctionnement des établissements publics, le statut de la société civile peut apparaître à certains observateurs comme le mieux adapté au lancement, à la construction et même à l'exploitation d'un TGE.

S'agissant du projet de synchrotron SOLEIL, vos Rapporteurs écrivaient ceci dans le premier tome du présent rapport : " A cet égard 27, on peut estimer que le statut de société civile, adopté par l'ESRF, et prévu par l'avant projet SOLEIL doit être étudié plus avant ".

En tout état de cause, vos Rapporteurs mettaient l'accent sur les conditions de fonctionnement à respecter plutôt que sur une structure juridique particulière.

Pour la préparation de la deuxième partie de l'étude qui leur a été confiée, vos Rapporteurs ont analysé les structures de différentes installations françaises.

Force est de constater une diversité très grande de formes juridiques, qui correspondent à des histoires, des partenariats et des contraintes de fonctionnement différentes.

Quelles observations peut-on faire sur les avantages et les inconvénients des différents types de statuts ?

4.4.1. La gestion déléguée

Le LURE (Laboratoire pour l'utilisation du rayonnement électromagnétique) est géré dans le cadre d'une gestion déléguée par le CEA et le CNRS qui définissent les grandes orientations de son activité dans le cadre du conseil d'administration, du conseil scientifique et des comités de programme du LURE. Le LURE n'a pas la personnalité juridique. Les personnels du LURE appartiennent soit au CNRS soit au CEA.

Le Laboratoire national Léon Brillouin donne l'exemple d'une répartition des rôles très précise entre les deux partenaires CNRS et CEA. Le CNRS a vocation à piloter les programmes mixtes CNRS - universités. Quant au CEA, outre ses propres programmes scientifiques, sa vocation est d'assurer le fonctionnement du réacteur Orphée et plus généralement des sources nationales de neutrons.

Le LCMI de Grenoble (Laboratoire des champs magnétiques intenses) donne un exemple d'administration déléguée plurinationale. Le laboratoire est en effet un laboratoire CNRS, à la vie duquel la société Max Planck de Stuttgart est étroitement associée. Non seulement les personnels y gardent leur statut d'origine, mais une double comptabilité française et allemande est tenue pour la gestion du laboratoire.

La solution d'une coopération étroite entre les grands organismes de recherche peut sembler la plus adaptée dans la mesure où elle assure une grande fluidité d'accès pour les chercheurs des deux institutions.

En outre, les très grands équipements sont des coopératives au service des laboratoires. Il convient en conséquence que les coopérateurs soient en liaison étroite avec ces derniers, pour avoir une capacité de réaction rapide. Tout organisme de gestion interdirait d'aller aussi vite.

4.4.2. Le GIE (Groupement d'intérêt économique)

Le Groupement d'intérêt économique (GIE) est une autre structure envisageable.

Le GANIL est un GIE, constitué à parité par la direction des sciences de la matière (DSM) du CEA et l'IN2P3 du CNRS. Ce GIE a été créé en 1976 pour une durée de 30 ans. Les personnels continuent d'être gérés par la DSM et l'IN2P3.

La direction du GANIL estime que ce statut présente l'avantage de permettre à la fois une rigueur budgétaire et une souplesse de gestion supérieures à celles d'une UMR.

A l'inverse, un inconvénient de ce statut est de ne pas se prêter facilement à une ouverture à des partenaires étrangers. En outre, l'application de la loi sur les 35 heures risque de compliquer sérieusement la situation si elle ne se faisait pas rapidement au CNRS, alors que le CEA l'a déjà faite.

4.4.3. Le GIP (Groupement d'intérêt public)

Créé par la loi d'orientation et de programmation pour la recherche et le développement technologique du 15 juillet 1982, le GIP (Groupement d'intérêt public) a explicitement pour but d'apporter un nouveau cadre juridique pour la recherche.

Le GIP est doté de la personnalité morale et de l'autonomie financière. Il est constitué entre des établissements publics ayant une activité de recherche et de développement technologique, entre l'un ou plusieurs d'entre eux et une ou plusieurs personnes morales de droit public ou de droit privé.

Les collectivités locales peuvent y être partie prenante, ce qui veut dire qu'un département ou une région peut participer à un GIP.

La création d'un GIP nécessite une convention constitutive qui détermine les membres, l'objet, le siège, la durée et les responsabilités des membres du GIP et qui est soumise à approbation gouvernementale. La présence d'un commissaire du gouvernement est requise dans l'organe dirigeant du GIP, qui en outre est soumis au contrôle de la Cour des Comptes 28.

Le GIP dispose d'une comptabilité publique s'il est constitué uniquement par des personnes morales de droit public. Dans le cas contraire, sa comptabilité est de droit privé.

Le GIP est la structure adoptée pour le réseau RENATER.

En tout état de cause, ce type de statut semble handicapé par les fortes contraintes qui pèsent sur sa création et son contrôle.

En l'occurrence, le GIP n'apparaît pas à certains commentateurs comme une forme juridique qui apporte des avantages déterminants par rapport aux établissements publics et aux procédés informels de collaboration ou bien encore aux solutions de droit privé qui s'offrent aux responsables de la gestion publique.

On pourrait imaginer qu'au terme d'une réflexion approfondie, une forme de GIP " allégé " soit créée par la loi, dans laquelle seraient corrigées les différentes lourdeurs et les autres inconvénients mis en évidence par l'expérience.

4.4.4. La société civile

La société civile est un statut juridique utilisé pour différents très grands équipements. C'est celle qui donne lieu à la controverse la plus sérieuse.

L'ILL (Institut Laue Langevin) est une société de droit civil français fondée en 1967 fonctionnant sur fonds publics. Les membres fondateurs sont l'Allemagne et la France, qui ont ensuite ouvert la société civile au Royaume-Uni. L'ILL comprend également 6 membres associés.

L'ESRF a été établi en 1988 par une convention internationale, sous la forme d'une société civile de droit français.

Le projet VIRGO sera à son démarrage en 2001 assorti de la création d'un consortium franco-italien sous la forme d'une société civile de droit italien.

A de nombreux égards, l'ESRF ou l'ILL ont démontré l'intérêt de la structure de la société civile.

La société civile permet l'autonomie de fonctionnement, la responsabilisation de la direction, la rapidité de réaction et l'ouverture à de nouveaux partenaires. L'autonomie de recrutement est également possible, ce qui permet des embauches rapides de personnels choisis intuitu personae en toute responsabilité, éventuellement sur des durées limitées correspondant aux besoins réels. Enfin, le cadre de la société civile semble bien adaptée au cas de TGE internationaux.

Quels sont les inconvénients d'une telle structure ? Ils semblent résider principalement dans le cadre d'activité imposé aux personnels.

Un TGE sous la forme juridique de la société civile comprend généralement des emplois propres permanents pour l'exploitation technique et la gestion administrative. Il comprend également des personnels sous contrat à durée déterminée et des personnels détachés. Ce sont pour ces catégories de personnel qu'il convient d'être attentif.

Les contrats à durée déterminée de 5 ans ne sont pas possibles dans le cadre d'une société civile. Ils le sont à l'ESRF ou à l'ILL parce qu'ils sont prévus dans l'accord intergouvernemental. Ils correspondent généralement à des postes de post-docs, qui espèrent capitaliser sur leur expérience acquise dans le TGE pour trouver ensuite un emploi permanent. Dès lors, toute la question est celle de la valorisation effective de leur expérience, et de l'aide qui peut leur être fournie pour trouver un emploi.

Les personnels détachés nécessitent également une gestion attentive.

L'exploitation optimale d'un TGE exige en effet une mobilisation extraordinaire des personnels, en terme de travail de nuit et de fin de semaine et une disponibilité au service des utilisateurs qui peut nuire à la poursuite de travaux de recherche personnels. C'est pourquoi le temps de séjour de personnels détachés dans un TGE par des organismes de recherche n'excède pas 5 à 6 années.

La contrepartie à ce détachement doit être que les organismes d'origine apportent le plus grand soin au retour de leurs chercheurs en leur sein.

Les observations faites sur le terrain par vos Rapporteurs montrent que ce n'est pas toujours le cas.

Les difficultés de reclassement ont pu contraindre des chercheurs détachés à prolonger leur séjour dans l'installation même ou à s'employer dans des laboratoires situés à proximité, au détriment d'une bonne continuité de carrière et d'une bonne diffusion des connaissances acquises.

La mise à disposition est par ailleurs présentée comme une solution préférable par certains observateurs, en ce qu'elle permet au personnel de conserver son statut et facilite donc les retours.

Il reste que la gestion du personnel par les organismes de recherche est la variable critique en la matière.

4.4.5. Une question qui mérite des études complémentaires

Les formes juridiques utilisées pour administrer les TGE sont variées et correspondent à des contextes et des contraintes différentes. La brève revue ci-dessus n'est d'ailleurs pas exhaustive.

Par ailleurs certains auteurs constatent que les collectivités locales recourent à d'autres formules de droit privé que celles évoquées ci-dessus, notamment en recourant à des associations et à des sociétés d'économie mixte locale. Si ces structures présentent des avantages en terme de souplesse de gestion, la Cour des comptes en critique la multiplication, en notant qu'il s'agit d'un démembrement de l'administration locale.

Une réflexion plus avancée sur la forme juridique optimale pour les TGE semble ainsi nécessaire.

Par ailleurs, sans minimiser l'importance de rigidités résultant du statut de la fonction publique, de nombreux responsables de TGE estiment qu'il existe dans ce cadre des solutions aux principaux problèmes de gestion qui se posent aux TGE.

L'uniformisation des statuts des personnels ne semble pas être un impératif pour aucune des structures existantes. La diversité ne semble pas mal vécue, car chacun des statuts comporte ses avantages et ses inconvénients.

En réalité, le problème le plus important, plutôt que celui de la forme juridique des TGE, semble bien être celui de la gestion des ressources humaines par les TGE eux-mêmes et par les grands organismes de recherche.

La mise à disposition et le détachement doivent en tout état de cause s'assortir de procédures efficaces pour la valorisation des temps de services dans ces installations ainsi que pour le retour dans l'organisme d'appartenance.

4.5. L'impératif d'un suivi continu et d'une évaluation permanente

Pour maximiser sa valeur ajoutée, la création d'un TGE doit nécessairement s'accompagner de la mise en place d'un suivi attentif non seulement de sa construction mais également de son activité, afin de permettre son évaluation permanente.

L'entrée en service d'un TGE, quelle que soit sa catégorie, nécessite une continuation du contrôle de gestion qui a surveillé le bon déroulement de la construction.

Mais la nécessité d'un contrôle de gestion financier ne résume évidemment pas l'obligation d'évaluation. Une évaluation scientifique permanente doit être conduite selon une batterie de critères dont certains sont d'ores et déjà utilisés mais qu'il convient sans aucun doute de systématiser.

Lors des auditions de responsables de TGE et lors les visites effectuées, vos Rapporteurs ont constaté avec satisfaction que le recensement des publications scientifiques issues de travaux conduits avec l'équipement considéré tend à se généraliser. Néanmoins, les titres de revues scientifiques retenues ne semblent pas arrêtés d'une manière coordonnée. On peut se demander d'ailleurs si d'autres indicateurs d'efficacité scientifique, par rapport aux objectifs de départ, ne pourraient pas être mis au point.

Par ailleurs, les TGE ayant une mission importante de formation, il est indispensable qu'un suivi du placement des anciens doctorants ou post docs présents sur l'installation soit disponible, selon des bases stables dans le temps et vérifiables.

Enfin, des statistiques systématiques devraient être mis en place pour jauger la compétitivité du TGE en valeur absolue et en valeur relative. A cet égard, le Central Laboratory for Research Councils (CRLC) procède à des audits réguliers de ses centres et fait lui-même l'objet d'évaluations périodiques dont les enseignements pourraient être utiles.

Un TGE n'ayant pas vocation à perdurer au delà de sa période de pleine compétitivité, il semble important, non pas de décider dès sa création de sa durée de vie, mais de prévoir le plus tôt possible un système d'aide à la décision pour prévoir et décider sa fermeture. En France, le CEA a su procéder à des réorganisations impliquant des fermetures d'installation notamment dans le domaine de la physique du noyau. Il convient sans nul doute de tirer des enseignements des procédures qu'il a mises au point en ces occasions.

Conclusion

Les investissements lourds de la recherche scientifique ont connu depuis le début des années 1990 une singulière contestation.

Alors qu'ils étaient vus auparavant comme des éléments clés de l'aventure de la science et comme des outils indispensables au progrès des connaissances, ces équipements lourds ne sont le plus souvent considérés aujourd'hui que sous l'angle de leurs coûts, dont la masse a été d'autant plus facilement jugée excessive qu'en parallèle, la mesure de leurs retombées n'a pas été faite avec rigueur.

Ce discrédit a été également renforcé par la confusion croissante entourant la notion de très grand équipement.

La nomenclature actuelle des très grands équipements utilisée par la direction de la recherche du ministère de la recherche place en effet dans une seule et même catégorie des outils qui n'ont absolument pas la même fonction et pas la même finalité.

C'est pourquoi il est urgent de faire la distinction que proposent vos Rapporteurs, entre les TGE de percée thématique, les TGE d'infrastructure et les TGE de grands programmes au service direct de la société.

Si l'on fait cette distinction, alors l'analyse du passé et la conception de l'avenir se trouvent facilités dans le domaine des investissements lourds que nécessite la recherche scientifique de notre temps.

L'analyse du passé montre que la France ne connaît pas un penchant particulier pour les TGE. Ses efforts dans ce domaine sont identiques sinon inférieurs à ceux des autres pays.

Par ailleurs, la croissance des dépenses s'explique essentiellement par l'implication croissante de la recherche dans des grands programmes, qui, dépassant de très loin le seul objet de la science et répondant à des objectifs stratégiques ou à des préoccupations de société, doivent bénéficier du soutien budgétaire d'autres ministères que celui chargé de la recherche.

En réalité, l'on ne saurait se dissimuler que la science moderne connaît une évolution irréversible et générale à toutes les disciplines vers la mise en _uvre de moyens toujours plus performants et toujours plus complexes.

Il convient dans ces conditions d'apporter un grand soin à la maximisation des effets d'entraînement des TGE.

A cet égard, l'on a insisté ces derniers mois sur une plus grande implication de l'Union européenne dans le financement de ces outils. Cette implication est indispensable pour réduire la charge globale des TGE pour l'Europe et pour mettre en synergie des compétences nationales souvent très élevées où la France occupe souvent le premier rang.

Mais l'on ne saurait oublier le fait que l'internationalisation des TGE est déjà réalisée, la communauté scientifique ayant d'ores et déjà mis en place tous les moyens de coopération nécessaires.

L'on ne saurait oublier non plus que l'Union européenne accorde déjà un soutien qui est loin d'être négligeable aux TGE, en favorisant l'accès de tous les chercheurs européens à ces outils et en soutenant la construction des réseaux à haut débit et les recherches sur la fusion contrôlée.

Des possibilités existent néanmoins d'accentuer l'aide de l'Union européenne.

Vos Rapporteurs ont fait des propositions dans ce sens au Commissaire européen de la recherche.

Mais, en définitive, la France ne peut s'en remettre aux aides européennes ou aux initiatives des autres pays membres pour le développement des TGE mais doit au contraire continuer à consentir des efforts importants dans ce domaine

En contrepartie, il existe des possibilités d'accroître la rentabilité des investissements engagés.

Ces conditions sont d'abord techniques. Il apparaît urgent et indispensable de développer les moyens de valorisation des observations et des mesures réalisées avec les TGE. Un effort tout particulier doit être effectué pour les réseaux à hauts débits, les supercalculateurs et les banques de données de toute nature.

Mais il est essentiel également d'améliorer les conditions d'organisation des TGE.

Les conditions de gestion doivent être assouplies et rendues plus réactives. La gestion des ressources humaines doit être également plus performante, avec une gestion des carrières plus respectueuse des impératifs des chercheurs et plus motivante.

En réalité, l'on rencontre avec la question des TGE, des enjeux qui concernent l'ensemble de la recherche française : l'accroissement des efforts financiers, l'amélioration des mécanismes de décision et l'approfondissement de la volonté politique de replacer la recherche scientifique au premier rang des priorités de notre pays.

1 Source : LURE (Laboratoire pour l'utilisation du rayonnement électromagnétique).

2 La brillance caractérise l'intensité du faisceau, sa focalisation ainsi que sa cohérence en longueur d'onde et s'exprime en photons / s / mm2 / mrad2 / 0,1% __/_.

3 Rapport annuel du Conseil des grands équipements scientifiques à M. le ministre de l'éducation nationale, de l'enseignement supérieur et de la recherche et à M. le secrétaire d'Etat à la recherche, mars 1996.

4 Rapport du Conseil des grands équipements, op.cit.

5 Vivitron : accélérateur électrostatique situé à Strasbourg

6 Audition de Mme Geneviève BERGER, directrice de la technologie au ministère de la recherche, 17 mai 2000.

7 Note de M. Vincent COURTILLOT, directeur de la recherche à l'attention des Rapporteurs, 19 juin 2000.

8 Rapport sur les grands équipements scientifiques, n°2000-M-024-01 (IGF) et n° 00-0034 (IGAENR), juin 2000.

9 Henri GUILLAUME, Guillaume DUREAU, Pierre HANOTAUX, Michel HEON, Nicole LEBEL, Pierre BLANC, André ROT, avec la collaboration de Philippe BASSINET.

10 Alain PAVÉ, Claudine LAURENT, Les Très Grands Equipements scientifiques : vers une évolution des concepts et des moyens, Rapport d'étape, rédacteurs : Alain PAVE, Claudine LAURENT, octobre 2000.

11 G. GONCALVES, Université Paris Panthéon-Sorbonne, 1995.

12 Report of the Basic Energy Sciences Advisory Panel on DOE Synchrotron Radiation Sources and Science, Pr. R. Birgeneau, novembre 1997.

13 SSRL : Stanford Synchrotron Radiation Laboratory.

14 NSLS : National Synchrotron Light Source.

15 Les Echos, 24 octobre 2000.

16 Les Echos, 24 octobre 2000.

17 AFP, 7 novembre 2000.

18 Christian CUVILLIEZ et René TRÉGOUËT, rapport sur les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron, Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, tome I, Assemblée nationale n° 2258, Sénat n° 273, mars 2000.

19 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000.

20 Audition du 17 mai 2000 ; compte rendu dans le volume 2 du présent rapport.

21 Recherche et innovation : la France dans la compétition mondiale, Rapport du groupe présidé par Bernard MAJOIE, Commissariat général du Plan, La Documentation française.

22 L'exécution des lois de finances pour l'année 1999, Rapport de la Cour des Comptes, juin 2000.

23 L'évaluation, la marque d'une stratégie, rapport d'activité au Président de la République, avril 2000.

24 R-M BONNET, Directeur des programmes scientifiques de l'ESA, audition du 8 novembre 2000.

25 " premiers " budgets spatiaux

26 R-M BONNET, op. cit.

27 Le paragraphe précédent traitait de l'importance du rôle d'un directeur de TGE.

28 O. GOHIN, Institutions administratives, LGDJ, 1998.

TROISIÈME PARTIE - LA NÉCESSITÉ D'AMÉLIORER LES DÉCISIONS SUR LES TGE ET DE PROGRAMMER À LONG TERME LE FINANCEMENT DE LA RECHERCHE

Introduction

Ainsi que l'ont montré les auditions et les visites réalisées par vos Rapporteurs, les TGE actuellement en service sont à l'évidence nombreux et mobilisent des ressources financières importantes.

Vos Rapporteurs ont également constaté qu'il existe un foisonnement de projets de nouveaux TGE, tels qu'ils ont pu être formulés librement par les chercheurs auditionnés.

Loin d'être inquiétant, ce foisonnement de projets, dont certains viendraient renouveler les équipements existants arrivés en fin de vie mais dont d'autres pourraient, une fois validés, s'ajouter aux installations actuelles, démontre la créativité et l'ambition des chercheurs français mais pose aussi la question des choix à effectuer et celle de leur financement à long terme.

Pour les deux dimensions du problème, à savoir la prise de décision et le financement, la classification élaborée au chapitre précédent facilite considérablement l'analyse et c'est évidemment son objet.

L'identification des finalités des TGE apporte des indications précieuses sur les circuits de décision et les procédures à suivre, ainsi que sur la logique à adopter pour les financements.

Pour autant, les besoins de financement des TGE sont loin de résumer la totalité des besoins financiers de la recherche de notre pays.

S'agissant des équipements matériels, il faut en effet prendre en compte les équipements lourds et les équipements mi-lourds des laboratoires, dont l'importance ne peut être sous-estimée, même si la mutualisation des instruments dans de grands centres à la pointe de la technologie comme les TGE est une des caractéristiques fondamentales de la science moderne.

Par ailleurs, la question des effectifs de la recherche se pose aujourd'hui avec une acuité qui ne fera qu'augmenter dans les dix prochaines années, compte tenu des pyramides des âges des organismes de recherche et de la recherche universitaire.

Une question centrale doit être posée à cet égard.

Cette accumulation de défis se produit-elle à un moment où la France serait à l'extrême limite des efforts qu'elle peut fournir et où elle devancerait les autres pays de niveau comparable dans ses efforts de recherche ?

La réponse à cette question suppose évidemment que soit pris en compte le rôle de la science dans le développement économique et plus généralement la réponse qu'elle apporte aux nombreuses questions que se pose la société.

Enfin, il convient d'examiner quels sont les moyens utilisables au plan financier et en particulier budgétaire pour engager un effort supplémentaire de plusieurs années et notamment de tirer les enseignements de précédentes expériences de programmation de la recherche.

I - DES PROCESSUS DE DÉCISION SUR LES TRÈS GRANDS ÉQUIPEMENTS À FAIRE ÉVOLUER VERS UNE PLUS GRANDE OUVERTURE ET UNE PLUS GRANDE RESPONSABILISATION

Lors des auditions qu'ils ont réalisées, vos Rapporteurs ont cherché à déterminer la nature du traitement budgétaire des très grands équipements.

Il a également été procédé à un historique rapide du rôle et des travaux du Conseil des très grands équipements durant sa période de fonctionnement, c'est-à-dire entre 1988 et 1996.

Il a paru par ailleurs intéressant d'examiner, à titre d'information, les processus de décision relatifs au projet SOLEIL de synchrotron de 3ème génération.

Une analyse a par ailleurs été faite des processus de décision que compte employer à l'avenir la direction de la recherche, et dont les éléments commencent à se mettre en place.

Enfin, vos Rapporteurs se sont attachés à indiquer quelles fonctionnalités doivent être remplies par tout système de décision sur les TGE ou les impliquant.

1. Les lacunes actuelles du traitement budgétaire des TGE et de l'information du Parlement sur ce sujet

L'approche budgétaire des TGE souffre de lacunes évidentes, de même d'ailleurs que l'information du Parlement sur cette importante question.

1.1. L'approche budgétaire des TGE

Vos Rapporteurs se sont interrogés sur l'approche budgétaire de la notion de très grands équipements, compte tenu de l'importance de ces outils de recherche et de leur poids souvent souligné sur le budget civil de recherche et développement.

Une audition de la Direction du Budget du ministère de l'économie, des finances, et de l'industrie a donc été organisée le 17 mai 2000 afin d'obtenir des informations sur le traitement budgétaire de cette catégorie de dépenses.

Des renseignements communiqués à vos Rapporteurs et à leur groupe de travail, il appert qu'il n'existe pas de définition budgétaire des très grands équipements et qu'il n'existe pas de traitement spécifique des très grands équipements dans le cadre de la procédure budgétaire.

Par ailleurs, il n'existe pas non plus de processus budgétaire spécifique concernant les très grands équipements.

Enfin, il n'existe pas non plus de procédure de décision interministérielle formalisée relative aux TGE.

En tout état de cause, la procédure budgétaire appliquée au Budget civil de la recherche et développement (BCRD) est globale.

La dotation de l'Etat aux différents organismes de recherche publics est globalisée. De surcroît, à la diversité des statuts juridiques de ces derniers répond une variété de canaux budgétaires.

Au reste, la Direction du budget a estimé qu'une définition des très grands équipements est nécessaire, du fait de l'importance des enjeux et parce qu'il faut un processus de décision fiable et efficace. Ce dernier devrait intégrer les différentes facettes à prendre en compte, à savoir les choix de TGE concurrents, les plans de financement et la recherche de coopérations internationales.

Un seuil financier aurait une pertinence, à condition de ne pas considérer le seul coût de l'investissement mais au contraire de faire référence au coût complet comprenant non seulement les dépenses d'investissement mais aussi les coûts de fonctionnement.

En définitive, les crédits correspondants aux TGE sont inclus dans la dotation globalisée aux organismes de recherche. Ceux-ci appliquent des processus budgétaires internes pour l'allocation aux TGE.

Ce n'est que grâce aux données collectées par la direction de la recherche du ministère de la recherche que s'effectue une consolidation extra-budgétaire et ex post relative aux TGE.

Au demeurant, selon l'appréciation de la Direction du Budget, le poids des dépenses relatives au TGE en France est cohérent avec ce qu'il est dans d'autres pays.

1.2. L'insuffisance des documents de base fournis au Parlement

L'information active sur les TGE donnée au Parlement lors de la discussion du projet de loi de finances est présenté dans le rapport sur l'état de la recherche et du développement technologique prévu par la loi n° 82-610 du 15 juillet 1982.

Une page est généralement consacrée à ce sujet (voir exemple ci-après).

Figure 1 : Fac simile de la page du " Jaune " budgétaire consacré aux TGE [rapport sur l'état de la recherche et du développement technologique annexé au projet de loi de finances pour 2001 (article 4 de la loi n° 82-610 du 15 juillet 1982)]

Au demeurant, les informations données sont plus qualitatives que quantitatives, et ne permettent pas d'avoir une idée du montant consolidé des dépenses, incluant les frais de personnel, de fonctionnement et d'investissement.

Par ailleurs, le fascicule budgétaire sur la recherche, souvent décrit comme le " Bleu " budgétaire présente les autorisations de programme des organismes de recherche. Mais l'affectation des autorisations de programme des organismes de recherche n'est pas détaillée, ce qui rend impossible le suivi d'un TGE particulier.

En conséquence, les Rapporteurs spéciaux des commissions des finances et les Rapporteurs pour avis des autres commissions de l'Assemblée nationale et du Sénat, adressent des questions à la Direction du Budget parmi un nombre important d'autres sujets et reçoivent les informations demandées, qu'ils incorporent ou non à leur rapport.

Les impératifs de l'actualité budgétaire et les choix des Rapporteurs font que les TGE ne sont pas toujours analysés avec le même degré de détail, ce qui peut compliquer une démarche de suivi régulier.

Telles sont les limites de l'information donnée à la représentation nationale sur les très grands équipements.

L'insuffisance de cette information empêche bien entendu tout avis ex ante sur les choix à effectuer.

La responsabilité du Parlement n'est évidemment pas de choisir entre tel ou tel projet de TGE ou de décider d'un lancement de TGE.

Mais le fait de le consulter apporterait sans aucun doute un éclairage complémentaire intéressant.

L'insuffisance de l'information communiquée spontanément complique par ailleurs le contrôle ex post sur la pertinence des choix opérés.

Au vrai, une instance rattachée au ministère de la recherche, le Conseil des grands équipements, a, de 1988 à 1996, été chargé de conseiller le ministère chargé de la recherche, et ce faisant, contribuait à la transparence et à la connaissance des projets de TGE.

L'importance de son rôle à cet égard puis sa suppression invitent à examiner son fonctionnement.

2. Le rôle important mais périlleux de l'ancien Conseil des grands équipements

L'idée que les très grands équipements scientifiques nécessitent un suivi particulier et que les décisions les concernant nécessitent un examen particulier remonte au début des années 1980.

Un groupe présidé par Jean TEILLAC s'est réuni en 1981 et 1982, avant de se dissoudre en 1983. Néanmoins, la nécessité réapparaît rapidement d'une réflexion spécifique sur ces investissements d'une nature particulière, en raison de leur ampleur et de leur horizon de temps à plusieurs années.

En réalité, la procédure de création du Conseil des très grands équipements est lancée par le ministre délégué chargé de la recherche et de l'enseignement supérieur, M. Jacques VALADE, le 7 avril 1988.

Selon les termes de la lettre adressée par le ministre au Professeur Claude FREJACQUES, pour lui en confier la présidence et l'appeler à lui faire des propositions sur sa composition, la mission du futur " Conseil des grands équipements " est " d'examiner les projets relatifs aux grands équipements souhaités par la communauté scientifique tant en ce qui concerne leur intérêt et leur cohérence à l'égard d'autres projets nationaux ou internationaux. Il devra également confirmer les évaluations financières et déterminer le rapport coût/intérêt scientifique des différentes propositions ".

Suite au changement de majorité parlementaire, c'est M. Hubert CURIEN, ministre de la recherche et de la technologie, qui crée un " Conseil des très grands équipements ", par arrêté du 25 juin 1988.

2.1. Historique du Conseil

Le Conseil des très grands équipements, selon son arrêté de création, a pour mission de " donner un avis sur les nouveaux projets dans le domaine des très grands équipements scientifiques dont le coût et l'importance nécessitent une coordination et une programmation pluriannuelle du financement ".

Le Conseil " apprécie leur degré de maturation et leur pertinence à l'égard des autres projets développés au plan international. Il étudie les propositions de financement relatives à ces projets, en vue de leur inscription au budget des organismes de recherche ou administrations concernées, au titre du BCRD ".

En outre, " le Conseil fait toute proposition tendant à la mise en _uvre d'une planification des très grands équipements scientifiques dans le cadre de l'effort national de recherche. Il effectue régulièrement un examen de la compétitivité des équipements existants et de leur utilisation en prenant en compte l'environnement international et les perspectives de valorisation ".

Le Conseil comprend 11 membres, dont son Président, choisis pour leur compétence dans les domaines ou les disciplines dont le développement est lié à l'utilisation des TGE.

Le Conseil connaît un premier renouvellement de ses membres en 1991, puis en 1994. Le mandat des membres et du Président nommés en 1994 est prorogé jusqu'au 30 juin 1996.

Le Conseil, dont le secrétariat est assuré par la direction générale de la recherche et de la technologie, a établi un rapport annuel remis au ministre, de 1989 à 1996.

2.2. Une mission utile mais impossible

Souvent décriée, l'action du Conseil des très grands équipements appelle un examen impartial, dont il ressort qu'il a joué un rôle d'une utilité manifeste.

2.2.1. L'intérêt de ses méthodes et de son rôle

Le Conseil a, de par sa mission, efficacement éclairé les instances de décision gouvernementales sur les TGE à raison du rôle structurant de ces derniers, grâce à la mise en perspective intégrée sur le long terme de l'ensemble des TGE.

Mais le Conseil ne s'est pas contenté de ce rôle de conseil et a joué un rôle de filtre actif ou passif vis-à-vis des projets de TGE 1. En tant que filtre actif, le Conseil a contribué à la révélation des besoins en rayonnement synchrotron 2. En tant que filtre passif, le Conseil s'est contenté de prendre note des décisions intervenues dans le spatial, compte tenu de la structuration très en avance de ce secteur, mais a pu requérir des études complémentaires pour d'autres projets non encore arrivés à maturité.

Au demeurant, le Conseil a assumé la lourde charge de recueillir sur le long terme des données chiffrées selon des méthodes stables, en dépit de difficultés techniques considérables tenant à la variabilité des présentations budgétaires ou comptables.

2.2.2. Les limites de la structure

Les limites des résultats obtenus par le Conseil tiennent essentiellement à l'insuffisance de ses moyens, à la définition restrictive de son rôle et à la place floue qu'il a occupée dans le processus d'élaboration des décisions.

Le rapport du Conseil était adressé en direct à près de 180 grands responsables, qui eux-mêmes pouvaient le diffuser, de telle sorte que la plupart des responsables de laboratoires pouvaient en prendre connaissance.

Le rapport n'était toutefois pas imprimé à destination du public.

Le rattachement direct du Conseil au ministre de la recherche a par ailleurs représenté une limite évidente à son activité, ainsi qu'une contrainte difficile à gérer.

C'est ainsi qu'à la suite d'un désaccord du Conseil avec des membres du cabinet, le logo du secrétariat d'Etat a été retiré au document imprimé en 1996. Autre difficulté rencontrée par le Conseil, c'est de devoir aider, à différentes reprises, à la mise en _uvre de réduction de crédits de TGE, ce qui excédait largement ses attributions.

Par ailleurs, l'absence de moyens propres l'a rendu tributaire d'un ministère qui a souvent eu des difficultés à en définir le mode d'emploi.

L'étude des rapports successifs qu'il a établis montre que le Conseil des grands équipements a sans aucun doute effectué un travail utile pour instruire et programmer les projets de TGE.

Son travail a contribué à ce que la politique des TGE soit une réussite, du fait des succès scientifiques et techniques obtenus et des coopérations internationales nouées, dans le respect de contraintes budgétaires fortes.

C'est pourquoi il apparaît fondé de dire que le Conseil a sans aucun doute contribué positivement à la politique de recherche française, dans la limite du rôle qui lui a été confié et des moyens qui lui ont été données.

Malgré l'utilité de son travail, le Conseil a été mis en sommeil en 1996.

3. Le schéma de décision adopté par la direction de la recherche pour les TGE

Après cette mise en sommeil en 1996 et finalement la suppression du Conseil des grands équipements, quelle est la procédure qui a été utilisée pour les très grands équipements ?

Il est difficile d'établir sur le début de la période suivante un schéma de décision. On peut toutefois examiner le cas du projet de synchrotron SOLEIL qui traverse toute la période allant de 1989 à 2000 et qui constitue un test en vraie grandeur des anciennes procédures et des prémisses du système actuel.

Au delà de cet exemple, il convient surtout d'examiner les premiers pas et les projets des nouveaux processus de décision adoptés par la direction de la recherche.

3.1. Rappel : l'instruction du dossier SOLEIL et la décision sur le projet

Un retour sur les mécanismes administratifs et politiques relatifs aux avatars du projet SOLEIL doit être fait pour déterminer si la collectivité a bénéficié d'un processus de décision optimal.

Le calendrier des travaux scientifiques et administratifs est indiqué dans le tableau suivant.

Tableau 1 : Chronologie du projet SOLEIL - Avis et Décisions des différentes instances compétentes

1989

rapport annuel

- rapport du Conseil des grands équipements : " la communauté scientifique des utilisateurs devrait mener une réflexion approfondie sur ses besoins lorsque l'ESRF [alors en construction] fonctionnera de manière régulière et avec son niveau d'équipement définitif "

1990

rapport annuel

- rapport du Conseil des grands équipements : " le Conseil a pris bonne note qu'un Comité de prospective est en cours de constitution pour examiner la pertinence du maintien d'une source nationale de rayons X et les mesures à prendre en conséquence "

1992

rapport annuel

- rapport du Conseil des grands équipements : " l'amplification des recherches utilisant le rayonnement synchrotron [se produit] à un rythme tel qu'il faut prévoir un doublement des projets et d'utilisateurs environ tous les 5 ans alors que les possibilités expérimentales du LURE seront dépassées avant la fin du siècle et qu'une part importante de la communauté français ne sera pas servie par l'ESRF "

1993

rapport annuel

- rapport du Conseil des grands équipements : " L'intérêt pour la communauté scientifique française d'avoir accès à une machine comme SOLEIL ne semble guère faire de doute. Le problème très difficile est celui du financement. Le Conseil attend donc des organismes concernés des propositions précises explorant toutes les possibilités ".

1994

rapport annuel

- rapport annuel du Conseil des grands équipements : " Le Conseil confirme l'intérêt scientifique du projet examiné par le précédent Conseil et en conséquence recommande la création d'un comité de pilotage ".

19 octobre

- diagnostic de Pierre AIGRAIN, Président du Conseil des grands équipements, adressé en son nom propre au ministre de la recherche : " il m'apparaît que la décision de construire SOLEIL devra intervenir un jour mais que ce jour, sauf résultats défavorables de l'audit technique de l'injecteur [du Lure] se situe dans la fourchette de deux à cinq ans ".

26 octobre

- demande par le ministre de la recherche d'une étude plus poussée de la durée de vie des installations actuelles

1995

rapport annuel

- rapport du Conseil des grands équipements : " le Conseil confirme l'intérêt scientifique du projet. Le dossier technique d'avant projet sommaire apparaît suffisamment avancé aujourd'hui pour pouvoir lancer un avant projet détaillé "

1996

20 février

- demande adressée par le secrétaire d'Etat à la recherche au CEA et au CNRS de faire procéder à l'étude détaillée du projet SOLEIL

Tableau 2 : Chronologie du projet SOLEIL - Avis et Décisions des différentes instances compétentes (suite et fin)

1996

mars

- avis favorable du Conseil des très grands équipements au lancement de SOLEIL : " Le Conseil approuve sans réserve le plan présenté conjointement par le CNRS et le CEA "

2 mai

- signature par le CEA et le CNRS d'une convention de 3 ans en vue de la réalisation de l'Avant Projet Détaillé de SOLEIL

30 juin

- non-renouvellement et mise en sommeil du Conseil des grands équipements

1997

3 mars

- rapport favorable du comité stratégique formé par le Secrétaire d'Etat à la recherche pour préciser divers points relatifs au projet SOLEIL.

30 mai

- Note du Secrétaire d'Etat à la recherche au Directeur général de la recherche et de la technologie - objet : procédure de lancement du projet SOLEIL : " en avril dernier, le dossier a été transmis au Premier ministre avec avis favorable du Secrétariat d'Etat à la Recherche quant à la faisabilité du projet et ses conditions de financement. La décision prise n'a pu être rendue publique sur-le-champ, du fait de la campagne électorale qui débutait. Celle-ci s'achevant aujourd'hui, je puis vous confirmer officiellement la décision du Premier Ministre, qui vaut accord de principe pour la construction du synchrotron SOLEIL pour un coût total n'excédant pas 1,350 milliard de francs HT, avec une participation de moitié des collectivités locales. Après cette première étape, il convient désormais d'instruire le dossier de la sélection du site. "

novembre

- remise au ministre chargé de la recherche d'un dossier justifiant l'APD et en donnant les grandes lignes

1998

mars

- rapport du Conseil supérieur de la recherche et de la technologie (CIRST) : " parmi les TGE scientifiques, le projet SOLEIL doit être considéré, dans l'état actuel du dossier, comme hautement prioritaire "

1999

juin

- remise de l'avant projet détaillé de SOLEIL

- 2 août

- annonce par le ministre de l'éducation nationale, de la recherche et de la technologie, de l'abandon du projet SOLEIL, au profit d'une participation dans le projet d'origine britannique DIAMOND

17 novembre

- saisine du Bureau de l'Assemblée nationale par le groupe communiste en vue de faire réaliser par l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques une étude sur les conditions techniques d'implantation du projet SOLEIL

2000

15 mars

- rapport de MM. Christian CUVILLIEZ, Député de Seine-Maritime et de M. René TREGOUET, Sénateur du Rhône, au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques indiquant que " il est indispensable de décider clairement et sans délai la construction d'un synchrotron national "

3 avril

- annonce de la réouverture du dossier SOLEIL par le ministre de la recherche

11 septembre

- décision de construction d'un synchrotron de 3ème génération en France, sur le plateau de Saclay (Essonne).

Ainsi donc, il se sera écoulé 11 ans entre la détection d'un besoin potentiel de la recherche française et la décision de construire le synchrotron de 3ème génération SOLEIL.

La période d'émergence puis de mise au point du projet SOLEIL s'étend de 1989 à mai 1997. Cette période est entrecoupée par le changement de majorité parlementaire de 1993.

Mais le projet continue sa définition et un avant-projet détaillé (APD) est mis au point 3.

Le processus aboutit à une décision positive de construction le 30 mai 1997.

Suite au changement de majorité parlementaire, s'étend ensuite une période de non-décision, de juin 1997 à juillet 1999.

Le 2 août 1999, l'abandon du projet est annoncé, sur la base de rapports et d'avis non intégralement rendus publics et sans qu'un processus de réévaluation de l'APD n'ait été conduit.

Une période de lutte contre la décision ministérielle débute alors.

Les critiques de la communauté scientifique contre cette décision apparaissent suffisamment fondées au groupe communiste de l'Assemblée nationale pour qu'il saisisse le Bureau de cette Assemblée afin qu'une étude soit réalisée par l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques.

Le rapport correspondant est réalisé entre le 15 décembre 1999, date de l'adoption de l'étude de faisabilité par l'Office et le 15 mars, date de publication de l'étude qui conclut à la nécessité de construire sans délai un synchrotron national.

Nommé ministre de la recherche le 27 mars 2000, le nouveau ministre de la recherche, M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG annonce la réouverture du dossier synchrotron, le 5 mai suivant.

Le 11 septembre 2000, le ministre annonce la construction de SOLEIL sur le plateau de Saclay, avec une participation décisive de la région Ile-de-France et du département de l'Essonne.

3.2. Le nouveau schéma de décision tel qu'explicité par la direction de la recherche

Le Conseil des très grands équipements avait achevé son travail sur le projet SOLEIL lorsque la décision positive de le construire a été prise le 30 mai 1997.

Le changement de majorité parlementaire se produit donc alors que le projet dispose d'un dossier achevé et d'une décision positive de lancement.

L'approche de la question des TGE adoptée par le nouveau ministre chargé de la recherche est différente. Il s'agit de privilégier le soutien aux laboratoires et aux équipes de jeunes chercheurs, le financement des TGE apparaissant comme antinomique des mesures visant cet objectif.

Depuis lors, la doctrine de la direction de la recherche s'applique à intégrer les TGE aux mécanismes de décision généraux de la recherche.

Dans une communication écrite faite aux Rapporteurs le 19 juin 2000 après son audition du 17 mai 2000, le Directeur de la recherche a indiqué le schéma retenu à cette date. L'encadré suivant indique l'architecture du système.

" Une fois le sujet [...] des TGE resitué dans une véritable politique scientifique, la procédure importe. Celle que nous avons retenue part de l'expression des priorités scientifiques par le CIRST [Conseil interministériel de la recherche scientifique et technologique]. Quand un besoin de grand équipement se présente alors dans ce cadre et qu'il correspond bien aux priorités définies par le CIRST, il convient d'en estimer le coût complet et d'en envisager la réalisation avec des partenaires européens. Le concept, ravivé par le gouvernement français au moment de prendre la présidence de l'UE et par le commissaire Busquin, de la `géométrie variable' (ou `coopération renforcée') est pour cela un outil privilégié.

" Dans la mesure où il est dangereux d'isoler le problème des TGE de leur cadre scientifique, il n'y a pas lieu que la procédure qui permet de les traiter soit isolée du reste. Elle doit impliquer les organismes de recherche et leurs conseils (notamment CNRS, CEA, CNES) et les comités de coordination qui se mettent en place au ministère de la recherche depuis 1998 et pourraient être à ce titre étoffés et complétés (Sciences du Vivant, Sciences de la Planète et Environnement, Matériaux, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication, Sciences humaines et sociales). Responsables d'organismes concernés et chercheurs éminents nommés intuitu personae s'y retrouvent.

" Du point de vue financier, un TGE est un investissement pluriannuel, qui doit en général être réalisé par redéploiement ou dans le cadre d'une augmentation raisonnable du budget (c'est le principe d'une enveloppe globale en équilibre, où les projets en voie d'achèvement laissent la place à des projets nouveaux). Le problème se règle alors au niveau interministériel classique (ce sera le cas pour la seconde machine de rayonnement synchrotron de 3ème génération à implanter sur le territoire français). "

Pour la direction de la recherche, la question des TGE ne saurait donc être traitée indépendamment de la politique scientifique générale.

Le c_ur de la décision dans le domaine des orientations de la recherche appartient au Comité interministériel de la recherche scientifique et technologique (CIRST).

On trouvera ci-après un schéma des instances intervenant dans les décisions fondamentales de la recherche et donc en particulier sur les TGE.

Figure 2 : Organigramme simplifié des instances participant aux décisions en matière de politique de la recherche

Président de la République

Premier ministre

Comité de coordination des sciences de la planète et de l'environnement

Comité consultatif du développement technologique

Le Comité interministériel de la recherche scientifique et technologique, qui s'est réuni à deux reprises, le 15 juillet 1998 et le 1er juin 1999, pour fixer les grandes orientations de la recherche, voit ses réunions préparées par un rapport biennal de l'Académie des sciences, par le Conseil national de la science, et par le comité stratégique pour l'enseignement supérieur et la recherche.

La procédure qui permet de traiter des TGE implique les organismes de recherche et leurs conseils (notamment CNRS, CEA, CNES).

Cette procédure implique également les comités de coordination où se retrouvent responsables d'organismes concernés et chercheurs nommés intuitu personae.

Selon la direction de la recherche, le problème des TGE doit se régler au niveau interministériel classique, du point de vue financier.

Tel est le processus de décision que la direction de la recherche entend utiliser pour les très grands équipements fondamentalement intégrés à l'ensemble des décisions à prendre pour la recherche.

4. Les interrogations sur le système de décision prévu pour les TGE

L'intégration des TGE au processus de décision général de la recherche se produit à un moment où le ministère renforce ses structures afin de progresser dans sa capacité d'impulsion de la science française.

Le système décrit représente un vaste chantier qui n'a pas encore subi, à de multiples égards, l'épreuve des faits.

Différents écueils semblent à éviter.

4.1. La recentralisation et la multiplication des instances de conseil

Le renforcement des capacités d'analyse et de proposition du ministère va sans aucun doute dans le sens d'une efficacité accrue de l'action publique.

La question qui est toutefois posée est bien évidemment d'éviter qui ne se produise une " recentralisation ", c'est-à-dire la remontée au niveau du ministère de questions qui devraient être traitées directement par les organismes de recherche eux-mêmes.

Un doublonnement et une compétition inutile pourraient en effet surgir entre les directions de programme de la direction de la recherche et les directions de département du CNRS et du CEA.

Par ailleurs, on peut se demander si certaines des instances existantes n'auraient pas pu jouer les rôles de conseil, de consultation, voire de coordination confiés aux comités de coordination.

La création par voie réglementaire d'instances consultatives nouvelles est une tendance des années récentes. Le Conseil national de la science a été créé en 1998, le Conseil national pour un nouveau développement des sciences humaines et sociales en 1999.

Ces nouvelles structures sont venues s'ajouter au Conseil supérieur de la recherche et de la technologie, créé par la loi d'orientation et de programmation de la recherche et du développement technologique de la France, en date du 15 juillet 1982.

Mais la démultiplication des instances de conseil ne doit pas constituer un objectif en soi.

4.2. La consultation démocratique et la transparence

On peut se demander si la procédure prévue pour les TGE, telle qu'elle a été présentée à vos Rapporteurs, offre les garanties de consultation, de transparence et d'appel indispensables que la communauté scientifique est en droit d'attendre.

En effet, il est prévu que l'instruction d'un projet de TGE et en particulier le calcul indispensable de son coût complet ne seront réalisés que dans la mesure où " il correspond bien aux priorités définies par le CIRST ".

La notion de correspondance aux priorités nécessite à l'évidence une explicitation et la définition de critères précis, une entreprise au demeurant malaisée, du fait de la complexité des liens entre disciplines et de l'existence de technologies d'utilité transversale.

Dans ce schéma, on remarque à l'évidence l'importance critique des instances qui posent le diagnostic d'adéquation du projet aux priorités définies par le CIRST.

Au vrai, la procédure doit impliquer " les organismes de recherche et leurs conseils et les comités de coordination qui se mettent en place au ministère chargé de la recherche depuis 1998 ".

On peut s'interroger à cet égard sur ce que recouvre le terme " coordination " et quels sont les pouvoirs dévolus aux comités correspondants.

Par ailleurs, la question de la nomination des membres des comités de coordination doit être résolue dans la transparence en précisant quelle est l'instance de nomination et la procédure suivie, ainsi que les critères de représentativité utilisés.

Enfin, il convient de prévoir une instance d'appel ou une procédure de recours, voire une possibilité de deuxième présentation d'un dossier de TGE en cas d'avis négatif donné par l'assemblée visée, de manière à éviter un enlisement sans justification d'un projet intéressant.

5. Les voies d'une amélioration

5.1. La cohérence en terme d'aménagement du territoire

L'implication des régions dans le financement des investissements de recherche a connu un spectaculaire développement avec le projet de synchrotron SOLEIL. Leur intervention n'est toutefois pas nouvelle.

Il s'agit là d'une question clé pour l'avenir. Une réelle prise de conscience existe dans les populations de l'effet d'entraînement considérable exercé par les universités et les centres de recherche, et en particulier par les très grands équipements. Il est très vraisemblable que l'action offensive des régions en la matière s'accélérera dans les années à venir.

Plusieurs conditions sont à réunir pour tirer le meilleur parti possible de ces efforts accrus des régions.

La première condition a trait à la reconnaissance du rôle des investissements de recherche comme facteur décisif d'aménagement du territoire.

La deuxième condition est relative à la coordination nationale des efforts, de façon que les inégalités ne se creusent pas entre régions.

La troisième condition a trait à la transparence et au contrôle démocratique des choix effectués.

La quatrième condition a trait à l'extension du rôle des régions, de façon qu'elles puissent non seulement participer aux investissements, comme c'est le cas actuellement, mais qu'elles puissent également participer aux dépenses de fonctionnement des TGE, ce qui leur est interdit pour le moment.

5.1.1. Le nouvel élan des régions, tel que le projet SOLEIL l'a révélé

S'agissant de l'implication des régions dans les TGE, on citera deux exemples, celui du GANIL et celui de SOLEIL.

La région Basse-Normandie contribue en 2000 au budget du GANIL (Grand accélérateur national d'ions lourds) de Caen, pour un montant de 1,5 million de francs sur un budget total de fonctionnement et d'investissement de 52 millions de francs, soit une part de 2,9 %.

S'agissant du projet de synchrotron SOLEIL, onze régions ont témoigné leur intérêt pour l'implantation, certaines s'étant par la suite regroupées pour finir à 9 : Alsace, Aquitaine/Midi Pyrénées/Limousin, Basse Normandie, Champagne-Ardenne, Centre, Ile-de-France, Lorraine, Nord-Pas-de-Calais, Provence-Alpe-Côte d'Azur.

Le ministre de la recherche a indiqué avoir effectué son choix en faveur de l'Ile-de-France, sur la base des trois critères principaux non financiers que sont la qualité du site, la facilité d'accès et l'environnement scientifique.

Il faut toutefois noter que l'Ile-de-France avec le Conseil général de l'Essonne, ainsi que la région Basse-Normandie se sont engagées chacune sur une participation de 1,2 milliard de francs, tandis que l'ensemble Aquitaine-Midi-Pyrénées-Limousin envisageait de faire de même et que le Nord-Pas-de-Calais se déclarait prêt à participer au niveau souhaité par l'Etat.

Un autre élément a vraisemblablement pesé en faveur de l'Ile-de-France, c'est le ralliement à sa candidature de la région Centre et de la région Lorraine.

5.1.2. Les TGE, des instruments d'aménagement du territoire parmi d'autres

Certains observateurs ont pu souligner dans le passé l'audace de la décision d'implanter le Grand accélérateur national d'ions lourds (GANIL) à Caen, alors que la région de Basse Normandie était peu ou mal dotée en infrastructures de recherche ou d'enseignement supérieur.

Mais cet exemple montre précisément que des effets d'entraînement importants ont eu lieu sur les environs de Caen et la région Basse Normandie.

Peut-on opérer un investissement de ce type dans une zone géographique non déjà pourvue d'un tissu scientifique et industriel dense ?

Cette question mérite d'être approfondie.

Dans le tome I du présent rapport consacré aux conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron, vos Rapporteurs avaient énoncé parmi les différents critères à utiliser pour le choix du lieu d'installation de SOLEIL, les critères suivants :

1. Des dessertes nationales et internationales de qualité

2. Une implantation au c_ur d'une zone de recherche existante ou en création

3. Un projet s'intégrant dans un plan d'ensemble pour les moyens d'analyse à la disposition de la recherche publique et privée

A cet égard on peut estimer que le choix de la région Ile-de-France pour l'implantation de SOLEIL est cohérent avec ces trois critères énoncés par vos Rapporteurs.

Pour autant, il ne faudrait pas en conclure que vos Rapporteurs se soient prononcés en faveur d'un déséquilibre croissant entre les régions déjà pourvues en moyens scientifiques et industriels et celles qui n'ont que le projet de changer leur spécialisation en faveur de productions à plus forte valeur ajoutée.

C'est pourquoi vos Rapporteurs avaient indiqué que l'implantation de SOLEIL devait se faire dans une zone de recherche existante ou en création.

En réalité, la notion essentielle semble bien être la masse critique des investissements opérés.

Au plan scientifique, l'exemple de l'EMBL et de son antenne de Grenoble montre qu'il se produit un effet de boule de neige.

D'une part, c'est précisément en raison de la présence à Grenoble de l'ILL que l'EMBL y a implanté en 1976 un laboratoire spécialisé dans la biologie structurale. C'est d'autre part en raison de la présence supplémentaire de l'ESRF, décidé en 1988 et opérationnel en 1994, et en raison de l'excellence de ce synchrotron de 3ème génération que l'antenne de Grenoble de l'EMBL a été chargée de conduire en exclusivité les actions de post-génomique de l'EMBL dans le développement d'instruments pour la cristallographie des protéines.

L'accumulation d'instruments d'analyse et l'excellence de ceux-ci se sont révélés déterminants pour Grenoble, puisque aussi bien l'antenne de l'EMBL à Hambourg se situait, elle aussi, à proximité du synchrotron Hasylab de DESY, celui-ci étant toutefois une machine de 2ème génération.

Toute la question d'aménagement du territoire se résume finalement à l'ampleur des investissements pratiqués dans un laps de temps réduit, selon un plan d'ensemble et avec une masse critique suffisante.

5.1.3. La coordination des efforts des régions dans les investissements de recherche

La loi n° 85-1376 du 23 décembre 1985 relative à la recherche et au développement technologique a prévu que " les régions sont associées à l'élaboration et à l'évaluation de la politique nationale de la recherche et de la technologie et participent à sa mise en _uvre. A cet effet, le ministre chargé de la recherche et de la technologie réunit une conférence annuelle regroupant notamment les présidents des conseils régionaux, les présidents des comités consultatifs régionaux de recherche et de développement technologique, des responsables d'organismes publics de recherche ainsi que des responsables d'entreprises publiques et privées et des représentants de la recherche universitaire. La conférence annuelle donne lieu à un débat sur les orientations de la politique nationale de recherche et sur les plans de localisation des organismes publics de recherche. Elle examine les implications au niveau régional de ces orientations et leur articulation avec les programmes d'initiative régionale ".

Peut-on pour autant poser la question de la légitimité de l'intervention de l'Etat dans le choix d'une région de consacrer des crédits à l'investissement dans la recherche ?

En tout état de cause, il appartient bien à l'Etat de veiller à l'optimisation des investissements faits sur le territoire, quelle que soit l'origine -nationale ou locale - des ressources fiscales qui en permettent le financement.

Cette optimisation porte sur la nécessité d'éviter aussi bien les doublons que les investissements ne répondant pas à une demande avérée.

C'est naturellement ce qu'a prévu la loi n° 99-533 du 25 juin 1999 d'orientation pour l'aménagement et le développement durable du territoire.

Après que le 11ème Plan a été abandonné, la démarche de planification nationale a été réformée en profondeur par la loi du 4 février 1995 créant le Schéma national d'aménagement et de développement du territoire (SNDAT), dont la vocation était de donner un cadre national à l'action de l'Etat et aux Contrats de Plan, ces derniers étant le seul élément de planification restant dans notre pays.

Parmi ces contrats de plan figurent notamment les contrats de plan Etat-régions.

En tout état de cause, la loi du 25 juin 1999 comprend des dispositions permettant la mise en _uvre de la loi d'orientation de 1982.

Mais la loi n° 99-533 du 25 juin 1999 a également substitué au schéma national d'aménagement et de développement du territoire, huit schémas de services collectifs, et a introduit les schémas régionaux d'aménagement et de développement du territoire, les nouveaux contrats de plan Etat-régions étant établis pour une période de 7 ans sur la période 2000-2006.

Parmi les huit schémas de services collectifs, figure le schéma de l'enseignement supérieur et de la recherche, dont l'article 12 de la loi définit les objectifs et les moyens. La notion de répartition équilibrée des services d'enseignement supérieur et de recherche sur le territoire national est explicitement visée.

Dans quels délais les dispositions de la nouvelle loi seront-elles opérationnelles ?

La loi dispose que le décret adoptant les premiers schémas de services collectifs devra être publié au plus tard le 31 décembre 1999.

Pour autant l'ambition de ces schémas n'est pas faible puisque, selon l'article 11 de la loi du 25 juin 1999, " les schémas de services collectifs sont élaborés par l'Etat dans une perspective de vingt ans en prenant en compte les projets d'aménagement de l'espace communautaire européen. Leur élaboration donne lieu à une concertation associant les collectivités territoriales les organismes socio-professionnels, les associations et les autres organismes [concourant à l'aménagement du territoire] ".

En outre, deux ans avant l'échéance des contrats de plan Etat-régions, c'est-à-dire avant 2004, le Gouvernement soumettra au Parlement un projet de loi relatif aux orientations stratégiques de la politique d'aménagement et de développement durable du territoire national.

Où en est la procédure complexe d'élaboration des schémas de service collectifs et en particulier de celui qui porte sur l'enseignement supérieur et la recherche  ?

Le tableau suivant indique l'état d'avancement des différentes procédures prévues par la loi.

Tableau 3 : les différentes étapes de l'élaboration des schémas de services collectifs

niveau

nature

calendrier

national

document de cadrage fixant les priorités de l'Etat

étape achevée mi 1999

régions

- identification de priorités des régions compatibles avec les priorités de l'Etat

- définition des objectifs d'amélioration des services collectifs

- étape achevée début 2000

national

- élaboration d'un document final unique composé d'une vision prospective à l'horizon 2020 et de l'ensemble des schémas collectifs

- étape achevée en juillet 2000

national

- adoption des projets de schémas de services collectifs par le Gouvernement

26 octobre 2000

régions

- consultation des régions et des conférences régionales d'aménagement et de développement du territoire (CRADT)

- novembre 2000 - printemps 2001

national

- examen du document unique complété par les avis des régions

? par le conseil national d'aménagement et de développement du territoire (CNADT) et

? par les délégations parlementaires à l'aménagement et au développement durable du territoire de l'Assemblée nationale et du Sénat

- printemps 2001

national

- rédaction finale des schémas

- juin - juillet 2001

national

- examen des schémas par le Conseil d'Etat

- juillet 2001

5.1.4. L'exhaustivité et la transparence de l'information

Deux démarches de programmation sur la recherche sont en cours, avec d'une part le plan U3M (université du 3ème millénaire) et d'autre part le schéma de services collectifs de l'enseignement supérieur et de la recherche.

Le plan U3M, financé par l'Etat, les collectivités territoriales et les fonds structurels européens, représente un effort de près de 50 milliards de francs sur la période 2000-2006. Sur ce montant de 50 milliards de francs, les contrats de plan Etat-régions représentent 42 milliards de francs.

On trouvera ci-après la répartition des dépenses.

Figure 3 : Prévisions de financement du plan U3M

Contrats de plan Etat-Régions 

(CPER) :

42 mds F

(84 %)

Les orientations nationales du plan U3M en matière de recherche sont indiquées dans le tableau suivant.

Tableau 4 : les orientations nationales d'U3M pour la recherche

? s'appuyer sur des équipes scientifiques locales de qualité faisant l'objet d'évaluations nationales ou internationales positives

? s'insérer dans une carte nationale reposant sur une mise en réseau de quelques pôles : Renater III - Génopoles - Maisons des sciences de l'homme - centres nationaux d'analyse et de caractérisation des matériaux - centres multitechniques d'imagerie médicale - moyens de calcul

? contribuer à une rationalisation et à une mise en cohérence des équipements mi-lourds des laboratoires de recherche

? faire émerger des priorités régionales en créant sur un thème pluridisciplinaire donné des instituts à vocation nationale fédérant des compétences scientifiques existantes dans plusieurs établissements d'enseignement supérieur d'une région et de régions voisines.

L'importance des régions dans la mise en _uvre du plan U3M est manifeste, puisque leurs contributions, dans le cadre des contrats de plan Etat-région (CPER), atteint 23,7 milliards de francs.

Pour autant le plan U3M et le schéma de services collectifs d'enseignement supérieur et de recherche sont deux choses distinctes.

D'après les indications données au Parlement lors de la discussion du projet de loi de finances pour 2001, le projet de schéma de services collectifs de l'enseignement supérieur et de la recherche, construit dans une perspective de long terme, insiste tout particulièrement sur la nécessaire mise en réseau des différents niveaux du système d'enseignement et de recherche. Il s'agit là de l'axe majeur de la stratégie retenue pour l'aménagement du territoire.

Le schéma prévoit le renforcement des centres d'excellence, avec comme objectif une meilleure répartition du potentiel de recherche publique mais le développement des seules régions à dynamique réelle.

Une prime est donc donnée aux régions ayant déjà engagé une démarche active, ce qui peut apparaître à certains observateurs comme étant en contradiction avec la responsabilité de l'Etat de mettre en _uvre une politique active de stimulation des capacités de l'ensemble des zones du territoire afin de remédier aux inégalités de développement.

Au vrai, une seule stratégie semble pouvoir limiter voire réduire les inégalités de développement entre les régions. Ce serait celle de centres d'excellence également répartis sur le territoire, spécialisés pour les régions aux ressources les plus limitées, et avec un nombre de spécialités augmentant en fonction des ressources financières.

Au demeurant, le développement de la nouvelle démarche du plan U3M et du schéma de services collectifs de l'enseignement supérieur et de la recherche, se produit dans un contexte où l'information sur le volet recherche d'U3M et du schéma de services collectifs de l'enseignement et de la recherche souffre de lacunes manifestes.

La répartition des actions d'U3M en ce qui concerne les actions prises en charge par les contrats de plan Etat-Régions (CPER) est indiquée dans le graphique suivant. On remarquera que ces statistiques portent sur 40,2 milliards de francs et non pas sur les 42 milliards de francs indiqués précédemment, la différence provenant de la non-intégration de la totalité des CPER.

Cette répartition est probablement proche du résultat final mais elle n'est qu'approchée.

Figure 4 : Répartition des actions d'U3M relevant des Contrats de Plan Etat-Régions

Selon les seules informations que vos Rapporteurs ont pu obtenir, le poids relatif des opérations concernant la recherche et la technologie dans le total des dépenses des Régions pour U3M, varie de 26,5 % pour la Corse à 57,8 % pour la Picardie. Pour 11 régions, le poids relatif des dépenses de recherche atteindrait ou dépasserait 40 %.

En réponse à une question du Parlement sur les budgets régionaux affectés à la recherche et la technologie, il a été répondu que les ministères de l'éducation nationale et de la recherche ne disposent d'aucune information permettant de connaître les dépenses des régions pour la recherche, sur des bases homogènes et comparables.

Il a même été précisé que même la part de ces budgets inscrite dans les CPER est incertaine, dans la mesure où la répartition des financements entre l'Etat et les régions n'est pas toujours ventilée a priori entre les différentes catégories d'action.

Il semble donc, dans la limite des informations communiquées à vos Rapporteurs, qu'il n'existe pas pour le moment une information centralisée et fiable permettant une discussion approfondie entre l'Etat et les régions.

La mise en place des nouvelles procédures de concertation Etat-Régions constitue à l'évidence une lourde charge pour les pouvoirs publics.

On ne peut que souhaiter qu'un système d'information statistique soit mis en place sans tarder, système indispensable pour l'information et la coordination ex ante, le suivi et le contrôle ex post.

5.1.5. L'extension du rôle des régions

En tout état de cause, la volonté des régions de s'intéresser activement aux très grands équipements, telle qu'elle s'est manifestée pour l'accueil du synchrotron SOLEIL, nécessite l'examen de deux questions essentielles qui portent l'une sur la coopération inter-régionale et l'autre sur la nécessité de repousser les limites actuelles des interventions des régions.

Les très grands équipements d'infrastructure constituent, on l'a vu, dans la deuxième partie du rapport, un élément clé pour la recherche moderne.

Les TGE d'infrastructure comprennent en effet différents types d'équipements dont certains sont en réseau et sont donc à cheval sur plusieurs régions voire même couvrent tout le territoire national.

Ces réseaux sont les réseaux de télécommunications à hauts débits, les réseaux d'observation de l'atmosphère ou de l'environnement, les réseaux de bibliothèques, etc.

L'implication d'une région en particulier dans un TGE d'infrastructure est sans doute moins aisée à obtenir que son implication dans un TGE de percée thématique souvent localisé, dans la mesure où la visibilité de son engagement est moins forte.

Par ailleurs, un projet de TGE exige toujours qu'un leader en prenne la tête. Il est donc nécessaire que les régions mettent en place des possibilités de coopération sur les TGE, en prévoyant des systèmes de responsabilité de conduite d'un projet acceptés par les participants de deuxième ligne.

Un autre aspect fondamental est celui des moyens d'intervention des régions dans le financement de la recherche.

Pour le moment, les régions ne peuvent prendre à leur charge que des dépenses d'investissement dans les TGE. Ceci génère deux difficultés.

En premier lieu, les dépenses de fonctionnement des TGE sont souvent importantes. La perspective pour les organismes de recherche de devoir les prendre totalement à leur charge peut représenter un frein important au développement de projets pourtant nécessaires au développement de la recherche.

En second lieu, les dépenses correspondant à certains TGE d'infrastructures comme les réseaux de télécommunications sont exclusivement des dépenses de fonctionnement, en particulier de locations de lignes et d'équipements à des opérateurs de télécommunications.

La participation des régions à ce type de TGE d'infrastructures est donc impossible dans l'état actuel de la législation.

Il paraît en conséquence indispensable d'apporter des modifications à cet état de chose, en vue d'autoriser, dans certaines limites, les régions à participer aux dépenses de fonctionnement des TGE, et en excluant, le cas échéant et dans un premier temps, les dépenses de personnel.

5.2. La subsidiarité comme principe d'organisation

La subsidiarité est un principe qui a été popularisé par l'Union européenne mais qui est d'une valeur générale en matière de management.

La subsidiarité consiste à ce que le " haut " ne se saisisse que de ce qui ne peut être fait par le " bas " avec l'efficacité requise.

Ce principe doit être appliqué aux procédures relatives aux TGE.

La classification des TGE en trois catégories que propose vos Rapporteurs révèle encore une fois son intérêt.

Au plan géographique et fonctionnel, on distingue quatre niveaux d'intervention : les régions, les ministères, les autres pays et l'Union européenne, les pays non européens.

Les trois catégories de TGE sont, rappelons-le, les TGE de percée thématique, les TGE d'infrastructure et les TGE de grand programme.

Quels sont les niveaux de responsabilité concernés par ces différents types de TGE ?

Les TGE de percée thématique ont comme intervenants de premier rang les organismes de recherche eux-mêmes tant en ce qui concerne la décision que les financements.

Figure 5 : Schéma de décision et de financement des TGE de percée thématique

Seuls les scientifiques sont en effet à même de déterminer si un TGE de percée thématique est indispensable pour conquérir un nouveau territoire de connaissances, et si ce type d'investissement est préférable à d'autres investissements dans des moyens expérimentaux lourds ou mi-lourds, par exemple.

Seule la communauté scientifique est à même d'apprécier les conséquences du choix d'un TGE sur l'orientation et l'organisation de la discipline.

Les organismes de recherche, en permanence en contact avec les communautés scientifiques étrangères, engagent naturellement et spontanément des coopérations avec d'autres pays, européens ou non européens pour partager leurs savoir faire et leurs coûts.

Le rôle de l'Etat est de faciliter la réalisation du TGE et de contribuer à son financement.

Le fait que l'horizon des TGE soit le long terme, représente un argument de plus pour la subsidiarité et l'attribution des responsabilités en la matière aux organismes de recherche assurés d'une continuité supérieure à celle des responsables de l'exécutif.

Par ailleurs, la région d'accueil, si toutefois il y en a une, a un rôle de financement, compte tenu des retombées scientifiques et économiques, mais seulement de second rang.

La situation est légèrement différente en ce qui concerne les TGE d'infrastructure.

Les organismes de recherche sont les intervenants de premier rang mais les régions doivent l'être également.

Figure 6 : Schéma de décision et de financement des TGE d'infrastructure

Les coopérations internationales ou européennes sont alors utiles mais facultatives.

L'Etat intervient en tant qu'incitateur, coordinateur et financeur, et prend en compte les impératifs de l'aménagement du territoire.

Deux questions sont essentielles à cet égard : c'est la coordination des grandes structures de la recherche entre elles, des régions entre elles et la coordination des instances de recherche avec les régions.

Le schéma de décision et de financement est encore différent pour les TGE de grand programme.

Les TGE de grand programme correspondant à la " commande " d'une recherche d'utilité sociale directe, les intervenants de premier rang sont l'Etat avec ses différents ministères, l'Union européenne, les pays européens impliqués dans une coopération renforcée et éventuellement d'autres pays étrangers.

Les grands organismes de recherche exécutent les commandes de ces intervenants et n'ont donc qu'une charge de financement accessoire. De même, seule la région d'accueil éventuel du TGE de grand équipement participe au financement, du fait des retombées.

Figure 7 : Schéma de décision et de financement des TGE de grand programme

Une fois déterminés les niveaux de responsabilité, il convient de déterminer les procédures, en particulier pour l'émergence des projets de TGE.

5.3. Le processus d'émergence, d'instruction des projets, d'appel et de suivi

On distingue classiquement deux processus pour l'émergence des projets de toute nature, les processus " Bottom Up " et les processus " Top Down ".

Les processus " Bottom Up " sont initiés par la base qui assure la formulation et l'instruction des projets et confie à une institution représentative la responsabilité de la décision. Les processus " Top Down " sont initiés par le sommet qui, en fonction des impératifs de la collectivité qu'il administre, décide la réalisation d'un projet et mobilise ensuite la base afin de le réaliser.

Les TGE de percée thématique et les TGE d'infrastructure doivent être des projets " Bottom Up ", résultant de l'initiative des chercheurs.

La décision de lancement appartient aux organismes de recherche, qui prennent la décision éventuelle de lancement d'un TGE sur la base d'une analyse de leurs besoins scientifiques.

Figure 8 : Processus de décision pour les TGE de percée thématique et

les TGE d'infrastructure

TGE de percée thématique, TGE d'infrastructure

Le rôle de l'Etat est de donner un avis aux organismes de recherche, de s'assurer de la qualité de la coordination des organismes entre eux et d'aider au financement le cas échéant.

La fonction de conseil, d'aide à la décision et d'évaluation doit alors être assumée par un organe indépendant dont les avis éclairent aussi bien le ministère que les organismes de recherche eux-mêmes.

Les TGE de grand programme procèdent d'une démarche " Top Down ".

La décision de lancer un TGE de grand programme émane des pouvoirs publics, pour répondre à un besoin de la société. L'Etat assure le financement et mobilise en conséquence la communauté scientifique.

L'organe indépendant de conseil et d'évaluation éclaire les pouvoirs publics sur l'opportunité de réaliser ce TGE et les organismes de recherche sur les moyens de le mettre en _uvre.

Figure 9 : Processus de décision pour les TGE de grand programme

TGE de grand programme

En tout état de cause, il paraît indispensable qu'un organe d'étude, de conseil et d'évaluation prenne en charge, dans un cadre renouvelé et surtout amélioré sur le plan institutionnel, les tâches de consolidation des besoins, de suivi dans le temps des projets et d'évaluation des TGE.

La mise en sommeil puis la suppression du Conseil des grands équipements n'a évidemment pas fait disparaître ces nécessités fonctionnelles impératives pour la recherche française.

5.4. Les questions de financement

L'application souhaitable du principe de subsidiarité pour les TGE suppose évidemment l'établissement de " règles du jeu " parfaitement claires.

Les TGE de percée thématique et les TGE d'infrastructure doivent rester du ressort des organismes de recherche, tant pour la décision que pour l'exploitation.

Il convient en conséquence que les conditions d'un financement pluriannuel régulier soient mises en place pour ces organismes.

Les contrats des tutelles, c'est-à-dire l'Etat, avec ces organismes pour une période de 4 ans, représentent une amorce de solution mais ne répondent pas à la totalité du problème, dans la mesure où la construction d'un TGE s'étale sur une période de 5 années en moyenne avec une exploitation sur une période de 15 à 20 ans.

Un dispositif complémentaire doit donc être mis en place, à savoir une loi de programmation (voir ci-après).

S'agissant des TGE de grand programme, l'impulsion venant de l'Etat, celui-ci doit s'engager à financer le TGE sur une longue période dépassant bien entendu les durées d'engagement actuellement connues.

5.5. L'évaluation

Par ailleurs, une évaluation continue doit être mise en place, pour s'assurer que l'exploitation de chacun des TGE donne satisfaction à la fois sur le plan scientifique et économique.

La question de l'évaluation de la recherche a été posée dans des termes généraux par le ministre de la recherche.

Dans sa conférence de presse du 4 mai 2000, le ministre de la recherche, M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG, consacrait un long développement à l'amélioration jugée nécessaire de l'évaluation. Il soulignait la nécessité de " jouer cartes sur table ", comme pour l'enseignement supérieur et indiquait que " aujourd'hui l'évaluation de la recherche présente un caractère complexe et multiforme, résultant surtout de la multiplicité des instances d'évaluation : conseils scientifiques par département, commissions scientifiques spécialisées des grands organismes de recherche (ex : Comité national de la recherche scientifique au CNRS), le Comité national d'évaluation de la recherche (CNER), créé en 1989, voire le Conseil supérieur de la recherche et de la technologie (CSRT), etc. ".

Le ministre ajoutait : " il serait souhaitable de créer, surtout pour l'évaluation stratégique des établissements, une structure nouvelle qui pourrait reprendre les missions du Comité national d'évaluation des établissements publics à caractère scientifique, culturel et professionnel (CNE) créé en 1985 et du CNER actuels, en les fusionnant dans un Comité national d'évaluation des établissements d'enseignement supérieur et des organismes de recherche ".

S'agissant des TGE, on peut se demander si leur technicité et la nécessité de combiner une approche scientifique et économique ne requiert pas un organisme spécialisé, constituant éventuellement une partie d'un organisme à vocation plus large.

L'évaluation des TGE doit se faire sur la base des coûts complets, mais doit aussi porter sur l'impact de l'équipement, sur la compétitivité économique et intégrer les avantages et les inconvénients d'une coopération internationale éventuelle.

Une évaluation de qualité suppose évidemment que les instruments comptables indispensables existent non seulement dans les structures en charge directe des TGE mais également dans les établissements publics de recherche. Ces éléments existent mais nécessitent sans doute d'être améliorés comme l'a noté le récent rapport de l'Inspection générale des finances et de l'Inspection générale de l'administration de l'éducation nationale et de la recherche 4.

On peut souhaiter à cet égard la mise en place d'une tarification réelle ou virtuelle des usages, de façon à mieux faire participer les entreprises et les utilisateurs étrangers au financement des installations.

5.6. Le choix d'une des institutions existantes pour le conseil et l'évaluation des TGE

Différentes institutions interviennent à l'étranger sur les TGE. Certaines d'entre elles présentent un intérêt évident, comme le Wissenschaftsrat ou le CRLC, tout en présentant des différences fondamentales.

L'Allemagne dispose du Wissenschaftsrat, Conseil scientifique de la République fédérale d'Allemagne, composé de 32 membres nommés pour 5 ans, à plein temps, par le Président de la République. Indépendance morale et financière, d'une part, et prestige, d'autre part, sont attachés à cet organisme dont les décisions sont unanimement respectées.

Parmi ses différentes compétences, le Wissenschaftsrat examine les projets d'investissement des universités, des centres de recherche et des hôpitaux et délivre un avis qui s'impose à tous.

Tout projet de TGE doit obtenir l'aval du Wissenschaftsrat avant de pouvoir progresser au sein des administrations de la recherche, qu'elles soient fédérales ou locales.

Le CRLC (Central Laboratory for Research Councils) intervient au Royaume-Uni selon un tout autre principe. Il s'agit d'un organisme à qui revient la responsabilité de construire et de gérer les TGE. Le CRLC, comme son nom l'indique, est au service des organismes de recherche, à qui il facture ses prestations. Le CRLC n'engage donc un projet que s'il correspond à une demande et est assorti des financements correspondants par les futurs utilisateurs.

Les avis sur l'efficacité de cette organisation sont partagés. Les uns reconnaissent au CRLC une contribution essentielle à une bonne gestion des TGE. Les autres observent que l'articulation entre le CRLC et les Research Councils, d'une part, et l'articulation entre les Research Councils et les organismes de recherche, d'autre part, s'effectuent très difficilement et génèrent des retards considérables, dont on trouve un exemple dans les difficultés rencontrées pour la mise au point du projet de synchrotron de 3ème génération DIAMOND.

Il reste que la France ne dispose d'aucun organisme comparable ni au Wissenschaftsrat ni au CRLC et que la multiplicité des structures existant en France dissuade d'en proposer et même d'en imaginer une seule autre.

Pour conseiller le Gouvernement sur les TGE, le choix est donc entre confier cette mission à l'une des institutions existantes ou à un regroupement de celles-ci, dans la mesure où il ne paraît pas souhaitable d'en créer une nouvelle.

Au reste, pour mettre en place un nouveau système de conseil et de suivi sur les TGE, il convient de partir des fonctionnalités à obtenir.

Parmi ces fonctionnalités, et sans que cela constitue en rien une liste exhaustive, on peut citer toutefois, d'une part la permanence pour embrasser un horizon de temps long correspondant à la durée de vie des TGE, d'autre part l'indépendance pour résister à toutes les pressions d'où qu'elles viennent, par ailleurs la technicité à la fois dans le domaine scientifique et dans le domaine financier, et enfin l'autorité pour obtenir sans difficulté les informations désirées et pouvoir auditionner tous les chercheurs et tous les responsables de la recherche quels qu'ils soient.

Il revient bien entendu aux pouvoirs publics de déterminer laquelle parmi les instances existantes est la plus à même d'évoluer pour assumer les fonctionnalités indispensables.

5.7. La continuation du rôle du Parlement pour le recours et une supervision en fonction des besoins

S'agissant du rôle de l'Office pour les TGE, vos Rapporteurs estiment que la loi n° 83-609 du 8 juillet 1983 qui l'a créé, l'a doté de moyens exactement adaptés aux besoins de la recherche française.

Le travail effectué sur les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron a répondu à l'impératif pour la communauté scientifique de bénéficier d'une instance d'appel après l'abandon du projet SOLEIL qu'elle estimait contraire aux intérêts de la science française.

L'Office a pleinement joué son rôle de recours. Les possibilités de saisine de l'Office par les commissions permanentes et les groupes politiques via le Bureau offrent ainsi de réelles possibilités d'appel vis-à-vis de décisions de l'exécutif.

Par ailleurs, avec le présent rapport, l'Office a offert à la communauté scientifique un forum d'expression pour quelques-unes de ses réalisations marquantes et pour ses projets, où ses représentants ont rencontré, avec une satisfaction signalée à plusieurs reprises, une grande qualité d'écoute et ont pu confier leurs idées en toute liberté, puisque le Parlement ne saurait avoir un rôle décisionnel en la matière.

Ces auditions ont démontré, une fois de plus, qu'il y a un singulier contraste entre le déficit d'image voire l'image négative de la recherche publique et l'enthousiasme communicatif de ses représentants lorsqu'ils disposent d'une écoute attentive.

Comment ne pas relever également le contraste entre l'image budgétivore, bureaucratique et improductive donnée des TGE depuis quelques années et leur réalité de grande aventure scientifique comme VIRGO ou de grande percée technologique comme SOLEIL ?

Au reste, l'attention portée à la science par le Parlement par l'entremise de son Office d'évaluation, rencontre, faut-il le souligner, à la fois le souci de nos concitoyens de voir celle-ci décryptée en termes d'enjeux quotidiens intelligibles et le souhait de la communauté scientifique d'être mieux comprise des décideurs publics et mieux associée à des décisions lourdes de conséquences pour son avenir et celui de la collectivité nationale.

Enfin, l'étude du rôle des TGE dans la recherche publique et privée, en France et en Europe, à quoi ce rapport est consacré, constitue une évaluation transversale et sur une durée d'une dizaine d'années de la politique qui a été suivie, évaluation qui pourra sans doute être reproduite si le Parlement en est saisi de nouveau, c'est-à-dire si le besoin s'en fait sentir.

A cet égard, la formule d'un binôme Député-Sénateur appartenant l'un à la majorité et l'autre à l'opposition a sans aucun doute contribué, par son impartialité et sa représentativité, à établir une relation de confiance avec les scientifiques auditionnés.

En outre, la constitution d'un groupe de travail ad hoc, étendu et non permanent, a enrichi les débats et permis de mener avec rapidité une investigation somme toute complexe de par la technicité souvent " sidérante " des sujets traités.

Vos Rapporteurs ont, en conséquence, la conviction que l'Office a trouvé d'emblée, dans le jeu institutionnel, le rôle de recours et d'évaluation de la politique des très grands investissements de recherche qui était nécessaire à la collectivité nationale, rôle qu'il convient de maintenir.

II - DES FINANCEMENTS À SÉCURISER À LONG TERME PAR UNE PROGRAMMATION GLOBALE DE L'EFFORT DE RECHERCHE

La nécessité de perspectives financières à long terme pour les très grands équipements résulte clairement des auditions au cours desquelles vos Rapporteurs ont pu rencontrer les responsables des principales installations en service ou en projet.

C'est cette nécessaire prise en compte du long terme qui a conduit au début des années 1960 au vote d'une loi de programme consacrée aux seules autorisations de programme relative à des grands équipements.

Mais en tout état de cause, les très grands équipements ne sauraient résumer les besoins de la recherche qui exigent tout à la fois des investissements et des crédits de fonctionnement accrus et une politique à long terme traduisant une véritable volonté politique.

L'évolution de l'emploi scientifique pour la recherche française, dans le cadre des TGE mais également sur un plan général, a été soulignée par tous les interlocuteurs de vos Rapporteurs, dans la ligne du rapport de M. Jean-Yves LE DÉAUT, réalisé avec M. Pierre COHEN, de juillet 1999.

Au final, un plan d'ensemble doit être élaboré pour traiter de l'ensemble des moyens matériels et des ressources humaines de la recherche française.

En dépit de ses limites techniques et des déceptions rencontrées dans un passé récent, une loi de programmation apparaît comme un moyen privilégié pour préparer l'avenir, tout en apparaissant comme devant être complétée par une action spécifique en faveur de la recherche industrielle.

1. La nécessité d'engagements à long terme pour les TGE et pour les autres moyens matériels de la recherche

Le décalage temporel est patent entre les très grands équipements scientifiques et techniques dont le domaine est celui du long terme, et les techniques budgétaires qui ont pour horizon l'année budgétaire et fiscale.

Grâce à la gestion responsable et soucieuse des engagements à long terme conduite par les grands organismes de recherche et par le ministère chargé de la recherche, avec l'aide de l'ancien Conseil des grands équipements, aucun accident de financement ne s'est jamais produit en France pour les TGE, qui aurait pu conduire à un abandon ou un retard sensible.

L'absence d'accident de financement pourrait inciter à un certain optimisme sur les mécanismes actuels. Pour autant, la communauté scientifique est soucieuse qu'une meilleure visibilité et davantage de garanties à long terme soient tout de même apportées aux très grands équipements.

1.1. Le long terme, horizon de temps intrinsèque des TGE

La construction d'un très grand équipement peut se dérouler sur une période de 5 à 10 ans et sa durée de vie dépasser une vingtaine d'années, à l'exception des satellites.

Dans la plupart des cas, malgré le principe contraignant de l'annualité budgétaire et malgré les aléas de la croissance économique et les fluctuations des recettes budgétaires, les pouvoirs publics ont su résoudre les difficultés inévitables des financements à très long terme.

Toutefois, différents exemples récents montrent les difficultés de l'exercice. C'est notamment le cas de la flotte océanographique.

Les autorisations de programme pour le renouvellement de la flotte hauturière de l'Ifremer, de 30 millions de francs par an, ont été mises à zéro pour 1999 et 2000. Elles ont certes repris pour 2001 au niveau de 70 millions de francs et devraient se perpétuer au même niveau en 2002. Mais, en tout état de cause, le renouvellement de la flotte exige une pérennisation au même niveau de 70 millions de francs. Quant au financement du Marion Dufresne, il a été réalisé en partie par emprunt.

Les réseaux de surveillance météorologique appellent également un financement pluriannuel identifié et sécurisé.

Il en va de la rentabilisation des dépenses effectuées en vue de l'obtention de mesures qui ne sont exploitables que si elles concernent une très longue période.

Il en va également du respect par la France de ses engagements internationaux qui est d'assurer une participation pérenne à ces réseaux internationaux.

1.2. Capitalisation, amortissements et fonds de réserve ?

Une " sécurisation " des financements des très grands équipements apparaît en conséquence souhaitable à de nombreux observateurs du monde de la recherche.

Un système de " capitalisation " des autorisations de programme, c'est-à-dire de garantie de leur stabilité dès lors que la décision est prise, est recommandé par les responsables des systèmes océanographiques d'observation in situ et pour les satellites.

La constitution de fonds de réserves ou la mise en place de mécanismes d'amortissement est prônée par d'autres experts. Ces dernières solutions présenteraient en effet l'avantage de permettre aux organismes de recherche de procéder d'eux-mêmes au renouvellement des TGE arrivant en fin de service, sans pour autant devoir faire appel à un arbitrage politique.

L'opportunité d'une telle autonomie est contestée par d'autres observateurs, en ce sens qu'une décision de construction de TGE doit par essence appartenir dans tous les cas à la puissance publique, compte tenu de son impact sur le BCRD.

En l'occurrence, la distinction faite dans la deuxième partie du rapport entre les différentes catégories de TGE éclaire là encore la décision.

Les très grands équipements de percée thématique doivent exciper de décisions des communautés scientifiques et des organismes de recherche eux-mêmes, mis dans la situation de constituer des fonds de réserves leur permettant de procéder aux renouvellements ou innovations nécessaires.

En tout état de cause, une décision ministérielle ne devrait intervenir que dans la mesure où un effort supplémentaire serait nécessaire.

De même, les très grands équipements d'infrastructure ne semblent pas relever de décisions autres que celles des organismes de recherche. Il s'agit, rappelons-le, de TGE comme les sources de rayonnement synchrotron, les sources de neutrons, les réseaux ou les supercalculateurs, qui assurent un service transversal de haut niveau technologique, à un ensemble de laboratoires de plusieurs disciplines.

Il serait donc souhaitable de permettre aux organismes de recherche, par de nouveaux mécanismes de constitution de fonds de réserve, de procéder par eux-mêmes aux investissements indispensables.

S'agissant des TGE de grands programme, il est évident que la décision appartient conjointement aux ministères concernés, avec un financement réparti entre les différents budgets et non pas un financement assuré par le seul budget de la recherche.

En tout état de cause, les TGE de percée thématique et les TGE de grands programmes trouveraient avantage à ce qu'un mécanisme ad hoc permette d'asseoir les autorisations de programme renouvelables pour plusieurs années sur des décisions législatives claires.

Pour les TGE d'infrastructure, il pourrait en outre être intéressant d'étudier les conditions de mise en place d'un mécanisme permettant aux organismes de recherche de procéder à des mises en réserve et de provisionner les dépenses de remplacement, qui pourraient être abondées par le BCRD à titre d'incitation et d'accélération du processus de modernisation.

2. La nécessité d'un plan à long terme pour l'emploi scientifique

L'importance des ressources humaines pour la valorisation des très grands équipements scientifiques a été soulignée par l'ensemble des responsables de la recherche auditionnés par vos Rapporteurs.

En tout état de cause, les investissements réalisés dans les très grands équipements, dont la durée de vie dépasse le plus souvent deux décennies, posent avec acuité le problème de l'évolution de la population des chercheurs dans les années à venir.

Pour autant, la question de l'emploi scientifique ne se résume pas aux besoins des très grands équipements.

Il s'agit d'une question d'ordre général, dont l'importance stratégique justifie qu'elle soit traitée par une politique à long terme.

2.1. Des départs massifs dans un contexte de désaffection pour les études scientifiques

La pyramide des âges des chercheurs est une question centrale de la problématique de la recherche publique civile dans notre pays.

M. Jean-Yves LE DEAUT, dans son rapport au Premier ministre, de juillet 1999 intitulé " Priorité à la recherche - Quelle recherche pour demain ? " réalisé avec M. Pierre COHEN a le premier analysé en profondeur les mouvements prévisibles des effectifs des grands organismes de recherche pendant la décennie actuelle.

Près de la moitié des effectifs de la recherche ont un âge supérieur à 48 ans.

Figure 10 : Pyramide des âges des institutions de recherche (universités et établissements publics scientifiques et techniques) au 31 décembre 1996 5

Les pyramides des âges en 1997 des différents organismes de recherche présentent une structure très défavorable. A l'instar du CNRS (voir figure suivante), les pyramides de la plupart des organismes présentent un maximum relatif ou un plateau pour les classes d'âge de 30 à 40 ans et un maximum absolu pour les classes d'âge de 50 à 60 ans.

Figure 11 : Pyramide des âges du CNRS au 31/12/1996

La situation est particulièrement accentuée pour les chercheurs de l'enseignement supérieur, avec une division par deux des recrutements après l'effort de la fin des années 1960 et du début des années 1970 correspondant à la création de nouvelles universités.

Figure 12 : Pyramide des âges des enseignants-chercheurs au 31/12/1996

Au total, la faiblesse des recrutements opérés dans les années récentes aura pour conséquence d'entraîner une perte d'effectifs considérable dans les dix prochaines années.

Selon les évaluations faites par l'Observatoire des sciences et techniques (OST), le nombre de départs à la retraite pendant la période 2000-2005 devrait être multiplié par 2 par rapport à la période 1995-2000 et dépasser deux mille deux cents personnes par an en moyenne. Au cours de la période suivante 2005-2010, ce même nombre devrait encore croître de 22 % pour atteindre 2739 personnes en moyenne (voir figure suivante).

Figure 13 : Ordres de grandeur des flux annuels de départ à la retraite des chercheurs de la recherche publique civile 6

Ce constat d'une accélération des départs à la retraite dans les prochaines années est à l'évidence commun, dans une large mesure, à l'ensemble de la fonction publique.

Il reste que le problème de la recherche a deux spécificités.

La première spécificité provient de la longueur du processus de formation des chercheurs, le plus long à vrai dire de toutes les filières de formation.

La deuxième spécificité provient des contraintes de la transmission des savoirs à l'intérieur des laboratoires. Une accumulation de savoirs et de savoir-faire qui ne sont pas toujours formalisés, se produit dans les laboratoires de recherche et ne peut se transmettre que dans un processus de compagnonnage qui requiert du temps pour s'effectuer correctement.

En conséquence, l'ampleur du problème et son étalement dans le temps imposent des processus planifiés pour le remplacement des classes d'âge concernées.

Or ce processus doit intervenir dans un contexte profondément défavorable, celui d'une désaffection non seulement pour les formations scientifiques mais également pour les métiers de la recherche.

2.2. Les changements nécessaires en amont

Avant de traiter du renouvellement des effectifs de la recherche, il convient de traiter des questions de formation et des modalités de recrutement.

La planification doit évidemment prendre en compte le processus de formation et concerner non seulement le nombre de places en DEA et en écoles doctorales mais aussi les contenus de formation en parallèle à la recherche.

Or les effectifs des premiers cycles scientifiques dans les universités ont fondu de 23 % entre 1994 et 1999 7. La diminution atteint 53 % pour les sciences de la matière, 32 % pour les sciences de la Terre et 19 % pour les sciences du vivant. Les effectifs ont également diminué dans les classes préparatoires scientifiques. Ni la diminution du nombre de bacheliers scientifiques ni le placement sur le marché du travail qui est excellent pour la quasi-totalité des disciplines n'expliquent ce phénomène.

De surcroît, l'enseignement supérieur ne forme pas assez d'ingénieurs pour répondre aux besoins de sciences et techniques de l'information et de la communication (STIC) et en particulier de ceux de la microélectronique du futur. Cette situation n'est pas propre à la France puisqu'on l'observe aussi aux Etats-Unis et dans d'autres pays européens.

Parmi tous les changements à opérer, le premier est essentiel et porte sur le statut de la science dans la société.

En trente ans, la science " en majesté " est devenue une science " en procès ". Pourtant les succès d'audience des émissions audiovisuelles sur la science, ainsi que le succès considérable de l'Université de Tous les Savoirs démontrent l'intérêt de fond de la société française pour la recherche scientifique. Il convient sans aucun doute de multiplier les initiatives des médias permettant une prise de parole directe des scientifiques.

Mais il s'agit également sans doute de mieux faire connaître les métiers de la recherche. Sur un plan général, un récent sondage sur les Français et la recherche scientifique donne des indications intéressantes sur l'image des métiers de la recherche 8. Ces métiers sont jugés à une forte majorité, attirants pour les jeunes et valorisants socialement, et, à une courte majorité, ouverts sur le monde et correctement rémunérés.

En conséquence, quelles sont les causes de la désaffection pour les études scientifiques ?

L'Académie des sciences a attiré l'attention sur la gravité du phénomène. Son président, M. Guy OURISSON, dirige un groupe de travail chargé par le ministre de l'éducation nationale, M. Jack LANG, de dégager des pistes d'action.

Il semble en tout état de cause que la longueur des études scientifiques et la durée de formation à la recherche par le doctorat soient des handicaps, face à la demande d'autonomie formulée de plus en plus tôt par les jeunes. A cet égard, l'âge moyen d'intégration dans les organismes de recherche, soit trente ans, est certainement jugé pénalisant par les étudiants, de même que les difficultés d'intégration des post-docs ayant effectué des stages à l'étranger.

Or la présence des post docs dans les TGE est d'une importance capitale pour leur succès et leur efficacité.

A cet égard, ce sont probablement tous les mécanismes d'intégration des étudiants aux laboratoires et aux organismes de recherche qui sont à revoir.

L'augmentation du nombre de bourses de stages en fin de maîtrise et en DEA, ainsi que de doctorat, et une intégration rapide dans les organismes de recherche, selon des mécanismes simples et transparents, largement connus non seulement des étudiants mais également des lycéens, revaloriseraient sans aucun doute l'attractivité des métiers de la recherche.

2.3. Les prémisses d'une nouvelle politique de l'emploi scientifique

Le projet de loi de finances pour 2001 prévoit la création des 265 postes dans les organismes publics de recherche, dont 130 de chercheurs et 135 d'ingénieurs, techniciens et personnels administratifs.

Pour M. Roger-Gérard SCHWARTZENBERG, il s'agit là de " la première étape d'une gestion prévisionnelle et pluriannuelle de l'emploi scientifique " 9. Il faut en effet " rajeunir la recherche, offrir aux jeunes docteurs davantage de débouchés et anticiper sur les départs massifs à la retraite qui interviendront dans la période 2004-2010 ".

Compte tenu de l'accélération du phénomène de départ à la retraite des chercheurs dans les prochaines années, l'effort prévu pour 2001 devra sans aucun doute être amplifié dans les années suivantes.

La gestion prévisionnelle des effectifs nécessite, elle aussi, une programmation détaillée, faisant la part des différents types de moyens dont la recherche française a un impérieux besoin dans les années à venir pour participer aux progrès de la société française.

Le ministre de la recherche a indiqué dans sa conférence de presse du 4 mai 2000 que le rajeunissement de la recherche constitue l'une des ses dix priorités, énoncée d'ailleurs en premier dans son exposé : " il y aura des départs massifs à la retraite entre 2002 et 2012, et plus particulièrement autour de 2005-2008. Nous devons anticiper ces départs pour éviter de nouveaux `coups d'accordéon', c'est-à-dire des recrutements massifs et au dernier moment, alors que des candidats très compétents auraient été écartés quelques années auparavant. Ce qui ne serait ni équitable ni efficace. " 10.

Le ministre a ajouté : " une stratégie de programmation de la recherche publique doit être définie en concertation avec l'ensemble des acteurs de la recherche et mise en _uvre sur plusieurs années ".

Ce constat est partagé par vos Rapporteurs, qui estiment indispensable la préparation immédiate d'une loi de programmation de la recherche.

3. Pour une loi de programmation de la recherche

Le principe de l'annualité des dépenses budgétaires est souvent présenté comme compliquant singulièrement la préparation du long terme par la puissance publique.

Pour autant, les instruments existent, autorisations de programme, lois de programme et lois de programmation, qui donnent la possibilité à l'Etat de conduire une politique courant sur plusieurs années.

Il paraît donc indispensable, dans le cadre de la réflexion sur les très grands équipements et plus généralement sur la recherche du futur d'examiner à quelles conditions ces instruments peuvent apporter une solution à la réalisation de la politique de long terme que la recherche exige.

A cet égard, l'étude de l'expérience accumulée dans ce domaine s'impose avant d'examiner l'éventualité d'une nouvelle loi de programmation pour la recherche.

3.1. Les autorisations de programme

La notion d'autorisation de programme a été examinée à plusieurs reprises au cours des auditions.

L'opinion générale est qu'il s'agit là d'un moyen de programmation du financement des TGE qui est sujet à des aléas trop importants.

La suggestion a été faite à plusieurs reprises au cours des auditions d'une capitalisation des autorisations de programme, c'est-à-dire au cumul ne varietur dans le temps des autorisations de programme que l'on peut calculer lors de l'annonce du renouvellement d'un équipement. Une telle possibilité ne semble pas en tout état de cause correspondre aux techniques budgétaires.

Ainsi que les définit l'article 12 de l'ordonnance du 2 janvier 1959, les autorisations de programme constituent " la limite supérieure des dépenses que les ministres sont autorisés à engager pour l'exécution des investissements prévus par la loi ".

Une première limite technique, importante s'agissant des très grands équipements scientifiques et technologiques, est que les investissements doivent être découpés en tranches, correspondant chacune à " une unité individualisée formant un ensemble cohérent et de nature à être mise en service sans adjonction ".

En pratique, dans la plupart des cas, il n'est pas possible de diviser l'investissement en des unités qui puissent servir isolément.

A l'inverse, le régime des autorisations de programme est d'une grande souplesse, ce qui est peut-être un avantage mais aussi un inconvénient.

Aucune limitation de durée ne conditionne la validité des autorisations de programme. Celles-ci peuvent d'ailleurs être révisées notamment afin de prendre en compte l'évolution des prix.

Mais des autorisations de programme peuvent être purement et simplement annulées. C'est notamment le cas lorsqu'un ralentissement de la croissance se produit, venant diminuer les recettes fiscales et creuser le déficit budgétaire qu'une contrainte interne ou externe forte oblige à limiter.

Au reste, si les autorisations de programme constituent une exception au principe d'annualité budgétaire, celui-ci est réintroduit par les crédits de paiement qui nécessairement correspondent à la fraction des dépenses qui doit être acquittée lors de chacune des années concernées.

Une politique peut certes se matérialiser dans des autorisations de programme mais son application effective doit se traduire année après année dans l'inscription au budget des crédits de paiement qui, seuls, ont une réalité en termes de paiement.

Un autre inconvénient du mécanisme des autorisations de programme, c'est bien évidemment le manque d'impact médiatique de la discussion du projet de loi de finances.

L'engagement politique peut être fort pour la recherche, au regard de l'inscription dans un projet de loi de finances de crédits de paiement et d'autorisations de programme pour un ou plusieurs projets de TGE.

Mais son écho sera toutefois faible dans la discussion des recettes fiscales et des dépenses des autres secteurs ministériels, sans mentionner le fait que l'initiative parlementaire a peu de possibilités en la matière.

3.2. Les lois de programme

La portée des lois de programme a été atténuée sous la Ve République par rapport à celle qu'elle était sous la IVe République. D'obligatoires, les engagements des lois de programme sont en effet devenus déclaratifs. Les lois de programme gardent toutefois une valeur d'engagement politique fort.

Sous la IVe République, les lois de programme avaient pour effet d'obliger les pouvoirs publics à inscrire dans les lois de finances correspondantes, les autorisations de programme qu'elles énonçaient. Les lois de programme réalisaient donc une planification impérative des autorisations de programmes. Mais la rigidité introduite dans les lois de finances et l'impact négatif de dépenses obligatoires sur le déficit budgétaire en cas de diminution des recettes fiscales a rapidement entraîné les gouvernements à n'inscrire dans les lois de finances que les crédits de paiement compatibles avec la situation budgétaire.

La Ve République a tiré les conséquences de cette expérience. Ainsi, l'article 34 de la Constitution du 4 octobre 1958 indique que " des lois de programme déterminent les objectifs de l'action économique et sociale de l'Etat ". Mais l'ordonnance du 2 janvier 1959 dénie aux lois de programme tout caractère obligatoire : " les lois de programme ne peuvent permettre d'engager l'Etat à l'égard de tiers que dans les limites des autorisations de programme contenues dans la loi de finances de l'année ".

Au reste, une loi de programme ne peut prévoir que le regroupement d'autorisations de programme.

Ceci veut dire qu'une loi de programme ne peut traiter les questions fondamentales des dépenses de personnel et des dépenses de fonctionnement.

Il n'en demeure pas moins que les lois de programme se révèlent contraignantes au plan politique et traduisent des engagements politiques solennels.

Une loi de programme sur la recherche a été adoptée en 1961, portant sur des montants financiers limités et ne concernant que quelques autorisations de programme relatives à de grands équipements scientifiques.

3.3. Les lois de programmation militaire

La Défense nationale est par excellence en France le domaine qui fait l'objet d'une programmation récurrente. Depuis le début de la Ve République, ce sont en effet 9 lois de programmation militaire qui ont été adoptées.

Cette programmation est indispensable en raison des délais de recherche et développement, d'industrialisation de procédés de fabrication et de construction des matériels militaires eux-mêmes.

Les lois de programmation se distinguent des lois de programme en ce qu'elles définissent des objectifs à la fois en termes d'investissement mais aussi de fonctionnement et de dépenses de personnel. Il s'agit d'engagements de nature politique mais en aucun cas d'engagements ayant une portée juridique.

De fait, peu nombreuses sont les lois de programmation militaire dont le déroulement a été conforme aux objectifs initiaux.

La loi de programmation de 1983 a subi des retards tels qu'elle a été interrompue et remplacée par une nouvelle loi en 1987.

La loi de programmation de 1987, à son tour, s'est soldée par un écart de près de 12 % entre la prévision et l'exécution.

Le projet de loi de programmation suivant, qui devait couvrir la période 1992-1994 n'a jamais été discuté.

C'est pourquoi, en 1993, un Livre blanc sur la défense a été élaboré et une loi de programmation votée en 1994 pour la période 1995-2000.

Toutefois, cette programmation a été interrompue en 1997. Une nouvelle loi a été adoptée, à savoir la loi de programmation actuellement en vigueur qui porte sur la période 1997-2002 et se traduit par une réduction massive des crédits.

Ainsi, une première façon de voir les lois de programmation militaire est de souligner les lacunes et les erreurs de programmation, qui nécessitent des réajustements fréquents en cours d'exécution.

Mais ce dispositif ne saurait être jugé seulement à raison des rectifications opérées sur leur contenu et sur les écarts toujours négatifs entre les résultats et les objectifs initiaux.

En effet, les évolutions stratégiques en cours d'exécution d'une loi de programmation, les ajustements de formats à opérer en conséquence sur les forces armées, le caractère imprévisible des ruptures technologiques dans le domaine des armements, sans parler des contraintes économiques budgétaires expliquent ces nécessaires adaptations, qui correspondent en réalité à une planification glissante, indispensable et bienvenue.

En réalité, même assorties des limites précédentes, les lois de programmation militaire jouent un rôle indispensable.

Ces lois introduisent un temps de réflexion et d'élaboration du long terme, fixent des perspectives à moyen terme pour les industries et pour les personnels et communiquent à l'effort de défense nationale une solennité et une visibilité importantes pour la Nation.

3.4. Les expériences de programmation dans le domaine de la recherche

Ainsi qu'on l'a vu, les lois de programmation représentent un moyen capital d'inscrire une politique dans la durée, à la fois pour l'investissement et le fonctionnement.

Dans le domaine de la recherche, la technique de la loi de programmation a été utilisée avec la loi d'orientation et de programmation du 15 juillet 1982 pour la recherche et le développement technologique de la France.

Cette loi a par ailleurs été complétée par la loi du 23 décembre 1985 relatives à la recherche et au développement technologique.

Ces deux lois doivent être analysées pour mieux définir les contours d'une nouvelle loi de programmation qu'il semble impératif de préparer sans attendre.

3.4.1. Utilité et actualité des lois de programmation non militaires

Les lois de programmation ont été fréquemment utilisées en dehors des questions militaires dans les premières années de la Ve République. Plus récemment, des lois de programmation pluriannuelles ont été utilisées à plusieurs reprises de 1993 à 1995.

En novembre 2000, le Premier ministre a annoncé une grande loi pénitentiaire, le déblocage d'une enveloppe de 10 milliards de francs à cet effet et la mise en place d'un établissement public pour la réalisation du programme 11.

Dans ce cas précis, on doit noter qu'à l'effet déclaratif de ce qui prendra probablement la forme d'une loi de programmation, s'ajoute une disposition concrète, à savoir la création d'une structure dédiée à la réalisation des objectifs fixés, structure dont l'existence même représente une garantie supplémentaire de respect des engagements pris.

De même, sans que les modalités aient été détaillées pour le moment, un plan pluriannuel de programmation des emplois et des recrutements sur 5 ans a été annoncé par le ministre de l'éducation nationale pour renforcer l'enseignement public et pour faire face aux conséquences prévisibles des départs en retraite des personnels éducatifs.

En réalité, il se confirme dans l'actualité récente que les lois de programmation constituent le moyen d'inscrire une politique dans la durée, même si les règles des finances publiques interdisent toute programmation impérative de dépenses.

Au reste, ces engagements ont été utilisés à deux reprises au cours des années 1980, dans des conditions qu'il convient d'analyser.

3.4.2. La loi d'orientation et de programmation du 15 juillet 1982 pour la recherche et le développement technologique

La loi n° 82-610 du 15 juillet 1982 d'orientation et de programmation pour la recherche et le développement technologique de la France présente plusieurs caractéristiques importantes.

Préparée par une vaste consultation nationale, eu égard à la portée jugée stratégique par le Gouvernement de la recherche scientifique et technologique, le projet de loi, après déclaration d'urgence, est discuté en première lecture au Sénat les 13 et 14 mai 1982, le texte étant rapporté par M. Jean-Marie RAUSCH 12, puis à l'Assemblée nationale, les 21, 22 et 23 juin 1982, le texte étant rapporté par M. Philippe BASSINET 13. Après échec de la Commission mixte paritaire 14, une nouvelle lecture intervient à l'Assemblée nationale le 28 juin, puis au Sénat le 30 juin 1982, l'adoption définitive ayant lieu le même jour à l'Assemblée nationale.

Le constat de fond, fait par le ministre d'Etat, ministre de la recherche et de la technologie, M. Jean-Pierre CHEVENEMENT, est que l'effort de recherche de la France a connu une brillante période correspondant aux premières années de la Ve République. Ainsi, le ratio DIRD / PIB est passé de 1,1 % en 1959 à 2,2 % en 1968.

Mais ensuite, " le défaut de volontés gouvernementales, concrétisé par la suppression du ministère de la recherche en 1969, conduisit à une longue période de stagnation " 15. Il en résulta une baisse de l'effort national de recherche à 1,8 % du PIB en 1974 et ensuite une longue stagnation jusqu'en 1980.

La baisse de l'effort national de 1969 à 1974 est due à une diminution de l'effort public que l'augmentation de l'effort des entreprises n'a pas compensé. Aucun rattrapage n'a ensuite été observé puisque le DIRD a cru sensiblement au même rythme que le PIB, le ratio DIRD / PIB restant à peu près égal à 1,8 %. Du fait d'un effort particulier réalisé en cours d'année, le chiffre atteint en 1981 a été de 1,89 %.

En tout état de cause, le projet de loi d'orientation et de programmation, repose sur l'analyse que la recherche et le développement technologique sont essentiels pour la compétitivité de l'économie française et en particulier à court terme pour sortir de la crise économique.

De fait, dans son article 1er, la loi du 15 juillet 1982 indique que " la recherche scientifique et le développement technologique sont des priorités nationales ".

L'objectif fixé par le plan intérimaire de la Nation est de porter à 2,5 % en 1985 la part du produit intérieur brut consacrée aux dépenses de recherche et de développement technologique (DNRD / PIB).

En conséquence, la loi indique dans son article 2 que les crédits inscrits au BCRD progresseront au rythme annuel de 17,8 % en volume de 1982 à 1985, les effectifs employés dans la recherche devant croître au rythme moyen annuel de 4,5 %.

Tels sont les deux seuls engagements chiffrés définis dans la loi n° 82-610 du 15 juillet 1982.

Au demeurant, au plan institutionnel, la loi crée le Conseil supérieur de la recherche et de la technologie auprès du ministre chargé de la recherche et de la technologie. Elle institue également un nouveau type d'établissement public, les établissements publics à caractère scientifique et technologique, ainsi que les groupements d'intérêt public (GIP). Les GIP sont des personnes morales dotées de l'autonomie financière et sont constituées entre des établissements publics ayant une activité de recherche et de développement technologique, entre l'un ou plusieurs d'entre eux et une ou plusieurs personnes morales de droit public ou de droit privé.

3.4.3. Le bilan de la loi d'orientation et de programmation du 15 juillet 1982

Le bilan de la loi d'orientation et de programmation pour la recherche peut être fait d'une manière simplifiée par la simple consultation des chiffres a posteriori.

Mais ce bilan a surtout été fait d'une manière approfondie par M. Jacques VALADE dans un rapport d'information fait au nom de la Commission des Affaires économiques et du Plan, en préalable à l'examen du projet de loi de 1985 sur la recherche.

L'analyse approfondie faite par M. Jacques VALADE permet, au delà du constat relatif à la loi particulière de 1982, de tirer des enseignements généraux sur les lois de programmation.

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Suite à l'adoption de la loi du 15 juillet 1982, quelle est l'évolution de l'effort de recherche de la France ?

Figure 14 : Evolution du ratio DIRD / PIB - global, entreprises (DIRDE) et administrations (DIRDA)

L'impulsion donnée en 1981 et amplifiée en 1982 est notable, puisque le ratio DIRD/PIB passe de 1,75 % en 1980 à 2,25 % en 1985.

Au demeurant, les efforts des administrations et des entreprises sont parallèles en début de période.

Le ratio DNRDA / PIB représentatif de l'effort des administrations passe en effet de 0,7 % en 1980 à 0,9 % en 1985.

Quant à l'effort des entreprises, il passe de 1,1 % en 1980 à 1,3 % en 1985. Il est évidemment difficile d'identifier les causes de l'accroissement des efforts des entreprises. La pression de la concurrence et la nécessité d'y faire face sont bien sûr des causes fondamentales. Mais la sensibilisation des entreprises à l'importance de la R&D a été notablement accrue par le processus de consultation mis en place dans tout le pays avant la discussion de la loi au Parlement.

Enfin, il convient de rappeler que l'introduction du crédit d'impôt recherche par la loi du 29 décembre 1982 a également joué un rôle très important dans la mobilisation accrue des entreprises.

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Dans son rapport d'information sur le bilan de la loi de 1982, M. Jacques VALADE note que " l'irréalisme de ses hypothèses de base ont ôté toute crédibilité aux discours gouvernementaux ".

L'hypothèse de croissance du PIB était en effet de 3 % par an, un chiffre signalé dès 1982 comme irréaliste par le Sénat. Le rythme moyen annuel d'augmentation des crédits inscrits au BCRD devait être pour sa part de 17,8 %.

Le taux de croissance du PÏB n'a finalement été que de 1,3 % en moyenne. L'augmentation annuelle moyenne des crédits du BCRD s'est avérée être de 8,2 % par an.