[…] La question de recherche : quelles stratégies d’innovation pour réussir la transition énergétique dans le secteur électrique européen ? Dans le contexte de la transition énergétique en Europe, les groupes électriques devront constituer des portefeuilles technologiques bas carbone, ce qui les contraint à acquérir de nouvelles connaissances sur toute une variété de domaines technologiques.
Nos travaux ont porté sur l’analyse de cinq domaines technologiques. Certains relèvent de la substitution (énergies renouvelables et hydrogène) et d’autres de l’addition (captage et stockage du carbone, fission nucléaire, smart grids). Ces domaines ne sont pas exhaustifs mais couvrent différents segments de la chaîne de valeur électrique.
L’analyse des stratégies d’innovation porte sur les six plus importantes compagnies électriques européennes (EDF, Enel, Engie, E.ON, Iberdrola et RWE) et est également conduite à l’échelle du secteur. Pour ce faire, nous nous sommes interrogés, d’une part, sur l’orientation des stratégies technologiques développées et d’autre part sur les caractéristiques des stratégies d’acquisition des nouvelles connaissances mises en oeuvre.
Les stratégies technologiques posent la question de la direction du progrès poursuivie par les opérateurs électriques. Pour réussir sa transition, l’Union européenne doit engager un double processus d’addition et de substitution énergétique, le charbon ayant vocation à être remplacé à horizon 2050 (CE, 2011b) par les énergies renouvelables. Nous nous interrogeons donc sur l’intensité de l’engagement des opérateurs électriques dans les innovations bas carbone retenues dans notre périmètre d’analyse et cherchons à discerner si leur stratégie s’oriente plutôt vers les technologies d’addition ou celles de substitution (Fressoz, 2012).
Les stratégies d’acquisition des connaissances reflètent la démarche mise en oeuvre par les électriciens pour introduire les technologies bas carbone, et en particulier la question cruciale de leur degré d’ouverture. Dans la mesure où les innovations environnementales s’appuient, pour la plupart, sur des connaissances différentes de celles accumulées jusqu’à présent par les électriciens, une démarche d’innovation ouverte (Chesbrough, 2006) devrait faciliter leur acquisition.
D’autant plus que les innovations environnementales sont de nature plus systémiques que les innovations classiques (Theyel, 2006; Seuring et Müller, 2008) : étant donné que l’introduction de ces innovations impacte une large variété d’acteurs, collaborer apparaît logiquement comme l’un des facteurs susceptibles de la faciliter.
Pour apprécier le niveau d’ouverture de la démarche d’acquisition des connaissances, trois critères ont été retenus : le niveau de co-construction de l’innovation qui permet d’identifier si l’électricien est plutôt un adopteur ou plutôt un générateur de technologie (Hollanders, 2007), le niveau de coopétition qui mesure l’intensité des collaborations avec les compétiteurs dans le but de favoriser la diffusion des connaissances et de définir collectivement les nouveaux standards (Nalebuff et Brandenburger, 1996) et le niveau de collaboration avec les nouveaux entrants qui permet d’apprécier dans quelle mesure les électriciens s’appuient sur des actifs complémentaires (Tripsas, 1997).
Pour guider notre démarche, nous avons été conduit à poser quatre hypothèses de départ et seront ensuite testées au moyen d’une analyse empirique et de la construction d’études de cas.
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La thèse est organisée en cinq chapitres :
Le chapitre I propose une analyse historique des transitions énergétiques destinée à cerner les singularités de la transition bas carbone actuelle et les enjeux spécifiques du secteur électrique. Les précédentes transitions énergétiques se sont déroulées « naturellement », sans incitation particulière des pouvoirs publics, et dans des délais de l’ordre d’un siècle (Grubler, 2011).
Elles se sont caractérisées par : un processus d’addition énergétique (Fressoz, 2012) induit par la création de nouveaux marchés qui a conduit à l’augmentation continue de la demande énergétique (Fouquet, 2009) ; un processus d’addition technologique concomitant au processus d’addition énergétique. Le progrès technique a permis, d’une part, de prendre en intrant une gamme de plus en plus large d’énergies primaires et a conduit, d’autre part, à la diminution du prix des services énergétiques et à l’augmentation des usages (Grubler, 2012) encourageant de ce fait l’augmentation de la demande en énergie.
Lors des précédentes transitions, la demande énergétique a été satisfaite par différentes évolutions technologiques. Or, l’objectif de la transition bas carbone consiste à répondre à un problème d’externalités. Il ne s’agit ni de satisfaire à de nouveaux besoins énergétiques, ni de créer de nouveaux services énergétiques, mais de limiter les externalités négatives des émissions. La transition bas carbone se singularise donc de celles qui l’ont précédé dans l’histoire, et particulièrement pour le secteur électrique.
Dans le chapitre II, nous déterminons pourquoi la transition technologique nécessaire pour parvenir à une économie sobre en carbone du secteur électrique est différente des transitions technologiques « classiques ». Cette étape permet d’identifier les leviers susceptibles de favoriser l’introduction des technologies bas carbone.
Usuellement, la diffusion de technologies fondées sur de nouvelles connaissances procure aux innovateurs un avantage compétitif. Cependant, leur diffusion est confrontée à différents obstacles (risques de marché, compétition avec les technologies déjà établies) si bien que leur succès n’est pas garanti.
Des expérimentations au sein de niches de marché permettent d’en pallier certains risques en suscitant des interactions entre producteurs et utilisateurs. Pour favoriser l’introduction des technologies bas-carbone par les électriciens, deux leviers complémentaires, l’un exogène et l’autre endogène, sont donc susceptibles d’être mobilisés.
La mise en place par une autorité publique d’un signal-prix visant à orienter le progrès technique constitue un levier exogène. Dans le cas où ni la valeur du bénéfice social des innovations environnementales, ni les coûts des externalités ne seraient internalisés, il n’existerait aucune raison économique pour qu’un électricien diverge de sa trajectoire thermique pour introduire des innovations bas carbone. Le signal-prix permet de partager le risque et d’inciter ainsi à innover.
Les collaborations avec les parties prenantes constituent un moyen endogène d’acquérir de nouvelles connaissances, qui prend en compte le caractère systémique des innovations environnementales et les interactions qu’elles nécessitent. Trois types de collaborations présentent un intérêt particulier : la co-construction de l’innovation qui consiste à innover en collaboration avec des parties prenantes externes à la firme plutôt que de les générer en interne, les collaborations avec les nouveaux entrants qui apportent des actifs complémentaires et les collaborations avec les concurrents (« coopétition ») qui permettent une définition commune des standards et facilitent la réponse à un problème commun. La suite du travail porte sur ce levier endogène.
Dans le Chapitre III, nous formalisons le cadre d’analyse des stratégies d’innovation bas carbone du secteur électrique analysées sous le double prisme de la stratégie technologique et la stratégie d’acquisition des connaissances.
Pour conduire les études de cas, nous analysons les projets initiés dans le cadre du 7ème Programme Cadre de Recherche et Développement (7ème PCRD) de la Commission européenne par les électriciens ainsi que les brevets qu’ils ont déposés entre 2007 et 2013. Ces deux proxys de l’innovation permettent à la fois de tenir compte des moyens d’élaboration de solutions technologiques nouvelles (via les projets) et du résultat de ces efforts (via les brevets).
Sur la base des brevets et des projets, nous construisons un premier indicateur synthétique permettant de mesurer l’intensité de l’engagement pour une technologie donnée et un second qui permet d’apprécier le niveau de la démarche d’ouverture mise en oeuvre pour acquérir de nouvelles connaissances.
Ce second indicateur s’articule autour des trois axes suivants : la « co-construction de l’innovation » qui mesure le niveau de collaboration externe par rapport à la génération interne d’innovation, la « collaboration avec les nouveaux entrants » qui mesure la part de projets menés avec significativement plus de nouveaux entrants que les autres projets, et la « coopétition» qui mesure le niveau de collaboration avec les compétiteurs .
Les chapitres IV et V sont consacrés aux études de cas et sont articulés de façon identique. Le chapitre IV est consacré à l’analyse des cinq domaines technologiques retenus en s’intéressant spécifiquement aux tendances d’innovation à l’échelle du secteur électrique. Pour conduire une analyse à cette échelle, l’ensemble des données « brevets » et « projets » des six groupes électriques sont agrégées.

CHAPITRE I - La transition énergétique dans une perspective historique
1. L’ère industrielle : Approche historique et théorique de l’énergie
2. La transition « bas carbone » déroge aux observations des transformations historiques
CHAPITRE II – La transition énergétique bas carbone au prisme de l’analyse des transitions technologiques
1. Le secteur électrique face à la nécessité d’un changement d’architecture dominante
2. Les leviers favorisant l’introduction des technologies bas carbone par les électriciens
CHAPITRE III - Un cadre d’analyse pour caractériser les stratégies d’innovation du secteur électrique
1. Délimitation d’un cadre d’analyse
2. Présentation des données
3. Présentation de la méthodologie
CHAPITRE IV- Etudes de cas : Une approche par domaine technologique
1. Comparaison des domaines technologiques
2. Analyse des domaines technologiques
CHAPITRE V – Analyse des stratégies d’innovation des électriciens européens
1. Comparaison des électriciens
2. Etudes de cas