Upload
asce-loyer
View
104
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CO2 maîtrisé | Carburants diversifiés | Véhicules économes | Raffinage propre | Réserves prolongées
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie
© I
FP
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie
Nathalie Alazard-Toux et Philippe UngererIFP
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie2
© I
FP
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures:les acteurs
Les acteurs Compagnies pétrolières internationales – IOCs Compagnies nationales - NOCs Sociétés de services parapétroliers - ISCs Organismes publics ou parapublics de recherche &
développement
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie3
© I
FP
Les acteurs
Groupes pétroliers intégrés à dimension international. Ex: Shell, ExxonMobil, BP, Total, ChevronTexaco,...
Compagnies pétrolières non-intégrées, indépendantes. Ex: Perenco, Maurel & Prom
Historique Passé
R&D centrée dans les IOC (20 à 30 ans) avec une recherche qui touche tous les domaines, de l'amont à l'aval pétrolier et gazier, voire d'autres domaines
Compagnies pétrolières- IOC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie4
© I
FP
Les acteurs
Évolution avec la baisse du prix du baril dans les années 80 recentrage des activités de R&D sur le core business et baisse des budgets R&D
avec la baisse du prix du brut à la fin des années 90, restructuration et fusions acquisitions externalisation (plus ou moins importantes selon les compagnies) d'une partie de la R&D
Compagnies pétrolières- IOC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
jan
v-7
4
jan
v-7
6
jan
v-7
8
jan
v-8
0
jan
v-8
2
jan
v-8
4
jan
v-8
6
jan
v-8
8
jan
v-9
0
jan
v-9
2
jan
v-9
4
jan
v-9
6
jan
v-9
8
jan
v-0
0
jan
v-0
2
jan
v-0
4
jan
v-0
6
US$/b
Prix du pétrole
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie5
© I
FP
Les acteurs
Aujourd'hui des IOC avec forte activité de R&D interne. Ex: Total, Shell des IOC avec forte externalisation de la R&D. Ex: BP Amoco dans tous les cas:
coopération avec équipes externes (laboratoires, CdR, universités, compagnies de services)
en interne maintenir une compétence pour permettre de comprendre, juger, orienter les travaux externes
Compagnies pétrolières- IOC
•coopération avec équipes externes
•développement de compétences internes
Forte activité
R&D interne
Activité R&D
interne réduite
Comment gérer au mieux mes actifs
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie6
© I
FP
Les acteurs
Grands groupes fournisseurs d'équipements et de services Technip, Schlumberger, Halliburton, Baker&Hugues, Dresser,...
Sociétés spécialisées focalisées sur des secteurs précis CGG, Nabors industries, Transocean, Acergy,...
Les secteurs d'activité: géophysique, forage et services associés, ingénierie, travaux sous-marins et construction de facilités pour gisements, raffinage
Secteur des Services pétroliers -ISC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie7
© I
FP
les acteurs
Historique Depuis la fin des années 80, transfert de certains secteurs de la R&D vers les parapétroliers
augmentation des dépenses de R&D des grands du parapétrolier voire de certaines petites structures (positionnement high tech sur niche), créneaux
pointus
Fin des années 90, forte concentration des acteurs rationalisation des dépenses pour certains acteurs
Aujourd'hui Effort de R&D très variable suivant les groupes et les entreprises: entre 1% et 5% du
chiffre d'affaires voire bien plus Les entreprises occidentales cherchent à obtenir un avantage comparatif en termes de
produits/services
Secteur des Services pétroliers -ISC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie8
© I
FP
Depuis 1998, une phase de consolidation à plusieurs niveaux :
chez les pétroliers chez les parapétroliers
Pas de fusions-acquisitions majeures
concernant les grands pétroliers ou parapétroliers
Phase de consolidation très nette :
- création des 5 majors pétroliers
- Affirmation de quelques majors parapétroliers en tant que sociétés intégrées (Saipem, Technip, Schlumberger, Halliburton,
Baker Hughes)
- Fusions/Acquisitions entre sociétés parapétrolières de taille importante
Avant 1998 Après 1998
Les acteurs
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie9
© I
FP
Paysage pétrolier
- BP + Amoco + Arco = BP - Exxon + Mobil = Exxon Mobil - Total + Fina + Elf = TotalFinaElf - Chevron + Texaco = ChevronTexaco - Conoco + Philips = ConocoPhilips
Géo
ph
ysiq
ue
- Western Geophysical + Geco Prakla = Western Geco (70% Schlumberger, 30% Baker Hughes) CGG + Veritas = CGGVeritas
Fo
rag
e
- Transocean + Sedco Forex + R&B Falcon = Transocean. - Transocean + Global Santa Fe - Global Marine + Santa Fe International = GlobalSantaFe. - Patterson Energy + UTI Energy = Patterson-UTI Energy - Acquisition de Forasol-Foramer et de Marine Drilling dans Pride International
Paysage parapétrolier
Ing
-
Co
nst
r - Intégration d'ETPM dans Stolt Offshore = Acergy - Aker Maritime + Kvaerner O&G = Aker Kvaerner. - Technip + Coflexip + Aker Deepwater = Technip Coflexip. - Intégration de Bouygues Offshore dans Saipem.
Les acteurs français ont presque tous doublé de taille...
Principaux mouvements de fusions/acquisitions depuis 1998
Les acteurs
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie10
© I
FP
Les acteurs
Structuration en France
Le financement de la Recherche dans les secteurs E&P via le processus CEP&M-RTPG (ex FHS) en favorisant la coopération entre acteurs nationaux du secteur a contribué à la création de grands groupes nationaux reconnus à l'international
le parapétrolier français
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie11
© I
FP
les acteurs
Pays producteursexportateurs: Aramco (Arabie Saoudite), PDVSA (Venezuela), Pemex (Mexique),...non exportateurs ou faiblement exportateurs: Petrobras (Brésil), Petrochina (Chine)
Historique Autrefois, souvent seulement un intermédiaire entre États et Compagnies Internationales
Progressivement elles cherchent à devenir moins dépendantes technologiquement, certaines sont devenues
leader dans certains domaines technologiques. Ex: Petrobras dans le domaine de l'offshore profond
elles sortent des frontières nationales. Ex: Chine, Brésil Pour accompagner cela, développement de centres de recherche propres (Ex: CENPES-Petrobras, KUST King Abdallah University of Science and Technology en Arabie Saoudite, etc.) dans l'objectif de
valoriser les ressources propres viser l'indépendance technologique et énergétique permettre la création d'un tissu industriel et de compétence dans le pays
Compagnies nationales - NOC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie12
© I
FP
Les acteurs
Compagnies nationales Aujourd'hui
NOC's recourent aux compétences de leur Centre de Recherche (CdR), tout en ayant des collaborations avec l'extérieur (Labos, Universités, ISC)
Intérêt des NOC pour une collaboration avec les IOC: compétences opérationnelles "pointues", management des compétences et des projets
Compagnies nationales- NOC
NOC
CdR
LaboISCsCdRUniv...
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie13
© I
FP
Les acteurs
Organismes et entités de recherche indépendants:
Organismes et équipes publics et parapublics de R&D Instituts de recherche, laboratoires nationaux et universités
Quelle R&D? Spécialisation dans certains domaines Recherche d'une excellence scientifique Recherche de collaborations Volonté fréquente de valoriser sur le plan industriel et commercial le produit de leur recherche
Organismes de recherche
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie14
© I
FP
Évolution des dépenses de R&D
IOC/ISC
0
50
100
150
200
250
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Indi
ce 1
00:
1995
Compagnies pétrolières Compagnies parapétrolières
Comparaison de l'évolution de l'effort de R&D de 5 majors pétrolierset de 3 principaux groupes parapétroliers:
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie15
© I
FP
Les dépenses de R&D
IOC et ISC
Dépenses de R&Den % du Chiffre d'affaires
Dépenses de R&D par employé
0,3 0,40,3 0,3 0,3
3,02,9
2,7
2,4 2,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
2003 2004 2005 2006 2007
% d
u ch
iffre
d'a
faire
s
Moyenne des Compagnies Pétrolières Moyenne des Compagnies Parapétrolières
4,03,8
3,1
4,2
4,6
5,5
4,8 4,85,2
5,7
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
2003 2004 2005 2006 2007
kEur
os p
ar e
mpl
oyé
Moyenne des Compagnies Pétrolières Moyenne des Compagnies Parapétrolières
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie16
© I
FP
Les dépenses en R&D
Compagnies pétrolières
0,3
0,4
0,3 0,3 0,3
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
2003 2004 2005 2006 2007
% d
u C
hiffr
e d'
affa
ires
Royal Dutch Shell
Total
Exxon Mobil
Petrobras
Petrochina
Chevron
BP
Statoil
ConocoPhillips
Norsk Hydro
Average
Petrobras etPetrochina
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie17
© I
FP
Les dépôts de brevets Évolutions des dépôts dans le domaine des biocarburants
0
200
400
600
800
1000
1200
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Nombre de dépôts
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie18
© I
FP
Organisation de la R&D
Modalités: en interne: équipes propres en externe: sous-traitance ou travail collaboratif
R&D interne: Même si chaque segment d'activité (E-P, transport, raffinage, etc.) nécessite des
techniques spécifiques, les opérations de R&D sont généralement réalisées au sein d'un centre dédié, parfois une filiale. Ceci permet d'obtenir des économies
d'échelle. Parfois constitution d'une filiale dont l'objectif serait à la fois (ExxonMobil)
de constituer un support technique pour les autres filiales du groupe et de commercialiser à l'extérieur du groupe les connaissances développées (gestion des
brevets, ventes de services de conseils, d'expertise ou d'autres activités de type engineering)
de poursuivre une activité de recherche importante étroitement intégrée à des stratégies commerciales et à l'exploitation des opportunités qui se présentent.
Mise en place d'une organisation éclatée (Shell: 13 laboratoires de recherche dans le monde).
IOC/NOC/ISC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie19
© I
FP
Organisation de la R&D
R&D externe: Partiellement hors du Groupe IOCs ou ISCs, la R&D est de plus en plus confiée à des
structures externes (équipe de recherche des ISC) et/ou à des Centres et équipes de recherche indépendants (il y a toujours un suivi R&D à l'intérieur du Groupe).
Formes multiples: Formation d'associations temporaires afin de répondre à une question précise (1). Associations
regroupant les groupes pétroliers, des universités, des centres de recherche spécialisés (privés ou publics), des parapétroliers, etc.
Partenariat de plus long terme (souvent bilatéral). Favorisée par un certain nombre de mécanismes, notamment:
Participation publique au financement via de programmes nationaux et internationaux. Ex: RTPG en France, SkatteFUNN en Norvège...
Opérations de capital-risque
(1) JIP: un mode de partage des résultats et des risques (culturel à travers les JV), et un mode de coopération très utilisé également pour la création et fabrication d'outils en phase de démonstration
IOC/NOC/ISC
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie20
© I
FP
Exemple: RTPG France
Ligne d ’export
(Stolt Offshore (ex-ETPM), Ifremer)
installée par FDS (Saibos)
Flex joint
(Techlam, SaipemSa (ex-BOS))
MATIS (Stolt Comex Seaway
(Stolt Offshore))
Tour Hybride (Doris, Stolt Comex
Seaway (Stolt Offshore))
à l'origine de:
d'une pépinière de projets innovants d'un positionnement high tech dans l'offshore du parapétrolier français (reconnu internationalement):
Exemple: GIRASSOL:
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie21
© I
FP
Exemple: Skatte FUNN Norvège
Système de déduction de taxes en cas de dépenses en R&D
En 2002 le gouvernement norvégien introduit un système de déduction de taxes pour les investissements réalisés en R&D dans les petites et moyennes entreprises (PME), de moins de 100
employés. Les entreprises peuvent aller jusqu'à 20% de réductions de taxes sur les coûts en R&D et dépendent de
l'approbation du projet par le Conseil de la Recherche de Norvège. Ce système a été étendu en 2003 à toutes les entreprises indépendamment de leur taille, les grandes
entreprises pouvant aller jusqu'à une limite de 18% si le projet est approuvé par le Conseil de la Recherche de Norvège.
Le montant maximum de dépenses en R&D pour bénéficier du système est fixé à 4 million de NOK, ce qui équivaut à un maximum de 800 000 NOK de réduction de taxes (plafond 2006). Le montant peut être étendu à 4 million de NOK supplémentaires dans le cas de projets conjoints avec des institutions de R&D reconnues.
La part du SkatteFUNN dans le financement public est supérieur à 60% dans les entreprises dont l'effectif est inférieur à 100 employés et de 40% au total.
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie22
© I
FP
Les Fonds de Capitaux à Risques
Accroissement de l'intérêt porté par des capitaux privés et des fonds de capitaux à risques aux technologies et services de l'E&P. Ces fonds interviennent souvent pour aider les sociétés à commercialiser les produits technologiques.
Certaines compagnies pétrolières ont créé leurs propres structures (exemple : Chevron Technology Ventures et Shell Technology Ventures).
Elles investissent plus en amont (financement de la phase de développement du produit).
Elles cherchent à financer des innovations qui pourraient les aider à accroître la valeur de leurs actifs ou améliorer les performances de leurs activités ( trouver et produire plus de pétrole, améliorer l'efficacités de l'outil de raffinage ... développer des technologies énergétiques alternatives)
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie23
© I
FP
Organisation
Proposent des projets de recherche en relation avec les opérationnels et assurent la collecte des idées et liens avec d'autres centres de recherche dans le monde.
Étudient notamment des sujets transverses, plus futuristes, par ex le captage – stockage de CO2
Les interactions entre ce type d'acteur –qui est aussi impliqué dans la création technologique- et les IOCs sont très différentes de celles entre les IOCs et les ISCs et leur niveau de dépense en R&D est relativement modeste.
Laboratoires et centres de recherche publics et parapublics de R&D
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie24
© I
FP
Conclusions
Dans le passé, l'innovation dans le domaine du pétrole et du gaz était
essentiellement le fait des IOCs.
Aujourd'hui, une plus grande présence des ISCs, voire des NOCs une R&D plus collaborative.
Pour les ISCs européennes et américaines, l'innovation est indispensable au maintien de l'avantage compétitif. Elle permet également de diversifier les domaines d'intervention.
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie25
© I
FP
Plusieurs types d'innovation ... également utiles
Innovation de rupture changement important de technologie (ex. moteurs HCCI,
nouvelle famille de matériaux en catalyse) création d'un nouveau marché (ex. conduites flexibles) attaque d'un nouveau marché (ex. biocarburants) risque important long délai avant de percer
Innovation incrémentale amélioration modérée d'une technologie existante (ex.
nouvelle version d'un logiciel, nouvelle génération d'un catalyseur commercial)
garder/augmenter ses parts dans un marché existant retour rapide risque modéré mais pression forte
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie26
© I
FP
Organisation de l'innovation à l'IFP évaluation économique préliminaire projets de recherche exploratoire
bottom-up = à l'initiative des groupes de compétences (ex. matériaux hybrides organo-métalliques pour catalyse et séparation)
top-down = nouvelle orientation stratégique demandant un développement de compétences (ex. batteries pour véhicules hybrides)
collaboration très fréquente avec des laboratoires académiques (stade précompétitif)
projets de recherche appliquée et/ou de développement structure matricielle facilitant les projets pluridisciplinaires partenariat industriel quasi obligatoire : filiales, PME, grands groupes,
compagnies nationales collaboration fréquente avec des laboratoires académiques
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie27
© I
FP
Fonctionnement de la structure matricielle
effectif
ing + tech
Explo-produc.
Raffinage- pétroch.
Moteurs- énergie
Rech. explo.
Formation
91 M€ 90 M€ 58 M€ 9 M€ 18 M€
Ingénierie de Réservoir 79 +++ + +
Mécanique Appliquée 107 ++ + + + +
Physique et Analyses 83 + +++ + + +
Catalyse et Séparation 151 + +++ + +
Chimie et Physico-chimie 102 ++ + + + +
Tech. Applic. Energétiques
192 +++ + +
Technol., Informatique et Math. Appl.
106 ++ + ++ + +
Procédés 206 + +++ + + +
Géologie, Géoch., Géoph. 102 +++ + +
Etudes Economiques 20 + ++ ++ + +
Centres de résultats (programmation)
Dir
ect
ion
s d
e R
ech
erch
e (c
om
pét
en
ces)
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie28
© I
FP
Le transfert de technologie : un art délicat
Bien apprécier les besoins et contraintes de l'industrie réunions systématiques partenariat industriel motivé le plus tôt possible dans chaque
projet rôle très positif des mobilités de personnel IFP filiales
(Beicip-Franlab, Axens) Protection industrielle (brevets, accords de cession de licence)
nécessaire coûteuse (> 5 M€ /an à l'IFP) délais
Persévérer Effort généralement plus important que la phase de recherche savoir rebondir : choix du partenaire, voire changer de "produit"
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie29
© I
FP
Projet de recherche exploratoire Matériaux hybrides organo-métalliques (MOFS)
Bibliographie, montage de collaborations universitaires Synthèses de MOFs connus et d'un MOF original à l'IFP
Caractérisation expérimentale des effets catalytiques Caractérisation de l'adsorption d'hydrocarbures et de gaz
expérimentalement modélisation moléculaire
Nombreux points restant à étudier : stabilité, identification structurale, etc.
distribution spatiale du CO2 adsorbé (rouge)
et du méthane (jaune) dans MOF-5
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie30
© I
FP
Conduites flexibles
Objectif initial (années 1970) : "flexoforage" pour réaliser des puits fortement déviés
Problème : le forage rotary classique (tiges acier) suffit pour faire des puits déviés, voire horizontaux !
Solution (années 1980): réutilisation du concept pour produire des conduites flexibles pour la production en mer (nouveau marché !)
Valorisation industrielle par Coflexip (mainteant Technip – Coflexip), n° 1 mondial depuis 30 ans
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie31
© I
FP
Transformation des huiles végétales en biocarburants
Années 1980 : plateforme IFP de Soustons (Landes) large connaissance des matières premières (huiles végétales) développement de procédés pas de débouché industriel fermeture de la plateforme vers 1990
2006 : procédé Esterfip-H catalyse hétérogène meilleure pureté du sous-produit (glycérol) 8 unités vendues par Axens en 2006-2007 Kirkpatrick Award of Chemical Engineering 2007
Unité Sofiprotéol200000 t/an (Sète)
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie32
© I
FP
Records de Production en mer profonde
1 709 m
1 650 m
1 027 m
752 m
540 m
312 m
2197 m2 307 m
IFP/ Direction des Etudes economiques/sept. 2007
2 750 m
1978 1989 1991 1994 1997 1997 2002 2004 2007
Cognac, Golfe du Mexique,
J olliet, Golfe du Mexique,
Marlim, Brésil
Marlim, Brésil
Mensa, Golfe du Mexique,
Marlim Sul, Brésil
Camdem Hills, Golfe du
Mexique, US
Coulomb Golfe du
Mexique, US
Independance Hub GoM
Shell Conoco Petrobras Petrobras Shell Petrobras Marathon Shell Anadarko
Plateforme fixe
TLP Semi-submersible
Semi-submersible
Subsea tie-back
FPSO Subsea tie-back
Subsea tie-back
Subsea tie-back
La R&D et l'innovation dans les hydrocarbures et les nouvelles technologies pour l'énergie33
© I
FP
Evaluation économique de différentes filières de production d'hydrogène
Coût de production de l'hydrogène en fonction du coût de la matière première
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Coût de la matière première ($/GJ)
Co
ût
pro
du
cti
on
hy
dro
gè
ne
($
/GJ
) Vaporeformage GN
Vaporeformage GN+CSS
Gazéif ication Charbon
Gazéif ication Charbon +CSS
Gazéif ication Biomasse
Electrolyse