Innovation quantique et culture francophone : l’exemple du CNRS au Québec

En conju­guant habi­le­ment les spé­ci­fi­ci­tés d’écosystème et de culture dans le monde fran­co­phone, il est pos­sible de contri­buer avan­ta­geu­se­ment au futur de l’industrie quan­tique, tout en réaf­fir­mant et en ancrant dans la durée des modèles col­la­bo­ra­tifs unis par la culture francophone.

Le domaine des sciences quan­tiques et de ses appli­ca­tions tech­no­lo­giques est en pleine effer­ves­cence. En effet, ce sec­teur tra­di­tion­nel­le­ment déve­lop­pé dans les labo­ra­toires de recherche se trouve mis sur le devant de la scène depuis quelques années, avec une crois­sance majeure des inves­tis­se­ments à l’échelle mon­diale. Bien que les pers­pec­tives liées à ce domaine soient majeures, les démons­tra­tions actuelles se situent prin­ci­pa­le­ment à l’échelle des labo­ra­toires et ne sont pas encore industrialisées.

Cepen­dant le domaine des cap­teurs quan­tiques est pro­pice quant à lui à des appli­ca­tions concrètes dans un ave­nir proche. Cette situa­tion par­ti­cu­lière, dans laquelle un domaine de recherche fon­da­men­tale doit rapi­de­ment évo­luer vers des pro­duits et appli­ca­tions alors que les uti­li­sa­teurs finaux ne connaissent pas la tech­no­lo­gie en ques­tion mais sont tou­jours inté­res­sés par une bien meilleure per­for­mance ou un coût de revient réduit, est par­ti­cu­liè­re­ment pro­pice à l’entrepreneuriat et à la créa­tion de nou­velles start-up qui vont « connec­ter » les deux mondes.

Une compétition mondiale

Dans ce contexte de crois­sance majeure, on voit dès à pré­sent des pro­blèmes de pénu­rie de per­sonnes expertes dans les dif­fé­rents domaines asso­ciés. La com­pé­ti­tion mon­diale s’illustre autant sur le plan finan­cier que sur le plan de l’attraction et de la for­ma­tion de per­sonnes hau­te­ment qua­li­fiées qui répon­dront aux besoins variés de cette industrie.

À l’échelle mon­diale, on peut dis­tin­guer plu­sieurs stra­té­gies de déve­lop­pe­ment asso­ciées à des inves­tis­se­ments majeurs. Un rap­port récent du Bos­ton Consul­ting Group estime ces inves­tis­se­ments à une valeur de 450 à 850 G$ au cours des 15–30 pro­chaines années et on doit s’attendre à ce que les dif­fé­rents éco­sys­tèmes mon­diaux se retrouvent d’une manière ou d’une autre en com­pé­ti­tion active.

En Europe par exemple, le volume d’investissements est consé­quent mais la coor­di­na­tion inté­grée entre les dif­fé­rents membres n’est pas encore éta­blie. Les USA et la Chine sont dans le pelo­ton de tête au niveau des inves­tis­se­ments et on doit se poser la ques­tion de l’approche à suivre pour res­ter dans cette course à l’innovation.

Similitudes entre la France et le Québec

La France tout comme le Cana­da et le Qué­bec en par­ti­cu­lier ont mis en place des stra­té­gies natio­nales quan­tiques. Le Qué­bec de ce point de vue est inté­res­sant car, de par sa taille modeste (8,5 mil­lions d’habitants), il est clair que le suc­cès de la pro­vince dans le domaine des sciences quan­tiques et des appli­ca­tions tech­no­lo­giques devra pas­ser par des approches inno­vantes pour ne pas être « noyé dans la masse ». D’un cer­tain point de vue, la France pour­rait se retrou­ver dans une situa­tion com­pa­rable à l’échelle mondiale. 

On l’aura com­pris, la dif­fé­rence et le suc­cès des stra­té­gies à déve­lop­per au cours des pro­chaines décen­nies ne pour­ront pas être gagnants en se fon­dant uni­que­ment sur les volumes d’investissements finan­ciers dans un contexte mon­dial aus­si com­pé­ti­tif. Une approche pour répondre à ces ques­tions repose sur l’analyse des éco­sys­tèmes au sein des­quels évo­luent notam­ment la France et le Qué­bec, soit l’Europe et la proxi­mi­té avec l’Afrique d’une part et l’Amérique du Nord d’autre part ; mais aus­si sur un élé­ment essen­tiel qui peut faire la dif­fé­rence, la « culture fran­co­phone » – à ne pas confondre avec la francophonie. 

Le système français

Par exemple, en France le sys­tème de la recherche notam­ment avec le Centre natio­nal de la recherche scien­ti­fique (CNRS) repose sur un ensemble majo­ri­taire de labo­ra­toires mixtes, avec des uni­ver­si­tés par­te­naires sur le ter­ri­toire natio­nal où tra­vaillent un ensemble de per­sonnes talen­tueuses majo­ri­tai­re­ment fran­co­phones mais où aus­si de nom­breuses per­sonnes ne par­lant pas fran­çais de manière régulière.

La struc­ture admi­nis­tra­tive glo­bale de ces éco­sys­tèmes est certes com­plexe et asso­ciée à un lot de contraintes que l’on aime­rait pou­voir réduire, mais de nom­breux avan­tages asso­ciés à cette struc­tu­ra­tion ont per­mis de créer des « places fortes » de la science dans un ensemble de domaines de pointe.

Sou­li­gnons à cet effet l’annonce du prix Nobel de phy­sique 2022 à trois cher­cheurs dont Alain Aspect, direc­teur de recherche émé­rite du CNRS, pro­fes­seur à l’Institut d’optique Gra­duate School – Uni­ver­si­té Paris-Saclay, pro­fes­seur affi­lié avec dis­tinc­tions à l’ENS Paris-Saclay et pro­fes­seur asso­cié à l’École poly­tech­nique, tra­vaillant au Labo­ra­toire Charles Fabry (Ins­ti­tut d’optique Gra­duate School-CNRS, Uni­ver­si­té Paris-Saclay), pour ses tra­vaux sur l’intri­ca­tion quan­tique.

En effet, par les dif­fé­rents pro­ces­sus de concours natio­naux pri­vi­lé­giant l’excellence mais aus­si par l’ouverture à toutes les per­sonnes talen­tueuses quelle que soit leur ori­gine ou leur culture, la France a su déve­lop­per une force en recherche sur un large ensemble de domaines scien­ti­fiques, de niveau mondial.

“La France a su développer une force en recherche sur un large ensemble de domaines scientifiques, de niveau mondial.”

Les dif­fé­rents labo­ra­toires sont pilo­tés par des équipes de direc­tion en col­la­bo­ra­tion étroite avec les auto­ri­tés uni­ver­si­taires et le CNRS en visant le ren­for­ce­ment des domaines d’expertise, ce qui se tra­duit après plu­sieurs décen­nies par une connais­sance pro­fonde et par­ta­gée entre les dif­fé­rents membres des labo­ra­toires sur dif­fé­rents sujets de pointe. Les finan­ce­ments octroyés sont très rare­ment ciblés direc­te­ment vers des cher­cheurs indi­vi­duels et sont par consé­quent liés direc­te­ment à la stra­té­gie scien­ti­fique du labo­ra­toire. Cela maxi­mise les inter­ac­tions entre col­lègues et la mutua­li­sa­tion de res­sources maté­rielles et humaines. En ce qui concerne l’entrepreneuriat, des struc­tures comme CNRS Inno­va­tion per­mettent, grâce au pro­gramme d’accompagnement RISE, de faire émer­ger des start-up notam­ment dans le domaine quantique.

Le pre­mier fonds d’investissement dédié entiè­re­ment au domaine quan­tique Quan­to­na­tion est né en France sous l’impulsion d’un groupe d’experts recon­nus du monde scien­ti­fique et finan­cier, une ini­tia­tive avant-gar­diste qui mérite d’être sou­li­gnée sur­tout dans ce contexte mon­dial ultra-compétitif.

Le système québécois

En Amé­rique du Nord, le finan­ce­ment est très ciblé sur les cher­cheurs indi­vi­duels, ce qui crée des envi­ron­ne­ments très com­pé­ti­tifs et pas for­cé­ment ins­crits sur de longues périodes. Cela se tra­duit par une grande agi­li­té, mais aus­si par des com­pé­ti­tions intenses à l’intérieur même des uni­ver­si­tés. Le Qué­bec se situe à l’interface des sys­tèmes fran­çais et nord-amé­ri­cain. Les pro­grammes de finan­ce­ment ciblent les cher­cheurs indi­vi­duel­le­ment sans pilo­tage par un labo­ra­toire en par­ti­cu­lier. Le Conseil de recherches en sciences natu­relles et en génie (CRSNG) au niveau fédé­ral a même un pro­gramme de sub­ven­tion à la décou­verte indi­vi­duelle, pour des sub­ven­tions d’une durée de cinq ans renou­ve­lables a prio­ri tout au long de la car­rière des cher­cheurs, à condi­tion de rem­por­ter un concours.

Fait mar­quant, une fois les fonds octroyés, les cher­cheurs ont la pos­si­bi­li­té de faire évo­luer leur pro­jet de recherche au-delà du pro­jet pré­sen­té, à condi­tion de convaincre le jury d’évaluation tous les cinq ans que leur stra­té­gie scien­ti­fique a été un suc­cès. Cette liber­té aca­dé­mique est par­ti­cu­liè­re­ment appré­ciée et per­met aux cher­cheurs concer­nés de pilo­ter libre­ment leur car­rière scien­ti­fique. De plus, les fonds de recherche du Qué­bec jouent un rôle ras­sem­bleur sur dif­fé­rentes thé­ma­tiques fortes dans la pro­vince par la créa­tion de « regrou­pe­ments stra­té­giques » où les cher­cheurs pro­ve­nant des dif­fé­rentes uni­ver­si­tés col­la­borent et par­tagent leurs infra­struc­tures. Cepen­dant le finan­ce­ment des uni­ver­si­tés et les stra­té­gies ins­ti­tu­tion­nelles sont net­te­ment plus auto­nomes par rap­port au sys­tème fran­çais et cela mène à la créa­tion de dif­fé­rents éco­sys­tèmes propres à l’ADN des dif­fé­rentes institutions.

Des labos du CNRS dans les universités québécoises

Dans le domaine de l’entrepreneuriat, l’université de Sher­brooke (UdeS), située à 150 km à l’est de Mont­réal, à proxi­mi­té des États ruraux du nord des États-Unis, a lan­cé il y a une dizaine d’années une stra­té­gie entre­pre­neu­riale dans les domaines des deep tech. Cen­tré sur les étu­diants, plu­tôt que sur les pro­fes­seurs-cher­cheurs, ce modèle a été repris avec suc­cès à Mont­réal et à Québec.

Ce modèle s’est déve­lop­pé en met­tant en place éga­le­ment des fonds d’investissement pour appuyer les jeunes pousses dans les pre­mières étapes de leur crois­sance, sans avoir à les expo­ser trop tôt sur les mar­chés. La situa­tion par­ti­cu­lière de l’UdeS explique en par­tie cette stra­té­gie car, en tant que 4^e uni­ver­si­té au Qué­bec après l’université de Mont­réal, l’université McGill et l’université Laval, l’UdeS était la seule en dehors des grands centres urbains et elle a dû se dis­tin­guer par son approche péda­go­gique. Elle se dis­tingue éga­le­ment par sa stra­té­gie de concen­tra­tion des inves­tis­se­ments dans des labo­ra­toires par­ta­gés entre les dif­fé­rents cher­cheurs et en col­la­bo­ra­tion avec l’industrie.

“Réussir pour la société avant de réussir en société.”

Cette stra­té­gie a notam­ment per­mis à l’UdeS de mettre sur place une chaîne d’innovation inté­grée (CII) allant des sciences quan­tiques à la micro­élec­tro­nique et cou­vrant des appli­ca­tions de l’échelle du labo­ra­toire jusqu’à des lignes de pro­duc­tion indus­trielle cogé­rées avec l’industrie. La CII a béné­fi­cié de plus de 1 G$ d’investissements au cours des dix der­nières années, dont 60 % en pro­ve­nance du sec­teur pri­vé. Cette approche hybride favo­ri­sant les regrou­pe­ments de cher­cheurs en interne fait de l’UdeS un modèle par­ti­cu­liè­re­ment com­pa­tible avec le sys­tème fran­çais. Cela s’illustre par la pré­sence à l’UdeS depuis dix ans du Labo­ra­toire CNRS inter­na­tio­nal en nano­tech­no­lo­gies et nano­sys­tèmes (Inter­na­tio­nal Research Labo­ra­to­ry, IRL-LN2) et du nou­veau Labo­ra­toire CNRS inter­na­tio­nal fron­tières quan­tiques (IRL-FRQ) inau­gu­ré en 2022.

Trois autres labo­ra­toires CNRS de ce type sont éga­le­ment pré­sents au Qué­bec (uni­ver­si­té Laval, uni­ver­si­té de Mont­réal et uni­ver­si­té Mac­Gill-École de tech­no­lo­gie supé­rieure ou ÉTS), ce qui repré­sente la plus forte concen­tra­tion de labo­ra­toires CNRS inter­na­tio­naux au niveau mondial.

Une culture commune

On note­ra comme illus­tra­tion d’une culture com­mune les moti­va­tions des étu­diants entre­pre­neurs à la tête des dif­fé­rentes start-up en hautes tech­no­lo­gies. La vaste majo­ri­té des équipes entre­pre­neu­riales déclarent prio­ri­ser l’impact de leurs pro­duits par rap­port au suc­cès com­mer­cial pur. Une sorte d’attachement à « réus­sir pour la socié­té » dans leur domaine d’expertise, avant de « réus­sir en socié­té »… De ce point de vue, la culture fran­co­phone est à nou­veau un élé­ment dis­tinc­tif par rap­port aux modèles à suc­cès issus du monde anglo-saxon, qui pri­vi­lé­gient les suc­cès finan­ciers et le réin­ves­tis­se­ment dans dif­fé­rentes aven­tures entre­pre­neu­riales pas for­cé­ment inter­con­nec­tées entre elles.

Mutualiser les moyens et associer le privé

Face à ce constat quelles peuvent être les stra­té­gies concrètes en lien avec la « ges­tion de l’innovation quan­tique » ? Bien que les sommes inves­ties dans les autres éco­sys­tèmes soient très impor­tantes, en France et au Qué­bec l’accès au finan­ce­ment pour les jeunes entre­prises aux pre­mières étapes de leur déve­lop­pe­ment est de bonne qua­li­té et cela per­met de sti­mu­ler le pas­sage du labo­ra­toire aux pre­mières étapes d’un produit.

Cepen­dant, dans le domaine des deep tech, les inves­tis­se­ments en capi­tal requis par les entre­prises pour pas­ser du labo­ra­toire au monde pri­vé sont majeurs et cette étape consti­tue sou­vent un point de rup­ture pour les entre­pre­neurs, qui doivent alors accep­ter une majo­ri­té de fonds étran­gers et sou­vent quit­ter leur éco­sys­tème pour conti­nuer à se déve­lop­per. En pri­vi­lé­giant le recours aux dif­fé­rentes pla­te­formes tech­no­lo­giques éta­blies pour ces entre­prises, on peut repous­ser les besoins en inves­tis­se­ment en capi­tal propre tout en maxi­mi­sant les taux d’utilisation de ces pla­te­formes et leur finan­ce­ment par des frais d’accès.

“Dans le domaine quantique en particulier, la pénurie de personnes expertes à tous les niveaux d’études est un problème fondamental.”

En col­la­bo­ra­tion avec les gou­ver­ne­ments, il est aus­si pos­sible de cibler des inves­tis­se­ments dans des « masses cri­tiques » d’équi­pements scien­ti­fiques gérés non seule­ment via des pla­te­formes uni­ver­si­taires, mais aus­si par des orga­nismes à but non lucra­tif cogé­rés par des acteurs du monde aca­dé­mique et du monde pri­vé. Ain­si en février 2022, le gou­ver­ne­ment du Qué­bec annon­çait la créa­tion de la zone d’innovation quan­tique à Sher­brooke avec un inves­tis­se­ment ini­tial des par­te­naires dépas­sant 400 M$.

Cette approche asso­ciant l’écosystème aca­dé­mique à la sphère pri­vée est par­ti­cu­liè­re­ment cri­tique pour favo­ri­ser l’attraction de per­son­nel hau­te­ment qua­li­fié au sein des labo­ra­toires de recherche tout en démys­ti­fiant le pas­sage entre le sec­teur public et le sec­teur pri­vé au sein de l’écosystème. Dans le domaine quan­tique en par­ti­cu­lier, la pénu­rie de per­sonnes expertes à tous les niveaux d’études est un pro­blème fon­da­men­tal et la ges­tion de ces res­sources sera un fac­teur de suc­cès aus­si cri­tique que celui des dis­po­ni­bi­li­tés de capitaux.

Des studios quantiques

Avec une telle approche com­pa­tible avec les éco­sys­tèmes fran­çais et qué­bé­cois, on peut sti­mu­ler les tech­no­lo­gies quan­tiques, que ce soit sur le plan du hard­ware ou sur celui du soft­ware, pour enri­chir les éco­sys­tèmes et les rendre encore plus attrayants et dif­fi­ciles à quit­ter. Cette approche consiste à créer des « stu­dios quan­tiques » construits sur les forces des éco­sys­tèmes régio­naux béné­fi­ciant de cette culture col­la­bo­ra­tive et de l’accès à ces res­sources par­ta­gées. Ain­si confi­gu­rés, les stu­dios pour­ront sol­li­ci­ter direc­te­ment les dif­fé­rentes équipes aca­dé­miques pour lan­cer des tra­vaux de recherche ciblés cor­res­pon­dant à des besoins indus­triels dans le sec­teur quantique.

Cette approche per­met de cibler dès le début les inno­va­tions liées aux besoins de mar­ché, tout en aug­men­tant le nombre de start-up qui seront natu­rel­le­ment ancrées dans ces éco­sys­tèmes. Sur la base de cette ana­lyse, au-delà du lan­ce­ment de plu­sieurs Quan­tum Stu­dios qui seraient idéa­le­ment inter­con­nec­tés, notam­ment en mutua­li­sant les forces de leurs éco­sys­tèmes res­pec­tifs entre la France et le Qué­bec, il est très impor­tant de sti­mu­ler la for­ma­tion de per­sonnes expertes dans les vastes domaines cou­verts par les sciences quan­tiques en français.

Cela per­met­tra à la fois d’alimenter nos labo­ra­toires et entre­prises, mais aus­si de pro­fi­ter du for­mi­dable bas­sin de talents dis­po­nibles dans le réseau fran­co­phone notam­ment en Afrique, sachant qu’une bonne par­tie des études ini­tiales dans ces domaines ne néces­sitent que peu d’infrastructures maté­rielles com­plexes. Les échanges entre ces dif­fé­rents éco­sys­tèmes de for­ma­tions sont à pri­vi­lé­gier, notam­ment l’appui aux thèses de doc­to­rat en cotu­telle favo­ri­sant une ouver­ture scien­ti­fique et cultu­relle maximisée.

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