Ce chapitre examine les incidences de l’émergence des nouvelles applications TIC – de l’analyse des données massives à l’infonuagique, en passant par l’internet des objets (IdO) –, qui ouvrent la voie à des processus productifs et organisationnels inédits, et des modèles économiques nouveaux, principalement dans les secteurs industriels. Il s’intéresse aux gains de productivité induits par l’adoption de ces nouvelles applications, non seulement dans les entreprises pionnières de certains secteurs (tels que l’automobile et l’industrie aérospatiale), mais aussi dans des secteurs traditionnels comme l’agriculture. Il envisage enfin les cadres d’action qu’il conviendrait de mettre en place pour concrétiser le potentiel de productivité et les autres avantages découlant de l’utilisation des technologies numériques dans la production, tout en limitant certains risques associés.

La biotechnologie industrielle implique la production de biens à partir de biomasse renouvelable et non de ressources fossiles épuisables. Objet de bien des progrès et réalisations ces dernières années, elle apporte la preuve que protection de l’environnement peut aller de pair avec création d’emploi et croissance économique. Plusieurs obstacles s’opposent néanmoins à son déploiement au service d’une large gamme de produits. Certains, de nature technique, nécessitent davantage de recherche et développement. D’autres sont dus au fait que la bioproduction est en concurrence directe avec les industries pétrolière, gazière et pétrochimique qui peuvent se prévaloir de décennies d’expérience, de chaînes d’approvisionnement perfectionnées, d’économies à grande échelle et de subventions. Un troisième type d’obstacles, enfin, est lié aux incertitudes qui entourent la durabilité de la biomasse destinée à servir de matière de base de la production future. Il en résulte que les mesures nécessaires pour exploiter les potentialités de la bioproduction sont très diverses : elles pourront passer par un soutien public à la recherche, l’élaboration d’un indicateur de durabilité de la biomasse, des programmes d’étiquetage des produits à l’intention des consommateurs, ou encore des initiatives en faveur de l’enseignement et de la formation du personnel.

Les nanotechnologies sont des technologies généralistes qui ont déjà permis de nombreuses innovations de produit et de procédé ainsi que des améliorations de la productivité et de la durabilité dans presque tous les secteurs d’activité. Elles peuvent donner lieu à d’autres innovations et à l’émergence de nouveaux marchés dans un avenir proche, mais poursuivre les progrès dans ce domaine nécessite d’importants investissements dans la recherche et le développement et dans la commercialisation. De tels investissements devraient être soutenus par des collaborations intranationales et internationales afin de donner naissance à des infrastructures de recherche virtuelles, pour permettre le partage d’équipements au coût autrement prohibitif et le développement d’écosystèmes de recherche pluridisciplinaires réunissant universités, recherche publique et petites et grandes entreprises. L’enjeu est d’exploiter toute la puissance d’innovation des nanotechnologies dans tous les secteurs existants ou qui pourraient se développer. Il convient de concevoir de nouveaux modèles économiques et de financement de l’innovation qui tiennent compte de la pluridisciplinarité croissante de l’innovation et de son recours accru au numérique. Il convient également de lever les obstacles réglementaires à la commercialisation des nanotechnologies.

L’impression tridimensionnelle ou 3D, également dénommée « fabrication additive », est appelée à remplacer d’autres technologies de fabrication. Ce chapitre examine ses possibles conséquences sur le plan de la durabilité environnementale et recense les interventions prioritaires des pouvoirs publics pour faire en sorte que ces conséquences soient bénéfiques. Il analyse plusieurs technologies d’impression 3D parmi les plus répandues aujourd’hui et décrit les tendances à la faveur desquelles cette méthode pourrait être en mesure de supplanter d’autres technologies dans un avenir proche. L’impact environnemental des procédés typiques d’impression 3D d’aujourd’hui est comparé à celui de deux méthodes de fabrication classiques, sur la base d’analyses du cycle de vie et de bilans portant notamment sur les émissions de gaz à effet de serre et d’autres polluants atmosphériques, la toxicité des matières et l’appauvrissement des ressources. Ce chapitre analyse également la diffusion annoncée de l’impression 3D dans un nombre croissant de secteurs d’activité. S’il s’intéresse surtout aux procédés dans le domaine des matières plastiques, d’autres matériaux comme les métaux sont également pris en considération. La généralisation de l’impression 3D telle qu’elle est pratiquée aujourd’hui ne serait pas forcémenttoujours bénéfique pour l’environnement, mais il existe déjà des technologies qui, si elles cessaient d’être marginales pour devenir la norme dans l’industrie, pourraient permettre de rendre la fabrication nettement plus durable. Le secteur se trouve à la croisée des chemins, et des initiatives judicieuses prises aujourd’hui peuvent permettre d’installer pour des décennies des technologies bénéfiques et faire de l’impression 3D un facteur clé d’un avenir plus durable.

Accélérer la découverte de matériaux nouveaux et le développement de matériaux afin d’améliorer la conception de produits et faciliter la personnalisation de masse à l’aide des technologies émergentes comme l’impression 3D. Cela est désormais possible grâce aux avancées réalisées sur plusieurs fronts, avec l’amélioration des instruments scientifiques, l’alliance de l’informatique à hautes performances avec des modèles prédictifs de la structure et des propriétés des matériaux, ou encore l’analyse de données. Jusqu’à présent, il fallait compter 15 à 20 ans entre la découverte d’un matériau en laboratoire et son utilisation dans la fabrication de produits. En cette nouvelle ère du numérique, les méthodes systématiques employées pour accélérer les processus de découverte et de développement des matériaux n’en sont qu’à leurs débuts. À terme, on devrait disposer de l’écosystème nécessaire pour croiser les nouveaux matériaux avec les technologies de fabrication numérique de façon à conférer de nouvelles fonctionnalités aux produits. Ce chapitre passe en revue un certain nombre d’initiatives engagées, de lacunes à combler et l’intervention des politiques publiques dans ce cadre.