STRATEGIES ET ORGANISATIONS DES
PROCESSUS D'EXPLORATION: LE CAS DE LA
PILE A COMBUSTIBLE CHEZ AXANE / AIR
LIQUIDE

Rodolphe Rosier

► To cite this version:

Rodolphe Rosier. STRATEGIES ET ORGANISATIONS DES PROCESSUS D'EXPLORATION : LE CAS DE LA PILE A COMBUSTIBLE CHEZ AXANE / AIR LIQUIDE. Gestion et management. UPEC UP12 - Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12, 2007. Français. NNT: . tel-04544928

HAL Id: tel-04544928

https://hal.science/tel-04544928

Submitted on 13 Apr 2024

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>
UNIVERSITE DE PARIS-EST MARNE-LA-VALLEE

U. F. R. ECONOMIE ET GESTION

N° attribué par la bibliothèque

-----------------

2007

THESE

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR EN SCIENCES DE GESTION

présentée et soutenue publiquement par

Rodolphe ROSIER

Le 19 décembre 2007

STRATEGIES ET ORGANISATIONS DES PROCESSUS D'EXPLORATION :
LE CAS DE LA PILE A COMBUSTIBLE CHEZ AXANE / AIR LIQUIDE

JURY

Olivier Badot Professeur à l'ESCP-EAP

Alain Desreumaux Professeur à l'IAE, Université de Lille 1

Gilles Garel Professeur à l'Université de Paris-Est,
Directeur de thèse

Christophe Midler Directeur de recherche au CNRS, Ecole Polytechnique,
Rapporteur

Patrick Sanglan Directeur Général d'Axane (Air Liquide)

Benoît Weil Professeur à L'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris,
Rapporteur
AVERTISSEMENT

L'Université de Paris-Est n'entend donner aucune approbation ni improbation aux opinions émises dans les thèses. Celles-ci doivent être considérées comme propres à leurs auteurs.
Remerciements

Je tiens à remercier Gilles Garel pour ses idées, son soutien et sa rigueur : cette thèse doit beaucoup à son intuition et ses conseils éclairés. Plus qu'un directeur de thèse attentif et disponible, il a su être un explorateur à mes côtés et un coach dans les moments qui le nécessitaient.

Je tiens aussi à remercier Patrick Sanglan, directeur d'Axane pour m'avoir fait confiance pendant ces quatre années. Sans lui, cette thèse n'aurait pu avoir lieu. Il fait partie de ces conquérants de l'invisible qui vivent pour explorer de nouveaux territoires : l'exceptionnelle croissance d'Axane entre 2002 et 2007 témoigne autant de sa vision, que de solides principes de management que j'ai tâché de restituer dans cette thèse. Ma reconnaissance va également à Frédéric Touvard, directeur des projets, à qui je dois mon apprentissage-terrain sur la gestion de projets : de par sa pédagogie, sa capacité d'abstraction et ses capacités d'analyse il a su être un partenaire idéal pour confronter mes théories à la réalité du terrain ; merci pour sa confiance tout au long de ces années, son soutien dans les instants délicats, et pour les nombreuses idées et concepts qu'il a pu apporter à cette thèse. Le démarrage de cette dernière doit beaucoup aux premiers contacts avec Frédéric Barth que je souhaiterais remercier ici : ses conseils m'ont beaucoup aidé lors des premiers mois chez Axane. Je tiens enfin à saluer tous mes collègues de chez Axane qui m'ont accompagné durant cette aventure.

Cette thèse doit beaucoup aux nombreux échanges que j'ai pu avoir avec des chercheurs et des managers. Je souhaite en particulier remercier Armand Hatchuel, Benoît Weil et Pascal Le Masson du CGS des Mines de Paris pour leurs remarques et les discussions stimulantes que nous avons eues ; Pascale Trompette (Université Pierre Mendès France) et Eric Blanco (GILCO) de m'avoir accueilli pendant près d'un an à Grenoble au sein de leur séminaire sur la co-conception des produits innovants et de leurs usages ; Christophe Midler, Florence Charue-Duboc, Sihem Ben Mahmoud-Jouini, Sylvain Lenfle, et François Fourcade du CRG de l'école Polytechnique pour leurs conseils avisés ; Christian Navarre et Olivier Badot de University of Ottawa pour les pistes qu'ils ont ouvertes ; Valérie Chanal et Vincent Mangematin (UPMF, INRA) pour leur invitation à plancher dans le séminaire « management des connaissances et de l'innovation » ; Paul Millier de l'EM Lyon pour les échanges que nous avons eu sur le marketing de l'innovation technologique ; Jean-Michel Gaillard de l'INPG pour son cours sur le marketing dans la R&D et les échanges que nous avons pu avoir au sujet du Bureau d'Etudes Marketing du CEA.

Mes derniers remerciements, et non les moindres, iront à François Jackow, directeur de la R&D d'Air Liquide (de 2003 à 2007) pour le temps qu'il m'a accordé et la pertinence de ses réflexions stratégiques ; à Pierre Chabert, PDG d'Airstar pour les discussions qui m'ont permis de construire et d'enrichir le cas d'Airstar et Matthieu Ruatti d'Essilor pour ses remarques sur le cas Micro-Optical.
# SOMMAIRE

## INTRODUCTION : CRISE DES STRATÉGIES DE COMPÉTITION PAR LA VARIÉTÉ ET RENOUVEAU DE LA QUESTION DE L'EXPLORATION .................................................................................. 9

## PARTIE I. LES DEMARCHES D'EXPLORATION : DU MANAGEMENT DANS L'INCERTAIN A LA CARTOGRAPHIE DE NOUVEAUX POTENTIELS................................................................................26

### Chapitre 1. Des technologies émergentes aux technologies à hauts potentiels : la construction de problematiques pour l'exploration .................................................................................. 30

### Conclusion du chapitre 1 .................................................................................................................................................. 47

### Chapitre 2. Les stratégies d'innovation dans le secteur de la pile à combustible : quelles alternatives face a l'échec du pilotage Des démarches d'exploration par la R&D ? .................................................................................. 48

### Conclusion du chapitre 2 .................................................................................................................................................. 71

### Chapitre 3. Méthodologie de recherche .................................................................................................................................................. 72

### Conclusion du chapitre 3 .................................................................................................................................................. 84

### Conclusion de la partie I .................................................................................................................................................. 85

## PARTIE II. LES NOUVEAUX FONDEMENTS DE L'EXPLORATION : UNE APPROCHE PAR LA THÉORIE DE LA CONCEPTION INNOVANTE ET LA « VALEUR-AMONT » .................................................. 86

### Chapitre 4. La théorie de la Conception Innovante et l'enjeu de la conception simultanée des usages et des architectures .................................................................................. 89

### Conclusion du chapitre 4 .................................................................................................................................................. 95

### Chapitre 5. La « valeur-amont » : un cadre théorique pour explorer de nouveaux espaces de marchés .................................................................................. 96

### Conclusion du chapitre 5 .................................................................................................................................................. 126

### Chapitre 6. La conception des usages potentiels : vers une relecture des formes d'implication des utilisateurs dans les processus d'exploration .................................................................................. 127

### Conclusion du chapitre 6 .................................................................................................................................................. 141

### Chapitre 7. Typologie des dilemmes stratégiques sur l'exploitation et l'exploration .................................................................................. 142

### Conclusion de la partie II .................................................................................................................................................. 149

## PARTIE III. STRATÉGIES ET MANAGEMENT DES PROCESSUS D'EXPLORATION.................................................. 150

### Chapitre 8. L'héritage des explorateurs : s'inspirer des stratégies et des principes d'action collective des expéditions passées .................................................................................. 153

### Conclusion du chapitre 8 .................................................................................................................................................. 162

### Chapitre 9. Monographies de trois processus d'exploration .................................................................................. 163

### Conclusion du chapitre 9 .................................................................................................................................................. 197

### Chapitre 10. Les composantes des stratégies d'exploration : leviers stratégiques et tactiques d'exploration .................................................................................. 198
<table><tr><td>Conclusion de la partie III</td><td>211</td></tr><tr><td>PARTIE IV. LES ORGANISATIONS DE L'EXPLORATION ; VERS UN NOUVEAU MÉTABOLISME ENTRE LES FONCTIONS MARKETING ET R&D ?</td><td>212</td></tr><tr><td>Chapitre 11. L'organisation du Marketing face aux nouveaux enjeux d'innovation</td><td>216</td></tr><tr><td>Conclusion du chapitre 11</td><td>229</td></tr><tr><td>Chapitre 12. Les entités spécialisées dans l'exploration de nouveaux marchés : un nouveau modèle pour domestiquer l'exploration de nouvelles valeurs ?</td><td>230</td></tr><tr><td>Conclusion du chapitre 12</td><td>237</td></tr><tr><td>Chapitre 13. Mutations des fonctions Marketing et métabolismes d'innovation : l'intégration du Marketing au modèle de la R-I-D</td><td>238</td></tr><tr><td>Conclusion du chapitre 13</td><td>264</td></tr><tr><td>Conclusion de la partie IV</td><td>265</td></tr><tr><td>CONCLUSION : L'APPARITION D'UN REGIME DE COMPETITION PAR L'INNOVATION EXTENSIVE ?</td><td>266</td></tr><tr><td>ANNEXE 1. FONCTIONNEMENT D'UNE PILE À COMBUSTIBLE DE TYPE PROTON EXCHANGE MEMBRANE (PEM)...</td><td>272</td></tr><tr><td>ANNEXE 2. LE PROGRAMME DE RECHERCHE STRATÉGIQUE EUROPÉEN SUR L'HYDROGÈNE ET LES PAC...</td><td>274</td></tr><tr><td>ANNEXE 3. COMMUNIQUÉ DE PRESSE DE L'AGENCE POUR L'INNOVATION INDUSTRIELLE CONCERNANT LA CREATION D'UNE FILIERE INDUSTRIELLE</td><td>275</td></tr><tr><td>TABLE DES MATIERES...</td><td>277</td></tr><tr><td>BIBLIOGRAPHIE...</td><td>281</td></tr></table>
INTRODUCTION :
CRISE DES STRATEGIES DE COMPETITION PAR
LA VARIETE ET RENOUVEAU DE LA QUESTION
DE L'EXPLORATION
Les nanotechnologies, les technologies de l'information et de la communication (TIC), les puces RFID ou les nouvelles énergies incarnent des exemples de technologies porteuses de concepts foisonnants et d'usages indécis dont les contenus sont difficiles à définir tant par les chercheurs que par les managers, tant leurs champs d'applications sont larges. Cette thèse s'intéresse aux processus d'exploration de nouveaux usages et de nouvelles compétences scientifiques et techniques dans des cas où les innovateurs sont face à des technologies embryonnaires mais déjà porteuses de pléthore d'applications potentielles. Suite à une recherche intervention conduite pendant quatre ans chez un constructeur de pile à combustible (PAC), Axane, filiale du groupe Air Liquide, nous avons pu suivre un processus d'innovation qui a débouché, en quelques années, sur le développement de premières offres commerciales alors que les principaux industriels développant cette technologie annoncent les premières commercialisation seulement vers 2015.

Dans cette introduction, nous opèrerons dans un premier temps un détour pour présenter des archétypes pour les démarches d'exploration. Ces exemples nous serviront ensuite à caractériser les processus d'exploration en les situant par rapport aux principaux travaux de référence traitant de l'exploration en management stratégique.

Lorsque N. Hayek propose son concept de voiture électrique compacte et écologique en 1990 à Volkswagen, rien ne lui laisse présager que son concept initial de Swatchmobile sera commercialisé sept ans plus tard par Mercedes en tant que « seconde voiture pour couples aisés sans enfants » (Guth et Naulleau, 2003).

Lors du lancement de la Toyota Prius en 1997, première voiture à propulsion hybride commercialisée en masse, la concurrence observe le constructeur de manière attentiste et conclut à la création d'une niche de marché. En réalité émerge, dans les années qui vont suivre, une innovation architecturale qui donnera à ce constructeur un avantage stratégique sans précédent (Magnusson, Lindström et Berggren, 2003) : Toyota avec son concept d'hybride plug-in est aujourd'hui au cœur des stratégies d'expérimentation de nouveaux usages et noue des alliances avec des énergéticiens prêts à déployer des infrastructures pour la recharge des batteries de ces véhicules.

Enfin, lorsque le groupe Air Liquide propose en 2006 de nouvelles offres développées à partir de la technologie pile à combustible (PAC) sur des marchés encore inexplorés, quels sont les facteurs qui expliquent qu'aucun autre industriel n'ait su développer et commercialiser cette technologie alors que les premiers démonstrateurs remontent aux années 1950 ?

Nous cherchons à analyser pourquoi certains industriels parviennent avec succès à développer des concepts innovants en dehors des marchés existants alors que d'autres ne parviennent pas à sortir du cadre de leurs connaissances établies, qu'elles soient techniques ou commerciales.

Nous analyserons et préciserons dans cette thèse les stratégies d'innovation et les cadres organisationnels adaptés pour gérer un large panel de situations d'exploration industrielle : qu'il s'agisse
d'étudier un concept porteur de nouveaux usages (le cas de la Swatchmobile avec le concept de « mobilité urbaine » par exemple), de concevoir une nouvelle architecture-produit<fnref n="1" /> dans le cadre d'un projet innovant (le cas de la Toyota Prius), ou encore de conduire simultanément ces deux démarches dans l'incertain (le cas de la PAC chez Air Liquide), les travaux de recherches dégagent en effet aujourd'hui peu de cadres théoriques ou managériaux activables pour guider les explorateurs dans leur quête.

# 1. L'exploration de nouveaux usages au centre des stratégies de compétition

Après les stratégies de chrono-compétition dans les années 1980-1990 (time-pacing strategies, Brown et Eisenhardt, 1997) fondées sur le renouvellement accéléré des gammes de produits dans des contextes turbulents et dynamiques, les années 2000 ont vu l'émergence de nouvelles formes de compétition par l'innovation. Les stratégies de variété et d'obsolescence des produits, caractéristiques du régime de compétition par la réactivité, ont progressivement cédé la place à des stratégies dont le moteur a été le renouvellement même de l'identité des produits.

Ces formes de compétition ont été considérées comme marquant l'avènement d'un nouveau régime de compétition par l'innovation intensive (Hatchuel, Le Masson, Weil, 2002), régime caractérisé par ses impacts majeurs sur le renouvellement des compétences, les processus de développement de produits et la conception des modèles d'affaires des entreprises. Nous citerons ici quelques principes sur lesquels repose ce régime :

- **La conception de nouvelles architectures-produits** devient un atout déterminant et permet de remodeler des filières industrielles entières en imposant de nouveaux *dominant design* (Abernathy et Utterback, 1978). Ainsi lorsque Dyson réinvente l'aspirateur en proposant un aspirateur sans sac, c'est tout le secteur de l'électroménager qui doit ré-interroger les connaissances de ses métiers sous peine de se laisser distancer par un nouvel entrant. A travers les architectures-produit, la compétition par l'innovation intensive met au jour des enjeux majeurs de renouvellement des connaissances scientifiques et techniques sur des sujets qui semblent à première vue stabilisés.

- **L'exploitation des connaissances en excès produites par les projets** devient un enjeu à part entière dans l'élaboration de stratégies d'offres innovantes (Jouini, 2004) : **il s'agit**

<footnote n="1">¹ « Architecture » doit être entendu au sens de Gawer et Cusumano (2002) : « By architecture, we mean the partitioning of the system into components of a given scope and related to each other functionally and physically through given interfaces. [...] If a system's architecture is compared to a geographical map, the components of the system are the countries' territories and the interfaces between components are the countries' borders. » p18</footnote>
alors d'organiser, hors des projets hyper-contraints, l'exploration de nouveaux concepts et le renouvellement des savoirs des métiers. Les Projets d'Offres Innovantes apparaissent par exemple comme un cadre organisationnel pour étudier la faisabilité d'un nouveau produit ou procédé tout en explorant de nouvelles valeurs d'usage (Lenfle, 2001, Lenfle et Midler, 2003). Pour Chapel, un des enjeux de l'amont des projets est la conception de lignées de produits (Chapel, 1997) qui permettent simultanément de concevoir de nouveaux produits en identifiant quelles connaissances mobiliser pour développer des concepts dans des secteurs différents. Ainsi, le cas de Tefal, qui passa en quelques années de l'univers des ustensiles de cuisine à la puériculture, est-il emblématique de ce mécanisme.

- La frontière entre produit et service s'estompe pour laisser la place à l'exploration de nouveaux services et de nouveaux modèles d'affaires : lorsque EDF innove avec le courant porteur en ligne (CPL) pour faire transiter l'ADSL via les lignes électriques traditionnelles, un nouveau champ d'innovation s'ouvre avec la perspective pour EDF de jouer prochainement un rôle d'opérateur téléphonique (Jumel, 2004). Les enjeux d'innovation résident alors autant dans l'exploration de possibilités techniques que dans la conception de nouveaux modèles d'affaires pour proposer aux clients traditionnels de nouveaux services (internet, coupe-veille, domotique, etc...).

Les stratégies de compétition par l'innovation intensive ont vu l'émergence de nouveaux modèles organisationnels initiés par des entreprises qui constataient l'essoufflement du modèle de l'ingénierie concourante. De nouveaux modèles de gestion apparaissent alors à partir du début des années 2000 : le management de plate-forme de produit, la réorganisation de l'amont des projets et le management par lignées incarnent des archétypes (Garel, Giard et Midler, 2004). L'attention des chercheurs se focalise alors surtout sur l'organisation de la conception dans les bureaux d'études et des centres de recherche et développement (R&D).

Néanmoins, nous analysons plusieurs lignes de tensions qui interrogent aujourd'hui ce régime de compétition :

- D'une part, les succès récents de produits innovants considérés comme techniquement moins avancés que leurs concurrents mais proposant de nouvelles expériences ou de nouveaux usages marquent l'émergence de nouvelles stratégies de compétition : les ventes de la Wii de Nintendo distancent ainsi largement les consoles dites de 3ème génération (Xbox 360 et PS3) en proposant une interactivité sans précédent, accessible à un public de non-joueurs, grâce à des manettes restituant les mouvements des utilisateurs ; de même le succès
des iPod reposa en grande partie sur leurs interfaces innovantes et le mode d'accès à la musique et de transfert qu'Apple développa face à des concurrents qui proposaient des baladeurs numériques aux caractéristiques techniques supérieures<fnref n="2" />.

- Ensuite, les travaux sur l'innovation intensive se sont focalisés sur les mutations de la R&D mais ont peu étudié les fonctions Marketing face au lancement d'offres innovantes. Cette question semble d'actualité au regard des difficultés récentes concernant le lancement de concepts en rupture avec des produits existants : ainsi l'échec du lancement des e-book, l'impasse faite par la majeure partie des constructeurs automobile sur le développement des véhicules hybrides (à l'exception de Toyota) ou le manque d'engouement des consommateurs pour les services de visio-conférences proposés par des opérateurs téléphoniques témoignent des difficultés à penser des trajectoires d'innovation impactant fortement les usages d'objets du quotidien. Au-delà d'une « myopie » du marketing déjà dénoncée par Levitt en 1960, l'enjeu pour les fonctions marketing est moins de redéfinir les contours des marchés existants que d'inventer de nouveaux usages et de renouveler les techniques d'expérimentation avec des utilisateurs qui ne sont pas toujours des clients existants.

- Enfin, un sujet majeur nous semble avoir été laissé en friche par les travaux sur les stratégies de compétition par l'innovation intensive : il concerne les stratégies de déplacement des territoires de compétition vers des espaces de marchés encore vierge, car constitués de nouveaux consommateurs. Selon Kim et Mauborgne (2005), ces stratégies de création d'océans bleus doivent s'appuyer sur le ciblage de non-consommateurs, l'enjeu étant alors de concevoir des modèles d'affaires qui proposent à la fois une différenciation en terme de valeur et une baisse des coûts. Selon Christensen (Christensen et Raynor 2003, Christensen, Anthony et Roth, 2005) les stratégies d'innovation les plus fécondes consistent à cibler les clients qui ont été historiquement délaissés par les entreprises établies et qui cherchent à accomplir des activités sans que l'on réponde à leurs attentes. Ces stratégies d'expansion des espaces de marchés existants tirées par l'exploration de nouvelles valeurs pour des non-consommateurs peuvent être illustrées par l'exemple de JC Decaux et du projet Cyclocity (respectivement « Vélov » à Lyon et « Vélib » à Paris) : JC Decaux proposa dès la fin des années 1990 cette offre aux mairies pour se différencier de ses concurrents dans la course au marché des emplacements publicitaires et choisit de cibler des non-consommateurs de vélo. L'innovation proposée en termes d'usages était fondée sur un accès à de la mobilité urbaine douce via un maillage de stations pour des utilisateurs qui, historiquement,

<footnote n="2">² Dounès et Geoffroy (2005), *Ipod Backstage*, Dunod.</footnote>
n'utilisaient pas le vélo pour certains trajets à cause des contraintes inhérentes à ce produit (pas de possibilité d'abandon pour prendre d'autres modes de transport, encombrement, problèmes de stationnement, de vol, de dégradation etc...). A travers ce concept, JC Decaux obtint un succès retentissant et prouva ainsi que la compétition dans le domaine de la mobilité douce ne passait pas uniquement par des stratégies d'innovation technologique (les vélos à assistance électrique ont par exemple le plus grand mal à percer).

Ces éléments nous conduisent légitimement à questionner les liens et articulations entre ces stratégies d'exploration et les stratégies d'innovations caractéristiques de l'innovation intensive : en effet, si les secondes ont fait l'objet d'une abondante littérature décrivant des principes de management et d'organisation, les travaux existants ne couvrent qu'imparfaitement les situations que nous venons d'évoquer où l'on explore de nouveaux usages en dehors des marchés traditionnels d'une entreprise, pour des concepts si innovants, que les entreprises ne savent pas encore qui seront les futurs clients. Quel cadre théorique, quels principes de management et quelles organisations pour ces stratégies d'innovation tirées par la conception de nouveaux usages et de nouveaux services ? En première analyse, il nous semble que le dilemme fondateur proposé par March (1991) distinguant entre les activités d'exploitation et les activités d'exploration peut être un cadre utile pour progresser vers la formulation de notre problématique de recherche.

## 2. Les courants de l'exploration : de l'apprentissage organisationnel au management des processus d'innovation

Les démarches d'exploration ont commencé à être théorisées par March (March, 1991, Levinthal et March 1993) qui marqua un schisme entre les démarches d'exploitation, qui visent le perfectionnement des compétences, et dont les retours sont prévisibles, à court terme et souvent positifs, et les démarches d'exploration, dont l'essence est l'expérimentation de nouvelles alternatives et dont les effets sont considérés comme hasardeux, incertains, à long terme et souvent négatifs. La notion connut alors un développement spectaculaire dans la littérature sous l'impulsion de deux principaux courants, qui, chacun, la développèrent selon des angles différents.

### 2.1 L'exploration vue comme un mode de renouvellement des compétences pour régénérer les capacités d'innovation de la firme

Le courant des ressources et compétences a repris les travaux fondateurs de March sur l'apprentissage organisationnel ; il réunit des chercheurs qui souhaitent comprendre comment les compétences des firmes influencent leur capacité à innover. La notion d'exploration est apparue dans ce courant comme relevant de situations nécessitant d'autres compétences ou des compétences éloignées de celles
habituellement détenues par l'entreprise. Dans la lignée des travaux de Dougherty et Hardy (1996), les auteurs comme Danneels (2002) ou Benner et Tushman (2003) distinguent les innovations selon qu'elles mobilisent des compétences maîtrisées par l'entreprise ou nouvelles. L'exploration est alors définie comme le renouvellement des compétences de la firme. Danneels (2002) fut l'un des premiers à transposer le dilemme « exploitation-exploration » de March du domaine de l'apprentissage organisationnel en une typologie des processus de développement de nouveaux produits. Dans la lignée de ses travaux, Chanal et Mothe (2005) appellent « innovation d'exploration » une forme d'innovation qui s'éloigne de manière significative des compétences centrales existantes de l'entreprise sur l'axe client ou sur l'axe technologique. Nous retiendrons donc que, pour tous ces auteurs, l'innovation d'exploration contribue à l'accroissement de la variété des compétences maîtrisées par l'entreprise, et donc à son renouvellement stratégique.

On peut adresser deux critiques principales à ces courants :

- Les auteurs éprouvent des difficultés à caractériser les activités d'exploration en se fondant sur des critères évaluables *ex ante*, c'est à dire au moment où les concepteurs ou marketers formulent des concepts ou lancent les premières études : certains auteurs renvoient à des situations où les innovations sont qualifiées de « discontinues » sans définir cette catégorie (Tushman et O'Reilly, 1997), d'autres renvoient à des catégories caractérisant l'exploration *ex post* en réutilisant les notions d'innovation architecturale ou d'innovation radicale d'Henderson et Clark (1990) (cf. Mangematin (2007) à propos de l'innovation dans le secteur des jeux-vidéos).

- La seconde critique explique peut-être les raisons du manque de consistance des caractérisations des situations d'explorations : les auteurs ne décrivent que très rarement l'objet des activités d'exploration bien que de nombreux travaux soient fondés sur des données empiriques. Ainsi l'exploration n'est presque jamais rattachée à des activités de développement ou de recherche, bien que des modèles de management existent depuis les années 1980 pour ces activités. De nombreux travaux ont par exemple décrit comment l'organisation par projets pouvait conduire de front des activités d'études de nouveaux concepts en amont et exploiter les connaissances de la firme en respectant des contraintes de coût, qualité et délais grâce aux projets de développement (Clark et Fujimoto, 1991, Clark et Wheelright, 1990, Midler, 1993, Ecosip, 1997).

Ainsi, en se coupant des travaux sur les activités de conception et des modèles organisationnels faisant cohabiter les activités de développement avec celles d'études de nouveaux concepts, l'approche par les ressources et compétences tente parfois maladroitement de relire à l'aune de l'exploration certaines activités largement décrites par la littérature et relevant, parfois de la simple créativité en amont des développements, parfois de l'introduction de compétences développées par la R&D, dans les projets de
développement. En nous intéressant aux travaux étudiant les activités de conception et plus
particulièrement celles qui cherchent à développer de nouveaux concepts, nous mettrons en évidence un
second ensemble de travaux sur les démarches d'exploration.

## 2.2 L'exploration vue comme une activité de conception innovante qui vise à faire émerger de nouveaux champs d'innovation.

Les courants étudiant le développement de nouveaux produits ont abouti à la fin des années 1980 au modèle de l'ingénierie concourante qui a fait ses preuves en permettant de gérer simultanément la vitesse et la variété dans les projets et le renouvellement des concepts : dans le secteur automobile, des innovations telles que les monospaces ou les véhicules hybrides témoignent de l'efficacité de ce modèle. Néanmoins, les projets furent accusés dès la fin des années 1990 d'être hyper-contraints et de ne pas être propices à l'exploration de nouveaux concepts (Le Masson, 2001, Aggeri et Segresti, 2002) Les méthodes de conception systématique (Pahl et Beitz, 1977) qui assuraient l'efficacité et la robustesse des raisonnements de conception dans les bureaux d'études montraient des limites pour concevoir dans des situations d'incertitudes élevées qui nécessitaient désormais de construire simultanément l'espace des problèmes et celui des solutions à apporter.

La théorie de la conception innovante (Hatchuel et Weil, 2002) fut développée afin de pallier les limites de la conception réglée en proposant un nouveau cadre intégrateur pour les activités de conception : **le processus de conception y est décrit comme un double mouvement d'expansion qui conduit à générer de nouveaux concepts, et à évaluer chemin-faisant les connaissances nécessaires aux concepteurs pour développer ces concepts** (le terme « concepteur » est utilisé de manière générique pour désigner les métiers du développement, les marketers, les chercheurs et les designers). Ainsi, si les théories conventionnelles de la conception sont limitées face aux situations de fortes incertitudes, la théorie de la conception permet d'initier des processus d'innovation à partir d'éléments inconnus : par exemple des concepts initiaux tels que « un bateau qui vole » ou « un groupe électrogène non polluant » peuvent servir de *brief initial* et l'enjeu du processus d'innovation va être d'enrichir les attributs de ces concepts au fur et à mesure que les concepteurs vont progresser dans l'acquisition de nouvelles connaissances.

Dans le cadre de la conception innovante, les démarches d'exploration sont un régime spécifique de conception (Lefebvre, Segrestin et Weil, 2002, Segrestin, 2003, Hatchuel, Le Masson et Weil, 2007) où à la fois les concepts et les connaissances en jeu font l'objet d'une forte expansion. Segrestin (op.cit.) qualifie ainsi les démarches d'exploration comme « une démarche visant à examiner, à parcourir, à expérimenter, et à « cartographier » l'espace potentiellement ouvert par un concept innovant ». Le processus d'innovation va alors s'organiser non pas autour d'un cahier des charges mais il va consister
à progresser au sein d'un champ d'innovation défini comme un espace de conception ouvert par un concept directeur.

## 2.3 Quels enseignements tirer des travaux sur l'exploration ?

L'intérêt des travaux sur la conception innovante est qu'ils s'intéressent à l'exploration en prenant directement pour objet le management des processus d'innovation dans des situations particulières, alors que pour certains courants l'exploration n'est qu'un cadre théorique, prétexte, soit à l'étude d'organisations atypiques, plus performantes que d'autres (Birkinshaw et al., op.cit, Tushman et al., op.cit), soit à l'étude des dynamiques de renouvellement des compétences, les chercheurs pariant dans ce cas que ce renouvellement débouchera *in fine* sur le développement de nouveaux avantages stratégiques (Danneels, op.cit., Chanal et Mothe, op.cit.).

Notre objet de recherche porte sur l'étude des processus d'exploration, considérés comme des processus d'innovation particuliers qui démarrent à partir de problèmes mal formulés, de concepts difficilement rattachables à des usages ou à des architectures précises... Pouvons-nous alors tenter de caractériser ces processus d'exploration de manière plus précise ?

Dans la lignée de Danneels (op. cit.), de nombreux auteurs caractérisent par exemple les situations de « pure exploration » par le renouvellement des compétences sur les clients et des compétences technologiques. Or on peut opposer à cette définition deux arguments :

- les situations de renouvellement des compétences peuvent relever de situations classiques d'apprentissages continus et donc de démarches d'exploitation : la veille-technologique ou la formation peuvent être des moyens de renouveler les compétences technologiques ; de même que des études de marché sur des nouveaux secteurs ou des enquêtes approfondies auprès de clients peuvent donner lieu à un renouvellement des compétences sur les clients.

- cette caractérisation occulte la nature des concepts explorés : quelles sont les conséquences pour un constructeur automobile d'étudier un concept de « voiture sans moteur » (les moteurs peuvent être intégrés dans les roues des véhicules dans le cas de propulsion électrique) ou dans quelle mesure le concept d'« aspirateur sans sac » va impacter les connaissances des industriels du secteur du petit électroménager ?

> Une caractérisation des processus d'exploration devra donc nécessairement prendre en compte l'impact des concepts explorés sur les connaissances des concepteurs.

Citons quatre exemples pour illustrer les différents dilemmes entre processus d'exploitation et processus d'exploration soulevés :
1) Le projet Swatchmobile initial proposé par von Hayek est le *brief* d'un processus d'innovation où un constructeur automobile (Volkswagen ou Mercedes) maîtrise les compétences techniques sur les architectures mais ignore de quels usages est porteur un concept si innovant. Le dilemme est alors soit de se lancer dans un processus d'exploration, ce qui est perçu au début des années 1990 par les constructeurs comme une prise de risque majeure au regard des investissements que représente le lancement d'un nouveau véhicule ; soit de conduire le projet comme un processus exploitant les ressources et compétences existantes de la firme ce qui revient à analyser le concept « Swatchmobile » comme l'enjeu de la création d'un nouveau segment de marché (« la seconde voiture pour ménages aisés »). Mercedes privilégiera la seconde stratégie afin de minimiser la prise de risque.

2) Le cas du projet « véhicule hybride » est le symétrique du cas précédent dans la mesure où il s'agit pour un constructeur d'explorer de nouvelles architectures dans la continuité des usages d'une berline : Magnusson et al. (2002) montrent bien que le *brief* du projet Prius porte sur la division par deux de la consommation d'un véhicule traditionnel, ce qui conduit les concepteurs à étudier de nouvelles alternatives à la propulsion thermique. Le dilemme auquel sont confrontés les constructeurs face à la complexité et au surcoût que représente le développement des architectures hybrides est le suivant : soit considérer les futurs véhicules comme une niche haut de gamme en espérant qu'ils attirent une nouvelle clientèle (processus d'exploitation) ; soit de développer une nouvelle architecture, certes dans la continuité des expériences de conduite existantes, mais en utilisant les développements comme tremplin pour l'exploration de futurs usages (processus d'exploration). C'est cette seconde option que privilégiera Toyota.

3) Le cas de la PAC (ci-après développé) correspond à une situation où les industriels impliqués dans des développements depuis des années (constructeurs automobile, fabricants de produits électronique, énergéticiens) font face à un déroutant foisonnement d'applications potentielles et à autant d'options techniques leur correspondant. Dès lors, faut-il tout miser sur une application particulière qui viserait à substituer cette technologie à des applications existantes (la voiture à hydrogène telle qu'elle est développée depuis 40 ans par les constructeurs automobile) ? Ou peut-on identifier de nouvelles applications qui mettraient en évidence de nouvelles valeurs d'usage comme nous l'illustrerons plus tard sur le processus d'exploration conduit par une filiale d'Air Liquide ?

4) Enfin, des situations de développements de nouveaux produits peuvent elles aussi donner lieu à l'exploration de nouvelles fonctionnalités : l'exploration porte alors sur de nouvelles interfaces-utilisateurs ou sur de nouveaux styles à partir de savoirs techniques maîtrisés, en ciblant des
clients et des usages existants. Les cas des téléphones portables Samsung à clavier coulissant ou des premiers tablets PC incarnent ce type de processus d'exploration.

Ces quatre cas nous permettent de proposer, en première approche, une caractérisation des dilemmes stratégiques que soulèvent les processus d'exploitation et les processus d'exploration, en fonction des enjeux de transformation des usages et de renouvellement des compétences sur les architectures qui sont analysés par les concepteurs (voir figure 1).

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 : première caractérisation des dilemmes stratégiques entre processus d'exploration et processus d'exploitation en fonction des différents régimes d'innovation</figcaption></figure>

Cette première caractérisation met en évidence de nouveaux éléments et éclaire notre objet de recherche.
D'une part, les processus d'exploration s'inscrivent dans des situations d'incertitudes variables quant aux futures orientations à donner aux processus d'innovation : selon que les concepts formulés sont rattachables ou non à des connaissances existantes (connaissances techniques ou portant sur les usages), nous identifions différents *régimes d'innovation* qui caractérisent les incertitudes auxquelles font face les concepteurs au démarrage des projets, et définissent la nature des variables qui demandent à être conçues (Segrestin, 2003). Nous reviendrons dans cette thèse sur une caractérisation plus précise de ces régimes et des principes de management auxquels ils renvoient. Dans certains régimes l'enjeu sera en effet de construire simultanément le cahier des charges et la demande client. Ces régimes ne conditionnent cependant en rien le démarrage automatique d'un processus d'exploration, mais définissent des classes de dilemmes où les concepteurs sont en mesure de choisir, soit d'initier une stratégie d'exploitation, soit une stratégie d'exploration.

D'autre part, cette première caractérisation met en évidence que des stratégies d'exploitation sont possibles et peuvent être performantes y compris dans des régimes d'innovation de fortes incertitudes. Contrairement à ce que peuvent laisser penser certains travaux, les stratégies d'exploration ne sont pas intrinsèquement vertueuses et génératrices de revenus élevés : elles peuvent conduire à des projets serpents de mer, engloutir des ressources et ne jamais converger. Symétriquement, les stratégies d'exploitation peuvent conduire au développement de nouvelles niches ou de nouveaux segments de marchés profitables pour l'entreprise : le succès tardif de la Smart en est un exemple. Un des objectifs de la thèse sera donc de mettre en évidence les conditions de performance respectives des stratégies d'exploitation et des stratégies d'exploration selon les régimes d'innovation considérés.

Enfin, comme nous le développerons dans la thèse, cette caractérisation est construite sur des critères robustes qui renvoient explicitement à la théorie unifiée de la conception (Hatchuel et al., op.cit.). Un tel fondement théorique garantit l'ancrage des processus d'exploration dans les activités de conception et permet d'éviter le recours à des critères non consistants, renvoyant à des caractérisations *ex post* des innovations ou mobilisant des critères « mous » (« nouveau pour les clients », « technologies discontinues ou de rupture »)…

Cette première caractérisation suggère que les quatre régimes d'innovation mis en évidence sur la figure 1 vont constituer une maille d'analyse pertinente pour analyser à la fois les principes de management, les stratégies et les organisations des processus d'exploration. Le cas de la PAC chez Air Liquide qui a été notre terrain de recherche pendant quatre ans, entre 2003 et 2007 nous aidera à formuler des problématiques plus précises pour les stratégies et organisations des processus d'exploration.
### 3. Quelles stratégies et organisations pour les processus d'exploration ?

Les principes scientifiques au fondement de la PAC sont connus depuis 1839. En revanche, les premiers développements industriels remontent à la fin des années 1950 avec les premiers programmes spatiaux américains : les PAC servent lors des missions Apollo à produire l'électricité et la chaleur nécessaires aux astronautes à partir d'hydrogène et d'oxygène. La technologie restera ensuite largement confinée aux laboratoires d'électrochimie pour n'émerger que timidement vers le début des années 1980 dans les centres de R&D des constructeurs automobile.

Les applications dont est porteuse cette technologie semblent multiples : transport automobile, propulsion marine, alimentation d'appareils électroniques nomades, chauffage résidentiel... Les piles à combustible ont des avantages indéniables : production d'énergie sans émissions polluantes, absence de nuisances sonores, de vibrations, souplesse d'utilisation, excellent rendement.... En outre, le contexte international actuel de sévérité croissante des normes anti-pollution et la perspective d'indépendance énergétique vis à vis des pays producteurs de pétrole constituent deux moteurs puissants pour le développement de cette technologie associée à l'hydrogène comme combustible. Dans ces conditions, des industriels et des Etats investissent massivement depuis le milieu des années 1990 afin d'accélérer l'avènement d'une économie hydrogène (Rifkin, 2002). Toutefois, les applications commerciales peinent à voir le jour : les constructeur automobiles annoncent la sortie de premiers modèles de véhicules pour 2020 mais butent sur le coût élevé de la technologie et sur le déploiement des infrastructures nécessaires (réseau de stations-service hydrogène) ; les fabricants d'électronique travaillent sur des batteries de longues durées rechargeables instantanément grâce à des cartouches mais butent aussi sur les coûts ainsi que sur le scepticisme des premiers utilisateurs. Dès lors quelles stratégies d'innovation pour les PAC ? Les stratégies de pilotage de l'innovation par la R&D semblent, depuis quarante ans, avoir conduit à des impasses... Peut-on alors entrevoir des stratégies de pilotage de l'innovation par les usages ? Voire des stratégies couplant intelligemment une réflexion sur les architectures et les applications ?

Nous avons pu accompagner un processus d'exploration initié par une filiale d'Air Liquide lors d'une recherche intervention qui a duré quatre années, entre 2003 et 2007. La filiale en question, Axane, cherchait depuis 2001 à développer des applications commerciales à court terme pour cette technologie, en privilégiant d'autres secteurs que l'automobile. Les dirigeants d'Axane souhaitaient contourner les principales applications ciblées par les grands industriels pour développer un groupe électrogène portable d'un nouveau genre. Au démarrage de la recherche, début 2003, les équipes d'Axane disposent de quelques prototypes fonctionnels et se posent de nombreuses questions :
- **sur l'exploration de nouveaux marchés** : comment orienter les études de marchés alors que les innovateurs n'ont aucune idée des futures applications ? Les applications portables semblent prometteuses mais les études de marchés n'offrent que peu de visibilité sur ce que pourrait être le marché de l'« énergie portable non-polluante », ou celui de l'« énergie portable ultra-silencieuse » alors que les applications dans le transport bénéficient d'applications et de clients déjà existants. De plus, comment financer une stratégie d'exploration de marchés qui n'existent pas encore ? Faut-il persister à explorer dans l'incertain ou s'aligner sur les programmes de recherche nationaux et européens qui financent majoritairement les programmes sur la voiture à hydrogène ? Peut-être l'introduction de cette nouvelle technologie implique-t-elle de repenser les modèles d'affaires présents dans le secteur de l'énergie ?

- **sur le processus de développement des produits** : l'enjeu est de lancer des projets dans l'inconnu, alors que le marketing n'est pas capable de spécifier un cahier des charges de départ faute de connaître encore les applications finales... Sur quelles bases lancer les projets ? Et comment initier une démarche d'industrialisation pour une technologie encore très chère alors que les marchés ne sont pas encore créés ? Avec qui nouer des partenariats ? Avec des industriels ayant des expertises techniques complémentaires ou avec des acteurs permettant d'explorer un large spectre d'applications ?

- **sur le pilotage général du processus d'exploration** : comment articuler les niveaux du groupe Air Liquide qui conduit des études via ses départements marketing et de sa R&D et le niveau de la filiale qui conduit ses propres développements et expérimentations sur le terrain en itérant de manière très rapide ? Comment intégrer les démarches d'exploration de la valeur et celles conduisant à identifier de nouvelles architectures-produits ? Qui arbitre et sur quels critères ? Quels indicateurs utiliser pour savoir que l'exploration ne diverge pas ?

Le cas de la PAC chez Axane / Air Liquide incarne un processus d'exploration situé dans un régime d'innovation extrême (les concepts explorés ne sont ni rattachables à des usages ni à des compétences techniques précises). Il permet néanmoins de formuler des problématiques quant aux stratégies et organisations de l'innovation qui sont en jeu dans les processus d'exploration.

## Comment explorer des marchés qui n'existent pas encore ?

Les travaux en stratégie marketing concernant l'exploration de marchés qui n'existent pas encore, pour des technologies à l'identité floues, dont les performances restent à révéler, sont assez rares et s'écartent du courant dominant en marketing. Certains auteurs ont mis au point des principes et méthodes en
étudiant la valorisation de Hautes-technologies issues de centres de recherche et développement (Millier, 1997, 2003, Gaillard, 2000). Plus largement, ces travaux interrogent les méthodes d'exploration de la valeur en l'absence de client, pour des produits dont les usages ne se révèlent pas immédiatement lors des premiers contacts avec les utilisateurs. Comment expliciter les besoins latents des clients potentiels ? Les processus d'exploration impliquent de renouveler les stratégies habituelles d'expérimentation (Thomke, 1999) car on ne connaît pas l'objet des prototypages : illustrer des fonctionnalités, un service, une identité nouvelle ? Peut-on travailler avec des utilisateurs-précurseurs (cf. les *lead-users* de Von Hippel) ou repérer chez certains d'entre-eux des comportements qui vont guider l'identification d'applications ? Mais comment les identifier alors qu'on ignore tout des futurs domaines d'application... ?

* Quelles stratégies adopter pour explorer ?

Selon le régime d'innovation dans lequel se situent les concepteurs, quelles stratégies privilégier ? Si Christensen (op.cit) décrit très bien les conditions de performances des stratégies de soutien et des stratégies disruptives, il est de peu d'utilité en revanche sur la mise en œuvre opérationnelle des secondes : faut-il multiplier les expérimentations et interactions avec des utilisateurs différents ? Faut-il mettre en œuvre des stratégies de plate-forme pour devenir un fournisseur incontournable d'architectures (Gawer et Cusumano, 2002) ? La créativité en amont des développements suffit-elle à réduire l'incertitude sur les marchés ? Faut-il s'allier à un industriel puissant pour développer des synergies ou développer des partenariats d'exploration dont l'objectif peut n'être que d'explorer un concept particulier avec un collectif à assiette variable (Segrestin, 2003) ? Plus généralement, comme le note Segrestin (op.cit), les stratégies d'exploration semblent s'élaborer largement au fil des découvertes et apprentissages que vont générer les processus d'exploration alors que les travaux classiques en stratégie les positionnent comme devant précéder et guider l'action. Si tel est le cas, selon quels sont les mécanismes de réorientations stratégiques et ces mécanismes sont-ils propres aux situations d'exploration ?

* Comment organiser et piloter les explorations de nouvelles valeurs et d'architectures-produit ?

Enfin, les processus d'exploration soulèvent la question des modes d'organisation adaptés à l'exploration de nouvelles valeurs et de nouvelles options techniques : si la PAC a montré les limites du mode traditionnel de pilotage de l'innovation par les centres de R&D, nous avons vu que le projet Swatchmobile montrait aussi les limites des départements marketing. Les processus d'exploration seraient-ils l'occasion de se repencher sur la division du travail entre la R&D et le marketing ? Face au déferlement actuel dans les grands groupes de structures, plateformes, ou fonctions censées être en charge de la gestion de l'« Innovation », un modèle unifié émerge-t-il ? Le modèle du *corporate venture*
permettant d'externaliser l'innovation à de petites entités spécialisées est-il une réponse pertinente aux problématiques soulevées par l'exploration ? Si le modèle de l'ingénierie concourante montre ses limites pour des processus d'exploration, de nouvelles formes organisationnelles émergent en amont des projets : Lenfle (2001) décrit par exemple des principes d'organisation pour des Projets d'Offres Innovantes (POI) dont le but est d'explorer de nouveaux concepts et de nouvelles connaissances en amont des projets de développement. Quelles organisations sont les mieux adaptées pour les différents processus d'exploration ?

## 4. Annonce de plan

Nous montrerons dans un premier temps en quoi les travaux classiques sur les innovations de rupture peinent à saisir le potentiel d'expansion des usages et de renouvellement des architectures que renferment des technologies embryonnaires telles que la PAC, les nanotechnologies ou le papier électronique : nous introduirons alors la notion de « technologie à hauts potentiels » (THP) afin de positionner les enjeux d'exploration soulevés par ces technologies par rapport à d'autres catégories d'innovations (radicales, disruptives, high-tech, etc). L'étude du secteur de la PAC nous conduira ensuite à mettre en évidence l'échec des stratégies de pilotage de l'innovation par la R&D conduites par une majorité d'industriels : dans ce contexte, le cas d'Axane sera présenté comme exemplaire d'une stratégie d'exploration de nouvelles applications pour des marchés inconnus, stratégie qui ne va pas sans soulever de nombreuses questions pour les managers de la filiale comme ceux du groupe qui la finance (partie I).

Dans un second temps, nous étudierons en détail les mécanismes d'exploration de nouveaux concepts et de nouvelles valeurs en mobilisant les théories de la conception innovante. Nous mettrons en évidence un nouveau cadre théorique différent de celui de la « valeur-client » de Porter (1980) pour explorer la valeur d'usages potentiels en dehors des activités-clients déjà connues par une entreprise (partie II).

Nous étudierons ensuite trois processus d'exploration (Axane et la PAC, Airstar et les ballons éclairants et MicroOptical et les verres pixélisés) afin d'en dégager des principes de management et des stratégies d'exploration (partie III).

Nous aborderons enfin dans la partie IV la question de l'organisation de l'exploration en nous intéressant aux formes de coopération entre la R&D et le marketing en situation d'exploration. Une revue de la littérature sur les organisations ambidextres et sur le *corporate venture* mettra en évidence les limites de ces modèles. La mise en place d'une entité d'exploration chez Axane / Air Liquide sera alors l'occasion
d'illustrer le fonctionnement d'une fonction Innovation en lien avec le marketing, ce qui nous conduira
à étendre le modèle de la R-I-D de Le Masson (op.cit) aux fonctions marketing.

## Partie I. Du dilemme « exploitation-exploration » à la construction de problématiques pour les processus d'exploration

- Limites des différentes typologies sur l'innovation pour caractériser les processus d'innovation *ex ante*.

- Introduction de la notion de *Technologie à Hauts potentiels* et première caractérisation.

- Mise en évidence sur le secteur de la pile à combustible des difficultés pour élaborer des stratégies et organisations de l'exploration

## Partie II. Les nouveaux fondements de l'exploration : une approche par la théorie de la conception innovante et par la « valeur-amont »

- Incomplétude de la théorie de la conception innovante : quelle place pour la valeur ?

- Limites de la « valeur-client » de Porter pour explorer de nouvelles valeurs ; nécessaire détour par la notion de « valeur-amont »

- Impacts sur l'approche des usages en sociologie et la conception d'usages potentiels.

## Typologie des dilemmes stratégiques entre processus d'exploitation et processus d'exploration (Partie II / chapitre 7)

- Caractérisation des processus d'exploration / processus d'exploitation

- Relecture et positionnement des travaux antérieurs sur l'exploration

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

- Analyse de trois cas de processus d'exploration : Axane et la PAC, Airstar et les ballons éclairants et MicroOptical et le verre pixélisé

- Identification de leviers stratégiques et de tactiques d'exploration

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

- les limites des organisations marketing face aux situations d'exploration

- les *entités d'exploration* : les organisations ambidextres et le corporate venture

- le cas du fonctionnement d'une entité d'exploration chez Air Liquide

- Elargissement du modèle R-I-D aux fonctions marketing

## Conclusion générale
# PARTIE I. LES DEMARCHES D'EXPLORATION :
DU MANAGEMENT DANS L'INCERTAIN A LA
CARTOGRAPHIE DE NOUVEAUX POTENTIELS
# Plan de la partie I

<table><tbody><tr><td><strong>Chapitre 1. Des technologies émergentes aux technologies à hauts potentiels : la construction de problematiques pour l'exploration</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>30</strong></td></tr><tr><td>L'exploration considérée comme une étude des technologies émergentes</td><td style="text-align: right;">31</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">1.1.1 Les architectures-produits au cœur du changement technologique</td><td style="text-align: right;">31</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">1.1.2 Innovation de soutien ou disruptive : un dilemme pertinent pour les explorateurs ?</td><td style="text-align: right;">34</td></tr><tr><td>Le management des hautes-technologies : vers une caractérisation de l'exploration par les niveaux d'incertitudes ?</td><td style="text-align: right;">37</td></tr><tr><td>L'exploration comme expansion des compétences et de la valeur</td><td style="text-align: right;">39</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">1.1.1 L'exploration comme levier de renouvellement stratégique des compétences centrales de l'entreprise</td><td style="text-align: right;">39</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">1.3.2 L'exploration comme forme organisationnelle pour développer des innovations de rupture</td><td style="text-align: right;">41</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">1.3.3 L'exploration comme processus de cartographie de nouveaux potentiels</td><td style="text-align: right;">42</td></tr><tr><td><strong>Conclusion du chapitre 1</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>47</strong></td></tr><tr><td><strong>Chapitre 2. Les stratégies d'innovation dans le secteur de la pile à combustible : quelles alternatives face à l'échec du pilotage Des démarches d'exploration par la R&D ?</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>48</strong></td></tr><tr><td>2.1 La PAC : une THP prisonnière de stratégies d'innovation d'exploitation</td><td style="text-align: right;">49</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">2.1.1 L'échec des stratégies d'innovation de soutien des industriels depuis les années 1960</td><td style="text-align: right;">50</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">2.1.2 Les composantes d'un modèle de gestion de l'innovation : la PAC gérée comme une haute-technologie</td><td style="text-align: right;">58</td></tr><tr><td>2.2 Air Liquide à la conquête de l'hydrogène-énergie</td><td style="text-align: right;">64</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">2.2.1 L'historique d'Axane : du rôle de systémier à la posture d'explorateur</td><td style="text-align: right;">64</td></tr><tr><td style="padding-left: 2em;">2.2.2 La stratégie d'Axane : explorer de nouveaux espaces de marchés & cartographier des champs émergents</td><td style="text-align: right;">68</td></tr><tr><td style="padding-left: 4em;">Ballard</td><td style="text-align: right;">70</td></tr><tr><td><strong>Conclusion du chapitre 2</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>71</strong></td></tr><tr><td><strong>Chapitre 3. Méthodologie de recherche</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>72</strong></td></tr><tr><td>3.1 Une recherche-intervention pour concevoir de nouveaux modèles de gestion de l'exploration</td><td style="text-align: right;">72</td></tr><tr><td>3.2 Construction de la méthodologie de la recherche</td><td style="text-align: right;">78</td></tr><tr><td><strong>Conclusion du chapitre 3</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>84</strong></td></tr><tr><td><strong>Conclusion de la partie I</strong></td><td style="text-align: right;"><strong>85</strong></td></tr></tbody></table>
Comment caractériser les démarches d'exploration en faisant le lien avec les travaux antérieurs sur l'innovation technologique ? Toutes les publications utilisant le terme « exploration » font référence au texte fondateur de James G. March (1991). March, explorateur des idées déviantes en management, a défini l'exploration, qui expérimente tous azimuts des alternatives nouvelles et incertaines, en tension avec l'exploitation, qui perfectionne et étend les compétences, les technologies et les procédures existantes. Selon lui l'exploration est « la recherche de nouvelles idées, de nouveaux marchés, de nouvelles relations », « l'exploration inclut des choses comprises dans les termes tels que recherche, variation, prise de risques, expérimentation, jeu, flexibilité, découverte, innovation » (op. cit.). Nous constatons néanmoins que la notion porte intrinsèquement en elle une part de flou, d'expansion, de foolishness (March, op.cit.).

Notre projet est de définir l'exploration pour elle-même. Alors que l'usage du terme « exploration » s'est fortement développé dans la littérature managériale depuis une dizaine d'année, sa définition n'est pas fondée ou quand elle l'est, elle empiète souvent sur des notions connues en management de l'innovation, ce qui introduit des confusions. Par exemple, He et Wong (2004) utilisent le terme d'exploration pour désigner des nouveaux couples « produits / marchés » par rapport à des couples existants (qui relèvent de l'exploitation) ; Tushman et O'Reilly (1997) définissent l'exploration comme la capacité à développer des innovations de rupture (breakthrough innovations) ; de son côté Dannels (2002) définit les situations de « pure exploration » comme suscitant le renouvellement simultané des compétences-client et les compétences-techniques de la firme lors du développement de nouveaux produits. Avec Doganova et Mustar (2007), nous constatons que la littérature procède à une application automatique de cette notion d'exploration (et d'exploitation), comme allant de soi. La notion même d'exploration n'est pas interrogée sur le fond. A-t-on besoin du terme « exploration » pour désigner « R&D », « radical » ou « nouveau » ? Nous chercherons dans ce chapitre à caractériser précisément les démarches d'exploration afin de permettre la définition des enjeux et des modalités de sa gestion. Notre projet est bien à terme d'étudier le management de l'exploration pour lui-même.

Le chapitre 1 s'attachera à caractériser les démarches d'exploration par rapport aux typologies traditionnelles en management stratégique de l'innovation. Le courant du management du changement technologique n'aborde pas la question de l'exploration de manière directe mais traite de l'émergence de nouvelles technologies menaçant le leadership des entreprises établies. Nous mettrons en évidence que ces travaux s'intéressent peu à la question des usages sous-tendus par les architectures-produits. Nous présenterons alors les courants qui analysent, dans la lignée des travaux de March (op.cit.), les démarches d'exploration comme des activités d'expansion des compétences, ce qui nous conduira à proposer une première caractérisation des démarches d'exploration.
Nous étudierons ensuite au chapitre 2 les difficultés des industriels du secteur de la pile à combustible (PAC) à définir des stratégies d'innovation performantes : alors que les centres de recherche et développement (R&D) travaillent sur cette technologie depuis les années 1960, les séries commerciales de véhicules à PAC ne sont pas annoncées avant 2020 et les appareils électroniques nomades peinent à convaincre tant leurs performances sont médiocres. Nombre d'analystes diagnostiquent que cette technologie n'est pas encore mûre et sollicitent des investissements massifs de la part des Etats pour développer cette filière. Prenant le contre-pied de ces analyses, l'hypothèse que nous avançons dans ce chapitre est celle de l'échec du pilotage de l'innovation par la R&D pour cette technologie. Après avoir caractérisé les stratégies d'innovation des industriels du secteur de la PAC, nous présenterons la stratégie d'une filiale d'Air Liquide qui tente d'explorer de nouvelles applications et de nouveaux usages à partir de principes de conception originaux.

Enfin, nous expliciterons dans le chapitre 3 la méthodologie de recherche-intervention que nous avons suivie pendant quatre années chez Axane et Air Liquide pour étudier de manière longitudinale plusieurs processus d'exploration.
# CHAPITRE 1. DES TECHNOLOGIES EMERGENTES AUX TECHNOLOGIES A HAUTS POTENTIELS : LA CONSTRUCTION DE PROBLEMATIQUES POUR L'EXPLORATION

Les travaux classiques en management stratégique de l'innovation n'abordent pas directement la question de l'exploration : leurs travaux portent soit sur des *dominant design* déjà stabilisés (Abernathy et Utterback, 1978, Abernathy et Clark, 1985), soit mobilisent des typologies qui ne se préoccupent pas des usages en jeu lors de la conception d'innovations architecturales ou modulaires (cf. Henderson et Clark, 1990). Pour autant ces travaux ont construit les fondements des démarches d'exploration telles que nous les avons définies dans l'introduction de cette thèse car ils étudient ces deux piliers : la question des architectures-produits et des compétences des firmes est au cœur de nombreux écrits (Abernathy et Clark, op.cit, Tushman et Anderson, 1986, Ulrich, 1995) et la question des usages et des applications potentielles a récemment été renouvelée par les travaux de Christensen (1997, 2003, 2005). Il est alors paradoxal que le courant des ressources et compétences ait été le premier à aborder de manière intégrée la question de l'exploration, en transposant les travaux fondateurs de March (1991) sur le dilemme « exploitation / exploration » aux activités de développement de nouveaux produits. Néanmoins, les différents travaux relevant de ce courant manquent de consistance et considèrent comme exploratoires des situations d'innovation relevant de situations déjà identifiées par la littérature en management et pour lesquels des modèles existent déjà. A quel cadre alors avoir recours pour caractériser les démarches d'exploration ?

Afin de répondre à cette question, nous proposerons de relire les travaux qui abordent de manière directe ou connexe l'exploration en trois temps.

Nous analyserons dans un premier temps les travaux sur le management stratégique de l'innovation en étudiant la manière dont ils ont abordé la problématique de l'émergence de nouvelles technologies ou de nouvelles applications. Nous constaterons une dissociation nette entre les courants qui portent majoritairement sur les architectures-produits, et ceux qui privilégient la question des usages potentiels de nouvelles technologies (1.1).

Dans un second temps, nous étudierons le courant des hautes-technologies pour lequel la problématique de l'exploration se traduit par un impératif de réduction des incertitudes sur le marché et sur la technologie (1.2).

Nous aborderons dans un troisième temps les démarches d'exploration sous l'angle de la conception simultanée des compétences et de la valeur, en étudiant comment, suite aux travaux fondateurs de March (1991), des chercheurs ont transposé les problématiques de l'exploration dans la sphère de la conception de nouveaux produits (1.3).
## 1.1 L'exploration considérée comme une étude des technologies émergentes

Le management stratégique de l'innovation a abordé la question de l'exploration sous la question des technologies émergentes sous deux perspectives assez disjointes :

- les travaux fondateurs sur le **changement technologique** (Utterback et Abernathy, 1978, Abernathy et Clark, 1985, Anderson et Tushman, 1986) ont étudié les impacts de technologies émergentes sur les firmes établies et sur des secteurs industriels entiers ;

- le **management des innovations disruptives** (Christensen, 1997, Christensen et Raynor, 2003, Christensen, Scott et Roth, 2004) propose de s'intéresser aux stratégies de mise sur le marché de technologies émergentes perçues initialement comme sous-performantes

Nous opérerons une relecture critique de ces travaux en nous demandant comment ils articulent la conception des architectures-produits à celle des usages en cours d'émergence.

### 1.1.1 Les architectures-produits au cœur du changement technologique

Les travaux fondateurs d'Abernathy et Utterback (op.cit) sur les cycles technologiques permettent de comprendre comment, sur plusieurs dizaine d'années, apparaissent progressivement des *dominant design* suite à des périodes d'expérimentation et de compétition où des conceptions différentes sont en compétition. Ils situent la stabilisation autour d'un *dominant design* après une période d'innovation produit intense où les attributs de la catégorie de produits finissent par se stabiliser avant de l'innovation procédé ne prenne le pas et que l'innovation se maintienne comme incrémentale. En revanche, leurs travaux fondés sur des études détaillées font peu de cas de la face cachée de l'innovation technique, c'est à dire à la phase de ferment technologique ou phase d'émergence située en amont de l'apparition d'un *dominant design* : pourquoi certains produits ou technologies ne gagnent-ils pas l'adhésion des futurs clients (c'est la définition même d'un *dominant design* « a design that gains allegiance to the market », Abernathy et al., op.cit.) ? Les ressorts de la compétition sont-ils les mêmes si l'enjeu est d'innover dans la continuité des applications existantes (par exemple les écrans LCD face aux tubes cathodiques) ou s'il s'agit de proposer de nouveaux usages (les postes de radio à transistors étudiés par Christensen, 1997) ? La figure 2 illustre trois exemples de trajectoires possibles en amont d'une innovation produit : (1) représente une trajectoire d'expérimentation qui débouche sur des prototypes qui rencontrent une adhésion favorable (le seul cas traité par Abernathy et al., op.cit.) ; (2) illustre une trajectoire dont les prototypes rencontre peu d'adhésion et sont préférés à une autre conception ; et (3) illustre une trajectoire mort-née où les concepteurs disposent de quelques prototypes en laboratoires mais ne parviennent pas à expérimenter et finissent pas abandonner l'idée d'une commercialisation.
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 2 : l'amont des cycles technologiques et la révélation des trajectoires de conception (adapté d'Abernathy et Utterback, 1978)</figcaption></figure>

La figure 2 matérialise des trajectoires de conception possibles avant la phase fluide : à travers les courbes située à gauche de l'axe des ordonnées, nous interrogeons là les conditions spécifiques et les principes d'émergence d'un *dominant design*.

Utterback (1994) répond à cette question en décrivant les principaux leviers favorisant l'émergence d'un *dominant design* :

a. la présence « atouts collatéraux », (Teece, 1986), c'est à dire de canaux de distribution déjà existants, d'image de marque qui confèrent des avantages sur les concurrents

b. l'intervention des gouvernements (nouvelles réglementations plus contraignantes pour les technologies en vigueur qui favorisent les nouvelles technologies)

c. la capacité à manœuvrer stratégiquement (strategic maneuvering)

d. la communication entre les fabricants et les futurs clients

Ces leviers ne constituent cependant pas des principes activables *ex ante* pour guider l'orientation de processus de conception pour des technologie émergentes : par exemple, même si les constructeurs automobiles et les pétroliers font appel aux financements publics pour leurs programmes de R&D sur les PAC parce qu'ils ont identifié que ces véhicules nécessiteraient l'implantation de stations services pour l'hydrogène, cela ne dessine pas pour autant les contours ni les usages des véhicules à hydrogène.
Par la suite, les travaux d'Henderson et Clark mettront en évidence des leviers activables au niveau de l'architecture des produits là où les travaux d'Abernathy et Clark (1985) inscrivait la notion d'architecture dans le cadre plus large de compétition dans une filière donnée :

> "New technology that departs from established systems of production, and in turn opens up new linkages to markets and users, is characteristic of the creation of new industries as well as the reformation of old ones. Innovation of this sort defines the basic configuration of product and process, and establishes the technical and marketing agendas that will guide subsequent development. In effect, it lays down the architecture of the industry, the broad framework within which competition will occur and develop. We have thus labeled innovation of this sort "Architectural"" (Abernathy et Clark, 1985, p. 7).

Ainsi Henderson et Clark (1990) ouvrent la boite noire de la technologie et donnent une nouvelle signification à la catégorie d'innovation architecturale : « *the essence of an architectural innovation is the reconfiguration of an established system to link together existing components in a new way* ».

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 3 : typologie de Henderson et Clark (1990) sur l'innovation architecturale</figcaption></figure>

Au-delà d'une simple description des liens entre composants et interfaces, les auteurs mentionnent surtout à travers cet article les connaissances en jeu dans le processus de conception (connaissances sur les composants et connaissances architecturale) comme le soulignent Baldwin et Lenfle (2007) dans leur essai sur Clark. Néanmoins, Henderson et Clark perdent avec cette typologie toute relation avec le marché final et avec les usages : le ventilateur portable cité en exemple dans leur papier, la Wii de Nintendo et son gameplay innovant et la Toyota Prius avec son architecture hybride peuvent en effet être qualifiées tous les trois d'innovations architecturales. En revanche, la rupture en terme d'usages
pour les deux derniers produits d'usages est sans commune mesure avec le cas du ventilateur portable (comparé à l'air conditionné centralisé).

### 1.1.2 Innovation de soutien ou disruptive : un dilemme pertinent pour les explorateurs ?

Christensen a été le premier à proposer une vision renouvelée des typologies classiques utilisées pour qualifier les types d'innovation (notamment la typologie de Henderson et Clark, op.cit) en décrivant des stratégies spécifiques à l'introduction de technologies innovantes sur des marchés qui n'existent pas encore (Christensen, 1997, Christensen et Raynor, 2003, Chrisentensen, Scott et Roth, 2004).

Selon Christensen et ses collègues, qualifier une innovation d'« incrémentale », d' « architecturale » ou de « radicale » est stérile. Il s'agit d'abord de s'intéresser aux logiques d'introduction sur le marché de nouvelles technologies. Christensen caractérise les technologies émergentes en deux catégories distinctes : les technologies de soutien et les technologies disruptives.

Les technologies de soutien sont des innovations qui ciblent uniquement des améliorations de performance pour des applications déjà existantes : elles peuvent être issues des centres de R&D ou non, relever d'innovations, architecturales, modulaires ou radicales, seul importe pour Christensen que ces technologies s'insèrent dans des marchés et des usages existants (il parle alors de stratégies de soutien ou *sustaining strategies*).

Les technologies disruptives sont des technologies « typiquement plus simples, moins chères et plus fiable et facile à l'emploi que les technologies en place » (Christensen, 1997). Elles visent à créer de nouveaux marchés, en changeant les critères établis de mesures de la performance et en suscitant de nouveaux comportements, de nouveaux usages : par exemple, Sony avec la première radio portable intégrant des transistors proposa aux adolescents dans les années 1950 des postes de moins bonne qualité par rapport aux postes de salons à ampoules (commercialisés par RCA) de leurs parents mais leur offrit d'emporter leur musique où ils le souhaitaient, ouvrant l'ère de la musique nomade.

L'argument principal de Christensen est que cette caractérisation permet une relecture des stratégies de compétition entre nouveaux entrants et entreprises établies dans le cas d'émergence d'une nouvelle technologie : dans le cas où la nouvelle technologie est une technologie de soutien alors les entreprises établies auront quasi-systématiquement le dessus sur les nouveaux entrants, alors que dans le cas d'une technologie disruptive, le nouvel entrant disqualifiera quasiment à coup sûr les entreprises établies. Christensen (1997) critique ainsi les travaux de Tushman et Anderson (op.cit.) en argumentant que les firmes établies n'ont rien à craindre des nouveaux entrants, même dans les cas où ceux-ci introduisent
des innovations détruisant leurs compétences, à partir du moment où les technologies impliquées sont
des technologies de soutien.

Les technologies disruptives impliquent des stratégies différentes des stratégies de commercialisation usuelles ; Christensen et Raynor (op.cit) distinguent deux stratégies disruptives différentes (voir figure 4) :

- les **stratégies disruptives créant des offres « bas de gamme »** (low-end disruption) proposent des produits correspondants aux besoins de clients qui sont sur-servis par les entreprises établies. Ainsi les imprimantes pour ordinateurs seraient devenues trop sophistiquées alors que les hommes d'affaires pourraient avoir besoin en déplacement d'une imprimante ultra-portable qui imprimerait avec une qualité brouillon (tiré de Christensen et al., op.cit.).

- les **stratégies disruptives créant de nouveaux marchés** (new-market disruption) proposent de cibler des non-consommateurs avec des innovations porteuses de nouvelles valeurs : « ce sont des innovations qui permettraient à des personnes qui manquaient soit d'argent, soit d'habiletés, de commencer à utiliser un produit » (Christensen et al., op.cit). Ces stratégies s'appuient sur des nouveaux critères de performances sur lesquelles la compétition n'a pas porté jusque-là : les radios de salons de RCA n'étaient par exemple jamais questionnées par des clients sur leur portabilité avant l'apparition des transistors de Sony.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>
Les travaux de Christensen proposent donc un cadre renouvelé pour discuter des stratégies d'innovation en prenant pour point de référence la question des applications finales, des performances perçues par les utilisateurs et des réseaux de valeur (*value-network*) dans lesquels s'insèrent ces dernières. Si Christensen n'évoque qu'en filigrane la question des usages, ses travaux constituent un changement de perspective par rapport aux travaux antérieurs en management stratégique.

En revanche, plusieurs critiques sont adressées à ces travaux : elles concernent (a) la rigueur des définitions employées pour définir les technologies disruptives et (b) le caractère prédictif de ces théories.

(a) Danneels (2004) et Utterback et Acee (2005) furent parmi les premiers à montrer les limites de la définition donnée par Christensen (1997) pour les technologies disruptives : « *disruptive technologies are typically simpler, cheaper, and more reliable and convenient than established technologies* ». Ils mettent en évidence que des technologies émergentes peuvent développer des performances nouvelles mais tout en étant plus cher et moins fiable au démarrage. Danneels op.cit.) propose alors une nouvelle définition, plus générale que la précédente : « *a disruptive technology is a technology that changes the bases of competition by changing the performance metrics along which firms compete* ».

(b) Peut-on utiliser la théorie de Christensen pour prédire l'apparition et la rupture venant de nouvelles technologies ? Si cette théorie est activable, elle permettrait aux managers d'identifier quelles technologies pourraient avoir des chances de succès... Là encore, Danneels (op.cit) montre les limites de l'approche par des trajectoires de performance utilisée par Christensen : afin de pouvoir faire des prédictions *ex ante* il faudrait être en mesure de prévoir à l'avance quelles nouvelles composantes de la performance les futurs clients solliciteraient et quel niveau de technologie il faudrait fournir. Par exemple, au démarrage de notre recherche, les dirigeants d'Axane sont incapables de dire si les futurs utilisateurs des PAC vont privilégier leur faible niveau sonore ou leur caractère non-polluant, ni de préciser les contours des nouveaux usages que ses performances vont générer...

En conclusion, les travaux de Christensen fournissent une première caractérisation (même imparfaite) du dilemme stratégique auxquels font face des innovateurs en présence d'une technologie émergente dont les performances étonnent, sont inédites et ne s'insèrent pas directement dans une application existante : « stratégie de soutien » ou « stratégie disruptive » préfigure en partie le dilemme « stratégie d'exploitation » ou « stratégie d'exploration » que formuleront les travaux sur les ressources et compétences que nous mentionnerons plus loin dans ce chapitre. Néanmoins, la question des usages et de leur conception n'est qu'effleurée par Christensen à travers la notion de *value-network* : il se contente
de généralités sur les « jobs people always tried to do but lacking the skills or money to do it » (Christensen et Raynor, op.cit) qui laissent la « boite noire » de la conception des usages fermée.

## 1.2 Le management des hautes-technologies : vers une caractérisation de l'exploration par les niveaux d'incertitudes ?

Le courant du management des hautes-technologies aborde la question de l'exploration en caractérisant les incertitudes au centre des raisonnements des innovateurs. Ce courant s'est développé en France et aux Etats-Unis dans les années 1980 et 1990 à partir des constats réalisés sur une inadaptation des outils traditionnels du Marketing (segmentation, Marketing Mix) pour des technologies particulièrement innovantes.

Les hautes-technologies sont caractérisées des niveaux élevés d'incertitudes concernant les marchés et la technique et une volatilité compétitive qui affectent les stratégies et tactiques des entreprises de certains secteurs (Shanklin and Ryans, 1984, Moriarty et Kosnik, 1989). La micro-électronique, l'informatique, la pharmacie ou les bio-technologies sont ainsi analysés comme des secteurs high-tech.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 5 : caractérisation des environnements marketing pour les hautes technologies
(Moriarty et Kosnik, 1989)</figcaption></figure>

Des auteurs tels que Mohr (2001) ajoutent des critères pour qualifier les environnements de haute-technologie. Ceux-ci se caractérisent alors en plus des trois critères précédents par :

- un haut degré de volatilité compétitive (ousiders et breakthrough)
- des dépenses considérables de R&D

- une obsolescence rapide des produits

- la présence d'externalités de réseaux

Si la plupart des auteurs insistent sur l'attention particulière à apporter aux phases de lancement des nouveaux produits (O Connor 1998, Yadav, Swami et Pal, 2006), et sur la nécessité de développer de nouvelles approches marketing (*market driving*, Hills et Sarin, 2003) différenciées des approches Marketing classiques (*market driven*), les travaux ne mettent pas en évidence de nouveaux principes pour conduire les projets ou processus d'innovation dans l'incertain. De plus la plupart des cas étudiés sont le fruit de recherches conduites *ex post*.

En outre, comme le soulignent Chen, Reilly et Lynn (2005) la notion d'incertitude, bien que centrale en management stratégique et dans la théorie des organisations, est une notion qui a eu de nombreuses tentatives de conceptualisations et d'opérationnalisation mais qui reste inconsistante. Par exemple, l'incertitude a été définie comme une probabilité non mesurable en économie (Knight, 1933). Duncan (1976) définit l'incertitude comme un manque d'information concernant les facteurs de l'environnement associé à une situation donnée de prise de décision. Milliken (1998) enfin, définit l'incertitude comme l'imprévisibilité de l'environnement, l'incapacité de prédire l'impact d'un changement d'environnement et l'incapacité de prédire les conséquences d'une réponse à un choix. C'est à cette définition que se réfèrent implicitement les travaux des chercheurs qui étudient les Hautes Technologies.

En conclusion les travaux sur le management ne peuvent nous servir à dégager des critères pour caractériser les situations d'exploration : la notion d'« incertitude » est inconsistante et renvoie tantôt à des situations de lancement de nouveaux produits, tantôt à des situations plus perturbantes où les innovateurs doivent concevoir à la fois les nouveaux usages en rétro-agissant sur la conception des produits. Dans la partie suivante, nous présenterons les approches qui étudient les démarches d'exploration en les définissant à partir des notions de renouvellement et d'expansion des compétences en montrant en quoi ce changement de perspective permet de progresser vers une caractérisation consistante de ces démarches.
# L'exploration comme expansion des compétences et de la valeur

Le dilemme fondateur de March (1991) sur l'exploitation et l'exploration dans l'apprentissage organisationnel a trouvé un large écho en management stratégique : l'exploration est considéré par le courant des ressources et compétences comme un levier pour renouveler les compétences de la firme sur les axes clients et techniques (Danneels, 2002) ; elle est aussi considérée comme une forme organisationnelle pour développer des innovations de rupture, incarnant le pendant des activités routinières qui visent à développer des innovations incrémentales (Tushman et O'Reilly, 1997, Benner et Tushman, 2003).

## 1.2.1 L'exploration comme levier de renouvellement stratégique des compétences centrales de l'entreprise

Danneels (2002) fut l'un des premiers à transposer le dilemme « exploitation-exploration » de March du domaine de l'apprentissage organisationnel en une réflexion sur les processus de développement de nouveaux produits. Selon Danneels, l'exploration se définit comme « une activité d'apprentissage de la firme qui conduit à l'addition de nouvelles ressources ou compétences » (définition qu'il reprend de Sitkin, Sutcliffe, and Schroeder, 1994). Pour Danneels, dans le droit fil de la théorie des ressources et compétences, les compétences sont « des capacités à accomplir quelque chose en utilisant un ensemble de ressources matérielles et immatérielles ». Dans sa lignée, Chanal et Mothe (2005) appellent **innovation d'exploration** une **forme d'innovation qui s'éloigne de manière significative des compétences centrales existantes de l'entreprise sur l'axe client ou sur l'axe technologique**. Comme l'a montré Danneels (2002), cette forme d'innovation contribue à l'accroissement de la **variété** des compétences maîtrisées par l'entreprise, et contribue par conséquent à développer un avantage concurrentiel.

Discutons de la typologie de Danneels (figure 6 ci-dessous) qui caractérise les différents modes de développement de nouveaux produits en fonction de leur impact sur les compétences de l'entreprise. Nous avancerons deux arguments principaux pour mettre en évidence que le seul renouvellement des compétences de la firme n'est ni nécessaire, ni suffisant pour caractériser des situations d'exploration.
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 6 : typologie des nouveaux produits en fonction des compétences
(Danneels, 2002)</figcaption></figure>

Premièrement, le renouveau d'une compétence technologique n'est pas suffisant pour caractériser une exploration technologique. Par exemple, Christensen (1997) a montré en quoi les constructeurs automobiles ont échoué au cours des années 1990 à transformer de nouvelles compétences technologiques sur les batteries en nouveaux concepts de véhicules. Les premiers véhicules électriques n'ont été que des « véhicules électrifiés » sans plus de réflexion sur les nouvelles formes de mobilité dont ils étaient porteurs. La présence de nouvelles compétences ne suffit donc pas à faire émerger de nouveaux concepts-produits ou de nouvelles architectures.

Réciproquement, l'exploration de nouvelles idées ou concepts peut tout à fait démarrer à partir de connaissances et de compétences technologiques existantes et activables facilement : c'est là l'essence même de toute innovation architecturale et la Nintendo Wii prouve par exemple que des concepteurs peuvent explorer de nouveaux gameplays fondés sur des technologies de détection des mouvements des joysticks maîtrisées depuis de nombreuses années.

Deuxièmement, le renouveau de la compétence-client n'est pas non plus suffisant pour caractériser une situation d'exploration. Les premières tentatives d'Axane pour identifier le marché des PAC de petites puissances consistèrent par exemple à conduire des études de marché auprès d'utilisateurs de petits groupes électrogène : en interrogeant les clients actuels de ces énergies, Axane apprit sur les usages existants mais ne put rien induire sur les usages potentiels de générateurs silencieux et non polluants. De manière générale, les activités de benchmark client sur des activités déjà existantes contribuent à renouveler les compétences sur les clients mais ne débouchent pas nécessairement sur des explorations de nouveaux usages.

Réciproquement, les fournisseurs d'accès Internet diffusent des contenus à travers des technologies maîtrisées (ADSL) pour des clients connus. Pour autant, peuvent-ils prédirent l'impact de la vidéo à la demande ? Même au sein d'un portefeuille de clients stabilisé, on peut encore faire émerger des
situations d'exploration dans lesquelles les nouveaux concepts proposés suscitent de nombreuses interrogations.

La caractérisation de Danneels, quoi qu'intéressante en première lecture, apparaît comme inconsistante : si le renouvellement des compétences seul n'est un critère ni nécessaire, ni suffisant, nous avons mis en évidence que la formulation de concepts pouvait jouer un rôle dans l'enclenchement d'une démarche d'exploration. Nous verrons au 1.3.3 comment concepts et connaissances peuvent nous aider à construire une caractérisation consistante pour les situations d'exploration.

### 1.2.2 L'exploration comme forme organisationnelle pour développer des innovations de rupture

Le courant de travaux sur l'ambidextrie relève d'une approche organisationnelle qui s'attache à résoudre le dilemme de March. Comment articuler exploitation et exploration ? Comment structurer les organisations pour, à la fois, exploiter et explorer ? L'ambidextrie désigne la manière dont l'organisation articule (en fait, le plus souvent, sépare) les activités d'exploitation et d'exploration. Les sciences des organisations ont depuis longtemps intégré la gestion de l'ambivalence consistant à faire raisonner ensemble des logiques antagonistes, par exemple Lawrence et Lorsch (1966) sur l'intégration et la différenciation. Dans cette gestion de l'ambivalence, la perspective est double : tirer parti des différences (de l'un pour aider l'autre) et empêcher la perturbation (que l'un ne perturbe l'autre). Drucker (1974) a le premier insisté sur l'impossibilité pour une même organisation de gérer l'existant et de créer de la nouveauté. La notion d'organisation ambidextre est utilisée pour la première fois par Duncan (1976) qui souligne, en fonction du stade de développement d'une innovation, la nécessité d'adopter une structure duale. Il propose des structures différentes pour les phases initiales et de mise en oeuvre de l'innovation, surtout si l'innovation est forte.

Cette structure duale est caractéristique des organisations ambidextres, pouvant concilier des impératifs contradictoires : horizon temporel différent - court terme / long terme - (Gibson et Birkinshaw, 2004 ; O'Reilly et Tushman, 2004). Ces structures apparaissent dans des organisations développant des capacités d'innovation continue (Brion et Mothe, 2007). Tous les auteurs plaident pour une spécialisation dans (on pourrait dire aussi une différenciation entre) les activités d'exploration et d'exploitation. Ils diffèrent sur l'organisation de cette spécialisation. Les travaux sur l'ambidextrie seront détaillés dans le chapitre 12 sur les entités d'exploration, notre questionnement se limite ici à mesurer si le courant sur l'ambidextrie peut nous aider à mieux fonder la notion d'exploration ? La réponse semble négative : soit ce courant ne dit rien de la notion d'exploration, supposant que tout le monde sait de quoi il en retourne (et de se référer à March), soit l'exploration est associée à des notions connues (R&D, marketing) et sert alors de métaphore. Au fond, c'est la séduction pédagogique du couple « exploration / exploitation » qui l'emporte, conduisant les auteurs à
réaliser des recherches, généralement quantitatives, avec des données issues d'études empiriques sur des secteurs industriels complets mais en définissant la plupart du temps les situations d'exploration à l'aide de catégories inconsistantes : par exemple Mangematin (2007) qualifie de stratégie d'exploration le développement d'une suite de jeu (définie comme une innovation éditoriale incrémentale) sur une console de nouvelle génération (définie comme innovation technologique radicale) ce qui peut conduire à analyser la dernière livraison du jeu de football PES 2008 comme un enjeu d'exploration pour les programmeurs, alors que le concept de jeu est dans la continuité des versions précédentes et que le support « console nouvelle génération » a été anticipé et géré comme un développement classique de nouveau produit.

Nous analyserons dans la partie suivante comment articuler expansion des compétences et création de nouveaux concepts pour caractériser les démarches d'exploration.

### 1.2.3 L'exploration comme processus de cartographie de nouveaux potentiels

En travaillant sur les partenariats de conception, Segrestin (2003) a élargi la définition de March (op.cit) : à partir de situations de conception entre des industriels collaborant dans l'étude de nouveaux usages pour des téléphones portables, Segrestin (op.cit) précise que « l'exploration concerne un problème mal posé, un concept pour lequel aucune concrétisation n'existe et sur lequel les connaissances disponibles sont très réduites ou peu exploitables directement ». Plutôt que de se ramener à des situations où les incertitudes sont faibles et où les compétences sont maîtrisées, Segrestin qualifie l'exploration de « démarche visant à examiner, à parcourir, à expérimenter, et à "cartographier" l'espace potentiellement ouvert par un tel concept. Il s'agit moins dans un premier temps de bâtir des projets que de repérer les lieux, de les décrire de manière plus ou moins méthodique ». Avec cette définition de l'exploration, on n'est plus seulement sur une caractérisation de situations incertaines (incertitude sur les marchés, incertitude sur la technique), mais dans une démarche qui vise, à partir de nouveaux concepts, à agir sur le réel, à expérimenter *in situ* et à cartographier des « potentiels », puis à réaliser des projets.

L'approche de Segrestin (op.cit.) nous conduit à identifier la notion de « potentiel » et plus particulièrement celle d'« expansion » comme particulièrement adaptée à la caractérisation des démarches d'exploration : l'enjeu de l'exploration n'est-il pas de créer une expansion sur les usages et la valeur en générant des concepts qui sortent du cadre des usages existants et de créer une expansion sur les connaissances techniques en étudiant de nouvelles architectures-produits jusque là inexplorées ?

On peut ainsi définir à l'aide de ces deux notions des technologies à hauts potentiels (THP), qui correspondent à des situations d'exploration extrême tant sur les usages que sur la technique. En quoi
l'introduction de cette nouvelle notion est-elle utile ? Comment se positionne-t-elle par rapport aux catégories habituellement utilisées de « hautes-technologies » ou de « technologies disruptives » ? Les THP sont une catégorie certes extrême mais qui focalisent les problématiques de l'exploration et les portent à son comble : la pile à combustible (PAC) questionne par exemple en profondeur les usages d'une nouvelle énergie silencieuse et non polluante mais adresse en même temps de nombreuses questions à la R&D sur les stockages de gaz, les architectures électrique et électrochimique. Hatchuel, Le Masson et Weil (2004) évoque des enjeux similaires pour les science based products (SBP) qui présentent une définition fonctionnelle incomplète et dont les développements impliquent la définition d'un programme de recherche scientifique sur les phénomènes impliqués. De nombreuses technologies ont été des THP : le téléphone, les transistors, le nucléaire ou le laser. Plus récemment, le photovoltaïque, la domotique, les puces électroniques ou Internet ont incarné des technologies protéiformes aux performances et aux usages indécis. Ces technologies sont désormais familières. Aujourd'hui les bio-technologies, les nano-technologies ou la pile à combustible sont perçues comme des THP.

Nous reviendrons sur les critères permettant de définir une THP : (a) l'expansion des connaissances techniques et (b) l'expansion des usages et de la valeur. Notre argument est que la notion d'« expansion » est plus précise que celle de « renouvellement » dans la mesure où elle positionne à la fois une direction pour les apprentissages et où elle introduit un rapport aux concepts qui sont générés (principale critique adressée à la typologie de Danneels).

### a) L'expansion des connaissances techniques

L'expansion des connaissances techniques renvoie :

- soit à des situations où les connaissances des concepteurs sont riches, précises et nouvelles, mais non transposables immédiatement en applications ; l'expansion est ici celle des connaissances sur les futurs marchés ou sur les clients potentiels (exemple tiré de Millier (1997): à quoi peut servir une fibre de verre ultra-performante : à faire des fibres pour les couches bébé ou du béton renforcé ? cette question peut, en retour conduire à « expandre » les connaissances techniques) ;

- soit à des situations où des idées d'application se profilent, mais où les connaissances restent à identifier pour les réaliser (ex : quelles architectures électriques et fluides mobiliser pour concevoir un groupe électrogène non-polluant et ultra-silencieux ?).

Dans le premier cas, l'enjeu sera de tester rapidement la valeur des premiers concepts afin d'apprendre sur la valeur et de réorienter l'exploration le cas échéant.

Dans le second cas, l'enjeu est de pouvoir concevoir des architectures innovantes à la croisée des domaines de compétences des métiers : sur les développements de PAC par exemple, les experts électrochimistes vont explorer de nouveaux axes de travail en prenant en compte les travaux des
thermiciens pour diminuer le niveau sonore des premiers prototypes : séparément, ces métiers auraient conduit des travaux de recherche qui n'auraient pas mis en évidence ces phénomènes aux interfaces.

## b) L'expansion des usages et de la valeur

S'inscrivant dans une tradition ancienne de promesses technologiques, les THP véhiculent de nouveaux usages mais aussi des perspectives d'amélioration des conditions de vie des utilisateurs (cf. encadré 1).

### Encadré 1 : les promesses technologiques

L'actualité est riche de technologies qui promettent de révolutionner notre quotidien : les biotechnologies, les nanotechnologies, les technologies de l'information et de la communication ou les nouvelles énergies sont porteuses d'une pléiade de nouveaux concepts (« la maison communicante », « les matériaux intelligents », « la voiture propre »...) derrière lesquels se cachent des usages foisonnants. L'émergence de ces technologies est souvent accompagnée de discours prophétiques annonçant des ruptures sociétales. Pourtant, les travaux sur la diffusion des technologies ont montré le décalage constant entre ces usages fantasmés et les usages réels (Rogers, 1995). Ainsi, Internet était perçu dans les années 1990 comme un nouveau média alternatif, vecteur de démocratie au niveau mondial ; les nanotechnologies promettent depuis le début des années 2000 de dépasser les limites de la matière avec les nano-matériaux ; la pile à combustible à hydrogène est annoncée depuis la fin des années 1990 comme l'énergie propre du XXIème siècle ; l'émergence des biotechnologies a été accompagnée par la promesse de nouvelles thérapies géniques dans le secteur de l'industrie pharmaceutique ou par les perspectives de rendements intensifs dans l'agriculture.

Ces promesses technologiques héritent de la longue tradition de la recherche industrielle du 19ème siècle où l'innovation scientifique était vue par l'opinion publique comme contribuant au progrès de la société (Taguieff, 2003). Selon ce modèle, la recherche sélectionnait ses sujets d'études et diffusait ensuite les résultats de ses travaux dans la société, « réceptrice » des avancées de la science et de la technique. Cette conception d'une recherche nourricière technologiquement connaît depuis plusieurs années une crise de sa légitimité scientifique suite à des affaires comme les OGM ou la vache folle. Des citoyens critiquent ouvertement le modèle de la recherche confinée aux laboratoires et prônent une réappropriation des choix scientifiques et technologiques par les citoyens (Callon, Lascoumes et Barthe, 2001). La « démocratie scientifique » permet de contrôler les sujets de recherche et de discuter leurs applications.

Parce que les THP sont porteuses de performances inédites et de nouveaux usages, elles sont susceptibles de renouveler les applications existantes sur les marchés établis ou de créer *ex nihilo* de nouveaux marchés. Ces caractéristiques rejoignent ainsi celles décrites par Christensen (op.cit) au sujet des technologies disruptives bien que nous soyons ici plus précis. La valeur n'est pas ici seulement l'ensemble des performances pour lesquelles les clients sont prêts à payer (la « valeur-client » selon
Porter, 1985³). Elle englobe ici l'ensemble des transformations susceptibles d'être produites dans les conditions d'activité des clients et évaluées comme positives par ces derniers.

L'« expansion des usages » est une notion plus féconde et plus actionnable que celle d'« incertitude sur les marchés » car elle définit l'expansion à partir des concepts formulés, et en relation avec les connaissances sur la valeur.

Nous pouvons alors proposer une première caractérisation des démarches d'exploration grâce aux critères d'expansion des connaissances techniques et d'expansion techniques. Cette caractérisation met en évidence quatre situations d'exploration distinctes en fonction du statut des premiers concepts formulés par rapport aux connaissances des innovateurs (figure 7) : (I) exploration de nouveaux styles ; (II) exploration de nouvelles architectures ; (III) exploration de nouveaux usages ; (IV) exploration simultanée de nouveaux usages et architectures pour des THP.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 7 : première caractérisation des démarches d'exploration</figcaption></figure>

<footnote n="3">³ Dans l'approche classique de la valeur selon Porter qualifiée de « valeur-client » : les clients sont connus, on innove à partir d'eux ou avec eux comme support ; les produits ont une architecture stabilisée, les performances sont dans la lignée des pratiques et correspondent à des besoins ; le client perçoit immédiatement les avantages des produits et leur valeur-ajoutée.</footnote>
La figure 7 met en évidence le rapport entre « concepts » et « connaissances » qui sert à caractériser les différentes situations d'exploration. A la différence de la notion de « renouvellement », l'expansion se construit à partir de la tension entre les premiers et les secondes. Nous verrons au chapitre 4 que les concepts et les connaissances renvoient à des espaces plus larges qui sont à la base d'une théorie de la conception innovante.

En outre, l'intérêt de la figure 7 est de nous fournir un cadre pour repositionner les catégories habituellement utilisées pour définir les types d'innovations : innovations disruptives, radicales ou architecturales ne constituent pas des catégories robustes vis à vis des situations d'exploration comme l'illustrent les exemples de la figure 8. Contrairement à Tushman et O'Reilly (1997, 2004) pour qui les innovations architecturales et les innovations radicales caractérisent, en soit, des démarches d'exploration, nous montrons que ces catégories sont impliquées dans des démarches d'exploration de natures différentes, voire que des innovations radicales comme les disques Blu-ray peuvent relever de situations d'exploitation (un argument similaire est développé par Chritensen (1997) pour qui les écrans LCD sont des innovations de soutien).

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 8 : positionnement des définitions classiques des types d'innovation par rapport aux différentes situations d'exploration</figcaption></figure>

La notion de THP présente donc un intérêt pour caractériser des démarches d'exploration extrêmes, en cohérence avec notre typologie, et sans avoir recours aux catégories habituellement mobilisées en management stratégique de l'innovation.
## CONCLUSION DU CHAPITRE 1

En effectuant une relecture des travaux sur l'émergence de nouvelles technologies nous avons montré que le traitement de l'apparition des usages et de la valeur était dissocié de celui de la conception des architectures-produits.

En parcourant ensuite les travaux sur l'exploration dans la lignée des travaux de March, nous avons mis en évidence différentes approches (cf. tableau 1 pour une synthèse) : l'exploration considérée comme un levier pour renouveler les compétences de la firme ; l'exploration comme forme organisationnelle pour développer des produits de rupture ; et l'exploration comme processus d'expansion structuré de nouveaux espaces de conception ouverts par des concepts mal définis.

Nous avons montré en quoi la caractérisation des démarches d'exploration par l'expansion des usages et valeurs, et des connaissances techniques nous fournissait un cadre robuste et pertinent pour aborder la question de l'exploration *ex ante*, au démarrage d'un processus d'innovation.

<table><caption>Tableau 1 : comparaison entre les différentes approches sur l'exploration</caption><thead><tr><td>Auteurs</td><td>Définition de l'Exploration</td><td>Objet de l'exploration</td></tr></thead><tbody><tr><td>March (1991) ; March et Levinthal (1993)</td><td>« L'exploration inclut des choses comprises dans les termes tels que recherche, variation, prise de risques, expérimentation, jeu, flexibilité, découverte, innovation » (March, op.cit)</td><td>Accroître la variabilité des apprentissages.</td></tr><tr><td>Danneels (2002), Chanal et Mothe (2007)</td><td>Un renouvellement des compétences centrales de l'entreprise (capabilities) sur l'axe client et l'axe technologique.</td><td>Regénérer les apprentissages de la firme.</td></tr><tr><td>Tushman et O'Reilly (1997), Benner et Tushman (2003), Birkinshaw et Gibson (2004) Tushman et Smith (2005)</td><td>Une forme organisationnelle capable de sortir des routines de l'organisation pour produire des innovations de rupture</td><td>Développer des produits de rupture (innovations architecturales ou radicales, d'après Tushman et O'Reilly, op.cit.)</td></tr><tr><td>Segrestin (2003) ; Hatchuel, Le Masson, Weil (2004) ; Lenfle (2001)</td><td>Activité de conception particulière démarrée à partir d'un concept innovant</td><td>Cartographier des nouveaux potentiels (identifier de nouveaux concepts et de nouvelles connaissances)</td></tr></tbody></table>
## CHAPITRE 2. LES STRATEGIES D'INNOVATION DANS LE SECTEUR DE LA PILE A COMBUSTIBLE: QUELLES ALTERNATIVES FACE A L'ECHEC DU PILOTAGE DES DEMARCHES D'EXPLORATION PAR LA R&D ?

La Pile à combustible (notée ci-après PAC) est une technologie porteuse d'une myriade d'applications dont les architectures-produits sont encore largement indécises. Bien que cette THP fasse l'objet d'importants financements publics depuis les années 1960, elle n'a réussi à pénétrer aucun marché à ce jour, que ce soit dans l'automobile, les appareils électroniques nomades ou l'énergie stationnaire. Alors que certaines stratégies d'innovation pilotée par la R&D ont fait la preuve de leur efficacité dans le cas de création de nouvelles filières comme le nucléaire civil ou la micro-électronique, notre hypothèse est que ces stratégies et les modes de pilotage associés ne sont pas adaptées aux démarches d'exploration portant sur des THP telles que la PAC.

Nous caractériserons dans un premier temps ce modèle de gestion de l'innovation piloté par la R&D et montrerons en quoi il est en décalage avec les enjeux d'exploration soulevées par les PAC (2.1).

Nous présenterons ensuite la stratégie d'exploration entreprise par Air Liquide depuis 2001, stratégie fondée sur l'exploration de nouveaux usages et de nouvelles applications dont le ressort est l'invention d'architectures innovantes. Nous analyserons comment Air Liquide a initié et orienté cette stratégie en évitant les principaux écueils des démarches d'exploration pour parvenir à commercialiser des premières offres commerciales intégrant des PAC dès 2006 (2.2).
## 2.1 La PAC : une THP prisonnière de stratégies d'innovation d'exploitation

Les chercheurs en management stratégique qui se sont intéressés à la PAC<fnref n="4" /> ont majoritairement focalisé leurs travaux sur le secteur de l'automobile en se demandant comment les grands constructeurs pouvaient réussir à intégrer cette technologie, définie comme « radicale », dans leurs développements, compte tenu du principe énoncé par Chandy and Tellis (2000) qui donne un avantage aux entreprises émergentes face aux leaders établis dans le cas d'innovations radicales (*incumbent curse*). Ces travaux partagent une même conclusion, largement répandue aujourd'hui dans la littérature sur les PAC : suite aux effets cumulés de trois facteurs (évolution de la réglementation, sauts technologiques récents, et poids de l'opinion publique), les constructeurs automobiles auraient fini par rompre le mauvais sort et seraient parvenus à intégrer la PAC dans leurs développements, comme en témoignent les premiers véhicules commercialisés en 2006 au Japon et les annonces faites par d'autres constructeurs pour 2008 et 2009. Le sort de Chandy et Tellis serait donc conjuré.

Néanmoins, nous portons un autre diagnostic sur les stratégies d'innovation des constructeurs automobile vis à vis de la PAC et plus généralement à l'égard des autres industriels impliqués dans le développement de cette technologie. Un tour d'horizon des principaux acteurs du secteur (constructeurs automobile mais aussi fabricants d'électronique et énergéticiens) nous révèle en effet une étonnante stabilité dans l'identité des objets techniques (véhicules, appareils électronique, générateurs électriques portables) et de leurs usages, et met en évidence la faiblesse des modèles d'affaire proposés pour les rares démonstrateurs et produits.

Notre hypothèse est que les stratégies d'innovation suivies par la plupart de ces industriels ont échoué à explorer de nouvelles applications parce que ce sont des stratégies d'exploitation, par essence non adaptées au management d'une THP (2.1.1). Nous mettons alors en évidence les caractéristiques du modèle de gestion de l'innovation en montrant comment les questions en suspens, qui devraient susciter l'exploration, sont systématiquement refermées pour favoriser la coordination des acteurs publics et privés vers un horizon lointain : l'avènement autoproclamé de l'économie hydrogène pour 2050 (2.1.2).

<footnote n="4">⁴ Pour une revue exhaustive de ces travaux voir Van den Hoed, 2007.</footnote>
2.1.1 L'échec des stratégies d'innovation de soutien des industriels depuis les années 1960

La PAC, en tant que générateur d'énergie silencieux et non polluant, est aujourd'hui considérée par les analystes et les industriels comme porteuse de performances de rupture dans de nombreux secteurs :

i) dans le transport, embarquée à bord de véhicules électriques, elle propulserait de manière non polluante et silencieuse des véhicules dont l'autonomie serait comparable à celle des véhicules actuels, pour des temps de recharge de quelques minutes ; elle pourrait de même servir à la propulsion de bus ou de poids lourds nous affranchissant d'une large dépendance aux hydrocarbures.

ii) dans l'électronique grand public elle permettrait d'augmenter radicalement l'autonomie des équipements électroniques nomades (ordinateurs, Palm, téléphones mobiles...) tout en permettant là encore des temps de recharge quasi-instantané via l'utilisation de cartouches de méthanol ;

iii) dans la production d'énergie stationnaire, la chaleur des PAC pourrait être valorisée pour alimenter de manière décentralisée des immeubles, voire des quartiers entiers.

Les investissements élevés consacrés tant par les états que par les firmes ces dernières années ont été tels que les premières applications sont désormais en démonstration, dans les salons professionnels ou sur nos routes. Peut-on alors parler d'un rattrapage pour une technologie qui est restée dans l'anonymat entre les années 1950 et les années 1990... ? Si de nombreuses recherches se focalisent sur l'analyse des facteurs qui ont conduit à l'introduction de cette technologie radicale, en particulier chez les constructeurs automobile (Schaeffer, 1998), faisant de la commercialisation des PAC un acquis, nous analyserons au contraire la grande stabilité des identités et usages des objets pour en induire une incapacité à sortir des stratégies d'exploitation et un manque de cadre conceptuel et d'outils pour explorer.

Nous présenterons dans cette partie les stratégies d'exploitation des principaux industriels impliqués dans les développements concernant les PAC (a) pour nous attarder sur le cas de la start-up Ballard qui a tenté dans les années 1980-1990 une stratégie d'exploration qui a finalement avorté (b)
a. Les stratégies d'exploitation des principaux industriels

Les industriels impliqués dans le développement de PAC ont principalement cherché à substituer les applications à des applications existantes. Chritensen (op.cit) aurait caractérisé de telles stratégies de stratégies de soutien face à une technologie disruptive comme la PAC : nous élargirons son cadre pour qualifier les stratégies des principaux constructeurs automobile, fabricants d'électronique et énergéticiens comme des stratégies d'exploitation, c'est à dire des stratégie d'innovation dont les retours sont certains et mesurables, caractérisées par une stabilité de l'identité des produits et des usages.

i. *Les constructeurs automobiles prisonniers de leurs clients*

Dans l'automobile, de nombreux démonstrateurs (estimés à environ 200 véhicules par le California Air Board fin 2006) circulent aujourd'hui à travers le monde. Mais alors que les constructeurs les plus en pointe (DaimlerChrysler, Ford, Toyota et Honda) annoncent que la technologie est mature, ils se laissent jusqu'à 2015 pour faire baisser les coûts, mettre en place les infrastructures pour l'hydrogène<fnref n="5" /> et travailler sur la sécurité.

De nombreux projets automobiles sont actuellement en cours dans le monde : Daimler Chrysler en est à son cinquième prototype Necar (modèle de présérie), General Motors, Ford, les constructeurs japonais Toyota, Nissan, Honda ont tous des projets en cours, de même que PSA (projets de démonstration Hydrogen, TaxiPac avec des Partner) et Renault (projet FEVER). Des préséries verront le jour à partir de 2008 et ce n'est vraisemblablement qu'à partir de 2010 que les constructeurs annonceront les premiers véhicules hybrides moteur thermique / PAC. De nombreux projets de démonstration pour les transports en commun sont aujourd'hui en cours, notamment le projet européen CUTE qui vise à faire circuler des flottes de bus à hydrogène dans les principales capitales européennes (piles fournies par le canadien Ballard). Les technologies impliquées sont ici les PEMFC alimentées en hydrogène et leur variante, les DMFC, alimentées en méthanol, plus facile à transporter et à stocker à bord des véhicules.

Quelles stratégies de conception sont mises en oeuvre ? Y a t-il exploration de nouveaux usages, de nouvelles valeurs lors de ces projets ? Les projets sont dans la lignée des projets de véhicules électriques à batterie dans les années 1970 puis 1990 : ils consistent principalement à électrifier (et à « gazéifier ») des véhicules de série en essayant de coller aux performances des berlines à moteur à combustion. L'avantage de cette démarche est à la fois de permettre d'orienter les projets de développement sur des cahiers des charges précis, d'autre part d'identifier des sujets de recherche qui recoupent la division

<footnote n="5">⁵ Ou le méthanol, carburant liquide utilisé par certains constructeurs automobile : le méthanol est alors transformé en hydrogène à bord du véhicule en utilisant un réformeur.</footnote>
habituelle des connaissances : stockage du gaz, distribution des fluides, etc... Enfin, l'utilisation de véhicules de série tente de faire bénéficier les premiers démonstrateurs des effets d'échelle dont bénéficient les modèles largement plébiscités par les clients, réduisant ainsi l'incertitude commerciale.

Nous pouvons néanmoins citer un projet prospectif qui explore des pistes de renouveau pour l'identité des véhicules : le projet « Hy-wire » de General Motors (2003) lancé à grand renfort de communication après que des analystes financiers américains aient évalué en 2002 que le retard de GM sur les développements PAC pouvait s'estimer à au moins cinq ans par rapport à ses concurrents directs, DaimlerChrysler et Ford. Le concept « Hy-wire » propose un châssis en forme de skateboard qui permet de réaménager l'intérieur du véhicule et de changer de carrosserie selon les usages du véhicule. Ce concept n'a débouché sur aucun développement et GM a repris par la suite ses développements sur des véhicules de série.

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 9 : le concept « Hy-Wire » de General Motors (2003) et son châssis en forme de skateboard : renouvellement de l'identité des berlines traditionnelles ou simple étude de style ?</figcaption></figure>
## ii. Les fabricants d'équipements électroniques et la focalisation sur les applications grand public

Les piles à combustible laissent entrevoir des perspectives intéressantes de développement sur le marché des équipements électroniques portatifs. Ces derniers sont actuellement handicapés par la faible autonomie de leur source d'énergie. Il faut les recharger régulièrement, les temps de charge sont longs et imposent d'être branché au réseau électrique. Avec une pile à combustible, l'autonomie ne serait limitée que par la taille du réservoir d'hydrogène ou de méthanol.

Dans l'électronique, malgré quelques prototypes de Toshiba ou de quelques laboratoires, les autonomies atteintes le sont pour un coût pour l'instant cinq à dix fois supérieur aux technologies concurrentes de batteries. D'autre part, les nouvelles fonctionnalités avancées par les constructeurs ne débouchent sur aucun nouvel usage ou sur aucun nouveau concept. De plus, la logistique des cartouches de gaz ou méthanol ne fait pas l'objet de réflexion alors qu'elle interroge de front les modèles d'affaires. Ainsi, il n'est pas étonnant de voir Nokia abandonner ses efforts de R&D sur la PAC en 2004 en déclarant que la technologie n'est pas encore mûre pour être intégrée dans des téléphones portables.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 10 : prototypes d'ordinateur portable (à gauche) et un prototype de téléphone mobile (à droite) fonctionnant avec une PAC à méthanol</figcaption></figure>

## iii. La production d'énergie stationnaire

Dans les systèmes de cogénération, la PAC offre un meilleur rapport électricité – chaleur que les groupes électrogènes à moteur Diesel et les turbines, mais ceux-ci offrent des coûts de revient incomparablement plus bas. La cogénération avec une pile à combustible est actuellement très étudiée. De nombreux essais pour des puissances allant de quelques kiloWatts à quelques MégaWatts sont en cours dans le monde. La taille et le poids des piles à combustible ayant peu d'importance dans les applications stationnaires, de nombreux types de piles sont utilisables.
La pile à acide phosphorique (PAFC) est celle qui fonctionne le mieux actuellement dans ce type d'application. Mais les autres types de pile, MCFC, SOFC et PEM peuvent aussi être intéressantes pour des systèmes de cogénération.

Le marché des piles stationnaires pourrait représenter à terme un marché d'environ 1 à 2 milliards de dollars. On peut citer des projets de démonstrations impliquant de piles PEM de 250 kW fournies par Ballard, ainsi que des petites piles de 7 kW destinées aux maisons individuelles par Plug Power en collaboration avec GE Microgen, filiale de GE Power Systems.

Toutefois les coûts de revient élevés et les difficultés de fonctionnement non réellement résolues, permettent de douter de la réalité de la commercialisation imminente.

Enfin, dans le secteur de la co-génération, de nombreux programmes de démonstration sont en cours (Williams et Samuelson, 2006) mais les coûts planchers de la production centralisée d'énergie et le coût du combustible hydrogène sont tels que la perspective de la production locale et décentralisée d'énergie relève pour l'instant de l'utopie.

Face à l'apparente homogénéité de ces stratégies industrielles, un nouvel entrant avait pourtant tenté au début des années 1980 d'explorer de nouveaux usages pour les PAC à l'heure où aucun industriel ne s'intéressait à cette technologie cantonnée aux programmes spatiaux. Le cas de Ballard, aujourd'hui fournisseur n°1 de systèmes PAC pour l'automobile mérite qu'on s'y attarde car il renferme, à certains égards, les ingrédients d'une stratégie d'exploration assez inédite dans le secteur.
## b. Ballard et la stratégie avortée d'exploration

Ballard est historiquement l'entreprise qui a repris les développements sur les systèmes PAC au début des années 1980 alors que la technologie avait été abandonnée par tous les industriels (notamment General Electric, fournisseur des missions Appolo). D'abord une start-up, Ballard a connu différentes phases au cours desquelles elle a perfectionné des systèmes intégrant des PAC tout en explorant un grand nombre d'applications. A partir du milieu des années 1990, DaimlerChrysler puis Ford rachètent les deux tiers de son capital et depuis, son activité est concentrée autour du développement et de l'optimisation de PAC pour l'automobile. Selon ses dirigeants, Ballard aspire à devenir l'Intel de l'automobile au XXIème siècle (Koppel, 1999).

Nous retracerons ici les étapes clés de l'épopée de Ballard présentées sous la forme d'une chronologie<fnref n="6" />.

### Le projet fondateur de G. Ballard : les batteries Lithium (1974 – 1983)

* 1973 : Geoffrey Ballard conseiller au gouvernement canadien sur l'énergie

* 1974 : premier choc pétrolier. Ballard oriente ses recherches vers les batteries au Lithium.

* 1977 : Fondation de sa première société : Ultra-énergie.

* 1981 : premier contrat avec Amoco

### Des missions spatiales aux applications terrestres : les premières piles à combustible de Ballard (1983 – 1987)

* 1981 : re-engineering des PAC construites par General Electric pour les missions Gemini de la Nasa (1960s)

* 1983 : Ballard remporte l'appel d'offres du Ministère de la Défense canadien pour développer une PAC de type PEM

* 1985 : Ballard quadruple la densité de puissance par rapport aux PAC de General Electric

* 1987 : Ballard quadruple encore la densité de puissance grâce à une membrane révolutionnaire. Réalisation d'une pile de 1500 W intégrée dans des sous-marins électriques de poche.

### L'accélération des développements techniques : de la start-up à la grande entreprise (1987-1993)

* 1987 : nomination de Firoz Rasul, un financier à la tête de l'entreprise. G. Ballard reste président honorifique. Réalisation d'un système de 2000 W pour un sous-marin de poche.

<footnote n="6">⁶ Les faits et dates sont tirés de Koppel, T., *Powering the future : The Ballard fuel cell and the race to change the world*, 1999.</footnote>
* 1989 : Ballard fait un tour de table et récolte 15 M$ auprès d'investisseurs privés.

* 1993 : Premier démonstrateur de bus à Pile à combustible réalisé en perruque contre l'avis des dirigeants. Succès médiatique et technique retentissant. Daimler entre en contact avec la start-up.

## L'ère des partenariats stratégiques (1993-1998)

* 1993 : entrée en bourse de Ballard.

* 1993 : création d'une joint-venture avec Daimler avec pour objectif le développement de véhicules PAC pour 1996.

* 1994 : signature d'un partenariat avec le fabricant britannique de membranes, Johnson Matthey.

* 1997 : premier démonstrateur complet NECAR (Mercedes class A). Daimler entre au capital de Ballard à hauteur de 20% suivi par Ford à hauteur de 15%.

* 1998 : Ballard lance la commercialisation du module NEXA pour les intégrateurs de composants électrique, qui sera commercialisé par la suite sous une application générateur électrique de 1 kW fabriqué à plus de 1000 exemplaires : l'AIRGEN.

Le NEXA vendu au prix de 5000 euros ne connaîtra qu'un succès auprès des laboratoires en électrochimie et de quelques industriels cherchant à manipuler la technologie. L'AIRGEN vendu au prix de 6000 euros connu un flop retentissant, les applications suggérées étant en complet décalage avec les performances du produit (voir figure 11) : d'une autonomie de 10 h, il fut proposé comme unité de secours en cas de coupure de courant pour des lieux déjà habituellement bien sécurisés (bureaux, salles informatiques) ou pour des applications pour lesquelles le secours n'était pas critiques (loisirs, maison)...

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 11 : l'AirGen de Ballard (2002) : la première PAC produite en série pour le grand public</figcaption></figure>

Face à l'échec du lancement de ces produits, l'entreprise se spécialisera dans le développement de systèmes PAC pour l'automobile. Ballard reste encore aujourd'hui le constructeur de PAC pour l'automobile le plus avancé et fournit les PAC des démonstrateurs et des premiers véhicules commerciaux loués par Ford et DaimlerChrysler. Si les constructeurs restent discrets sur les coûts de
revient de la technologie, on estime que les PAC de Ballard ont un coût de revient asymptotique<fnref n="7" /> entre 300 € et 500 € par kilowatt de PAC, ce qui représente pour un véhicule propulsé uniquement par cette technologie un coût d'ensemble compris entre 24 000 euros et 40 000 euros.

Néanmoins, ce qui est intéressant d'analyser ici est comment Ballard rencontre ses premiers succès en concevant des applications qui valorisent des performances spécifiques de la PAC par rapport aux technologies concurrentes, notamment les batteries à haute densité d'énergie :

* les premiers projets impliquant des sous-marins de poche (1987-1990) valorisent la densité énergétique massique et volumique des PAC et de leur stockage d'hydrogène, dans des applications où les énergies concurrentes sont disqualifiées (espaces confinés, la masse et le volume de la source d'énergie sont critiques, il n'y pas de raccordement au réseau électrique) ; le choix de ces applications n'est pas sans rappeler les premières expérimentations d'ampoules à incandescences d'Edison à bord de bateaux de croisière en bois où le gaz est disqualifié car dangereux et dégageant des fumées noires (Utterback, 1994).

* les petits générateurs électriques pour l'armée américaine valorisent le silence extrême et la compacité des équipements pour de longues autonomies qui correspondent à les longues durée de surveillance et qui peuvent se traduire par de la furtivité sur des distances plus longues.

Le cas de Ballard montre que malgré une exploration prolongée de secteurs comme la défense, la marine, les applications de secours, le renouveau des compétences sur les clients n'a pas suffit à Ballard pour identifier des usages porteurs de nouvelles valeurs. Ballard a donc fini par se concentrer sur le secteur de l'automobile suite à la prise de participation de DaimlerChrysler et de Ford dans son capital à la fin des années 1990.

Néanmoins, les stratégies individuelles des industriels ne suffisent pas à expliquer les caractéristiques du modèle de gestion de l'innovation suivi tant par les décideurs politiques que par les industriels et les consommateurs : quelles sont les composantes de ce modèle sur lequel un agenda pour l'économie hydrogène est aujourd'hui construit, alors que nous constatons depuis vingt ans son effritement et son inefficacité à conduire l'innovation pour les PAC ?

<footnote n="7">⁷ Les coûts sont calculés sur des scénarii prévoyant des fabrications en série de l'ordre du million de véhicule par an.</footnote>
### 2.1.2 Les composantes d'un modèle de gestion de l'innovation : la PAC gérée comme une haute-technologie

Les Etats-Unis, l'Europe et le Japon se sont engagés dans une transition vers « l'économie hydrogène » depuis la fin des années 1990 : l'administration américaine a affecté pour la période 2006-2010 1,7 milliards de dollars au développement des PAC. Le Japon y consacre un budget estimé à 240 millions de dollars par an environ. L'Europe de son côté est à la traîne et n'a consacré qu'un cinquième de ces investissements via le sixième programme cadre de recherche européen<fnref n="8" />. La technologie PAC, qui fut longtemps l'objet de nombreuses controverses, spécialement en France<fnref n="9" /> dans les années 1960 et 1970, fait depuis l'unanimité dans les milieux politiques, économiques et techniques.

Les décideurs publiques et industriels s'interrogent encore aujourd'hui sur le type de pilotage à adopter pour piloter les projets de développement et programmes de recherche sur la PAC.

Face aux enjeux d'expansion des usages et des connaissances techniques qui ne manquent pas d'être soulevés par les analystes, le modèle de gestion de l'innovation a géré cette situation d'exploration en jouant sur deux leviers :

1) réduire les incertitudes relatives sur les usages et les développements en ayant recours à des méthodes de prospectives et de construction de scénarii en supposant que les futures applications seront dans la lignées des applications existantes ;

2) accroître les efforts de coordinations sur des interfaces définies à l'avance en ayant recours à des outils de roadmapping.

Nous détaillerons la mise en œuvre de ces deux leviers qui, selon nous, caractérisent la gestion de l'innovation pour des hautes-technologies. Nous conclurons sur la pertinence de ce modèle dans le cas d'une THP.

<footnote n="8">⁸ Source : rapport final du groupe de Haut-Niveau, 2003</footnote>

<footnote n="9">⁹ Pour plus de références sur le cas français se reporter à Callon (1999) et la thèse de Schaeffer (1998), qui reprend des travaux non publiés de Callon.</footnote>
a. Des méthodes de perspectives qui masquent mal les incertitudes du présent

De nombreux scénarii, prévisions et démarches de perspectives ont été élaboré pour partager des visions communes d'une future économie hydrogène. Selon Mc Dowall et Eames (2006) qui ont réalisé une revue de la littérature des principaux travaux, ces travaux partagent des conclusions similaires sur les points suivants :

- les principales barrières au développement d'une économie de l'hydrogène sont : l'absence d'une infrastructure de stations de remplissage hydrogène – liée aux difficultés de commercialisation des véhicules à PAC et réciproquement ; les coûts élevés de la technologie et de la production d'hydrogène peu émetteur de carbone ; le manque de maturité technologique notamment des stockages d'hydrogène qui conditionnent les autonomies et le manque de durée de vie des PAC.

- Les principaux facteurs exogènes qui permettraient un développement accéléré de la filière PAC sont :

o des financements publics plus importants (même si les auteurs notent que cette conditions n'est pas suffisante) ;

o l'apparition de discontinuités majeures telles que le changement de l'opinion publique vis à vis du sujet du réchauffement climatique ;

o des ruptures technologiques qui réduiraient drastiquement les coûts ;

o la flambée soudaine des prix du pétrole ou l'accélération de la vitesse et de l'intensité des prix du pétrole.

Comme l'illustrent ces conclusions, l'énumération des enjeux soulevés par la PAC et l'hydrogène n'ont pas évolué en 40 ans de programmes de R&D. De plus ils sont formulés quasi-exclusivement en terme technologiques alors que l'on ignore tout des usages potentiels d'une « voiture silencieuse à plancher plat » ou d'« un groupe électrogène non-polluant »... Mc Dowall et Eames (op.cit) ont parcouru une quarantaine d'études prospectives et indiquent que dans la quasi-totalité des cas étudiés, les futures applications sont calquées sur des applications existantes et des usages existants : les scénarii ne font varier que les paramètres de pénétration des marchés, à des moments différents, et pour différentes hypothèses de volumes. Au final la route vers l'économie de l'hydrogène serait toute tracée et il ne resterait que des « obstacles d'ordre techniques et économiques à régler » (extrait de la DGEMP pour 2003). D'où l'utilisation répandue des roadmaps afin de coordonner les efforts de toutes les parties prenantes.
b. Les roadmaps : coordonner et planifier le déploiement d'une haute-technologie

Afin d'éviter que des industriels puissants n'accaparent les financements publics sur des programmes de recherche partisans (cf. encadré 2, le cas du VEL en France), les décideurs publics ont appliqué à partir des années 1980 de nouveaux outils de planification et de coordination des programmes de R&D : les roadmaps firent d'abord leur apparition dans le secteur de la micro-électronique afin de prendre en compte dans un seul mouvement tant les problématiques applicatives que technologiques, les aspects réglementaires ou les barrières à l'entrée. Ces outils favorisèrent dans ce secteur la coordination des efforts des acteurs privés et publics en définissant des trajectoires permettant de lier des applications (depuis les premières applications niches vers des marchés de masse) sur lesquels devaient se porter les programmes de R&D.

Encadré 2 : Quand le pilotage de l'innovation échappe aux pouvoirs publics : le cas du VEL et d'EDF en France (Callon, 1980, Shaeffer, 1998)

Callon s'est glissé dans les coulisses de la recherche technologique française au moment où les chercheurs et décideurs politiques cherchent à impulser des programmes sur les Piles à Combustible, au début des années 1960. Il illustre le rôle essentiel que joue EDF dans ces premières années où sont définis les contenus des programmes de recherche en électrochimie, une discipline alors émergente. EDF orientera des programmes de recherche de la DGRST, tout d'abord en mettant en avant le véhicule électrique (VEL) comme principale application pour les programmes de recherche en électrochimie face à la menace du développement d'applications décentralisée de production de courant qui auraient remis en cause son monopole.

Avec le VEL, EDF mettra l'accent sur la nécessité de développer des transports non-polluant dans le contexte de l'avènement d'une société post-industrielle de consommateurs suite au premier choc pétrolier. Callon illustrera le rôle traducteur d'EDF auprès de la DGRST au cours des années 1970 en détaillant les étapes qui conduisent du « VEL à Pile à combustible à hydrogène » au « VEL à batteries » comme solution envisageable à plus court terme. Finalement, c'est l'enlisement puis l'arrêt programmé du subventionnement des programmes de recherche sur la PAC auquel assistera Callon. Mais qui tua le VEL ? Callon mobilise la théorie de l'acteur-réseau et attribue l'échec du VEL à plusieurs facteurs contingents :

- les mairies eurent d'autres priorités que de financer l'implantation de bornes de recharges sur leur territoire

- les consommateurs ne furent pas prêt à sacrifier la liberté de déplacement que leur conférait l'automobile à essence au regard des faibles autonomies des véhicules électriques

- les constructeurs automobiles eux-même dévelopèrent entre les années 1960 et 1970 des véhicules beaucoup moins gourmands et moins polluants

- enfin, les programmes de recherche en électrochimie sur la pollution des électrodes par le Platine n'avancèrent pas aussi vite que prévu ce qui retarda l'industrialisation des PAC.

Nous pouvons aussi relire ce cas comme symptomatique de la difficulté à explorer de nouveaux usages et de nouveaux modèles d'affaires pour un véhicule qui renferme de nouvelles fonctionnalités : par exemple délivrer de l'énergie silencieuse à l'arrêt permet d'envisager des loisirs ou du travail collaboratif à bord du véhicule ; ou la possibilité d'avoir un plancher plat et des moteurs localisés dans les roues ouvrent de nouvelles pistes d'aménagement de l'intérieur des véhicules, etc.
Dans la micro-électronique, la loi de Moore se prêtant bien à une anticipation des performances avec un rythme régulier, les roadmaps firent émerger des industriels puissants soutenus par les financements publics et relayés par des laboratoires de R&D pointus et innovants : le cas de Grenoble où un cluster s'est créée autour de plusieurs industriels tels que ST Microélectronic et travaillant en lien étroit avec un tissu de laboratoires et de start-up innovantes illustre parfaitement le type de dynamique vertueuse permises par ces méta-outils de planification, adapté aux hautes-technologies.

Néanmoins, les roadmaps impliquent de stabiliser très tôt les interfaces des produits ou composants impliqués pour se concentrer sur la coordination entre industriels et la définition de programmes de R&D. Ces outils ne peuvent donc être efficace qu'en cas de stabilité de l'identité des objets techniques ou dans le cas où les usages évoluent peu et peuvent être envisagés sur des périodes de plusieurs dizaine d'années sans évoluer... Dans le cas des THP, nous avons montré qu'aucune de ces conditions n'étaient pourtant vérifiée.

Au niveau de l'Union Européenne, un groupe de travail associant des industriels a défini un agenda des questions stratégiques pour parvenir à effectuer la transition entre une économie fondée sur les combustibles fossiles et une économie de l'hydrogène. Les principaux axes de ce programme sont

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 12 : Proposition schématique de feuille de route européenne pour l'hydrogène et les PAC (source :rapport du High-level group, 2003)</figcaption></figure>
synthétisés en annexe 2 de la thèse. La figure 12 reprend la synthèse de la roadmap proposée avec pour horizon 2050.

Au final, l'agenda du high-level group, réunissant les industriels les plus importants impliqués dans la PAC, part de l'hypothèse que toutes les applications sont déjà identifiées et que l'enjeu est de planifier le déploiement de ressources technologiques au bon endroit et au bon moment.

> « Pour l'heure, l'hydrogène et les piles à combustible n'offrent pas suffisamment d'avantages à court terme aux utilisateurs pour justifier leur surcoût par rapport aux technologies classiques. La stratégie de déploiement doit par conséquent viser à définir des filières aptes à développer l'infrastructure et les volumes de production. Cette démarche permettra de réduire les coûts, de créer des débouchés commerciaux et, finalement, de réduire le besoin de subventions. Dans certaines applications comme les appareils portatifs, l'alimentation électrique de secours et les APU, les piles à combustible peuvent rapidement offrir aux consommateurs un plus qui justifie un prix plus élevé. Cependant, en ce qui concerne le marché émergent des installations fixes et des transports, une intervention des gouvernements sera nécessaire en anticipation des avantages à plus long terme pour le secteur public et privé. » Extrait du rapport du High-level group, p. 19, 2003.

## Conclusion du 2.1

Les stratégies mises en œuvre par les principaux industriels développant des PAC depuis les années 1960 et les modèles de management utilisés (pilotage par la R&D, recours au roadmapping) sont symptomatiques de stratégies d'exploitation qui contournent la difficulté d'explorer de nouvelles applications, de nouvelles architectures techniques et de nouveaux modèles d'affaires, en s'enfermant dans des modèles de pilotage hérités du déploiement de filières de hautes-technologies (le nucléaire civil, la micro-électronique).

Cependant, dans le cas de ces hautes-technologies, d'une part, la réduction des incertitudes pouvait être gérée en figeant très en amont les interfaces entre les différents composants, permettant ainsi de définir des programmes de R&D très indépendants les uns des autres ; d'autre part, les applications de ces technologies étaient relativement stables ou pouvaient faire l'objet de projections.

Ces stratégies d'innovation et ce modèle de pilotage semblent donc inadaptés au management des THP qui soulève des enjeux d'expansion des usages et pour lesquelles les phénomènes doivent encore faire l'objet de programmes de recherche. Quelles alternatives à ces stratégies d'innovation ? Nous verrons
que le groupe Air Liquide a entrepris depuis 2001 une stratégie originale d'exploration de nouvelles applications en dehors du marché de l'automobile, pour des marchés qui n'existent pas encore.

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Figure 13 : une publicité pour une PAC Thomson-Houston (source revue « Entropie », mars/avril 1967). Les avantages mis en évidence (« autonomie », « compacité ») ont cependant du mal à cacher le vide qui existait (et qui existe toujours) quant aux usages potentiels de ces produits
## 2.2 Air Liquide à la conquête de l'hydrogène-énergie

Le groupe Air Liquide a entrepris une stratégie originale en explorant à partir du début des années 2000 de nouvelles applications et de nouveaux usages pour des PAC. Les premiers développements proviennent d'un service de la R&D qui est un fournisseur de systèmes auxiliaires sur des projets de démonstrateurs de véhicule dans le cadre de projets financés par l'Europe. Air Liquide transforme ensuite le service en filiale, Axane, de manière à être aux avant-postes pour surveiller l'émergence de nouveaux espaces de marchés qui promettent de nouveaux débouchés pour l'hydrogène-energie.

### 2.2.1 L'historique d'Axane : du rôle de systémier à la posture d'explorateur

Entre 1996 et 2001, un service d'Air liquide participe en tant qu'équipementier, sur le site de la Division des Technologies Avancées (DTA) à Sassenage près de Grenoble, à de nombreux projets de démonstrateurs de PAC intégrés dans des véhicules de séries. Ce service, que nous appellerons « INNO-H », est spécialisé dans le développement de réservoirs pour toutes sortes de gaz sous haute pression. Il a pour périmètre sur ces projets européens la conception des réservoirs d'hydrogène embarqués et la régulation de la circulation des gaz vers la PAC intégrée dans le véhicule. INNO-H prend ainsi part aux projets de démonstrateurs de véhicules HYDROGEN et TAXIPAC avec PSA, FEVER avec Renault et de démonstrateurs de bus avec les constructeurs Man et Scania. Les PAC sont alors fournies pas quelques entreprises européennes qui ont commencé à développer des PAC au début des années 1990, notamment l'italien Nuvera.

INNO-H rencontrant sur les projets des problèmes d'interface entre la distribution des fluides et le cœur des PAC, convainc le groupe Air Liquide de se rapprocher de Nuvera pour collaborer et travailler à résoudre ces dysfonctionnements. Ce rapprochement se matérialise par la création d'une joint-venture avec Nuvéra en 2001 pour optimiser l'architecture de systèmes PAC de petites puissances (entre 1 kW et 5 kW). C'est la naissance d'Axane.

La collaboration avec Nuvéra sur un premier projet est l'occasion d'apprentissages sur les phénomènes physiques à l'intérieur de la boite noire détenue par Nuvéra. Cependant l'entente entre les équipes ne durera pas et, début 2002, la rupture est consommée. Les membres de INNO-H parviennent alors à convaincre Air Liquide qu'avec l'expertise développée au contact de Nuvera, l'activité de développement pourrait continuer en élargissant le périmètre de conception, c'est à dire en concevant conjointement le système PAC et ses auxiliaires (fluides, électroniques,...), de manière à optimiser les interfaces. A la suite de discussions entre l'équipe et la direction d'Air Liquide, la séparation avec les équipes de Nuvera est actée et il est décidé par Air Liquide qu'Axane prolongera son activité en tant que filiale détenue à 100%. A partir de là, plusieurs vagues de projets vont se succéder.
Après une première année d'existence agitée, Axane doit justifier sa raison d'être et prouver qu'elle peut développer avec succès des systèmes-pile complets. Entre 2002 et 2003 se succéderont deux projets qui renforceront la légitimité de la filiale et modifieront en profondeur ses missions.

* Le projet Polarpac (janvier-avril 2002) : le premier démonstrateur technologique

Courant décembre 2001, Jean-Louis Etienne contacte Axane et présente à l'équipe son projet « Mission Banquise ». Il a besoin d'une PAC pour alimenter des appareils de mesures en complément de ses panneaux solaires. Au sein d'Axane, une partie de l'équipe, soit entre huit et dix personnes, se mobilise et, en trois mois, développe deux piles de 300 W<fnref n="10" /> alimentées en hydrogène : le Polarpac™.

L'une d'elles fonctionnera avec succès à l'intérieur de la capsule de JL. Etienne, le Polar Observer, à des températures proches de 0°C.

Le projet sera accompagné d'une large médiatisation dont profitera Axane. La filiale démontrera avec le Polarpac une capacité à s'approprier les connaissances de Nuvera sur la pile, pour optimiser un fonctionnement d'ensemble. Le budget du projet se monte alors à 300 000 euros.

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 14 : JL Etienne lors de sa mission Banquise utilisant l'énergie de la PAC Polarpac en complément de ses panneaux solaires (source Axane)</figcaption></figure>

<footnote n="10">¹⁰ 300W correspond à l'alimentation de quatre ampoules de 75 W.</footnote>
Suite à ce projet, Axane fait face à de nombreuses sollicitations à la fois de constructeurs automobiles qui la consultent pour des PAC de moyenne puissance mais aussi des demandes éparses émanant de collectivités, de professionnels du bâtiment ou de l'énergie. Quelle suite donner au Polarpac ? Ne souhaitant pas s'enfermer à court terme dans l'automobile, le directeur d'Axane présente, fin 2002, un Business Plan à Air Liquide. Celui-ci décrit un plan de développement fondé à court terme sur l'exploration de marchés de niches de manière à financer l'industrialisation de la technologie et à tendre vers 2010-2015 vers des applications embarquées dans l'automobile.

Dans le même document, le marché de l'automobile est jugé comme « très éloigné de la logique industrielle d'Air Liquide, et n'est pas accessible à nos moyens actuels ». De même, les applications grandes puissances (supérieures à 100 kW) sont jugées comme inaccessibles à la technologie d'Axane. Enfin le marché des applications électroniques de faible puissances (moins de 300 W) ne semble pas « cohérent avec la logique industrielle d'Air Liquide car il fait vendre peu d'hydrogène et s'adresse au grand public » (source Axane).

Si en 2002, Axane marque clairment un dés intérêt pour les applications-phares, les petites applications ciblées sont encore assez vaguement déifnies comme en témoigne la figure 15, extraite du Business Plan d'Axane.

<table><caption>Figure 15 : segmentation des marchés potentiels pour Axane
(source Business plan Axane, Oct 2002)</caption><thead><tr><td>Marché ou segment de marché ciblé</td><td>P</td><td>Année</td></tr></thead><tbody><tr><td>Véhicules de loisir de prestige (cart golf - véhicule aéroport)</td><td rowspan="2">2-5kW</td><td rowspan="2">2003</td></tr><tr><td>Sites isolés télécoms, habitations isolées, ST, APU, certaines catégories de groupes électrogènes et alimentations par batteries, certaines UPS...</td></tr><tr><td>Armée (Fantassin)</td><td>300-500W</td><td>2004</td></tr><tr><td>Bus (application aidée), véhicules miniers</td><td>20-100kW</td><td>2005</td></tr><tr><td>Divers (bateau fluvial, sous-marin),</td><td></td><td>2004/2005</td></tr></tbody></table>

A la même période, Air Liquide est très partagé sur la stratégie à suivre concernant la nouvelle filiale : traditionnellement la stratégie du groupe a été depuis un siècle de ne créer de nouvelles entités que lorsque des projets ou des marchés le justifiaient (Jemain, 2002). Or Axane est un cas particulier : l'aventure est risquée car aucun marché n'existe au plan mondial pour les PAC et, des industriels semblent posséder un savoir-technologique supérieur à celui d'Axane. Pourquoi alors investir dans une entité qui démarrerait avec un tel retard ? Néanmoins, le directeur d'Axane, P. Sanglan parvient à
convaincre le groupe que la filiale sera une source d'informations inestimables prises de l'intérieur de
la filière PAC, alors que le peu d'études de marché et analyses extérieures ne parviennent pas à renvoyer
des tendances ou des données exploitables pour orienter les investissements. De plus, Sanglan
argumente qu'Air Liquide a tout à perdre en restant un simple fournisseur de molécule si jamais les
marchés de la PAC décolle : les constructeurs trouveront toujours des gaziers prêts à leur vendre des
mètres cubes de gaz moins cher... En revanche, la synergie Air Liquide - Axane pourrait déboucher sur
la mise au point de nouveaux standards, de nouvelles qualité de gaz ou de nouveaux modes de connexion
entre les PAC et les stockages qui rendrait les marchés captifs d'une offre équipement / gaz intégrée.

Au final, Sanglan convainc Air Liquide de se lancer dans une exploration, mais en ayant recours à des arguments allant dans le sens de l'exploitation : il propose de réaliser une veille intelligente de l'intérieur d'une filière en cours d'émergence et de développer de nouveaux standards, ce qui est associé à une stratégie prudentielle par le groupe.

* Le Rollerpac (juillet 2002 - avril 2003) : le démarrage d'un processus d'exploration de nouveaux usages et de nouvelles architectures

Suite à la présentation du Business Plan, fin 2002, Axane reçoit des moyens du groupe pour développer un démonstrateur de moyenne puissance (2 kW) afin d'initier l'exploration des premiers marchés : cette puissance correspond en effet à peu près à la puissance nécessaire pour alimenter en électricité un foyer moyen et représente la puissance d'un petit groupe électrogène. Le changement d'échelle représente un défi technique et managérial important et un enjeu majeur pour la crédibilité d'Axane vis à vis d'Air liquide. L'échéance du projet correspond à la foire d'Hanovre 2003 où ont été présentées depuis 2002 les dernières avancées en matière de PAC.

Le projet Rollerpac marque l'émergence chez Axane du management de projet avec une dimension
stratégique vu les enjeux que représente le développement. Le chef de projet s'appuie pendant la durée
du projet (9 mois) sur le directeur technique, véritable « architecte » du système. Le projet est mené dans
les temps et il marque un succès autant auprès de la communauté PAC (pour la première fois Axane
expose non pas un objet technique, mais une application : un groupe portable délivrant du courant 230V)
et auprès d'Air Liquide. Le projet aura mobilisé une équipe de vingt personnes pour un budget de 2 M€.
Il aura permis de développer des concepts de modularité de la puissance délivrée et de stockage de gaz
amovible.
<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 16 : Le générateur Rollerpac (2003) fut le premier démonstrateur utilisé pour tester de nouveaux usages auprès d'utilisateurs variés (source Axane)</figcaption></figure>

## Caracteristiques du Rollerpac :

* 2 kW @ 230 VAC

* Simplicité d'usage

* Dimensions: 52x 58 cm

* Poids: 75 Kg

* Silencieux

* Autonomie de 4 h avec stockage sphérique à 350 bars (concept)

Ce projet marque le début du processus d'exploration via un démonstrateur robuste, quasiment plug and play, construit finalement à six exemplaires. Axane commencera à entrer en contact avec de nombreux secteurs professionnels pour explorer de nouveaux attributs pour ses produits, mais s'apercevra aussi les énergies concurrentes en place, même sur des niches de marché, font de la résistance.

## 2.2.2 La stratégie d'Axane : explorer de nouveaux espaces de marchés & cartographier des champs émergents

Entre le milieu de l'année 2003 et 2007, les équipes d'Axane passeront des premiers démonstrateurs à une démarche d'industrialisation en petite série : en 2006, Axane produisait environ une trentaine de produits pour des applications aussi variées que l'énergie portable, l'énergie stationnaire pour sites isolés ou la propulsion de petits véhicules.

Nous développerons aux chapitre 6 et 9 comment l'activité d'Axane passa de la « veille » à une démarche d'exploration structurée et répétée. Dans les trois champs d'applications cités plus haut Axane à identifier de nouvelles applications en faisant émerger des marchés qui n'existait pas encore. L'énergie portable ouvrit sur de nouveaux potentiels d'action : secourir tout en écoutant, intervenir dans des lieux confinés auparavant interdits d'accès, éclairer dans des situations où cela était coûteux voire impossible, etc. Dans l'automobile légère, les explorations sur les voiturettes de golf, les véhicules utilitaires et les
chariots élévateurs débouchèrent sur le concept transversal d'énergie « plug and drive » qui ouvrit de
nouvelles perspectives en termes de mobilité en permettant notamment de recharger un véhicule
instantanément et de s'affranchir de station-service pour l'hydrogène. Dans l'énergie stationnaire enfin,
les premières cibles dans les Télécoms et le secours permirent d'ouvrir sur des concepts plus riches de
« tampon énergétique » pour des architectures électriques complexes, impliquant des bouquets
énergétiques variés.

La stratégie commune d'Axane et d'Air Liquide se matérialise aujourd'hui en France et en Europe par
une posture de chef de file pour la filière PAC et hydrogène :

- en 2006, Air Liquide et Axane lancent avec leurs partenaires le projet HyChain financé par l'Union Européenne pour un budget de 34 millions d'euros : c'est le plus gros projet consacré au déploiement de véhicules hybride à PAC jamais financé par l'Europe ;

- fin 2006, Axane est le premier constructeur européen à lancer une offre commerciale de générateur PAC par le biais d'une offre « énergie invisible » dans le secteur du cinéma ;

- en octobre 2007, le projet de création en France d'une filière « hydrogène et pile à combustible » initié par Air Liquide et ses partenaires est validé par l'Agence pour l'Innovation Industrielle (voir Annexe 2). Le montant global du programme est de 200 millions d'euros répartis sur sept années.

On peut dresser une comparaison entre Axane et Ballard lors de ces premières années d'exploration (cf. figure 17, page suivante) : les deux entités sont des petites structures, composées majoritairement d'ingénieurs et de techniciens et qui développent de nombreux démonstrateurs afin de tester de nouveaux usages pour une technologie dont les espaces fonctionnels sont incomplets (Hatchuel, Le Masson et Weil, op.cit). Néanmoins, à la différence de Ballard qui a toujours cherché à développer cette technologie pour l'automobile (Koppel, op.cit), dans une optique de substitution aux moteurs thermique, Axane au contraire a commencé par l'automobile pour explorer de nouvelles valeurs hors de ce secteur hyper-contraint.
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Figure 17 : comparaison des trajectoires d'innovation d'Axane et de Ballard</figcaption></figure>
## CONCLUSION DU CHAPITRE 2

Quels enseignements pouvons-nous tirer de l'étude des stratégies d'innovation dans le secteur de la pile à combustible ?

Nous avons mis en évidence que les stratégies des constructeurs relevaient de **stratégies d'exploitation** caractérisées un pilotage de l'innovation par la R&D et par la substitution systématique aux applications existantes. Alors que les usages sont encore largement indécis et les architectures-produits non encore définies, industriels et pouvoirs publics poursuivent un modèle de gestion de l'innovation inspiré du déploiement de hautes-technologies telles que le nucléaire ou la micro-électronique. Ce modèle ne se fonde pas sur une réflexion sur les enjeux de conception soulevés mais se concentre uniquement sur la coordination entre partenaires industriels. L'exploration des usages fait alors l'objet de scénarii ou d'études prospectives déconnectées des enjeux de conception.

La stratégie d'Air Liquide avec Axane relève, *a contrario*, d'une **stratégie d'exploration** de nouvelles applications. Après avoir analysé les stratégies des constructeurs automobiles à la fin des années 1990, Axane a su convaincre Air Liquide d'initier une stratégie de veille particulière puisqu'elle consiste à développer des produits et tester de nouveaux usages pour des utilisateurs inconnus. Les premiers succès d'Axane, tant techniques que médiatiques, et la perspective de développer de nouveaux standards dans une économie hydrogène en plein essor convainquirent Air Liquide de financer la jeune filiale.

Ce cadre « stratégies d'exploitation / stratégies d'exploration », nous semble incarner un élargissement du cadre de Christensen (1997) : « stratégies de soutien / stratégie disruptives ». La notion de « stratégie d'exploration » fondée sur la notion d'expansion développée au chapitre 1 semble en effet plus générale que celle de « stratégie disruptive » définie dans le cas de la création d'un nouveau marché comme « proposant de cibler des non-consommateurs cherchant à accomplir des tâches qu'ils ont toujours souhaité réaliser sans y parvenir faute d'argent ou d'habileté » (Christensen, et al., 2003).

Nous avons en effet montré que des technologies à hauts potentiels telles que la PAC impliquaient des stratégies d'exploration parce qu'elles questionnaient de nouveaux usages et de nouvelles architectures alors que Christensen semble privilégier la thèse de besoins pré-existants (bien que non révélés).

Nous préciserons comment nous avons identifié le terrain et formulé la problématique de l'exploration à partir de la demande initiale d'Axane dans le chapitre 3 qui traite de la conception de la méthodologie de recherche.
# CHAPITRE 3. METHODOLOGIE DE RECHERCHE

La méthodologie mobilisée pour cette thèse s'est adaptée à l'objet d'étude : les processus d'exploration sont des processus impliquant de nombreux métiers, sur des horizons assez longs, et qui sont très stratégiques. Cela impliquait pour la thèse d'être en situation d'immersion afin de suivre les différents « phases » et bifurcations du processus de conception, mais aussi de pouvoir agir et orienter les raisonnements des nombreux métiers intervenants sur le processus en concevant de nouveaux outils de pilotage. Une démarche de recherche-intervention a donc été choisie pour cette recherche, effectuée en convention CIFRE. La méthodologie de recherche, notre rôle et posture de chercheur seront explicités dans ce chapitre.

L'objectif de ce chapitre est double : dans un premier temps, il s'agit de préciser notre démarche de recherche et sa construction (3.1) ; il s'agit ensuite de discuter des principes méthodologiques et épistémologiques que nous avons suivi afin de produire des connaissances fondées et des théories sur notre sujet, notamment en revenant sur les dispositifs expérimentaux utilisés, sur les conditions de validité et de généralisation des résultats obtenus (3.2).

## 3.1 Une recherche-intervention pour concevoir de nouveaux modèles de gestion de l'exploration

A l'origine de la thèse, nous avons cherché avec Gilles Garel à identifier des entreprises qui innovaient différemment des leaders établis en explorant de nouveaux usages et de nouvelles architectures : nous étions donc à la recherche d'entreprises « sur le point d'être nouveaux entrants » mais questionnant encore largement à la fois les options techniques qui s'offraient à eux ainsi que les applications à cibler. Cette partie décrit la phase de conception de la recherche où comment nous avons identifié des « explorateurs », puis l'enclenchement de celle-ci et nos différentes postures dans et hors du terrain.

* L'origine de la thèse

Cette thèse est le fruit de questionnements sur les principes de management des processus d'innovation de rupture. Nous terminons notre DEA fin 2001, l'actualité est alors riche de nouvelles technologies aux applications encore problématiques (les nanotechnologies ou les puces RFID sont alors très médiatisées) mais notre attention se porte vers une technologie en particulier qui semble défrayer la chronique et résister aux efforts des ingénieurs et chercheurs : la PAC. Les constructeurs automobile focalisent alors l'attention des médias en annonçant des progrès spectaculaires dans le développement de véhicules à PAC, et laissent entrevoir de premiers modèles commerciaux pour 2010. En juin 2002, la parution de
l'« Economie Hydrogène » de Jérémy Rifkin et l'engouement qu'il suscite autant auprès des chercheurs que du grand public nous pousse à développer notre intérêt pour cette technologie. A la différence des travaux passés de Callon sur la Pile à combustible et les réseaux de décision publics, nous souhaitons identifier avec Gilles Garel un acteur du secteur qui se singularise par des stratégies innovantes d'exploration de nouvelles applications hors du *dominant design* des véhicules automobiles. Nous nous détournons alors assez naturellement des constructeurs automobiles européens, qui consacrent depuis les années 1990 consacrent d'importants budgets de R&D à des développements dans l'optique de développer le « véhicule propre » mais en suivi des démarches de soutien à une application existante (cf. chapitre 2).

En profitant du Réseau National Pile à combustible (Paco) mis en place en 2000 par le ministère de la Recherche et de l'Industrie, nous contactons alors différents industriels sur la base de leur participation aux quelques projets nationaux de recherche technologique : gaziers, laboratoires publics, équipementiers se voient alors sollicités en vue de démarrer une recherche sur nos thématiques. Nous rencontrons plusieurs industriels mais notre problématique semblent trop générale pour les accrocher, d'autant plus que leurs projets semblent rester dans un éco-système centré sur les applications de transport (Bus, tramway ou automobile). Pourtant, nous entrons en contact avec une petite entreprise qui est à la fois un partenaire privilégié des constructeurs automobile, en tant que systémier, mais qui développement aussi ses propres PAC en vue de faire émerger des applications inédites sur de nouveaux marchés.

En juin 2002, nous rencontrons pour la première fois les dirigeants d'Axane à Grenoble. Le terrain semble idéal pour démarrer une recherche sur les stratégies des « explorateurs » qui non pas encore pénétrés une filière en particulier mais qui sont au cœur des dilemmes de conception :

- l'entreprise dispose d'une expertise technologique très récente et acquise très rapidement au fil de plusieurs projets européens. En travaillant sur des problématiques d'interface entre les PAC et le reste des auxiliaires sur des démonstrateurs de véhicules à PAC (Renault FEVER, PSA PARTNER), elle a développé des connaissances sur les limites des architectures usuelles des systèmes embarquant des PAC et souhaite développer ses propres systèmes

- elle souhaite fonder son développement industriel sur une stratégie de croissance par l'innovation hors du domaine de l'automobile où elle estime que les contraintes réglementaire seront moins sévères et démonstrateurs plus rapides à développer : les dirigeants d'Axane ont donc déjà en tête au début de la thèse un modèle de croissance fondé sur l'expérimentation répétée, même s'ils ignorent encore tout des marchés
qu'ils vont explorer et des produits qu'ils vont concevoir : des générateurs électriques non-polluant de faibles en forte puissance sont en cours de développement en 2003.

- elle s'appuie des premiers succès technologiques et médiatiques qui la conforte dans l'idée de **bénéficier d'un avantage concurrentiel important** par rapport à d'autres acteurs tels que de gros centres de recherche publics (CEA par exemple) ou par rapport aux programmes de R&D des constructeurs automobiles dont les horizons sont plus lointains.

Après quelques réunions avec les managers d'Axane, la demande formulée par l'entreprise peut être décomposée comme il suit :

- comment continuer à développer des produits alors qu'Axane n'a pas encore identifié de marchés et donc qu'elle ne peut pas encore dégager de cahier des charges pour les futurs projets ? Existe-t-il des méthodes d'analyse de la valeur correspondant aux situations incertaines que vit l'entreprise ? Comment le marketing fonctionne-t-il en l'absence de client ? Existe-t-il des méthodes pour explorer de nouveaux marchés et en déduire des spécifications pour la conception ?

- comment explorer des marchés sans produits, simplement avec des démonstrateurs qui valorisent un savoir-faire technologique ? Axane fait alors face à un paradoxe : suite au succès médiatique de la PAC utilisée par J-L Etienne au Pole Nord, elle reçoit une pléthore de demandes de collaborations industrielles mais n'a toujours pas de clients....

Comprendre les dynamiques d'exploration et articuler les deux mouvements d'exploration de nouveaux marchés et d'organisation des développements est donc crucial pour les managers d'Axane, qui cherchent par là à identifier un mode de pilotage, voire à dessiner un modèle crédible de croissance vis à vis du groupe Air Liquide, le principal actionnaire. En effet, si les premières années les démonstrateurs créeront l'enthousiasme et la fierté technologique, le groupe demandera ensuite un plan détaillé de croissance industrielle et commerciale ce qui impliquera, soit de pouvoir expliciter une vision à moyen terme (posture entrepreneuriale classique de planification), soit d'expliciter des méthodologies de pilotage de l'exploration et de valorisation systématique des *outputs* produits : la protection industrielle sur les architectures ou composants développés ou les nouveaux concepts identifiés.

Ainsi la demande de la thèse doit être replacée dans ce contexte stratégique de recherche d'un modèle de croissance original par l'exploration qui se distingue des modèle de gestion de l'innovation par la programmation (cf. chapitre 2).
* La recherche-intervention : description de la place du chercheur et dispositif d'intervention

Nous avons suivi une méthodologie de recherche-intervention pour cette thèse. Cette démarche entend produire des connaissances à la fois scientifiques et utiles à l'action. Contrairement aux autres démarches de recherche (l'observation, la conception de modèles en chambre ou la recherche-action) le processus d'apprentissage dans la recherche intervention se matérialise par « la production de connaissances nouvelles et par la construction de nouvelles figures d'acteurs, dont le chercheur pourra analyser les difficultés, la portée et l'éventuelle exemplarité » (Hatchuel, 1994). La démarche de connaissance est une démarche activatrice dans laquelle le chercheur stimule la production de nouveaux points de vue : « les relations nouvelles que crée le dispositif d'intervention ont pour objet de créer une nouvelle dynamique de connaissance et la confrontation entre le savoirs de l'intervenant et ceux des acteurs concernés » (p69).

Au final, « l'intervention n'est pas seulement l'exploration d'un système mais la production de savoirs et de concepts qui permettent de penser les trajectoires dans lesquelles un collectif pourrait s'engager » (p70).

L'intervention du chercheur en entreprise dans une dynamique collective à laquelle il est étranger est susceptible de transformer le cours de choses. Le modèle du chercheur-intervenant est donc un modèle qui doit répondre à plusieurs défis que le chercheur pourra relever à condition de se munir d'une « boite à outils » épistémologique et méthodologique *ad hoc* (David, 2002) :

- contrairement aux démarches expérimentales classique ou à l'observation, la distinction entre le chercheur et système se complexifie en recherche-intervention ; le chercheur en participant à l'action collective modifie le système et les pratiques des acteurs impliqués ; le chercheur et les acteurs avec lesquels il travaille forment alors un groupe d'acteurs engagés collectivement dans un processus d'apprentissage ;

- l'une des conséquences est que le chercheur devra pouvoir s'analyser lui-même en train d'agir ; son action sera donc soumise à l'analyse ;

- l'autre enjeu, du point de vue scientifique, est de déterminer comment et jusqu'où le chercheur devra être concepteur et prescripteur des transformations d'un système organisé et, dans quelles conditions les connaissances issues de l'intervention pourront être considérées comme scientifiques.

David (op. cit) recommande alors au chercheur-intervenant de se munir d'une « boite à outils » comportant quatre compartiments :
1) Le respect des cinq principes épistémologiques de la recherche-intervention : à savoir les principes de rationalité accrue, d'inachèvement de la recherche, d'isonomie, de scientificité, et de double niveau d'interaction (Hatchuel, op.cit)

2) La maîtrise des concepts de la théorie des organisations et la capacité à acquérir des connaissances techniques

3) L'utilisation de la conception et de la mise en œuvre des outils de gestion comme des dispositifs de connaissance

4) L'application sur le terrain de trois grands principes méthodologiques :

a. Le principe d'investigation prospective, qui implique de laisser de côté les analyses statiques (entretiens directifs) pour privilégier les interactions en gardant à l'esprit qu'il s'agit d'accompagner un projet de transformation

b. Le principe de conception suppose que le chercheur mobilise la conception et la mise en œuvre d'outils de gestion et d'organisation adéquats par rapport à la problématique de recherche

c. Le principe de libre circulation entre niveaux théoriques signifie que le chercheur travaille sans cesse selon un raisonnement récursif abduction-déduction-induction reliant les faits observés à des théories intermédiaires ou plus générales. Il doit en même temps préciser les inférences faites à partir des observations de terrains ou des cas étudiés.

Notre recherche-intervention s'est construite sur plusieurs postes différents chez Axane, qui nous ont permis d'aborder les différentes facettes de notre problématique de recherche.

D'une part, notre formation d'ingénieur généraliste en mécanique a contribué à créer une confiance quant à notre capacité à saisir les problématiques de conception et à comprendre les enjeux techniques. Ensuite, la préparation de la recherche en amont, plusieurs mois avant l'accès au terrain, par un balisage des travaux sur le marketing de l'innovation et sur les différentes approches stratégiques du management de l'innovation nous aidèrent à dégager une première place dans le service Marketing, en tant que chargé d'étude marketing. Après quelques mois, ce poste nous conduisit à être responsable de projets au sein d'Axane, pour finir par être coordinateur du projet HYCHAIN pour Axane, ce nous permit d'aborder les problématiques de couplage entre processus d'exploration de la valeur et processus de conception de produits. Nous reviendrons ci-dessous sur nos différentes missions et sur la conception et la mise en œuvre de nouveaux outils de gestion.
* **Chargé d'étude marketing** (février 2003- septembre 2004)

En étant complètement intégré à l'équipe marketing comptant cinq personnes (directeur marketing, directeur des produits, responsable de la communication et chargé d'étude marketing), nous avons alors contribué dans un premier temps à adapter la méthodologie d'exploration de nouveaux marchés mise au point par les chercheurs de l'EM Lyon (Millier, 1997, Gaillard, 2000). Cette méthodologie (requalifiée de représentation « smarties ») permis d'identifier et de classer les applications potentielles suite à la phase d'exploration marketing, à laquelle nous participâmes. Les applications furent classées selon deux axes : leur valeur-ajoutée par rapport aux usages actuel et leur faisabilité technique au regard du savoir-faire PAC seulement (la complexité de la logistique ne fut intégrée que plus tard).

Lors de cette phase les équipes d'Axane rencontrèrent environ 60 prospects parmi sept filières industrielles différentes et participèrent à quatre salons. Cette phase d'exploration fut accompagnée de nombreuses démonstration, impliquant des démonstrateurs fonctionnels et des maquettes. Nous participions à l'élaboration de premiers supports de communication, définissions avec l'équipe des maquettes appropriées ou des démonstrations à réaliser à l'aide des quelques démonstrateurs dont disposait Axane. Lors de ces interactions avec l'extérieur, nous étions présenté comme chargé d'études, salarié d'Axane, et notre posture de chercheur n'était pas mentionnée.

L'outil de gestion « smarties » donna lieu à de nombreux débats au sein du groupe Air Liquide quant aux applications qui ressortaient et aux volumes de marchés estimés, surtout en l'absence de filière pré-existantes.

* **Chef de produit « générateur électrique portable »** (septembre 2004-février 2007)

La participation à la phase d'exploration marketing nous a conduit à être progressivement en position de prescripteur pour le développement des premiers produits. Compte-tenu de la complexité de ces développements, nous avons été en charge d'abord de la réalisation d'une maquette illustrant l'intégration d'un générateur PAC dans un véhicule. Ensuite, nous nous sommes vu confier le développement de capots et d'une Interface Homme-Machine pour le produit portable Mobixane, successeur du Rollerpac. Puis nous avons occupé le poste de chef de produit du générateur portable Mobixane entre 2005 et février 2007, date du retrait du terrain. Ce poste nous a permis de nous positionner aux avant-postes lors de la conception d'une offre pour le secteur du cinéma en étant au cœur des raisonnements de conception entre le marketing et le développement (cf. chapitre 13)
* Coordinateur pour Axane du projet européen HYCHAIN : développement d'architectures énergétiques hybrides pour des véhicules électriques légers (octobre 2005 et février 2007)

Nous avons occupé le poste de coordinateur pour le projet Hychain, ce qui nous a permis d'assister à la phase amont de conception du cahier des charges : loin d'être un projet de déploiement technologique, ce projet a été l'occasion pour Axane et ses partenaires d'explorer de nouveaux usages pour des petits véhicules et des fauteuils électrique (cf. chapitre 6 pour une analyse détaillée). En tant que coordinateur, nous avons ensuite assisté au passage de relais entre cette phase amont et le développement lui-même : ce point est détaillé dans le chapitre 13.

## 3.2 Construction de la méthodologie de la recherche

La méthodologie suivie par la thèse a suivi un raisonnement de type abductif-déductif-inductif qui nous a conduit à partir du terrain pour dégager des théories intermédiaires puis générales. Nous détaillerons les étapes de ce raisonnement ci-dessous :

* **phase 1** : observation des pratiques de management de l'exploration chez Axane / Air Liquide comme exemplaires par rapport aux pratiques de pilotage de l'innovation dans les secteurs industriels de l'automobile ou l'électronique depuis les années 1960.

* **phase 2** : formulation de principes génériques de pilotages et de stratégies pour les processus d'exploration : première théorie intermédiaire.

* **phase 3** : confrontation de ces principes pour relire les cas d'autres processus d'exploration impliquant des technologies de rupture : le cas d'Airstar et de Micro-Optical / Essilor sont alors reconstitués par des entretiens avec les acteurs. Les principes s'enrichissent et apparaissent robustes.

* **Phase 4** : première tentative de généralisation à la catégorie des technologies de rupture : la catégorie n'apparaît pas valable ; création de la catégorie de « Technologies à Hauts Potentiels » plus précise et robuste.

Pourquoi et comment peut-on généraliser des résultats à partir d'une seule étude de cas, ce que nous avons fait entre l'étape 1 et l'étape 2 puis entre l'étape 3 et 4. On peut généraliser des résultats obtenus à partir d'une étude de cas (David, 2004) à partir du moment où l'on s'entoure de précautions :
Qu'est-ce qu'une étude de cas ? La définition la plus fréquemment citée est celle de Yin. Une étude de cas « est une recherche empirique qui étudie un phénomène contemporain dans un contexte réel, lorsque les frontières entre le phénomène et le contexte n'apparaissent pas clairement, et dans laquelle on mobilise des sources empiriques multiples » [1989 : 25]. »

Dans quels cas peut-on généraliser ? « Il faut donc, pour généraliser les résultats d'une étude de cas, être capable non pas seulement de décrire précisément le contexte (telle entreprise, tel projet, etc.) mais aussi, et surtout, de dire de quel genre de contexte il s'agit » (David, op.cit.). Selon David toujours, pour des études de cas dont l'objectif serait d'explorer des champs nouveaux (cas « inédit » ou « exemplaire »), la notion de généralisation se pose de manière moins aiguë : si le chercheur étudie un cas avec l'idée qu'il va peut-être mettre en évidence un mode de gestion, un type d'innovation ou d'organisation inédits, qui aurait, sous bénéfice d'inventaire, valeur d'exemplarité, alors la validité externe des résultats est assurée par le respect du principe de libre circulation entre les niveaux théoriques évoqué plus haut.

Les observations faites chez Axane nous apparaissent exemplaires de pratiques de management où l'on conçoit des produits sans client et où l'on cherche à explorer de nouveaux usages sur des marchés non-préexistants : ces deux traits caractéristiques nous aident donc à identifier une première théorie intermédiaire concernant le management des processus d'exploration.

Ensuite, après avoir confronté cette théorie intermédiaire sur d'autres cas, nous formulons une théorie générale pour le management des technologies à hauts potentiels. Cette théorie générale nous permet d'identifier de nouvelles THP et de formuler des prescriptions (travail non inclus dans cette thèse) : le papier électronique, certaines nanotechnologies, les éoliennes à axe vertical sont ainsi identifiées en tant que THP (cf. figure 18).
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Figure 18 : schéma illustrant le principe de libre-circulation entre les niveaux (d'après David, 2004.)</figcaption></figure>

Deux autres processus d'exploration ont été étudiés suite à des entretiens avec les managers des entreprises :

## Airstar et les ballons éclairants.

Au début des années 1990, Pierre Chabert monte son entreprise, AIRSTAR en proposant des ballons éclairants à Hélium diffusant une forte puissance lumineuse (éclairage halogène de type HMI). L'élévation de la source lumineuse en hauteur procure alors des avantages considérables par rapport à l'éclairage des projecteurs à incandescence traditionnels : large zones éclairées, lumière de qualité naturelle, ne produisant pas d'ombre, déployable rapidement sur des terrains d'intervention. Chabert et son équipe pensent alors aux applications potentielles pour ces ballons éclairants : interventions de nuit sur des catastrophes ou sur des chantiers, éclairage des équipements sportifs et de grands événements, voire substitution de l'éclairage public ! Cependant les premiers prototypes sont fragiles et nécessitent un savoir-faire de manipulation des gaz : par conséquent, le marché des chantiers et des secours trouvent les ballons très chers et difficiles à manipuler. Quant aux collectivités territoriales, leur réseau d'éclairage public est performant et leurs préoccupations sont plutôt de réduire la consommation des ampoules... Au bout d'un an, l'équipe doit alors se rendre à l'évidence : les ballons d'AIRSTAR ont un potentiel incontestable mais ils ne délogeront pas si facilement les projecteurs traditionnels.
Pour autant, la trajectoire d'exploration empruntée dans les années 1990 par les équipes d'Airstar fut exemplaire pour parvenir, dès 2002, au rang de premier fournisseur mondial d'éclairage sur des secteurs aussi variés que : les tournages de films à Hollywood ou l'éclairage de terrains de catastrophes. En mettant au jour de nouvelles applications et de nouveaux usages, ils favorisèrent la création de lignées de produits profitables aujourd'hui plébiscités par de nombreux professionnels.

## ESSILOR et le verre pixélisé.

MicroOptical est start-up américaine fondée en 1995 dont l'objectif, à ses débuts, est de commercialiser des lunettes portables à partir d'écrans LCD miniatures issus des nanotechnologies. Elle a été labellisée comme « Technology Pioneer » par le World Economic Forum en février 2007.

L'épopée de MicroOptical est intéressante à double titre : premièrement parce que l'équipe a commencé ses explorations par des secteurs de pointe comme le militaire ou le médical avant de se tourner vers les marchés grands publics et deuxièmement parce que, à l'instar d'Axane, la société commercialise depuis la fin 2006 seulement ses premières offres sans que l'on puisse dire si les premiers succès commerciaux soient interprétables comme des marchés soutenables...

L'identité des produits ne semble pas figée bien que, contrairement à Axane, la société ait définitivement choisie de se focaliser sur un seul marché avec un produit phare : des lunettes-écran pour iPod video. Essilor, qui a pris des parts en 2000 dans cette start-up innovante, se pose la question aujourd'hui de l'exploration de nouvelles applications pour cette technologie.

Ainsi les questions renvoyées par ces deux terrains mettent bien en évidence les problématiques sous-jacentes aux processus d'exploration : la valeur est inconnue, fragmentée, les espaces fonctionnels sont incomplets, les apprentissages demandent à être orientés. En outre les entreprises citées sont sous des contraintes de mise sur le marché à court terme (minimisation du Time to Market) car elles restent dans un cadre compétitif même si ce n'est pas celui de l'hyper-compétition.

## La validité interne et externe de la recherche

La validité interne a été garantie par une implication du PDG d'Axane dans la recherche et par un suivi régulier du directeur des projets et produits qui était le tuteur de la thèse en entreprise. Durant les quatre ans de thèse, de nombreuses restitutions ont été organisées avec les dirigeants d'Axane et le directeur de thèse : elles ont donné lieu à trois rapports d'étapes. Des présentations de résultats intermédiaires ont été faites auprès du marketing coporate et du principal centre de R&D. Un entretien final avec le directeur de la R&D d'Air Liquide, F. Jackow nous a permis de repositionner l'aventure d'Axane par rapport aux visées stratégiques du groupe.
La validité externe a été garantie par plusieurs dispositifs mis en place à différents moments de la thèse :

- La discussion avec d'autres chercheurs (entretiens, cours, 3 séminaires de recherche, présentation à des laboratoires dont CRG et CGS) qui a permis de tester la validité des théories, d'enrichir les références ;

- Une participation désastreuse au CDEG en juin 2004 qui nous a permis de réajuster notre problématique et de mieux l'articuler aux courants existants

- Des entretiens avec d'autres managers de l'innovation entre 2003 et 2005 : P. Rivier (Tefal), F. Fourcade (Valeo), J. Civilize (Renault), V. Chapel (Avanti) ont ainsi été rencontrés.

- La participation à des colloques (Colloque francophone de Management de projet, Colloque de Cerisy et l'ASAC).

- Un séjour d'un mois organisé à l'Université d'Ottawa (juin 2005) par notre directeur de Thèse nous a permis d'échanger avec des chercheurs sur nos travaux de recherche et de plancher devant Ch. Navarre et O.Badot. Leurs commentaires ont enrichi les parties concernant l'exploration de nouvelles valeurs et la description des stratégies.
<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Figure 19 : Synoptique du parcours de recherche</figcaption></figure>
CONCLUSION DU CHAPITRE 3

Notre terrain de recherche a fait lui-même l'objet d'un processus d'exploration : en souhaitant effectuer notre thèse dans le secteur de la PAC, nous souhaitons analyser au départ de l'intérieur d'un secteur les stratégies d'innovation de chacun des acteurs.

Il nous aura fallu près d'un an pour trouver un terrain chez Axane, en plein développement du Rollerpac, le premier générateur PAC « *user friendly* » conçu en Europe, à un moment où Axane se pose simultanément la question de l'orientation de ses processus de conception de produits, et celle des méthodes d'études de marchés qui n'existent pas encore...

En occupant successivement les postes de chargé d'études marketing, puis chef de produit pour enfin coordonner le projet de développement des PAC destinées au projet européen HyChain, nous avons été au cœur des dynamiques de conception et d'exploration de nouveaux marchés, tour à tour observateur attentif de la formulation des dilemmes par les acteurs du terrain, et prescripteur de méthodes.

Nous avons détaillé notre méthodologie de recherche en précisant la nature de nos raisonnements et en précisant leurs conditions de validité. Si l'étude des processus d'exploration n'est pas apparue d'emblée comme l'objet initial de la thèse, les acteurs du terrain tels que le PDG d'Axane et le directeur des Projets et Produits ont contribué, par leurs réflexions et leurs questionnements, à orienter les problématiques de recherche.
CONCLUSION DE LA PARTIE I

Nous avons construit dans la partie I un premier cadre pour les démarches d'exploration. Après avoir montré que l'étude des technologies émergentes mettait de côté la question de la conception des nouveaux usages et se focalisait sur les architectures-produits, nous avons analysé comment le courant des ressources et compétences, en définissant les démarches d'exploration par la seule variable du renouvellement des compétences de la firme, ne proposait pas une définition adaptée.

Nous avons alors présenté l'intérêt d'une caractérisation des démarches d'exploration par l'expansion des usages et de la valeur, et par l'expansion des connaissances techniques. Cette première typologie nous a permis de repositionner certaines typologies classiques en innovation.

L'analyse du secteur de la PAC, des principaux acteurs industriels et de leurs stratégies, nous a ensuite permis de mettre en évidence :

- d'un part, l'échec des **stratégies d'exploitation** marquée par un pilotage de la R&D en substitution à des applications existantes qui entrent en concurrence frontale avec des technologies établies performantes ;

- d'autre part, la difficulté de conduire des **stratégies d'exploration** de nouveaux concepts et de nouveaux usages en l'absence de figure du client : comment allouer des ressources, comment démarrer les projets, selon quels cahiers des charges ?

La partie II s'intéressera aux fondements théoriques de la notion d'expansion et tâchera d'identifier un cadre théorique qui décrive l'expansion des connaissances en lien avec les concepts, mais aussi qui décrit les dynamiques de transformation de la valeur.
PARTIE II.

LES NOUVEAUX FONDEMENTS DE
L'EXPLORATION : UNE APPROCHE PAR LA
THEORIE DE LA CONCEPTION INNOVANTE ET
LA « VALEUR-AMONT »
# Plan de la partie II

## Chapitre 4. La théorie de la Conception Innovante et l'enjeu de la conception simultanée des usages et des architectures 89

### 4.1 Les principes de la Conception Innovante 89

### 4.2 La conception innovante appliquée à la conception de nouvelles valeurs et de nouveaux usages 92

## Conclusion du chapitre 4 95

## Chapitre 5. La « valeur-amont » : un cadre théorique pour explorer de nouveaux espaces de marchés 96

### 5.1 Aux sources de la valeur : la firme prisonnière de l'activité de ses clients 96

#### 5.1.1 Le marché circonscrit au segment 96

#### 5.1.2 L'orientation-client et la posture de réactivité 99

#### 5.1.3 La « valeur-client » 99

### 5.2 Expansion des territoires de la valeur et transformations des conditions d'activité des futurs utilisateurs 102

#### 5.2.1 Le marketing des innovations technologiques : un premier cadre pour penser l'expansion et la transformation 102

#### 5.2.2 Penser l'expansion des espaces de marchés hors des frontières habituelles 106

#### 5.2.3 Les approches du service et les évolutions des théories sur la valeur 112

#### 5.2.4 « Valeur-amont » : un cadre pour penser la valeur de nouvelles activités 117

### 5.3 Illustration d'un processus d'exploration de nouvelles valeurs : le cas de la voiture à hydrogène 118

## Conclusion du chapitre 5 126

## Chapitre 6. La conception des usages potentiels : vers une relecture des formes d'implication des utilisateurs dans les processus d'exploration 127

### 6.1 Les utilisateurs-précurseurs : un concept activable pour les processus d'exploration ? 127

### 6.2 Principales limites de la portée des techniques usuelles de créativité 131

### 6.3 Explorer grâce aux significations d'usages : la sociologie de l'usage 132

### 6.4 Concevoir des usages innovants grâce à la théorie C-K et à la valeur-amont : le cas d'un fauteuil hybride 137

## Conclusion du chapitre 6 141

## Chapitre 7. Typologie des dilemmes stratégiques sur l'exploitation et l'exploration 142

## Conclusion de la partie II 149
Les démarches d'exploration interrogent l'expansion des valeurs et des usages et questionnent l'orientation des développements technologiques. Or, nous avons vu dans la partie I que les travaux en management stratégique ou l'approche par les compétences ne constituaient des cadres théoriques adpatés pour étudier et caractériser les démarches de conception en jeu. La théorie de la conception innovante (Hatchuel et Weil, 1999, 2002) s'avère être un cadre conceptuel particulièrement adapté à ces enjeux car d'une part, elle propose de raisonner à partir d'espaces de conception en expansion (contrairement aux méthodes de résolution de problèmes classiques), d'autre part, elle offre un cadre qui permet d'étudier les démarches d'exploration à partir des enjeux de conception soulevés par le terrain.

Dans le chapitre 4, nous rappellerons les principes de la conception innovante et nous questionnerons ses limites dans le cas où les concepts sont difficilement rattachables à des connaissances sur les usages.

Nous reviendrons au chapitre 5 sur les théories concernant la valeur en stratégie et marketing. L'approche de la « valeur-client » de Porter (1985) a historiquement permis à la discipline de raffiner et d'améliorer la connaissance des activités stabilisées de clients existants, les démarches d'exploration impliquent cependant de nouvelles approches. Nous dégagerons de récents courants (marketing de l'innovation technologique, marketing expérientiel, et stratégie de création de nouveaux espaces de marché) de nouveaux concepts pour construire un cadre adapté à l'expansion et à la transformation de la valeur. Nos résultats seront illustrés sur le cas de l'exploration de nouvelles valeurs pour la voiture à hydrogène.

Nous effectuerons ensuite au chapitre 6 une relecture des formes usuelles d'implication des utilisateurs dans les processus de conception : les travaux portant sur les utilisateurs-précurseurs (Von Hippel, 1982) et la sociologie de l'usage seront ainsi étudiés afin de situer leurs apports respectifs dans la construction d'une théorie des usages potentiels.

Le chapitre 7 reprendra enfin les résultats des chapitres 4, 5 et 6 pour proposer une typologie des dilemmes stratégiques entre processus d'exploitation et processus d'exploration. Cette typologie nous permettra de repositionner les travaux sur l'exploration dans une perspective plus générale.
# CHAPITRE 4. LA THEORIE DE LA CONCEPTION INNOVANTE ET L'ENJEU DE LA CONCEPTION SIMULTANEE DES USAGES ET DES ARCHITECTURES

La théorie C-K de la conception innovante unifie les cadres théoriques portant sur les théories de la conception. Cette théorie est particulièrement bien adaptée pour restituer la complexité de processus d'innovation impliquant des transformations de l'identité des objets techniques. Nous analyserons dans ce chapitre dans quelle mesure cette théorie est activable pour modéliser l'exploration de nouvelles valeurs, en particulier quand les utilisateurs et les usages sont inconnus.

## 4.1 Les principes de la Conception Innovante

La théorie C-K de la conception innovante (Hatchuel, 1996, Hatchuel et Weil, 1999, 2002, Hatchuel, Le Masson et Weil, 2004) propose à la fois un cadre théorique et une méthodologie qui permettent de progresser dans les raisonnements de conception présentant les caractéristiques que nous avons évoquées précédemment : difficulté dans la génération de concepts dont les valeurs restent problématiques tant que l'on n'a pas identifié des utilisateurs ; absence de données quantitatives sur les marchés ou sur l'environnement ; difficultés à décider des choix de prototypage.

A l'origine de cette théorie, Hatchuel et Weil distinguent deux espaces entre lesquels le processus de conception innovante va se dérouler : l'espace des Concepts (C) et l'espace des Connaissances (K, pour « knowledge »).

Les concepts sont définis comme étant des propositions qui n'existent pas encore et dont on ne peut pas dire, au début de la conception, si elles sont vraies ou fausses : ainsi « une voiture propre », un « pneu sans air », voire « un bateau qui vole » peuvent être au démarrage d'un processus de conception. La notion de « concept » est une notion pivot dont on peut trouver traces dans la littérature en marketing (Kotler et Dubois, 1988). Les concepts permettent de travailler sur de l'intangible, du virtuel, des choses en potentiel, en s'affranchissant des critères de faisabilité technique ou de marchés préexistants dans les premières phases.

Les « connaissances » doivent être entendues au sens le plus large du terme : connaissances des usages, de la concurrence, des techniques, etc... Ces connaissances sont relatives à un concept en particulier et permettent d'évaluer sa pertinence : au début du processus de conception elles sont donc soit disponibles, soit à acquérir par l'équipe d'innovateurs.

La théorie C-K permet de sortir de la conception routinisée telle que pratiquée dans les bureaux d'études et centres de R&D. Hatchuel, le Masson et Weil (2005) ont montré que l'histoire industrielle récente
s'est construite et développée grâce à des modèles génératifs qui ont permis de lancer des produits de manière massive pendant le 20ème siècle. La conception réglée a eu une justification à une certaine époque.

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 20 : illustration d'un processus de conception par l'expansion simultanée de l'espace des concepts (C) et de l'espace des connaissances (K).
(tiré d'Hatchuel, 2007b)</figcaption></figure>

Néanmoins, cette forme de conception marque son essoufflement :

* incapacité à renouveler les architectures et performances (existence de *dominant design*)

* incapacité à relever de nouveaux enjeux (éco-conception notamment)

Dans un régime d'innovation intensive, l'enjeu pour les firmes n'est désormais plus seulement la diffusion des produits pour des marchés existants mais le renouvellement de l'identité des objets techniques (Le Masson, 2001) et la proposition de nouvelles valeurs d'usages.

La théorie de la conception innovante nous permet donc dans un premier de temps de revenir sur les différentes définitions de l'exploration.

Nous qualifierons de **processus d'exploration des processus d'innovation particuliers qui génèrent une expansion des connaissances et de la valeur et à partir de concepts innovants.**

Nous avions vu, en discutant de la typologie de Danneels (op.cit.), que la prise en compte des concepts était absente des raisonnements de conception : or des concepts comme un « aspirateur sans sac » qui
semblent en première approche très proche des compétences technologiques et clients d'industriels comme Rowenta (donc relevant de situations d'exploitation d'après la typologie de Danneels), peuvent en fait cacher une mini-révolution en terme d'architectures-produits et de critères d'achat pour finalement générer des situations d'exploration pour ces industriels qui cherchent à suivre le mouvement initié par Dyson.

Donc l'étude des démarches d'exploration doit nécessairement relier les processus d'apprentissages sur la valeur et les processus d'apprentissages de nouvelle connaissances techniques aux concepts explorés.
## 4.2 La conception innovante appliquée à la conception de nouvelles valeurs et de nouveaux usages

La théorie C-K permet l'exploration conjointe de nouvelles valeurs et de nouvelles connaissances techniques. Les exemples d'applications industrielles sont nombreux et ont synthétisés dans Hatchuel, Le Masson et Weil, 2006) : nous pouvons citer les cas du pare-brise athermique chez Saint Gobain SEkurit, la réflexion autour du métro du futur à la RATP, ou encore la conception d'un porte-clou intelligent (Smart tools).

Elle débouche sur la notion métaphorique de distance entre les concepts et les connaissances qu'ils impliquent ou « distance C-K ». Ainsi Hatchuel, Le Masson et Weil (op.cit.) distinguent les situations de conception selon la nature de cette distance C-K : une faible distance caractérise ainsi des situations de conception routinisées, alors qu'une distance élevée, caractérise des situations plus exploratoires, relevant de la conception innovante (cf. figure 21).

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 21. Illustration de la notion de distance (C-K) (Hatchuel, 2004)</figcaption></figure>

Les situations de conception innovante (distance C-K élevée) sont caractérisées de la manière suivante :

→ de nouvelles connaissances produites par des concepteurs sont assez riches pour déboucher sur une infinité de nouveaux concepts sans que les innovateurs puissent identifier précisément quels usages ou quelles valeurs ces derniers renferment : par exemple la capacité à intégrer une antenne à un vitrage automobile peut déboucher sur de nombreux concepts tels que « vitrage communiquant », « guidage radio » ou des services d'assistance en cas de pannes.