TRL (Technology Readiness Level) : Un cadre essentiel pour mesurer et financer l'innovation
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TRL : un cadre essentiel pour mesurer et financer l'innovation

Résumé

Origine et évolution du Technology Readiness Level, de la NASA à l'international. Comment s'en servir pour aligner équipes et financeurs.

Origine et évolution du TRL : de la NASA à l'international

Le concept de Technology Readiness Level (TRL) a été développé par la NASA en 1974, puis formalisé en 1989 avec une échelle à 7 niveaux, avant d'atteindre sa forme actuelle de 9 niveaux en 1995. Cette méthodologie est née d'un besoin critique : évaluer avec précision la fiabilité des technologies avant de les déployer dans l'espace.

(Imaginez un instant envoyer des humains dans l'espace avec des technologies non éprouvées... pas vraiment rassurant, n'est-ce pas ?)

Selon la définition officielle de la NASA, les TRL constituent "un système de mesure systématique qui soutient les évaluations de la maturité d'une technologie particulière et la comparaison cohérente de la maturité entre différents types de technologies" [1].

Aujourd'hui, l'échelle TRL est devenue un standard international, adoptée bien au-delà du secteur spatial :

  • Par l'Union Européenne qui en a fait un standard depuis son programme H2020 [2]
  • Par les grandes entreprises industrielles comme Airbus, qui l'utilise notamment pour évaluer la maturité de ses technologies d'avions à hydrogène [3]
  • Dans le domaine médical pour les innovations en santé, comme l'illustre l'adaptation spécifique réalisée par BIRAC (Biotechnology Industry Research Assistance Council) en Inde pour les biotechnologies [4]
  • Par les startups en quête de financements, pour qui les TRL constituent un cadre essentiel pour communiquer sur leur développement et attirer des investisseurs [5]
  • Dans les projets de transition écologique

TRL Relationship Tank par Prachi Bangde. Chaque phase (R&D, Technology Scaling, Market Scaling) attire un profil de financeur différent.
TRL Relationship Tank par Prachi Bangde. Chaque phase (R&D, Technology Scaling, Market Scaling) attire un profil de financeur différent.

Les 9 niveaux de maturité technologique

Les neuf niveaux, du principe observé au produit commercialisé bancable. Source : Wind Harvest.
Les neuf niveaux, du principe observé au produit commercialisé bancable. Source : Wind Harvest.
TRL 1-3 · DiscoveryDiscovery - Lidéation
1
Principes de base observés et rapportés
Identification des principes scientifiques fondamentaux. Phase de recherche fondamentale où vous observez des phénomènes qui pourraient servir de base à votre innovation.
RisqueForte incertitude sur la validité des concepts et leur application pratique.
2
Concept technologique et/ou application formulés
Formulation d'applications ou concepts théoriques basés sur les principes observés. Esquisses d'applications potentielles sans preuves expérimentales.
RisqueHypothèses non validées et manque de données concrètes.
3
Preuve expérimentale du concept critique
Premières expérimentations validant vos hypothèses. Tests en laboratoire confirmant la faisabilité de votre concept.
RisqueRisque technique élevé, expérimentations en environnement contrôlé, loin des conditions réelles.
TRL 4-6 · MVPMVP (Minimum Viable Product)
4
Validation des composants en laboratoire
Test des composants technologiques dans un environnement de laboratoire. Intégration des composants de base pour vérifier leur fonctionnement combiné.
RisqueEnvironnement trop optimisé, déconnecté des contraintes réelles.
5
Validation des composants dans un environnement représentatif
Test des composants dans un environnement simulant les conditions réelles. La technologie affronte des contraintes plus réalistes.
RisqueInadéquation entre conditions de test et terrain réel. Premières failles apparaissant hors du laboratoire.
6
Démonstration d'un prototype dans un environnement représentatif
Prototype démontrant toutes les fonctionnalités essentielles dans un environnement simulant les conditions réelles. Étape cruciale avant le déploiement opérationnel.
RisqueProblèmes d'intégration et de fiabilité. Moment critique où tous les éléments doivent fonctionner ensemble.
TRL 7-9 · DeliveryDelivery - La commercialisation
7
Démonstration du prototype dans un environnement opérationnel
Test d'un prototype complet dans un environnement opérationnel réel. Système fonctionnant dans les conditions d'utilisation prévues et à l'échelle réelle.
RisqueInteractions imprévisibles avec l'environnement réel. Chaque détail compte, des conditions environnementales aux interactions utilisateurs.
8
Système complet et qualifié
Technologie prouvée et fiable après tests et évaluations complètes. Système finalisé et qualifié pour déploiement.
RisqueDéfis de production à l'échelle et d'intégration fine de tous les éléments.
9
Système réel prouvé dans un environnement opérationnel
Technologie déployée et fonctionnant avec succès dans les conditions opérationnelles finales. Produit commercialisé et utilisé par les clients ciblés.
RisqueExploitation à grande échelle, concurrence et nécessité d'agilité sur le marché.

Pour évaluer précisément où se situe votre projet d'innovation, le programme Horizon Europe propose un outil d'auto-évaluation TRL extrêmement bien fait. Cet outil fournit des exemples concrets pour chaque niveau de maturité technologique dans divers domaines :

  • Un produit manufacturé
  • Un processus industriel
  • Un logiciel
  • Un dispositif médical
  • Un médicament

L'outil est disponible sur le portail Horizon Europe [6].

Horizon Europe : comment le TRL structure les financements

Horizon Europe représente le programme de financement de la recherche et de l'innovation au niveau européen. Pour la période 2021-2027, ce programme est doté d'une enveloppe impressionnante de 95,5 milliards d'euros. L'Europe a conçu ce dispositif pour financer toutes les nouvelles idées, avec une logique claire : plus un projet est risqué et conceptuel (TRL bas), plus le soutien financier est important.

Les investissements sont principalement dirigés vers trois domaines stratégiques [7] :

  • Digital, industrie et espace : 15,3 milliards €
  • Climat, énergie et mobilité : 15,1 milliards €
  • Santé : 8,2 milliards €

L'Allemagne, la France et l'Espagne sont les principaux bénéficiaires de ces financements [8]. Il faut noter que bien que les organismes publics captent une grande partie des subventions, le secteur privé n'est pas en reste : environ un tiers des subventions est attribué à des entreprises privées. C'est donc tout à fait possible pour votre entreprise de postuler à des projets européens pour obtenir des financements.

Les grands organismes de recherche comme le CNRS en France figurent parmi les entités qui obtiennent le plus de financements, mais de nombreuses PME et startups innovantes accèdent également à ces fonds, notamment via les instruments dédiés.

Cette structuration des financements par niveau TRL permet d'accompagner les innovations tout au long de leur développement, en adaptant le soutien financier aux besoins spécifiques de chaque phase.

Allez-y, lancez-vous ! L'Europe est là pour soutenir les innovations des entreprises. Il existe de nombreuses options et vous pouvez vous faire accompagner dans vos démarches. Un excellent point de départ est la page du Ministère de l'Enseignement Supérieur [11] qui liste toutes les options de financement. Voici les programmes les plus fréquemment utilisés par le secteur privé :

Voici une infographie qui regroupe l'ensemble des data que j'ai partagées sur le programme Horizon Europe :

Horizon Europe en un coup d'œil : enveloppe, thématiques, pays bénéficiaires, mix public/privé, financements par niveau TRL. Infographie bttrways.
Horizon Europe en un coup d'œil : enveloppe, thématiques, pays bénéficiaires, mix public/privé, financements par niveau TRL. Infographie bttrways.

La "Valley of Death" : Quand l'innovation s'arrête trop tôt

L'une des phases les plus critiques dans le développement d'une innovation est la transition entre le prototype et l'industrialisation. Cette phase de passage de la preuve de concept à la mise en production réelle est souvent appelée la "vallée de la mort", car c'est là que de nombreux projets prometteurs s'effondrent malgré leur potentiel technologique. Si vous êtes dans le domaine de l'innovation, vous devez vous aussi avoir des cas en tête. Car, en effet, les statistiques sont sans appel : environ 50% des startups n'arrivent pas à traverser cette vallée [9].

La vallée de la mort, zone rose entre TRL 4 et 6, là où l'investissement public retombe avant que le privé ne prenne le relais.
La vallée de la mort, zone rose entre TRL 4 et 6, là où l'investissement public retombe avant que le privé ne prenne le relais.

Franchir la vallée avec méthode

Cette expérience illustre l'importance de ne pas brûler les étapes dans le développement d'une innovation. Pour franchir la "vallée de la mort", il est essentiel de valider complètement chaque niveau de maturité technologique avant de passer au suivant. Quand on va trop vite, on risque de financer prématurément les étapes ultérieures et donc potentiellement d'investir des ressources sur ce qui n'est pas le plus important à ce stade du développement.

Comme le souligne un spécialiste du développement entrepreneurial : "La Vallée de la Mort est cette période critique où votre startup a développé un prototype qui fonctionne, mais n'a pas encore trouvé son marché ou généré suffisamment de revenus pour être rentable" [10]. C'est précisément à ce moment que la méthodologie TRL peut servir de guide structurant.

La transition entre le prototype fonctionnel et le système démontré en environnement opérationnel représente souvent le point de rupture pour de nombreuses startups. Pour réussir ce passage délicat, les entreprises doivent adopter une approche méthodique, même sous la pression du temps et des financements, et s'assurer que leur technologie est véritablement prête pour l'industrialisation et le marché.

Les TRL, un outil stratégique pour les décideurs technologiques

Les TRL s'intègrent naturellement aux méthodologies déjà utilisées par les équipes tech. Ils complètent l'Agile et le Lean en offrant une vision macroscopique là où ces méthodes se concentrent sur les cycles de développement courts et la livraison de valeur incrémentale. On peut voir les TRL comme le "GPS" qui indique la position sur la carte, tandis que l'Agile représente la manière dont on avance étape par étape.

Pour les CTO et CPO gestionnaires de budgets, les TRL permettent d'optimiser concrètement les investissements R&D :

  • TRL 1-3 : investissements modestes, risques élevés
  • TRL 4-6 : investissements substantiels pour prototypes et tests
  • TRL 7-9 : investissements majeurs pour industrialisation

Une stratégie équilibrée maintient un portefeuille diversifié de projets à différents niveaux TRL, typiquement dans des proportions 70% (TRL 7-9), 20% (TRL 4-6) et 10% (TRL 1-3) pour les entreprises établies.

Les TRL sont également un outil redoutable lors des due diligences technologiques. Ils permettent d'évaluer objectivement la maturité réelle des technologies d'une entreprise cible, au-delà des promesses marketing.

Que vous développiez une technologie, gériez un portefeuille d'innovation ou évaluiez une acquisition, l'échelle TRL transforme l'incertitude de l'innovation en un parcours plus prévisible et maîtrisé.

TRL 1 à 3, la phase Discovery, expliquée par analogies cuisine. Source : bttrways.
TRL 1 à 3, la phase Discovery, expliquée par analogies cuisine. Source : bttrways.
TRL 4 à 6, la phase MVP, avec la même grille cuisine. Source : bttrways.
TRL 4 à 6, la phase MVP, avec la même grille cuisine. Source : bttrways.
TRL 7 à 9, la phase Delivery, de la mise en service au produit installé chez tous les clients. Source : bttrways.
TRL 7 à 9, la phase Delivery, de la mise en service au produit installé chez tous les clients. Source : bttrways.
Sources et références (11)
  1. NASA, "Technology Readiness Levels", Space Communications and Navigation Program, https://www.nasa.gov/directorates/somd/space-communications-navigation-program/technology-readiness-levels/
  2. Horizon Europe NCP Portal, "TRL Self-Assessment Tool", 2022, https://horizoneuropencpportal.eu/store/trl-assessment
  3. ETN News, "Airbus ZEROe hydrogen aircraft validations reach TRL 4", 2023, https://etn.news/hydrogen/airbus-hydrogen-aircraft-combustion-fuel-cell-tech-validations
  4. BIRAC, "BIRAC-TRLs: Technology Readiness Levels by BIRAC across areas under Biotechnology", 2022, https://birac.nic.in/desc_new.php?id=443
  5. Foundation for Innovation and Technology Transfer, IIT Delhi, "The Unseen Essential: Impact of TRLs on Startup Development", 2023, https://www.linkedin.com/pulse/unseen-essential-impact-trls-startup-development-fittiitdelhi-ditic/
  6. Commission Européenne, "Guiding notes to use the TRL self-assessment tool", Horizon Europe NCP Portal, 2022, https://horizoneuropencpportal.eu/sites/default/files/2022-12/trl-assessment-tool-guide-final.pdf
  7. Université de Coimbra, "Horizon Europe Budget Infographic", https://www.uc.pt/site/assets/files/430264/budget_infographic_ep.jpg
  8. Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, "Positionnement de la France à mi-parcours d'Horizon Europe", 2023, https://www.horizon-europe.gouv.fr/positionnement-de-la-france-mi-parcours-d-horizon-europe-38677
  9. Forbes France, "Comment éviter la vallée de la mort pour ma start-up ?", 2022, https://www.forbes.fr/entrepreneurs/comment-eviter-la-vallee-de-la-mort-pour-ma-start-up/
  10. La Clé C'est Le Temps, "Traversez la vallée de la mort avec votre startup", 2022, https://laclecestletemps.com/traversez-la-vallee-de-la-mort-avec-votre-startup/
  11. Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, "Horizon Europe : quelles opportunités pour les entreprises", 2022, https://www.horizon-europe.gouv.fr/horizon-europe-quelles-opportunites-pour-les-entreprises-35723
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