annexe a
ANNEXE A
Quatre secteurs d’application ont été identifiés pour le Québec, en se basant sur quatre critères :
- LA PROPENSION À INNOVER : évaluée sur la base de l’analyse de Science Metrix sur les brevets et publications scientifiques, ainsi qu’à partir de l’Enquête sur l’innovation et des stratégies d’entreprises (2023) de Statistique Canada et de l’Institut de la Statistique du Québec.
- L’APPORT À LA DÉCARBONATION DE L’ÉCONOMIE : évalué par la contribution à la décarbonation de son propre secteur mais aussi des autres secteurs d’application et chaines d’approvisionnement.
ANNEXE A – PORTRAIT, SECTEUR ÉLECTRONIQUE ET MICROÉLECTRONIQUE
SECTEUR ÉLECTRONIQUE
Les matériaux aux propriétés thermiques et électriques supérieures stimulent l’innovation et une forte demande du marché de l’électrique et l’électronique[1]. Les revenus de ce dernier pourraient atteindre 34,6 milliards de dollars d’ici 2032 et l’Amérique du Nord est prévue d’occuper la plus grande part de ces revenus (5,8 milliards de dollars).
Figure 12. REVENUS MONDIAUX DU SECTEUR DE LA MICROÉLECTRONIQUE/ÉLECTRONIQUE À L’HORIZON 2032[1]
Les tensions géopolitiques entre les États-Unis, la Chine et Taiwan, ainsi que les perturbations des chaines d’approvisionnement, à la suite de la pandémie ont incité l’Europe et l’Amérique du Nord à investir massivement dans l’augmentation de leurs capacités de fabrication de semi-conducteurs.
De lucratives occasions d’affaires s’offrent aux matériaux avancés canadiens et procédés associés, alors que le Chips and Science Act (2022-2026) investit 74 milliards de dollars dans le rapatriement d’Asie en Amérique du Nord des capacités de fabrication en microélectronique et que se développent rapidement toute une filière nord-américaine intégrée, des minéraux critiques aux méga-manufactures de véhicules électriques alimentés par l’Inflation Reduction Act[2].
La capacité mondiale de fabrication des semi-conducteurs augmentera de 6.4 % en 2024 pour atteindre le rythme record de 30 millions de plaquettes par mois[26].
Le Québec possède une masse critique significative dans le secteur de la microélectronique/électronique. Au cœur de l’écosystème québécois se trouvent des entreprises dynamiques, comme IBM-Bromont, Teledyne Dalsa, Matrox, Esterline, MPB et Aeponyx, mais aussi des centres de recherche de calibre international, comme le C2Mi et l’Institut national d’optique. La mise en œuvre de la zone d’innovation Technum constitue également une initiative structurante. Elle rassemble plusieurs entreprises, des institutions académiques, et des centres de recherche pour favoriser la collaboration et l’innovation dans des secteurs clés tels que la microélectronique, l’intelligence artificielle, et les matériaux avancés. En 2024, 19 % des entreprises en matériaux avancés et procédés associés ont la microélectronique et les technologies de télécommunications comme domaines d’application[5].
La masse critique d’expertise présente au Québec est reconnue mondialement en recherche et développement, conception et assemblage de composants microélectroniques/électroniques, en optique-photonique, en intelligence artificielle et quantique. En 2023, la fabrication électronique représentait 3,2 milliards de dollars de PIB au Québec et près de 36 500 emplois parmi 730 entreprises[28].
saviez-vous que …
La zone d’innovation de Bromont abrite plusieurs entreprises et centres de recherche en microélectronique. Parmi eux, IBM, l’un des plus grands fabricants de semi-conducteurs au monde, possède une importante installation de fabrication[27].
Tableau 2. BREVETS PAR SECTEUR D’APPLICATION AU QUÉBEC[3]
De plus, le secteur de l’électronique au Québec est caractérisé par une capacité en recherche et développement reconnue mondialement grâce à plusieurs atouts[28] :
- Plusieurs centres de recherche tels que le C2MI, l’Institut National d’Optique, 3IT, CMC Microsystems et le Centre d’Innovation en Microélectronique du Québec qui possèdent des spécialisations variées en électronique permettant une innovation diversifiée.
- Des organismes fédérateurs tels que Technum Québec qui assure le développement du secteur et la collaboration entre les divers acteurs de l’écosystème et l’Industrie des systèmes électronique du Québec qui représente un pôle québécois d’excellence électronique.
- Des investissements gouvernementaux récents soutenant l’innovation d’une valeur de 255 millions de dollars canadiens en 2022 par le Gouvernement du Québec pour la zone d’innovation Technum Québec et 39,8 millions au C2MI et IBM dans la même zone en 2024. Le Gouvernement du Canada a également investi 24,9 millions de dollars canadiens en 2024 pour soutenir la production de composantes par IBM et le C2MI et 35 millions de dollars pour la modernisation de l’usine de semi-conducteurs d’IBM conjointement avec Québec.
saviez-vous que …
Le C2MI (Centre de Collaboration MiQro Innovation) est reconnu comme l’un des centres de recherche et de développement les plus importants au Canada dans le domaine des systèmes électroniques. Situé à Bromont, au Québec, il se concentre sur la microélectronique et les microsystèmes, offrant des installations de pointe pour le développement et la commercialisation de technologies avancées. Le C2MI joue un rôle clé en facilitant la collaboration entre les entreprises, les universités et les organismes de recherche pour accélérer l’innovation et le transfert technologique[28].
Figure 13. RÉSULTATS DU SONDAGE LANCÉ PAR PRIMA QUÉBEC SUR LES APPLICATIONS À PRIORISER DANS LE SECTEUR DE L’ÉLECTRONIQUE AU QUÉBEC (n=127)
ANNEXE A – PORTRAIT, SECTEUR ÉNERGIE
SECTEUR ÉnergiE
La transition énergétique est bien enclenchée et les investissements mondiaux en lien avec la transition énergétique ont atteint 1 800 milliards de dollars en 2023[12]. Les énergies renouvelables continuent d’occuper une part importante de ces investissements avec une croissance de 800 milliards de dollars entre 2023 et 2024. D’ici 2030, le CAPEX moyen des énergies renouvelables déclinerait d’un autre 15 à 20 %. En 2024, le solaire arriverait en tête avec 55 % des investissements mondiaux totaux, suivi par l’éolien terrestre[2]. Il s’agit d’un marché dynamique qui constitue un levier important stimulant la demande pour des matériaux avancés et des composantes. Sur le marché des matériaux avancés, les revenus associés au secteur de l’énergie pourraient atteindre 15,4 milliards de dollars d’ici 2032 (Figure 7). Selon le portrait réalisé pour PRIMA en 2024, l’énergie est le domaine d’application ayant le plus grand potentiel de marché selon les entreprises québécoises[5].
PLUSIEURS DYNAMIQUES FAVORISENT LE DÉVELOPPEMENT DE CE MARCHÉ, DONT :
- Le plan stratégique 2022-2026 d’Hydro-Québec et le prochain projet de loi sur la production privée d’énergies renouvelables ouvrent la voie à de lucratives occasions d’affaires pour les entreprises québécoises, réussissant à s’insérer dans sa chaine d’approvisionnement. De même, les É.U. continuent d’être le marché d’importance du Québec pour exporter ou y fabriquer des matériaux avancés et composantes liées au solaire et à l’éolien, en dépit de leurs politiques protectionniste[2].
- Les feuilles de routes multiples qui priorisent des solutions techniques potentielles pour réduire ou décarboner les procédés des industries énergivores. Elles portent le plus souvent sur l’électrification de la chaleur, l’utilisation de l’hydrogène vert, de la biomasse comme combustible, du piégeage, stockage et utilisation de carbone[2].
Figure 7. REVENUS MONDIAUX DU SECTEUR DE L’ÉNERGIE À L’HORIZON 2032[1]
saviez-vous que …
Le premier « méga-parc » éolien d’Hydro-Québec se déploiera au Saguenay–Lac-Saint-Jean, comme l’a révélé Radio-Canada en juillet 2024. Ce projet, qui sera le deuxième en importance au monde, s’étendra sur un territoire équivalant à 13 fois la superficie de l’île de Montréal[13].
Le Québec dispose d’une importante masse critique d’entreprises dans le secteur de l’énergie, soutenue par des investissements majeurs et des initiatives stratégiques. 29 % des entreprises en matériaux avancés au Québec ont l’énergie comme domaine d’application principal[5]. Les matériaux avancés jouent un rôle clé dans plusieurs applications telles que la protection des lignes électriques, la production et le stockage de l’hydrogène, ainsi que dans les technologies d’électrolyse et de caractérisation[3].
La propension à innover dans le domaine des matériaux avancés appliqués au secteur de l’énergie est particulièrement remarquable. Ce dynamisme est soutenu par un écosystème d’innovation robuste, des collaborations académiques et industrielles, ainsi que des politiques publiques favorables.
Il existe des brevets en matériaux avancés portant sur 270 familles de brevets et positionnant le Québec en 3ème rang en termes d’inventivité dans le secteur de l’énergie au Canada (Tableau 2).
Cette étude signale également que le Québec possède une expertise en recherche et développement en super conducteurs pour le transport d’électricité, nouveaux matériaux pour les batteries utilisant l’intelligence artificielle, matériaux pour la génération d’énergie propre (solaire, éolien), protection des lignes électriques avec des matériaux avancés, production et stockage de l’hydrogène[3].
Tableau 2. BREVETS PAR SECTEUR D’APPLICATION AU QUÉBEC[3]
saviez-vous que …
Un projet, mené en collaboration avec des partenaires industriels et académiques, a permis la création de super condensateurs de nouvelle génération qui améliorent significativement le stockage et la distribution de l’énergie. Il s’agit du projet de développement des super condensateurs à l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ). Ces super condensateurs sont utilisés pour stabiliser les réseaux électriques, notamment en intégrant les sources d’énergie renouvelable comme le solaire et l’éolien, et en améliorant l’efficacité énergétique des systèmes de transport électrique.
Figure 8. RÉSULTATS DU SONDAGE LANCÉ PAR PRIMA QUÉBEC SUR LES APPLICATIONS À PRIORISER DANS LE SECTEUR DE L’ÉNERGIE AU QUÉBEC (n=127)
SECTEUR environnement
La demande mondiale dans le secteur de l’environnement est stimulée par l’importance croissante accordée à la durabilité et aux préoccupations liées à la transition énergétique. La sensibilisation aux changements climatiques et la reconnaissance de l’impact des technologies environnementales seraient les leviers clés qui stimulent le développement du marché des matériaux avancés[1].
Le secteur des technologies environnementales occupera 946 milliards de dollars d’ici 2030 avec l’Amérique du Nord comme plus grand marché et le segment des technologies des traitement d’eau comme plus grande source de revenus[15].
Figure 9. REVENUS MONDIAUX DU SECTEUR DES TECHNOLOGIES ENVIRONNEMENTALES À L’HORIZON 2030[15]
Au Québec, le secteur de l’environnement est soutenu par plusieurs leviers qui favorisent son développement et sa croissance :
- Des politiques de développement durable, d’efficacité énergétique, de gestion des matières résiduelles, des sols et des eaux usées, ainsi que par un engagement à réduire les émissions de GES de 37,5 % sous le niveau de 1990 d’ici 2030[2].
- Un cadre incluant plusieurs lois structurantes qui s’attaquent à des enjeux environnementaux au Québec tels que les règlements sur l’augmentation du nombre de véhicules automobiles à zéro émissions, l’amélioration de la qualité de l’environnement et la gestion et le traitement de l’eau nécessitant des technologies environnementales habilitantes qui s’appuient sur des matériaux avancés et procédés associés[16].
- Une participation du Québec au Western Climate Initiative en 2008, s’engageant à réduire les émissions de GES par le biais d’un système de plafonnement et d’échange. Ceci a permis d’attirer des investissements dans les technologies propres et stimuler l’innovation en matière de réduction des émissions[17].
En effet, le Québec peut compter sur un grand bassin d’entreprises spécialisées en : génie environnemental, fabrication de systèmes et d’équipements variés, conception et utilisation de procédés de traitement de l’air, de l’eau, des sols et des matières résiduelles faisant appel à des matériaux avancés et procédés associés[18]. De plus, 22 % des entreprises en matériaux avancés et procédés associés ont l’environnement comme domaine d’application[5].
saviez-vous que …
La masse critique importante au Québec dans le secteur de l’environnement favorise des collaborations efficaces. Un exemple est le Réseau Environnement, un regroupement de plus de 200 entreprises et institutions spécialisées dans la gestion des ressources et la technologie environnementale. Ensemble, ces entreprises travaillent sur des projets innovants tels que le développement de technologies de traitement des eaux usées et de recyclage des matériaux avancés[19].
PROPENSION À INNOVER
Au Québec, se retrouvent quelques inventeurs parmi les plus prolifiques au Canada dans le domaine de l’environnement. La propension à innover dans le domaine des matériaux avancés appliqués au secteur de l’environnement est démontrée par le nombre important de familles de brevets en lien avec ce secteur. Au Québec, il existe 186 familles de brevets en lien avec ce secteur. Le Québec possède également une spécialisation importante dans ce secteur[3] .
saviez-vous que …
Le projet de l’École de technologie supérieure (ÉTS) développe des fibres fonctionnalisées biodégradables pour améliorer le traitement de l’eau. Ces fibres innovantes sont conçues pour offrir une filtration efficace tout en étant écologiques. En intégrant des propriétés d’absorption et d’adsorption des contaminants, elles permettent de purifier l’eau de manière durable. Grâce à leur nature biodégradable, ces fibres réduisent l’impact environnemental des systèmes de filtration, répondant ainsi aux besoins croissants en technologies de traitement de l’eau respectueuses de l’environnement[20].
Figure 10. RÉSULTATS DU SONDAGE LANCÉ PAR PRIMA QUÉBEC SUR LES APPLICATIONS À PRIORISER DANS LE SECTEUR DE L’ENVIRONNEMENT AU QUÉBEC (n=127)[15]
saviez-vous que …
L’adoption des technologies environnementales peut réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) jusqu’à 70 % dans certains secteurs[21].
ANNEXE A – PORTRAIT, SECTEUR transport
SECTEUR transport
PERSPECTIVES DE MARCHÉ
L’importance croissante accordée à l’allègement des pièces, à l’efficacité énergétique et à la réduction des émissions est un levier important stimulant la demande de matériaux avancés dans le domaine du transport. Plusieurs segments de ce marché se développent de manière dynamique et celui de l’automobile est prévu d’occuper la part de revenus la plus importante d’ici 2032 dans le marché des matériaux avancés[1].
Figure 9. REVENUS MONDIAUX DU SECTEUR DES TECHNOLOGIES ENVIRONNEMENTALES À L’HORIZON 2030 [15]
Bien que les États-Unis soient au premier rang pour répondre à la demande mondiale en batteries électriques estimée par l’IEA d’ici 2032, le Canada attire et s’investit avec 66 projets d’investissements réalisés entre 2014 et 2023 et des dépenses en capital de 33 G$ en matériel de transport automobile[2].
De plus, plusieurs initiatives gouvernementales provinciales et fédérales ont mis en œuvre des investissements majeurs en lien avec le développement d’une filière véhicules/batteries électriques, l’instauration de la Vallée de la transition énergétique et la décarbonation des transports.
saviez-vous que …
48 % des entreprises en matériaux avancés et procédés associés ont le transport comme domaine d’application[5]. La filière batteries électriques est en train d’émerger avec les nombreux projets industriels majeurs en construction dont les impacts se feront sentir pour la décennie à venir. Selon Bloomberg, le Canada déclasse maintenant la Chine en tant que meilleur endroit au monde où bâtir une chaîne d’approvisionnement pour les batteries aux ions de lithium[12].
Le Québec a tout ce qu’il faut pour produire la batterie la plus propre d’Amérique du Nord : des ressources naturelles, un savoir-faire de pointe, un écosystème industriel en pleine effervescence et un réseau de recherche en MCS qui est en avant-garde avec plus de 850 brevets liés aux batteries[22].
saviez-vous que …
Le Québec est le plus grand centre de fabrication aérospatiale au Canada. En effet, 61 % des emplois manufacturiers en aérospatiale s’y concentrent. De plus, le Québec est un pionnier dans différents segments de marché tels que les simulateurs de vol et les moteurs d’hélicoptères[23]. En 2023, l’aérospatiale a représenté 4,9 milliards de dollars de produit intérieur brut (PIB) pour l’économie québécoise, employant 28 000 personnes [31] parmi 81 entreprises[32]. C’est une industrie en croissance soutenue par l’augmentation des dépenses de la défense[29]. Au Québec, Montréal est l’une des principales plaques tournantes de l’aérospatiale dans le monde avec diverses agences internationales d’aviation qui y sont basées tel que l’Organisation de l’aviation civile internationale et l’Association internationale du transport aérien et des entreprises tel que Bombardier, Bell Textron, Pratt & Whitney Canada, CAE et Airbus qui y sont présentes[29,30].
Le Québec possède 54 familles de brevets en lien avec le secteur du transport. L’expertise en recherche et développement est surtout notée autour des composites légers, alliages, capteurs à haute sensibilité, impression 3D, et matériaux pour les batteries. De plus, la performance du Québec en termes d’inventivité dans le secteur des matériaux avancés en transport connait une croissance marquée entre 2003 et 2020 avec ratio de croissance du nombre de famille de brevets parmi les plus élevés observé sur 16 domaines et sous-domaine au Québec[3].
saviez-vous que …
La technologie des batteries au lithium-fer-phosphate (LFP) a des racines importantes au Québec. Cette avancée technologique, reconnue pour sa sécurité, sa longévité et son efficacité énergétique, a été développée en partie par des chercheurs et entreprises québécoises. Cette technologie, née au Québec, contribue à la transition énergétique globale en offrant des solutions de stockage d’énergie plus sûres et plus durables[24].
Plusieurs exemples de technologies habilitantes permettent un apport considérable à la décarbonation de l’économie. Parmi ces dernières, on retrouve les batteries à recharge plus rapide, les moteurs plus résistants aux hautes température et pressions, les nouveaux alliages plus légers, et les matériaux conducteurs.
L’intégration de matériaux composites dans les véhicules peut aussi réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Une étude menée par le Centre de recherche sur l’automobile et les transports de surface a révélé que l’utilisation de composites légers dans la fabrication de voitures peut réduire les émissions de CO2 de jusqu’à 20 % par véhicule. Ces matériaux, tels que les composites en fibre de carbone, permettent de fabriquer des véhicules plus légers, ce qui améliore leur efficacité énergétique et réduit la consommation de carburant[25].
