Niveau de maturité technologique

Les niveaux de maturité technologique ( TRL ) sont une méthode permettant d'estimer la maturité des technologies au cours de la phase d'acquisition d'un programme. Les TRL permettent des discussions cohérentes et uniformes sur la maturité technique de différents types de technologies. Le TRL est déterminé lors d'une évaluation de la maturité technologique ( TRA ) qui examine les concepts du programme, les exigences technologiques et les capacités technologiques démontrées. Les TRL sont basés sur une échelle de 1 à 9, 9 étant la technologie la plus mature.

L'échelle TRL a été développée par la NASA dans les années 1970. Le ministère de la Défense américain utilise cette échelle pour ses achats depuis le début des années 2000. En 2008, l'échelle était également utilisée par l' Agence spatiale européenne (ESA). La Commission européenne a conseillé aux projets de recherche et d'innovation financés par l'UE d'adopter cette échelle en 2010. Les TRL ont donc été utilisées en 2014 dans le cadre du programme Horizon 2020 de l'UE . En 2013, l'échelle TRL a été encore plus canonisée par l' Organisation internationale de normalisation (ISO) avec la publication de la norme ISO 16290:2013 .

L'Association européenne des organisations de recherche et de technologie (EARTO) a publié une approche et une discussion complètes sur les TRL. Une critique approfondie de l'adoption de l'échelle TRL par l' Union européenne a été publiée dans The Innovation Journal, affirmant que « le caractère concret et sophistiqué de l'échelle TRL a progressivement diminué à mesure que son utilisation s'est répandue en dehors de son contexte d'origine (programmes spatiaux) ».

Un calculateur de niveau de maturité technologique a été développé par l' armée de l'air américaine . Cet outil est un ensemble standard de questions implémentées dans Microsoft Excel qui produit un affichage graphique des niveaux de maturité technologique atteints. Cet outil est destiné à fournir un aperçu de la maturité technologique à un moment donné.

L'outil de point de décision (DP) de la Defense Acquisition University (DAU), appelé à l'origine Technology Program Management Model , a été développé par l' armée américaine et adopté plus tard par la DAU. Le DP/TPMM est un modèle d'activité haute fidélité à seuil TRL qui fournit un outil de gestion flexible pour aider les responsables technologiques à planifier, gérer et évaluer leurs technologies pour une transition technologique réussie. Le modèle fournit un ensemble d'activités de base, notamment des tâches d'ingénierie système et de gestion de programme adaptées aux objectifs de développement et de gestion technologiques. Cette approche est complète, mais elle consolide les activités complexes qui sont pertinentes pour le développement et la transition d'un programme technologique spécifique en un seul modèle intégré

L'objectif principal de l'utilisation des niveaux de maturité technologique est d'aider la direction à prendre des décisions concernant le développement et la transition technologique. Il s'agit de l'un des nombreux outils nécessaires pour gérer l'avancement des activités de recherche et développement au sein d'une organisation.

Parmi les avantages des TRL :

• Fournit une compréhension commune de l'état de la technologie
• Gestion des risques
• Utilisé pour prendre des décisions concernant le financement de la technologie
• Utilisé pour prendre des décisions concernant la transition technologique

Certaines caractéristiques des TRL qui limitent leur utilité :

• La préparation ne correspond pas nécessairement à la pertinence ou à la maturité technologique
• Un produit mature peut posséder un degré de préparation à l'utilisation plus ou moins élevé dans un contexte système particulier qu'un produit de maturité inférieure.
• De nombreux facteurs doivent être pris en compte, notamment la pertinence de l'environnement opérationnel des produits par rapport au système en question, ainsi que l'inadéquation architecturale produit-système.

Les modèles TRL ont tendance à ignorer les facteurs négatifs et d'obsolescence. Des suggestions ont été faites pour intégrer ces facteurs dans les évaluations.

Pour les technologies complexes qui intègrent différentes étapes de développement, un schéma plus détaillé appelé Technology Readiness Pathway Matrix a été développé, allant des unités de base aux applications dans la société. Cet outil vise à montrer que le niveau de maturité d'une technologie repose sur un processus moins linéaire mais sur un parcours plus complexe à travers son application dans la société.

Les niveaux de maturité technologique ont été conçus à la NASA en 1974 et formellement définis en 1989. La définition originale comprenait sept niveaux, mais dans les années 1990, la NASA a adopté l'échelle à neuf niveaux qui a ensuite été largement acceptée.

Définitions originales du TRL de la NASA (1989)

Niveau 1 – Principes fondamentaux observés et rapportés

Niveau 2 – Potentiel d’application validé

Niveau 3 – Preuve de concept démontrée, analytiquement et/ou expérimentalement

Niveau 4 – Composants et/ou maquettes validés en laboratoire

Niveau 5 – Composant et/ou maquette validés dans un environnement simulé ou réel

Niveau 6 – Adéquation du système validée dans un environnement simulé

Niveau 7 – Adéquation du système validée dans l’espace

La méthodologie TRL a été créée par Stan Sadin au siège de la NASA en 1974. Ray Chase était alors le représentant de la division de propulsion du JPL au sein de l'équipe de conception de Jupiter Orbiter. À la suggestion de Stan Sadin, Chase a utilisé cette méthodologie pour évaluer l'état de préparation technologique de la conception proposée du vaisseau spatial JPL Jupiter Orbiter. Plus tard, Chase a passé un an au siège de la NASA pour aider Sadin à institutionnaliser la méthodologie TRL. Chase a rejoint l'ANSER en 1978, où il a utilisé la méthodologie TRL pour évaluer l'état de préparation technologique des programmes de développement proposés par l'Air Force. Il a publié plusieurs articles au cours des années 1980 et 1990 sur les lanceurs réutilisables utilisant la méthodologie TRL.

Ces documents ont documenté une version étendue de la méthodologie qui comprenait des outils de conception, des installations de test et la préparation à la fabrication sur le programme Have Not de l'Air Force. Le directeur du programme Have Not, Greg Jenkins, et Ray Chase ont publié la version étendue de la méthodologie TRL, qui comprenait la conception et la fabrication. Leon McKinney et Chase ont utilisé la version étendue pour évaluer la préparation technologique du concept de transport spatial hautement réutilisable (HRST) de l'équipe ANSER. L'ANSER a également créé une version adaptée de la méthodologie TRL pour les programmes proposés par la Homeland Security Agency.

L' armée de l'air américaine a adopté l'utilisation de niveaux de préparation technologique dans les années 1990.

En 1995, John C. Mankins , de la NASA, a rédigé un article qui examinait l'utilisation du TRL par la NASA, en a étendu l'échelle et a proposé des descriptions plus détaillées pour chaque TRL. General Accounting Office des États-Unis a produit un rapport influent qui examinait les différences de transition technologique entre le DOD et l'industrie privée. Il a conclu que le DOD prend plus de risques et tente de faire la transition des technologies émergentes à des degrés de maturité moindres que l'industrie privée. Le GAO a conclu que l'utilisation de technologies immatures augmentait le risque global du programme. Le GAO a recommandé que le DOD fasse un usage plus large des niveaux de maturité technologique comme moyen d'évaluer la maturité technologique avant la transition.

En 2001, le sous-secrétaire adjoint à la Défense pour la science et la technologie a publié un mémorandum qui approuvait l'utilisation des TRL dans les nouveaux programmes majeurs. Des directives pour évaluer la maturité technologique ont été incorporées dans le Guide d'acquisition de la Défense . Par la suite, le DOD a élaboré des directives détaillées pour l'utilisation des TRL dans le DOD Technology Readiness Assessment Deskbook de 2003.

En raison de leur pertinence pour l'habitat, les « niveaux de préparation à l'habitat » (Habitation Readiness Levels, HRL) ont été élaborés par un groupe d'ingénieurs de la NASA (Jan Connolly, Kathy Daues, Robert Howard et Larry Toups). Ils ont été créés pour répondre aux exigences d'habitabilité et aux aspects de conception en corrélation avec les normes déjà établies et largement utilisées par différentes agences, y compris les TRL de la NASA.

Plus récemment, le Dr Ali Abbas, professeur de génie chimique et doyen associé de la recherche à l'Université de Sydney et le Dr Mobin Nomvar, ingénieur chimiste et spécialiste de la commercialisation, ont développé le niveau de préparation commerciale (CRL), une échelle à neuf points à synchroniser avec le TRL dans le cadre d'un parcours d'innovation critique pour évaluer et affiner rapidement les projets d'innovation afin de garantir l'adoption par le marché et d'éviter l'échec.

L'Agence spatiale européenne a adopté l'échelle TRL au milieu des années 2000. Son manuel suit de près la définition des TRL de la NASA. En 2022, le calculateur TRL de l'ESA a été rendu public. L'utilisation universelle du TRL dans la politique de l'UE a été proposée dans le rapport final du premier groupe d'experts de haut niveau sur les technologies clés génériques et elle a été mise en œuvre dans le programme-cadre ultérieur de l'UE, appelé H2020, en vigueur de 2013 à 2020 Cela ne concerne pas seulement les programmes spatiaux et d'armement, mais tout, de la nanotechnologie à l'informatique et aux technologies de la communication.