La Chine se rapproche des États-Unis dans le leadership scientifique en IA, en technologies quantiques et en biotechnologies

Le centre de gravité de la science se déplace

La Chine se rapproche des États-Unis en matière de leadership scientifique, selon un indicateur qui s’intéresse à ceux qui dirigent les travaux de recherche, et pas seulement au volume de publications. Une vaste étude portant sur près de six millions d’articles a établi que des chercheurs basés en Chine ont dirigé 45 % des publications cosignées par des équipes chinoises et américaines en 2023, contre 30 % en 2010. Si les tendances actuelles se poursuivent, les deux pays devraient se partager à parts égales les rôles de direction vers 2027 ou 2028. L’analyse s’est appuyée sur l’apprentissage automatique pour examiner les déclarations de contribution et les données de signature des articles, afin d’identifier les chercheurs qui ont dirigé un projet. Elle offre ainsi une mesure de l’influence qui va au-delà du simple nombre de publications ou du total de citations mis en avant dans les médias.

Ce changement est important, car le leadership indique qui définit les questions, conçoit les méthodes, obtient les ressources et pilote les collaborations. Il suggère que la Chine ne se contente pas de produire des résultats scientifiques : elle organise de plus en plus l’activité de recherche mondiale. Cette évolution coïncide avec les turbulences croissantes du système de recherche américain, où les conflits budgétaires, les gels des recrutements et les licenciements périodiques ont entamé la confiance et favorisé le recrutement par des institutions étrangères. Dans de nombreux domaines cruciaux, de l’intelligence artificielle aux semi-conducteurs et aux matériaux avancés, la modélisation de l’étude indique que la Chine pourrait atteindre la parité avec les États-Unis en matière de leadership avant 2030.

La même modélisation a examiné les conséquences d’un nouvel affaiblissement des liens scientifiques entre les États-Unis et la Chine. Dans un scénario de découplage, la part de la Chine parmi les leaders mondiaux augmente, car les chercheurs chinois sont plus susceptibles de diriger des collaborations avec des partenaires européens et d’autres pays qu’avec leurs homologues américains. Pékin a également beaucoup investi pour développer l’enseignement international dans le cadre de l’initiative des Nouvelles routes de la soie, renforçant ainsi les réseaux qui alimentent les partenariats de recherche. Depuis 2012, le pays a consacré environ 33,3 milliards de yuans à la formation d’étudiants étrangers, principalement originaires d’Afrique et d’Asie du Sud. En 2018, près de la moitié des étudiants étrangers en Chine venaient de ces régions. Aujourd’hui, les chercheurs chinois dirigent la plupart des collaborations avec de nombreux pays participant à l’initiative.

Ce que signifie vraiment le leadership en recherche

Les conventions de signature varient selon les disciplines, mais le leadership se manifeste souvent dans des rôles clés, comme celui d’auteur correspondant ou d’auteur senior, ainsi que dans les déclarations de contribution qui précisent qui a conçu les expériences, élaboré les modèles ou dirigé la collecte des données. L’approche de l’étude fondée sur l’apprentissage automatique a passé ces indices au crible afin de déterminer qui avait probablement dirigé chaque projet. Cette méthode est utile, car le volume de publications peut être gonflé par de grands consortiums ou par la répétition de travaux apportant des avancées limitées, tandis que le leadership rend mieux compte de l’orientation intellectuelle et de la définition des priorités.

Plusieurs indicateurs indépendants témoignent de la rapide ascension de la Chine dans les travaux à fort impact. Différentes méthodes de classement, notamment celles qui mesurent la part des articles les plus cités dans le monde, montrent que la Chine a progressé rapidement et, selon certains indicateurs, devance déjà les États-Unis en matière d’impact dans plusieurs domaines des sciences, des technologies, de l’ingénierie et des mathématiques (STIM). Le nombre de brevets déposés par la Chine a également bondi, dépassant environ deux fois celui des États-Unis en 2021. Ces indicateurs ne mesurent pas tous les aspects de la qualité, mais ils concordent avec le signal de leadership observé dans les articles cosignés.

De la collaboration à la concurrence : la tendance entre les États-Unis et la Chine

La part de leadership de la Chine dans les articles cosignés par des équipes américaines et chinoises est passée de 30 % en 2010 à 45 % en 2023. Si l’on prolonge la tendance, les courbes convergent d’ici quelques années. Cette évolution reflète la capacité croissante de la Chine à faire émerger des idées, financer des projets complexes et coordonner des équipes au sein de différentes institutions, tandis que les États-Unis conservent des atouts sans équivalent dans les infrastructures de recherche fondamentale et les meilleurs laboratoires.

Lorsque les chercheurs ont modélisé un monde où les liens entre les États-Unis et la Chine seraient moins nombreux, la part de leadership mondiale de la Chine a augmenté, et non diminué. Les équipes chinoises dirigent déjà de nombreux projets avec l’Europe et dans toute l’Asie ; un découplage partiel réoriente donc l’activité au lieu de l’interrompre. Pékin mise aussi sur l’enseignement pour nouer de futures collaborations. Les financements de bourses, de diplômes conjoints et de programmes de chercheurs invités dans le cadre de l’initiative des Nouvelles routes de la soie ont créé des filières de talents qui relient désormais les laboratoires chinois à des universités, de l’Asie du Sud à l’Afrique. Ces réseaux se reflètent dans les données de publication, qui montrent que la Chine a dirigé des collaborations avec nombre de ces pays.

Flux de talents et fuite des cerveaux inversée

Pendant des décennies, les États-Unis ont bénéficié d’un afflux régulier de scientifiques formés à l’étranger, notamment en Chine. Cet avantage est aujourd’hui menacé. Entre 2010 et 2021, près de 20 000 scientifiques d’origine chinoise qui avaient commencé leur carrière aux États-Unis sont partis dans d’autres pays. Les départs sont passés de 900 en 2010 à 2 621 en 2021. Après le lancement de l’Initiative Chine en 2018, ils ont augmenté d’environ 75 % et, en 2021, près des deux tiers des chercheurs partis à l’étranger ont choisi un poste en Chine. Les scientifiques interrogés font état de leur inquiétude concernant les collaborations et les demandes de subvention ; beaucoup disent se sentir moins en sécurité dans leur activité de recherche universitaire.

Dans une analyse évaluée par les pairs sur ces tendances, des auteurs publiant dans les Proceedings of the National Academy of Sciences ont averti que ce climat pourrait réduire la capacité des États-Unis à attirer et à retenir les meilleurs talents.

Les États-Unis ont longtemps bénéficié de la contribution des scientifiques immigrés, en particulier de ceux venus de Chine. Ces évolutions menacent la capacité du pays à retenir et à attirer les meilleurs talents scientifiques, ce qui pourrait saper son leadership mondial en science et en technologie.

Marcia McNutt, présidente de l’Académie nationale des sciences des États-Unis, a également averti que la croissance des investissements et de la production scientifiques en Chine dépassait celle des États-Unis. Elle a exprimé cette inquiétude en termes simples.

Tout cela me laisse penser que les tendances sont très préoccupantes.

Les premiers domaines où la Chine gagne du terrain

Le changement en matière de leadership est particulièrement visible dans les secteurs technologiques considérés comme stratégiques par les gouvernements. L’étude, qui s’appuie sur les indicateurs américains relatifs aux technologies critiques, montre que dans huit des onze domaines prioritaires définis par la National Science Foundation, les chercheurs chinois devraient atteindre la parité avec leurs homologues américains avant 2030. Cela ne signifie pas que la Chine dominera tous les marchés commerciaux, mais témoigne de sa capacité à définir les priorités de recherche et à publier des études à fort impact.

IA et semi-conducteurs

La Chine a étendu sa présence dans les domaines fondamentaux de la recherche en IA, des architectures d’apprentissage automatique à la vision par ordinateur et au traitement automatique du langage naturel. Nombre de ces articles s’appuient sur de grandes équipes interdisciplinaires et des expérimentations gourmandes en puissance de calcul. Dans le secteur des semi-conducteurs, la Chine se heurte à des obstacles pour la fabrication de pointe et l’accès à certains outils. Ses laboratoires publient toutefois de nombreux travaux sur les matériaux, la physique des composants et les techniques de conception qui sous-tendent les futures générations de puces. Le leadership dans les publications ne garantit pas la maîtrise de la fabrication, mais il influe sur l’orientation des travaux scientifiques qui rendent possibles les nouvelles puces.

Technologies quantiques

La Chine considère le quantique comme une priorité nationale et y a consacré d’importantes ressources publiques, avec des investissements d’environ 15 milliards de dollars. Le pays exploite le plus grand réseau de communication quantique au monde, qui s’étend sur quelque 12 000 kilomètres et jusque dans l’espace grâce à des satellites quantiques comme Micius. Les équipes chinoises publient chaque année plus d’articles liés au quantique que celles de tout autre pays. Les États-Unis conservent une avance dans certains brevets liés à l’informatique quantique et dans le développement du secteur privé, mais la Chine les devance largement en matière d’infrastructures de communication quantique. Elle a intégré des instituts de recherche publics et des entreprises d’État pour déployer des systèmes en conditions réelles.

Les dirigeants du secteur américain estiment que des investissements durables et un écosystème de recherche intégré sont essentiels pour rester dans la course. Une voix éminente l’a résumé en quelques mots.

Pour maintenir le leadership américain, il faut continuer à investir dans la recherche fondamentale.

Biotechnologies et sciences de la santé

La Chine s’est dotée d’une vaste base dans les biotechnologies, soutenue par des financements publics généreux, des pôles de recherche autour de villes comme Shanghai et de solides capacités en recherche sous contrat, en bioproduction et en principes actifs pharmaceutiques. Les laboratoires chinois produisent davantage de travaux à fort impact dans les domaines de la génomique, des thérapies cellulaires et de la biologie de synthèse. Les autorités considèrent les données génétiques comme une ressource stratégique : elles en limitent l’accès depuis l’étranger tout en développant les bases de données nationales qui alimentent les analyses enrichies par l’IA. De nombreuses entreprises chinoises dépendent encore de partenaires et de marchés étrangers pour leurs produits avancés, et les politiques nationales de fixation des prix peuvent limiter leurs revenus. Le moteur de la recherche est néanmoins puissant et attire des investisseurs et partenaires étrangers, malgré l’intensification de la concurrence géopolitique.

La santé publique et la recherche médicale s’inscrivent aussi dans la diplomatie par l’intermédiaire de la Route de la soie de la santé, un cadre qui regroupe des projets de surveillance des maladies, de génomique et d’essais cliniques, et étend la présence scientifique chinoise dans les régions émergentes. Cette approche est globale : elle associe des acteurs militaires, civils, universitaires et commerciaux pour renforcer les capacités à long terme.

Énergie et matériaux

Les chercheurs chinois publient de nombreux travaux en science des matériaux, notamment sur la chimie des batteries, les catalyseurs pour l’hydrogène et l’ammoniac, ainsi que les composites avancés permettant de concevoir des structures plus légères et plus résistantes. La progression du stockage de l’énergie et de la production d’énergies nouvelles témoigne d’années d’investissements soutenus et d’une demande intérieure croissante en technologies vertes. La transformation des résultats de laboratoire en produits mondiaux dépendra des chaînes d’approvisionnement, des normes et de l’accès aux capitaux, des domaines où les choix politiques de chaque partie comptent.

Financements, universités et effet d’échelle

L’ampleur des financements et les filières de formation des talents sont essentielles au leadership. En 2021, les États-Unis ont consacré environ 806 milliards de dollars à la recherche et au développement, contre quelque 668 milliards pour la Chine. Le rythme de croissance chinois était environ deux fois supérieur à celui des États-Unis, et la Chine forme aujourd’hui bien plus de docteurs en STIM chaque année. D’ici 2025, les universités chinoises devraient délivrer environ 77 000 doctorats en STIM par an, contre quelque 40 000 aux États-Unis. La Chine emploie également plus de chercheurs que les États-Unis et l’Union européenne réunis. Ces chiffres se répercutent sur les indicateurs de publication et de leadership.

Les bases de données recensant les publications de grande qualité montrent que la Chine creuse son avance dans les contributions à certaines revues de premier plan. Selon les données de 2024, la Chine arrivait largement en tête, tandis que la part des États-Unis diminuait, en particulier en chimie et dans une partie des sciences physiques. Les États-Unis restent en tête dans les sciences de la santé et occupent toujours la première place en sciences biologiques, mais l’écart s’est resserré à mesure que la production chinoise progressait rapidement dans ces domaines.

Le système universitaire chinois s’est développé rapidement, en taille comme en qualité. Un grand classement mondial pour 2025 recense pour la première fois davantage d’établissements chinois qu’américains. La Chine arrive aussi en tête en nombre d’établissements dans plusieurs autres classements mondiaux mettant l’accent sur l’impact des publications. Des universités d’élite comme Tsinghua et Pékin ont rejoint le premier groupe, tandis qu’un ensemble plus large d’universités régionales se spécialise dans l’IA, les technologies quantiques, les biotechnologies, les nouvelles technologies énergétiques et les sciences de l’environnement. Cette vaste base forme un grand nombre de chercheurs diplômés et de chercheurs postdoctoraux qui rejoignent ensuite les laboratoires nationaux et l’industrie.

La recherche américaine reste riche et innovante, mais l’incertitude budgétaire constitue désormais un frein. Les réductions proposées pour les agences fédérales chargées de la science, notamment une forte baisse du budget des National Institutes of Health, font craindre une contraction des financements que la philanthropie privée ne pourra probablement pas compenser entièrement. Les différends politiques et l’évolution des règles de gouvernance des universités ont également rendu certains campus moins attractifs pour les étudiants et les enseignants étrangers. À cela s’ajoute l’examen plus strict des collaborations transfrontalières : ces facteurs risquent d’éroder l’avantage en matière de talents qui a porté le leadership américain pendant des générations.

Collaborer à l’ère du découplage

Les contrôles à l’exportation sur les puces avancées et d’autres technologies, ainsi que les restrictions visant les domaines de recherche sensibles, poussent les laboratoires à repenser leurs réseaux de collaboration. Les gouvernements européens renforcent les contrôles dans certains domaines tout en cherchant à rester ouverts dans d’autres. La Chine a instauré ses propres contrôles à l’exportation et restreint le partage international dans des secteurs stratégiques désignés. La collaboration ne disparaît pas : elle se réoriente. La modélisation du leadership dans la nouvelle étude suggère que si les liens entre les États-Unis et la Chine s’affaiblissent davantage, la part de la Chine parmi les leaders des projets mondiaux continuera d’augmenter, car les équipes chinoises dirigent plus souvent des travaux menés avec des partenaires européens, sud-asiatiques et d’autres régions.

La diplomatie de l’enseignement joue un rôle. Depuis 2012, la Chine finance de vastes cohortes d’étudiants étrangers, notamment originaires d’Afrique et d’Asie du Sud. En 2018, près de la moitié des étudiants étrangers en Chine venaient de ces régions, et les données de publication montrent aujourd’hui que la Chine a dirigé des collaborations dans de nombreux pays des Nouvelles routes de la soie. Ces relations favorisent la familiarité, la formation commune et les partenariats renouvelés, qui se reflètent quelques années plus tard dans les indicateurs de leadership.

La définition des normes et des standards devient un nouveau terrain de concurrence. La Chine s’efforce d’étendre son réseau de communication quantique et de nouer des partenariats internationaux, tandis que les gouvernements occidentaux privilégient des chaînes d’approvisionnement fiables et des protocoles communs entre alliés. La fragmentation des écosystèmes peut ralentir la diffusion des idées et entraîner des incompatibilités. Des liens scientifiques solides entre pays partageant les mêmes idées peuvent atténuer ce risque, mais une baisse durable des collaborations transfrontalières ralentirait probablement les progrès dans les domaines où l’échelle et la diversité des compétences sont cruciales.

Ce qui pourrait infléchir la trajectoire

Les choix politiques peuvent influer sur l’évolution de la situation des deux côtés. Pour les États-Unis, plusieurs mesures contribueraient à préserver leur leadership. Des financements durables et prévisibles pour la recherche fondamentale et la recherche inspirée par les usages sont essentiels, en particulier dans des domaines comme l’IA, le quantique, les énergies propres et les matériaux avancés. Il faut renforcer la formation des travailleurs à toutes les étapes, des établissements d’enseignement supérieur de deux ans et de l’apprentissage jusqu’au doctorat. Une politique d’immigration moderne, qui accueille les scientifiques et simplifie les démarches de visa, permettrait de restaurer l’attractivité du pays pour les talents. Les procédures de demande de subvention peuvent être révisées afin d’en réduire la complexité inutile et d’atténuer les craintes qui découragent les collaborations ou les candidatures. Protéger la sécurité de la recherche tout en restant ouvert aux partenariats légitimes permettrait de répondre aux risques réels sans priver les États-Unis de talents du monde entier.

La coopération entre alliés peut apporter l’échelle qui manque à chaque pays pris isolément. Des plateformes d’essai partagées, des normes interopérables et des investissements coordonnés peuvent faciliter le passage des résultats de laboratoire aux systèmes commerciaux dans les domaines du quantique, des biotechnologies et des énergies propres. Des mécanismes de confiance, des garde-fous transparents pour les travaux sensibles et des accords réciproques d’accès aux données dans des domaines à faible risque peuvent aider à préserver les avantages de la science ouverte.

Pour la Chine, maintenir la dynamique de la recherche à fort impact ne revient pas à dominer les marchés mondiaux. La réussite commerciale dépend de chaînes d’approvisionnement fiables, de la protection de la propriété intellectuelle et de l’accès aux clients et investisseurs étrangers. Les politiques de fixation des prix et de remboursement dans le pays influent sur les capitaux disponibles pour l’innovation à risque dans le secteur de la santé. Des décisions favorisant les collaborations ouvertes dans les domaines à faible risque, tout en maintenant des règles claires pour les secteurs stratégiques, réduiraient les obstacles et accéléreraient l’adoption des résultats de la recherche chinoise dans le monde.

Points clés

• La Chine a dirigé 45 % des articles issus de collaborations entre équipes américaines et chinoises en 2023, contre 30 % en 2010, et devrait atteindre la parité avec les États-Unis en 2027 ou 2028.
• L’indicateur de leadership recourt à l’apprentissage automatique pour déterminer qui a dirigé une étude, à partir des déclarations de contribution et des rôles des auteurs.
• La modélisation montre qu’un découplage scientifique entre les États-Unis et la Chine augmenterait la part de la Chine parmi les leaders mondiaux, les chercheurs chinois dirigeant plus souvent des projets avec des partenaires hors des États-Unis.
• La Chine devrait atteindre la parité avec les États-Unis en matière de leadership avant 2030 dans huit des onze domaines technologiques critiques suivis par la National Science Foundation.
• La Chine a accru sa production et son impact dans l’IA, la recherche sur les semi-conducteurs, les communications quantiques et la science des matériaux.
• Les investissements publics chinois dans les technologies quantiques s’élèvent à environ 15 milliards de dollars. Le pays exploite un réseau de communication quantique de 12 000 kilomètres, soutenu par des satellites quantiques.
• Les atouts chinois dans les biotechnologies comprennent la recherche sous contrat, les principes actifs pharmaceutiques et des capacités croissantes en génomique et en thérapies cellulaires, même si la commercialisation des produits avancés repose encore sur les marchés étrangers.
• En 2021, les dépenses américaines de recherche et développement s’élevaient à environ 806 milliards de dollars, contre 668 milliards pour la Chine, dont le rythme de croissance était environ deux fois supérieur à celui des États-Unis.
• La Chine a creusé son avance dans les contributions à certaines revues de premier plan, tandis que les États-Unis restent en tête dans les sciences de la santé et conservent leurs points forts en sciences biologiques.
• Les départs de scientifiques d’origine chinoise des États-Unis ont augmenté d’environ 75 % après 2018. Beaucoup évoquent leurs inquiétudes concernant les collaborations et les demandes de subvention.
• Depuis 2012, la Chine a investi environ 33,3 milliards de yuans dans la formation d’étudiants étrangers, principalement originaires d’Afrique et d’Asie du Sud, renforçant ainsi les réseaux de recherche qui favorisent les collaborations dirigées par la Chine.
• Pour stabiliser leur leadership, les États-Unis peuvent assurer des financements durables, adopter une politique d’immigration favorable aux talents, simplifier les règles de demande de subvention et renforcer la sécurité de la recherche tout en restant ouverts aux collaborations à faible risque.