La puissance de calcul spatiale, ou comment transférer les centres de données en orbite

Le premier satellite pilote de test technologique de la « Constellation Tiansuan » (Université des postes et télécommunications de Beijing). (Photo/Université des postes et télécommunications de Beijing)

Envoyer des commandes en langage naturel à un agent intelligent au sol, déclencher un modèle d'intelligence artificielle (IA) à grande échelle embarqué sur un satellite pour effectuer un raisonnement, transmettre des instructions via une liaison espace-sol et piloter un robot doté d'une IA incarnée au sol pour exécuter des actions : cette année, l'entreprise ADA Space, en collaboration avec l'Université Jiaotong de Shanghai, a démontré avec succès le contrôle d'un robot terrestre grâce à la puissance de calcul spatiale.

La puissance de calcul spatiale — un concept révolutionnaire consistant à déplacer les centres de données dans l'espace — passe de la science-fiction à la réalité. Pourquoi développer cette puissance de calcul spatiale ? Quelles sont les voies et les stratégies de la Chine pour son développement ? Notre journaliste a enquêté sur ces questions.

« La puissance de calcul spatiale désigne une infrastructure d'information spatiale intégrant des capacités de calcul, de stockage et de transmission de données. Elle repose sur les technologies spatiales et implique le déploiement en orbite de systèmes de calcul, de systèmes de stockage de données et d'installations d'interconnexion de données à haut débit », a expliqué He Baohong, ingénieur en chef à l'Académie chinoise des technologies de l'information et de la communication (CAICT).

Le concept de puissance de calcul spatiale est né de trois besoins urgents.

Le premier est le conflit de plus en plus aigu entre la demande explosive de puissance de calcul et les contraintes énergétiques. Guo Liang, ingénieur en chef à l'Institut de recherche sur l'informatique en nuage (cloud computing) et les mégadonnées (Big Data) du CAICT, a souligné que la demande en puissance de calcul pour les modèles d'IA générative connaît une croissance exponentielle. Les données indiquent que la consommation d'électricité des centres de données en Chine a atteint 196 milliards de kilowattheures en 2025. Les centres de données terrestres sont confrontés à une triple contrainte : pénurie d'énergie, coûts de refroidissement élevés et limitation des ressources foncières. La puissance de calcul spatiale offre une solution inédite à ce dilemme en utilisant l'énergie solaire pour assurer une alimentation électrique ininterrompue.

Le deuxième besoin, moteur de cette évolution, est l'exigence d'un traitement des données en temps opportun. Pendant longtemps, les données satellitaires ont suivi un modèle de type « capture, liaison descendante, puis traitement au sol » ; l'obtention d'un jeu complet de données de télédétection prenait souvent plusieurs heures. Or, dans des situations telles que la prévention des incendies de forêt, la lutte contre les inondations et la protection des droits maritimes, la rapidité de traitement est vitale. Wang Shangguang, doyen de l'École d'informatique de l'Université des postes et télécommunications de Beijing, a expliqué que la constellation « Tiansuan » (« Informatique spatiale »), développée par son équipe, utilise le traitement par IA en orbite pour transmettre directement au sol des informations clés sur des cibles en quelques minutes seulement. Dans les situations d'urgence liées aux catastrophes, cela marque une transition du modèle de « sauvetage après sinistre » vers celui de « pré-alerte avant sinistre ».

Le troisième besoin découle du caractère non renouvelable des créneaux orbitaux et des ressources spectrales, ce qui pousse les nations à rivaliser pour une domination stratégique. Dans ce contexte, le développement d'une capacité de calcul spatial ne constitue pas seulement un choix industriel, mais une nécessité pour préserver la souveraineté numérique nationale.

« En termes d'évolution technologique et d'échelle industrielle, le développement de la puissance de calcul spatial peut être divisé en trois étapes », a indiqué Guo Liang. La première étape est celle du calcul sur satellite unique : un module de calcul doté de l'IA et de capacités de traitement spécifiques est embarqué sur un satellite individuel pour effectuer un tri préliminaire, une élimination des nuages ​​ou une reconnaissance de cibles sur des images de télédétection, avant de transmettre les données pertinentes vers la Terre. La deuxième étape concerne la mise en réseau de constellations : grâce aux liaisons inter-satellites, plusieurs satellites sont connectés pour former un réseau local (LAN) spatial, permettant un traitement distribué des tâches et une gestion dynamique des ressources entre les satellites. La troisième étape consiste à créer un réseau de satellites de calcul, impliquant le déploiement de nœuds de calcul dédiés à grande échelle dans l'espace pour former un cluster de calcul spatial, réalisant ainsi une intégration fluide entre les capacités de calcul spatiales et terrestres.

Actuellement, l'industrie chinoise du calcul spatial est passée de l'exploration théorique à l'étape de la vérification concrète en orbite et de la constitution préliminaire d'un réseau.

- la vérification technologique a franchi le cap décisif du passage de « 0 à 1 ». La Chine a mené des essais en orbite impliquant plusieurs satellites et a lancé avec succès plusieurs satellites expérimentaux équipés de charges utiles de calcul en périphérie (edge computing), confirmant ainsi la faisabilité de l'utilisation de composants de qualité commerciale en orbite. Par ailleurs, des liaisons inter-satellites ont été établies ; la technologie de liaison laser inter-satellites, développée au niveau national, a démontré avec succès la transmission de données à haut débit entre plusieurs satellites.

- le déploiement de constellations est entré dans une phase de lancements intensifs. Les constellations de satellites haut débit en orbite terrestre basse (LEO), telles que la « Constellation Mille Voiles » (Qianfan), ont débuté des lancements réguliers ; les satellites de nouvelle génération réservent généralement de l'espace pour des charges utiles de calcul, marquant ainsi la première concrétisation de l'« intégration des communications, de la navigation et de la télédétection ». ADA Space (Guoxing Aerospace) a lancé son « Initiative de calcul spatial » (Space Computing Initiative), prévoyant le déploiement d'un réseau de 2 800 satellites de calcul. GalaxySpace a placé avec succès plus de 40 satellites en orbite et développe actuellement une plateforme satellitaire de troisième génération spécifiquement conçue pour le calcul spatial.

- enfin, un écosystème industriel collaboratif est en train de voir le jour. Un comité spécialisé sur le calcul spatial et l'Institut de recherche sur le calcul intelligent spatial de Beijing ont été créés, et le Centre d'innovation en calcul spatial de Beijing a été inauguré. Une liste de dix projets clés ciblant des technologies communes critiques dans le domaine du calcul spatial a été publiée ; plus de dix entreprises de premier plan — dont LandSpace, GalaxySpace, ZTE et BOE — se sont mobilisées pour mener à bien ces projets, couvrant l'ensemble de la chaîne industrielle : plateformes satellitaires, puces, charges utiles, réseaux, logiciels et applications.

- les scénarios d'application évoluent d'une « simple fonctionnalité » vers une « efficacité accrue ». Le déploiement commercial de capacités de calcul spatial, tant dans le secteur grand public qu'industriel, commence à porter ses fruits. Dans des situations d'urgence telles que la prévention des feux de forêt et la gestion des inondations, les données de télédétection combinées aux capacités de calcul en orbite permettent de diffuser des informations sur la catastrophe en quelques minutes, marquant ainsi l'émergence d'un écosystème commercial en boucle fermée.

« La force de la Chine réside dans la collaboration à l'échelle de toute la chaîne industrielle, qui permet de mutualiser les ressources pour accomplir des tâches majeures », a souligné Guo Liang. En s'appuyant sur sa solide base manufacturière et son vaste marché intérieur, la Chine trace la voie vers des constellations de satellites multifonctionnelles, caractérisées par une intégration poussée des capacités de communication, de navigation, de télédétection et de calcul.

(Par Wang Zheng, journaliste au Quotidien du Peuple)