Comment l’IA va pousser les datacenters en orbite
Et si la prochaine génération de datacenters ne se construisait pas sur Terre, mais en orbite ? L’idée peut sembler relever de la science-fiction mais elle mobilise aujourd’hui des géants de la technologie et de l’espace.
Avec l’explosion des besoins en puissance de calcul pour l’intelligence artificielle et les tensions croissantes sur les ressources énergétiques terrestres, le concept de datacenters spatiaux gagne en crédibilité.
L’annonce d’une possible fusion entre SpaceX d’Elon Musk et xAI illustre l’intérêt grandissant pour cette approche. Si les promesses sont alléchantes – énergie solaire illimitée, refroidissement naturel, réduction de l’empreinte carbone -, les défis sont tout aussi considérables : coûts de lancement, fiabilité matérielle, maintenance impossible.
De quoi parle-t-on exactement ?
Les datacenters IA spatiaux sont des infrastructures de calcul déployées en orbite basse ou plus haute, combinant serveurs, accélérateurs IA (GPU, TPU, ASIC) et vastes surfaces solaires. Ils reposeraient sur des centaines de satellites interconnectés pour répondre à ces besoins massifs de compute pour l’entraînement et l’inférence des modèles IA très gourmands en ressources.
Au-delà de l’atmosphère, les satellites bénéficieraient d’une exposition solaire ininterrompue et pourraient dissiper la chaleur directement dans le vide spatial, supprimant ainsi deux des plus grands défis des datacenters terrestres.
Plusieurs programmes structurent aujourd’hui ce concept encore émergent, témoignant d’un réel engouement industriel.
> Google et le Project Suncatcher
Google développe le Project Suncatcher, un réseau ambitieux d’environ 80 satellites solaires positionnés à 400 km d’altitude, équipés de TPU (unités de traitement tensoriel) pour exécuter des charges IA. Ces satellites seraient interconnectés par des liaisons optiques et renverraient les résultats vers la Terre via des liens laser à haut débit. Deux premiers prototypes sont attendus en 2027, en partenariat avec Planet Labs.
> L’Initiative européenne ASCEND
En Europe, le projet ASCEND (Advanced Space Cloud for European Net zero emission and Data sovereignty), piloté par Thales Alenia Space et financée par la Commission européenne, conclut à la faisabilité de datacenters en orbite pour contribuer à l’objectif de neutralité carbone et à la souveraineté numérique européenne. Elle s’appuie sur un consortium mêlant experts environnementaux (dont Carbone 4), acteurs du cloud (Orange Business, HPE, CloudFerro), lanceurs (ArianeGroup) et agences spatiales.
Thales Alenia Space expérimente également le Space Edge Computing à plus petite échelle, en déployant un calculateur durci embarquant Microsoft Azure sur l’ISS pour traiter en orbite des flux d’observation de la Terre avec des applications IA comme DeeperVision. Cette approche préfigure des architectures hybrides où une partie du traitement IA est effectuée en orbite, le reste dans les clouds terrestres.
> Starcloud et Nvidia : objectif « hypercluster »
Starcloud, soutenu par Nvidia et Google, a franchi une étape importante le mois dernier en lançant le satellite Starcloud-1 via une fusée Falcon 9.
Équipé d’une puce Nvidia H100 – la plus puissante jamais envoyée en orbite – il entraîne et exécute le modèle Gemma de Google en tant que « proof of concept ». L’entreprise promeut des datacenters orbitaux alimentés 24/7 par l’énergie solaire, avec la promesse de réduire d’un facteur 10 les émissions de CO2 par rapport à un datacenter terrestre sur l’ensemble du cycle de vie. Elle vise à terme un « hypercluster » modulaire fournissant environ cinq gigawatts de puissance de calcul.
L’Alliance nippo-américaine contre la Chine
Au Japon, Space Compass et Microsoft explorent un réseau de satellites-relais optiques intégrant des capacités de edge computing pour rapprocher encore les fonctions de calcul IA des capteurs orbitaux et du cloud Azure.
La Chine n’est pas en reste, annonçant son intention de créer un « nuage spatial » au cours des cinq prochaines années. La China Aerospace Science and Technology Corporation s’est engagée à construire une infrastructure d’intelligence numérique spatiale de classe gigawatt, conformément à un plan de développement quinquennal.
Les défis technologiques et architecturaux
La mise en orbite d’un datacenter IA pose des défis technologiques considérables que les ingénieurs doivent surmonter.
> Lancement et assemblage
Les modules doivent être conçus de manière modulaire et suffisamment robustes pour résister aux violentes vibrations du décollage, puis être assemblés en orbite. Une tâche que des programmes comme EROSS IOD (European Robotic Orbital Support Services) entendent automatiser via la robotique spatiale européenne dès 2026.
> Gestion thermique complexe
Si le vide spatial évite la convection, il complique paradoxalement l’évacuation de la chaleur. Celle-ci doit passer par des radiateurs et une ingénierie thermique fine pour gérer des charges IA très denses. Contrairement aux idées reçues, le refroidissement dans l’espace n’est pas automatique et nécessite des systèmes sophistiqués.
> Fiabilité matérielle extrême
Les serveurs et accélérateurs IA doivent être durcis contre les radiations cosmiques et les cycles thermiques extrêmes, tout en restant compétitifs en performance par rapport aux générations terrestres renouvelées tous les 3 à 5 ans. C’est un défi majeur dans un secteur où l’obsolescence est rapide.
> Connectivité Haute Performance
Les datacenters spatiaux reposent sur des liens optiques haut débit, à la fois inter-satellites et vers le sol, afin de limiter la latence et de maximiser le débit pour l’entraînement et l’inférence distribués. Les liaisons laser deviennent indispensables pour gérer les volumes de données colossaux.
Les défis économiques et temporels
Malgré l’enthousiasme, les experts du secteur spatial restent prudents. Plusieurs obstacles majeurs se dressent sur la route de cette vision futuriste :
- Les débris spatiaux représentent une menace constante pour tout équipement orbital
- Les coûts de lancement demeurent substantiels malgré les progrès récents
- La maintenance est extrêmement limitée une fois les satellites en orbite
- Le rythme de renouvellement technologique pose question dans un environnement où l’accès physique est impossible
Selon les analystes de Deutsche Bank, les premiers déploiements de petits centres de données orbitaux sont attendus entre 2027 et 2028. Ces missions pionnières serviront à valider la technologie et évaluer la rentabilité. Les constellations plus importantes, comprenant potentiellement des centaines voire des milliers d’unités, ne verraient le jour que dans les années 2030, et seulement si ces premières expériences s’avèrent concluantes.
Le modèle économique repose sur trois piliers : la baisse rapide des coûts de lancement, la maturité de la robotique orbitale et la densification des puces IA. Si ces hypothèses se vérifient, le calcul IA en orbite pourrait devenir, à moyen terme, compétitif voire plus rentable que l’extension infinie de datacenters au sol dans des zones déjà contraintes en énergie et en eau.
Enjeux énergétiques et environnementaux : un bilan contrasté
Les datacenters IA tirent aujourd’hui la consommation électrique mondiale à la hausse, au point que certaines projections redoutent une saturation des réseaux et une tension croissante sur le foncier, l’eau et les énergies renouvelables. En orbite, la combinaison d’un flux solaire permanent (hors éclipses) et de panneaux plus efficaces qu’au sol ouvre un nouveau gradient d’optimisation énergétique.
Selon les porteurs du projet ASCEND, malgré l’empreinte carbone initiale des lancements, un datacenter spatial pourrait afficher, à horizon de vie complet, un bilan carbone meilleur qu’un équivalent terrestre si certains seuils de puissance et de durée de vie sont atteints. Des acteurs comme Starcloud avancent des chiffres impressionnants : jusqu’à 90% de réduction des coûts d’électricité, et un facteur 10 sur les émissions de CO2 sur la durée de vie, en supposant des lancements optimisés et une maintenance robotisée.
Cependant, la réalité est plus nuancée. Chaque lancement de fusée injecte des centaines de tonnes de CO2 et d’autres composés dans l’atmosphère, ce qui déplace le problème vers le secteur spatial et pose la question du rythme soutenable de mise en orbite de telles infrastructures. À cela s’ajoutent des enjeux préoccupants :
- La pollution lumineuse causée par les constellations de satellites, déjà critiquée par les astronomes
- La congestion croissante des orbites basses, source de risques de collision
- L’impact cumulatif de milliers de lancements sur l’atmosphère
Le débat environnemental reste donc ouvert : les bénéfices opérationnels compensent-ils vraiment l’impact des phases de lancement et de déploiement ?
L’ambition de Musk et de Bezos
Pour Elon Musk, le timing semble idéal. SpaceX est le constructeur de fusées le plus performant de l’histoire et a déjà mis en orbite avec succès des milliers de satellites dans le cadre de son service internet Starlink. Cette infrastructure existante pourrait servir de fondation pour des satellites compatibles avec l’IA ou faciliter la mise en place de capacités informatiques embarquées.
Lors du Forum économique mondial de Davos au début du mois, il n’a pas caché son optimisme : « Il est évident qu’il faut construire des centres de données à énergie solaire dans l’espace… l’endroit le moins coûteux pour déployer l’IA sera l’espace, et ce sera vrai d’ici deux ans, trois au plus tard. »
SpaceX envisage d’ailleurs une introduction en bourse cette année, qui pourrait valoriser l’entreprise de fusées et de satellites à plus de 1 000 milliards $. Une partie des fonds levés servirait à financer le développement de satellites de centres de données dédiés à l’intelligence artificielle.
De leur côté, Blue Origin et Jeff Bezos travaillent sur leur propre technologie de datacenters spatiaux, en s’appuyant sur l’expertise d’Amazon. Le fondateur prévoit que les « centres de données géants de plusieurs gigawatts » en orbite pourraient, d’ici 10 à 20 ans, être plus abordables que leurs homologues terrestres.
Illustration : image générée par l’IA
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