Google teste un centre de données IA en orbite. Le projet doit résoudre la dissipation thermique dans l'espace et réduire les coûts de maintenance pour prouver sa viabilité, ce dont les experts doutent

Google a lancé les tests d'un centre de données orbital dédié à l'IA à travers l'initiative « Suncatcher ». Un satellite prototype de la taille d'un réfrigérateur, développé en partenariat avec Planet Labs et transporté par une fusée SpaceX, a été mis en orbite pour évaluer la résistance de puces Tensor Processing Units (TPU) face aux radiations et aux températures extrêmes. Malgré les promesses, cette technologie soulève des défis techniques majeurs, notamment la gestion de la dissipation thermique dans le vide spatial et les coûts élevés de maintenance. Selon un ancien scientifique de la NASA, les centres de données orbitaux sont une idée catastrophique.

Google a lancé le projet « Suncatcher », une initiative de recherche à long terme visant à installer des centres de données d'IA en orbite terrestre pour exploiter l'énergie solaire illimitée. Face à l'explosion de la demande en capacité d'apprentissage automatique et aux oppositions croissantes des communautés locales contre l'implantation de centres terrestres gourmands en électricité, l'espace offre une source d'énergie abondante et constante.

Comme le souligne Travis Beals, responsable du projet chez Google, « le soleil produit presque toute l'énergie de notre système solaire » et cette initiative vise à exploiter cette ressource pour alimenter le calcul informatique dédié à l'IA. Pour valider ce concept, Google s'est associé à la société Planet Labs afin de concevoir un prototype de satellite de la taille d'un réfrigérateur capable de tester la résistance des puces aux contraintes spatiales.

« La Lune est un cadeau de l'univers », a déclaré Jeff Bezos en évoquant les avantages de l'utilisation de la Lune comme base pour lancer des projets dans l'espace. L'idée est digne d'un film de science-fiction, mais elle est de plus en plus plébiscitée. Quant à savoir si elle est réalisable, c'est une tout autre histoire.

« L’espace sera l’endroit le moins coûteux pour déployer l’IA, et ce sera le cas d’ici deux ans, trois au plus tard », a déclaré Elon Musk, fondateur de SpaceX, lors du Forum économique mondial de Davos en janvier, alors que son entreprise s’apprêtait à entrer en bourse. Il juge ce projet plus respectueux de l'environnement. Il a introduit SpaceX en bourse sur la base de ces promesses, bien que des critiques considèrent l'idée comme non viable.

Le premier prototype et le défi de la dissipation thermique

Cette idée emballe les milliardaires de la technologie, mais les spécialistes sont sceptiques. Brian McManus, ingénieur aéronautique, critique particulièrement Starcloud, une entreprise qui a levé 170 millions de dollars. L'expert a déclaré : « il semble vraiment que n'importe qui avec quelques rendus et un livre blanc rédigé par quelqu'un gonflé à bloc par une IA trop complaisante puisse obtenir un financement par capital-risque de nos jours ».

Transporté en orbite par une fusée de SpaceX, ce satellite embarque quatre puces spécialisées conçues par Google, appelées Tensor Processing Units (TPU). L'objectif principal de cette initiative de Google est de prouver qu'une TPU peut fonctionner dans l'espace sous une alimentation continue d'un kilowatt.

En raison de contraintes liées à la gestion thermique, ces puces exécuteront une version du modèle à poids ouverts Gemma de Google par sessions de quinze minutes afin d'éviter la surchauffe. Dans un article de blogue, l'entreprise a indiqué que cette mission permettra d’évaluer « la manière dont les TPU gèrent les contraintes physiques du vol spatial ainsi que les rayonnements et les conditions thermiques extrêmes imposées par l'espace ».

Brandon Lucia, professeur d’ingénierie électrique et informatique à l’université Carnegie Mellon, a déclaré que l’idée semblait « tout droit sortie d’un film de science-fiction », mais qu’une grande partie de la technologie avait déjà fait ses preuves au niveau de la recherche. Brandon Lucia explique que « la dissipation thermique constitue un obstacle majeur », car le vide spatial ne permet pas d'utiliser l'air ou l'eau pour refroidir les composants.

Google affirme travailler sur la question du refroidissement

Google a qualifié le refroidissement des puces de « défi de recherche crucial » et a présenté des approches sur lesquelles la société travaille, notamment l’utilisation d’une combinaison de tuyaux et de radiateurs pour évacuer la chaleur des puces. D'après Travis Beal, les radiateurs comptent parmi les composants les plus lourds de la mission actuelle, ce qui constitue un inconvénient, car les objets plus lourds coûtent beaucoup plus cher à lancer.

Il a déclaré que son équipe cherche des moyens de refroidir les puces plus efficacement. En outre, il existe des questions majeures concernant la maintenance. Lorsqu’une puce tombe en panne dans un centre de données terrestre, ou qu’un dysfonctionnement survient, un technicien peut se rendre sur place pour la réparer. Selon les spécialistes, cela s'avère infiniment plus complexe et coûteux lorsque le centre de données tourne dans l'espace.

Les ambitions de Starcloud en matière d'infrastructures orbitales sont jugées démesurées. Pour atteindre les 5 gigawatts de puissance promis, chaque centre de données couvrirait une surface gigantesque, équivalente à près de 5 000 fois celle des panneaux de la Station spatiale internationale. La masse d'une telle station dépasserait les 113 millions de kilogrammes, soit « plus de six fois la masse totale lancée dans l'espace dans l'histoire ».

« Même en faisant abstraction des pompes, du liquide de refroidissement, des blindages antiradiations, du carburant, des roues d’inertie, des structures et autres éléments, la station Starcloud dépasse les 113 millions de kilogrammes. C’est plus qu’un porte-avions en orbite. C'est plus de six fois la masse totale jamais lancée dans l’espace depuis le début de l’histoire », a déclaré Brian McManus en critiquant les centres de données dans l'espace.

Selon un ancien cadre de la NASA, les centres de données orbitaux sont « une idée absolument catastrophique qui n'a vraiment aucun sens ». Cet ancien spécialiste en électronique spatiale de la NASA a déclaré que les centres de données spatiaux ne sont pas pratiques en raison d'une production d'électricité insuffisante, de problèmes complexes de régulation thermique et des effets néfastes des rayonnements sur les composants électroniques.

Les impératifs d'infrastructure et les lancements du Starship

À terme, Google ambitionne de déployer une constellation de 81 satellites en formation serrée et interagissant par des liaisons laser. Dans une étude publiée dans la revue Joule, les chercheurs de Google ont étudié les conditions de viabilité du projet. Pour ramener le coût de lancement vers 200 dollars par kilogramme d'ici 2035, l'étude indique que le lanceur Starship de SpaceX devra acheminer environ 370 000 tonnes de charge utile en orbite.

Cela nécessiterait 1 800 lancements du Starship sur dix ans, soit 180 vols annuels à raison de 200 tonnes par mission, ce qui représente un défi immense pour un appareil qui n'a pas dépassé 5 vols par an jusqu'à présent. De plus, les essais démontrent qu'elles résistent bien aux radiations spatiales sur une durée de cinq ans pour des tâches d'inférence, mais qu'elles restent sujettes à des erreurs problématiques pour de l'entraînement massif.

Malgré le potentiel théorique, la rentabilité financière reste incertaine en raison du coût élevé des lancements, des difficultés de réparation et de la latence des communications laser à travers l'atmosphère terrestre. Travis Beals qualifie ce projet de « moonshot » et estime qu'il faudra plus de 5 ans avant de voir émerger une viabilité économique réelle. Selon lui, les centres spatiaux ne remplaceront pas de sitôt les infrastructures terrestres.

Il souligne ainsi qu'il y aura des cas d'usage qui auront plus de sens sur Terre et des cas d'usage qui auront plus de sens dans l'espace, les deux types d'infrastructures étant appelés à coexister durablement. « Le coût et la complexité de tous ces projets sont multipliés par 10, voire par 100. Il faut donc que les retombées soient considérables », affirme Brandon Lucia. À l'heure actuelle, les experts doutent encore des centres de données spatiaux.

Plusieurs dangers liés aux débris spatiaux et aux radiations

La taille démesurée de ces installations les rendrait extrêmement vulnérables aux millions de débris spatiaux qui encombrent déjà l'orbite terrestre, rendant la moindre réparation extrêmement coûteuse et complexe. Les coûts exploseraient rapidement. Même les plus petits débris pourraient percer un trou dans les panneaux, ce qui nécessiterait des réparations coûteuses, grandement compliquées par le voyage dans l’espace qu’elles impliqueraient.

C’est un problème bien réel que SpaceX ne connaît que trop bien. L'entreprise a révélé que son réseau de satellites Internet Starlink avait dû effectuer jusqu'à 300 000 manœuvres d’évitement de collision rien qu’en 2025. À cela s'ajoute le problème de la transmission et de l'intégrité des données à travers le vide spatial. Selon l'ingénieur aéronautique Brian McManus, les particules ionisantes peuvent facilement altérer les informations stockées.

À ce propos, Brian McManus explique notamment : « les particules ionisantes traversant les satellites peuvent griller un transistor ou inverser un bit d’information stocké à l’intérieur. Sans un logiciel vérifiant en permanence les résultats, cela entraînerait la mère de...

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