SpaceX et Blue Origin veulent envoyer les data centers d'IA en orbite, mais la physique s'y oppose

Sur le papier, l'idée semble presque parfaite : si l'IA bute sur la pénurie d'énergie sur Terre, il suffit de déplacer le calcul en orbite. Le soleil y brille presque en permanence, et les nouveaux data centers n'ont pas besoin d'obtenir l'aval des réseaux électriques ni des autorités locales. Mais plus SpaceX et Blue Origin vantent leurs clusters de calcul spatiaux, plus la réponse des scientifiques et des ingénieurs se durcit.

Selon eux, on présente le problème comme une solution à portée de main, alors que ni la physique, ni l'économie, ni l'architecture même des systèmes orbitaux ne permettent pour l'instant de le résoudre. Le 30 janvier, SpaceX a déposé auprès de la Federal Communications Commission (FCC) une demande pour lancer jusqu'à 1 million de satellites en orbite basse. L'entreprise décrit ce réseau comme une infrastructure de calcul orbitale destinée aux modèles d'IA avancés.

Les satellites seraient placés entre 500 et 2000 kilomètres d'altitude, maintenus autant que possible du côté ensoleillé, et leur trafic transiterait par Starlink. SpaceX a également demandé un assouplissement des délais de déploiement, qui exigent normalement que la moitié d'une constellation soit opérationnelle sous six ans. Sept semaines plus tard, Blue Origin a déposé une demande similaire.

Son projet Sunrise prévoit 51 600 satellites sur des orbites héliosynchrones situées entre 500 et 1800 kilomètres d'altitude. Les calculs seraient effectués dans l'espace, et les résultats renvoyés vers la Terre via un réseau optique distinct, TeraWave. En parallèle, les startups accélèrent.

En mars, Starcloud a levé 170 millions de dollars sur la base d'une valorisation de 1,1 milliard, et a déjà placé en orbite un satellite équipé d'un GPU Nvidia H100. Cette année, Aethero teste des ordinateurs de bord durcis contre les radiations, basés sur des puces Nvidia Orin NX. L'intérêt pour ces projets se comprend.

En 2024, la consommation électrique mondiale des data centers a atteint environ 415 TWh, et elle pourrait dépasser 1000 TWh d'ici 2026. Les serveurs d'IA tirent la demande le plus vite, avec une croissance prévue d'environ 30% par an. En Virginie, les data centers absorbent déjà 26% de toute l'électricité, et en Irlande leur part pourrait atteindre 32% d'ici la fin de l'année.

Sur Terre, raccorder rapidement de nouvelles capacités, construire des réseaux et obtenir des permis devient de plus en plus difficile. L'orbite apparaît donc comme un contournement tentant. Mais c'est là que commence la réalité de l'ingénierie.

Le principal ennemi d'un data center orbital, c'est la chaleur. Sur Terre, les serveurs sont refroidis par air ou par liquide ; dans l'espace, l'énergie excédentaire ne peut être évacuée que par rayonnement. Pour dissiper à peine 1 mégawatt de chaleur tout en maintenant l'électronique autour de 20 degrés Celsius, il faut des radiateurs d'environ 1200 mètres carrés, soit à peu près quatre courts de tennis.

Pour une installation de ne serait-ce que quelques centaines de mégawatts, il faudrait des systèmes d'évacuation thermique plus grands de plusieurs ordres de grandeur que tout ce que l'humanité a jamais déployé en orbite. Deuxième problème : les radiations. En orbite basse, les puces classiques subissent des défaillances et des dommages physiques causés par les rayons cosmiques et les particules chargées.

Le durcissement contre les radiations augmente le coût du matériel de 30–50% tout en réduisant les performances de 20–30%. L'alternative, la triple redondance, implique d'envoyer dans l'espace trois exemplaires de chaque puce, et avec eux trois fois plus de masse, de refroidissement et de consommation d'énergie. Troisième contrainte : la latence.

L'entraînement des modèles de pointe exige des liaisons entre nœuds de l'ordre de la microseconde, alors que l'orbite basse impose des millisecondes entre satellites et environ 60–190 millisecondes pour le trajet des signaux entre la Terre et l'orbite. Ces systèmes pourraient donc s'avérer utiles pour l'inférence plutôt que pour l'entraînement de grands modèles. Reste l'économie.

Le coût estimé d'un data center orbital de 1 GW dépasse 50 milliards de dollars, soit environ trois fois plus qu'une installation terrestre comparable, même en tenant compte de plusieurs années d'exploitation. Pour que le calcul spatial commence à paraître raisonnable, le coût de mise en orbite devrait, selon plusieurs estimations, tomber sous les 200 dollars le kilogramme, alors que l'économie actuelle des lancements Starlink se situe environ entre 1000 et 2000 dollars. Certains analystes estiment qu'une véritable compétitivité exigerait 20–30 dollars le kilogramme.

Même au sein de l'industrie de l'IA, l'idée suscite le scepticisme : la question n'est pas seulement le prix, mais aussi la simple maintenance. Comment remplacer un GPU défaillant en orbite ? Les astronomes ouvrent un autre front critique.

La demande de SpaceX a recueilli environ un millier de commentaires publics, dont la majorité appelle le régulateur à ne pas approuver le projet. Si une telle constellation voit le jour, le ciel nocturne pourrait compter, pendant une bonne partie de l'année, plus de satellites que d'étoiles visibles. Cela signifie davantage de pollution lumineuse et radioélectrique, ainsi qu'un environnement orbital encore plus encombré.

La conclusion principale est la suivante : les data centers orbitaux ne paraissent pas absurdes comme piste à long terme, surtout si le coût des lancements chute brutalement et si le réseau électrique terrestre continue d'étouffer sous la demande de l'IA. Mais entre une demande portant sur des dizaines de milliers, voire un million de satellites, et un réseau de calcul spatial réellement opérationnel et économiquement viable, il reste des années de problèmes non résolus. Pour l'instant, il s'agit donc davantage d'un pari sur un futur lointain et d'un moyen de réserver sa place en orbite que d'une réponse à la pénurie de puissance de calcul dont le marché a besoin dès aujourd'hui.