9 Décembre 2021

[Quézako?] #60ansCNES - Quand le numérique donne, donne, donne !

Le CNES a évolué avec l’explosion des données numériques liées au spatial. A Toulouse, nous hébergeons l’un des plus puissants centres de calcul informatiques en France qui s’apprête, encore, à évoluer.

Le « data center » du CNES à Brétigny-sur-Orge en 1966 (g.) et celui du CNES de Toulouse aujourd'hui. Crédits : CNES/E. Grimault.

Certes, on y perd en convivialité. Mais la puissance de calcul entre le « data center » du CNES à Brétigny-sur-Orge (91) en 1966 et celui situé aujourd’hui dans nos sous-sols, à Toulouse, n’est en rien comparable. « On héberge, ici, l’un des centres de calcul informatiques les plus puissants de France, explique Guillaume Eynard-Bontemps, responsable de l’équipe du Centre de Calcul au CNES et spécialiste du traitement de données. 400 serveurs. 12 000 cœurs de calcul, soit l’équivalent de 3000 ou 4000 ordinateurs portables modernes. » Il faut bien cela ! Comme la NASA, le CNES a compris très tôt la nécessité de supercalculateurs pour concevoir les moteurs de fusées, simuler leurs lancements et calculer leurs trajectoires et celles des satellites. Puis pour traiter et analyser les données produites par les satellites, de plus en plus volumineuses. Pour preuve : les 20 millions d’images de la Terre prises par les satellites SPOT, entre 1986 et 2015, représentent environ 1 Pétaoctet (Po) de données (1 million de milliards d'octets) ; les images de notre planète issues des satellites actuels Sentinel-2, c’est 4 Po, par an !

Le centre de calcul du CNES, c'est l'équivalent de près de 4000 ordinateurs portables modernes

Quant au satellite franco-américain SWOT, qui étudiera les océans, il générera au cours de sa mission pas moins de 8 Po de données, exploitables par les ingénieurs et scientifiques du monde entier. Au fur et à mesure de leur production, elles sont déplacées sur un espace de stockage pour être récupérable par tous (voir encadré). Quant aux données brutes, elles sont sauvegardées. A vie. 

une mission régalienne

« Nous avons le devoir de stocker et d’archiver de manière pérenne les données spatiales, explique Guillaume. C’est une mission régalienne du CNES. » C’est ainsi que l’on trouve aussi, dans les sous-sols du Centre Spatial de Toulouse, des librairies de bandes magnétiques. Des armoires automatisées qui contiennent des milliers de bandes sur lesquelles sont enregistrées les données issues des missions et les contextes de leur utilisation (voir encadré). Et chaque donnée est écrite sur 2 bandes magnétiques, stockées dans 2 armoires différentes, utilisant des technologies différentes, installées dans 2 bâtiments différents ! L’objectif : s’assurer de ne perdre aucune donnée et pouvoir les utiliser, dans 10, 20 ou 30 ans.

De nouveaux traitements d’images ont été mis au point

Oui, car même dans 30 ans, les données collectées aujourd’hui seront précieuses. Elles permettent de travailler sur ce qu’on appelle des séries temporelles, utiles pour suivre sur le long terme l’érosion d’une côte ou la fonte d’un glacier. Ainsi, le CNES vient de mettre à la disposition des scientifiques les images « remasterisées » de la Terre prises par Spot – depuis Spot 1 en 1986. « De nouveaux traitements d’images ont été mis au point. Il était important d’en faire bénéficier les "anciennes images", pour optimiser les comparaisons avec les clichés traités aujourd’hui. »

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Guillaume Eynard-Bontemps, responsable de l’équipe du Centre de Calcul au CNES et spécialiste du traitement de données. Crédits : CNES/G. Lebras.

Le lac Mackay, en Australie, vu par le satellite Sentinel 2 le 15 mars 2017. Crédits : Copernicus Sentinel Data/, 2017.

Entre chaud et froid, plus de place et de puissance

Entre le stockage des archives « froides » sur les bandes, et le stockage temporaire des données « chaudes » sur les plateformes de calcul qui les utilisent, nous développons une nouvelle zone de stockage, « pour données tièdes » ! Objectif : libérer de l’espace sur les supercalculateurs pour les rendre encore plus performants. « De plus, ajoute Guillaume Eynard-Bontemps, avec ce nouvel entrepôt de données, nous disposerons d’un espace de stockage fiable et très capacitif, à proximité. La capacité de stockage devrait atteindre 35 Po en 2022 - l’équivalent de 70 000 portables modernes - et jusqu’à 100 Po d’ici 2027. Ce sera une technologie dite "object storage", issue du monde du cloud computing, où l’on peut facilement augmenter les capacités de stockage. »

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Petites mais costaudes... Et écolo !

« Oui, comme il y a 20 ans, nous utilisons encore aujourd’hui des bandes magnétiques, sourit Guillaume Eynard-Bontemps, spécialiste du traitement de données au CNES. Mais elles sont plus petites, et avec des capacités de stockage beaucoup plus importantes. La bande magnétique reste le meilleur compromis pour une sauvegarde pérenne (durée de vie de 30 ans) avec un coût de stockage, financier et environnemental réduit, voire nul. Les armoires n’ont pas besoin d’être réfrigérées, elles ne consomment quasiment aucune énergie. Le seul inconvénient est que ces archives sont plus complexes à consulter ».

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