Fin 2025, La Vrije Universiteit Brussel (VUB) a inauguré son nouveau super ordinateur « Sofia ».
« Le super ordinateur TIER1 a été conçu pour répondre à la demande croissante d’IA dans la recherche et l’innovation, mais les chercheurs qui utilisent des applications autres que l’IA peuvent bien entendu aussi recourir à Sofia » – Ward Poelmans, chef du département Scientific Data & Compute (SDC) au sein de la direction ICT de la VUB.
Installé dans le centre de données Nexus sur le site de la VUB du Green Energy Park, le supercalculateur sera notamment utilisé pour calculer des scénarios futurs avec des modèles climatiques complexes au sein d’un consortium inter universitaire de recherche sur le climat.
À l’occasion de la mise en service de Sofia, Gate.31 s’est intéressé aux infrastructures de calcul intensif en Belgique et à leur rôle face à l’émergence des Usines et des Antennes IA. Rencontre avec Benoît Dompierre, coordinateur du programme EuroCC Belgique.
Peut-on dresser le panorama des équipements de calcul haute performance en Belgique ?
Classiquement, on classe les équipements de calcul intensif (ou supercalculateurs) en catégories appelées « Tier » qui correspondent à la puissance de calcul. Chacun de ces « Tier » sont complémentaires. En Belgique, les infrastructures de calcul intensif financées sur fonds publics couvrent un spectre allant du Tier-2, de portée régionale, à Tier-0, de dimension internationale.
En Région wallonne, le CÉCI (Centre des Équipements de Calcul Intensif) est en charge des machines Tier-2 dont l’usage est réservé aux acteurs académiques wallons. Le centre de recherche Cenaero opère le Tier-1 « Lucia » qui, en plus d’être accessible aux académiques wallons pour leur recherche propre, est également ouvert à tous, via un accès payant.
En Région flamande, les principes sont assez similaires mais l’ensemble du parc est géré et coordonné par le Vlaams Supercomputer Centrum (VSC).
Au niveau international, la Belgique participe au financement du supercalculateur européen LUMI de classe Tier-0 hébergé en Finlande. Cette participation confère aux acteurs belges un accès privilégié à cette infrastructure de très grande capacité. En complément, les utilisateurs belges peuvent recourir aux ressources mises à disposition dans le cadre de l’initiative EuroHPC ainsi qu’à des infrastructures de calcul opérées par des acteurs privés, notamment via des solutions de type cloud computing.
« Par sa structuration multi niveau et par la diversité de ses modes d’accès, l’écosystème belge du calcul haute performance permet de répondre à une large gamme de besoins scientifiques, industriels et technologiques, allant de la recherche fondamentale aux applications avancées en innovation » – Benoît Dompierre
Quels sont les principaux domaines d’application et profils d’utilisateurs du calcul haute performance ?
Il n’est pas aisé de publier des statistiques générales tant cela dépend de la machine. Des machines de type Tier-0, permettent souvent de faire de la recherche avancée et sont plus largement utilisées par des académiques même si l’essor de l’IA générative pourrait rebattre les cartes.
Des machines de type « cloud privé » sont, par leur modèle économique, à l’opposé, et probablement essentiellement utilisées par des utilisateurs privés.
Des données plus précises sont disponibles pour certaines infrastructures spécifiques. À titre d’exemple, le supercalculateur Lucia, opéré par le centre de recherche Cenaero, a fait l’objet d’une publication de statistiques couvrant sa première année d’exploitation, de la mi-2023 à la mi-2024. Sur cette période, 6 % des ressources de calcul ont été utilisées par des entreprises privées. Les principaux domaines scientifiques représentés étaient la physique, la chimie, l’informatique, l’ingénierie mécanique, ainsi que les sciences de la Terre et de l’environnement.
Image ©️Cenaero
Peut-on présenter brièvement deux cas d’usage ?
Pour le secteur privé, nous pouvons par exemple citer la collaboration entre Safran et Cenaero dans l’optimisation de compresseurs aéronautiques en combinant l’usage du HPC et de l’IA (https://www.enccb.be/USCompressordesign). Dans ce contexte, le HPC permet de résoudre des équations complexes de la physique. Depuis quelques années, les avancées en IA permettent d’enrichir ces modèles conduisant à des simulations à la fois plus précises et plus rapides. Ce cas d’usage illustre le potentiel de l’IA pour améliorer l’efficacité énergétique, tant au niveau du processus de conception que des performances finales du produit aéronautique.
Dans le secteur public, les applications sont nombreuses. Un exemple emblématique concerne les prévisions météorologiques. Ici encore, l’Institut Royal Météorologique (IRM) combine de plus en plus les calculs classiques de type HPC avec l’IA afin d’obtenir des prévisions plus précises et à plus long terme. D’autres applications majeures concernent le domaine de la santé, notamment la recherche de nouvelles molécules à visée thérapeutique ou la simulation de la propagation de pandémies au sein de la population.
Comment l’accès aux super ordinateurs est-il organisé et selon quels critères de priorisation ?
Les règles précises dépendent de chaque infrastructure. Pour faire simple, la recherche académique et publique peut généralement accéder aux ressources gratuitement ou à très faible coût en passant par un processus de sélection qui valide la pertinence de la demande et en s’engageant à publier les résultats des travaux.
En ce qui concerne les activités économiques, l’accès est généralement payant et les conditions dépendent de chaque infrastructure.
« Le coût d’accès aux infrastructures publiques est généralement très abordable et vient essentiellement couvrir les coûts de fonctionnement. Les mécanismes de priorisation des usages sont définis dès la phase de financement des infrastructures, sous la forme d’objectifs quantitatifs d’allocation des ressources » – Benoît Dompierre.
À titre d’exemple, une répartition cible peut prévoir qu’environ 10 % de la capacité de calcul soit dédiée aux usages industriels, contre 90 % pour les autres activités, notamment académiques et publiques. Ensuite, le supercalculateur va gérer les priorités des différents calculs afin de tendre vers ces cibles.
La consommation énergétique de ces équipements est souvent épinglée. Quels leviers sont activés pour réduire la consommation énergétique de ces infrastructures ?
C’est une question pertinente et d’actualité ! Au même titre qu’il existe un top500 des machines les plus puissantes, il existe un top500 des machines les plus efficientes, appelé le green500. Plusieurs leviers contribuent à la réduction de la consommation énergétique. Le premier concerne la consommation des processeurs de calculs. A puissance de calcul équivalente, les processeurs de dernière génération sont de plus en plus économes.
Un second levier concerne le refroidissement. Il y a 10 ou 20 ans, près des 2/3 de l’énergie était utilisée pour refroidir un calculateur. Aujourd’hui, on descend assez classiquement à 20%. Des initiatives complémentaires permettent de diminuer encore les besoins. Par exemple, le supercalculateur LUMI utilise de l’énergie 100% renouvelable et sa localisation, en Finlande, lui permet de contribuer significativement à l’alimentation des réseaux de chauffage locaux. Enfin, au-delà des aspects strictement infrastructurels, des critères d’efficacité peuvent également être intégrés au processus d’allocation des ressources. Certaines infrastructures exigent des utilisateurs qu’ils démontrent l’efficience de leurs codes ou de leurs workflows de calcul avant l’octroi de capacités significatives, favorisant ainsi des pratiques de calcul plus sobres et responsables.
Avec l’essor de l’IA – des Usines et des Antennes IA – quel rôle seront amenés à jouer les supercalculateurs ?
Les Usines IA vont, en effet, jouer un rôle majeur en Europe et par conséquent, en Belgique. Chaque AI Factory sera centrée sur une infrastructure pensée pour l’IA. La Belgique est impliquée via une antenne appelée BE-AIFA. Il s’agira de favoriser la montée en puissance de l’IA dans l’écosystème belge.
Pour ce faire, la Belgique ne développera pas une infrastructure propre mais s’appuiera sur celles des AI Factory « LUMI » et « JUPITER ». Les acteurs belges, auront alors un accès privilégié à ces infrastructures. Cela dit, les infrastructures existantes en Belgique seront également mises au service des besoins autour de l’IA comme c’est déjà le cas aujourd’hui.
« Je vois l’Antenne BE-AIFA comme une opportunité unique d’accélérer massivement l’innovation des acteurs belges autour de l’IA ! » – Benoît Dompierre.
