Archivage : Wave Domain stocke des informations pour 500 ans
La startup américaine remet au goût du jour l’invention d’un prix Nobel français du XIXe siècle, qui consiste à stocker durablement l’information sous la forme d’une onde de couleur dans la masse d’une émulsion argentique. Le procédé résiste même aux radiations du cosmos.
Enregistrer des archives sur un support capable de les conserver 500 ans. C’est le défi que se lance la startup américaine Wave Domain, qui travaille à implémenter l’invention du physicien Clark Johnson. Celle-ci consiste à stocker l’information sous forme de couleurs dans la masse d’une émulsion argentique, laquelle serait bien plus résistante au passage du temps que les supports magnétiques (bandes, disques durs), dont la polarisation n’est garantie que 30 ans.
Rencontré lors d’un événement IT Press Tour consacré aux acteurs qui innovent dans le stockage de données, Clark Johnson (à gauche sur la photo en haut de cet article) explique que le principe est similaire au procédé qu’avait inventé, en 1886, le chercheur français Gabriel Lippmann pour la photographie couleur et qu’il lui vaudra le prix Nobel de physique en 1908 :
« Plutôt que superposer trois couches chimiques qui libèrent chacune un colorant quand des ions d’argent deviennent des atomes d’argent à l’exposition de la lumière, Gabriel Lippmann avait trouvé un moyen de figer la forme des longueurs d’onde de la lumière dans la masse d’un substrat de mercure. »
« Non seulement ce procédé permettait de restituer des couleurs bien plus fidèles que les systèmes trichromatiques, mais il était aussi bien plus pérenne », lance-t-il, en montrant des photographies dont les versions originales ont été prises il y a 135 ans et qui n’ont rien perdu de leur éclat depuis lors.
« Et pour en avoir le cœur net, nous avons eu l’opportunité d’exposer 150 prototypes de nos médias de stockage aux radiations de l’espace, pendant neuf mois, à bord de l’ISS », enchérit Bob Miller, le PDG de la startup Wave Domain (à droite sur la photo en haut de cet article).
« La NASA a confirmé dans son rapport que nous avions passé tous les tests : notre système de stockage a été jugé insensible aux rayonnements ionisants, à l’électricité statique, aux impulsions électromagnétiques, aux surtensions... Évidemment, il a résisté aux 8 G de poussée lors du lancement. Et de retour sur Terre, la NASA a pu confirmer que nos médias envoyés dans l’espace étaient toujours strictement identiques aux échantillons de contrôle restés au sol », ajoute-t-il.
Il précise que ce test en conditions extrêmes a pu se faire à la faveur d’un financement dans le cadre d’HELIOS (Hardened Extremely Long-Life Information and Optical Storage), un projet que mène la NASA pour trouver un support lui permettant de stocker les données durablement durant de longues missions dans l’espace.
Pas de produit final avant trois ans
Le système de stockage de Wave Domain est baptisé à ce stade SWS, pour Standing Wave Storage (que l’on pourrait traduire en « stockage par ondes figées »). Il n’existe encore qu’à l’état de prototype, mais promet de se concrétiser dans des systèmes qui ne coûteraient pas plus que quelques centaines de dollars : un film argentique pour stocker les données, des LEDs de couleur pour les écrire et une caméra de smartphone pour les relire constitueraient l’essentiel du dispositif.
« Tel que nous l’avons conçu, le média de stockage serait une feuille rectangulaire dont toute la surface pourrait être relue en une seule opération, laquelle durerait moins d’une seconde », explique Bob Miller en décrivant un prototype de lecteur qui mesure environ 20 x 25 x 9 cm3.
Wave Domain espère lancer ses premiers lecteurs de série d’ici à trois ans. Mais il compte surtout trouver d’ici là des partenaires industriels qui lui achèteraient des licences de SWS pour fabriquer eux-mêmes les lecteurs et les médias sur lesquels enregistrer.
Pour la longévité, pas pour la densité
Il faut ici mentionner un défaut que présentent les films argentiques pour le stockage de données et dont souffre de la même manière le système SWS : la densité d’information stockée n’est pas compétitive. Wave Domain parvient à enregistrer quatre couleurs sur 20 micromètres, alors qu’une bande LTO 9, par exemple, enregistre quatre bits sur 0,2 micromètre, soit une densité 100 fois meilleure pour la bande.
Comme il s’agit de couleurs et non de bits, ces quatre informations peuvent toutefois stocker de plus grandes valeurs. Wave Domain vise la possibilité de générer 32 couleurs différentes, sans toutefois parvenir à atteindre toutes les combinaisons possibles. En théorie, 32^4 = 1 048 576 valeurs possibles, soit l’équivalent de 20 bits stockés sur 1 micromètre de bande LTO 9.
Mais pour une raison que Wave Domain n’a pas détaillée, et qui a sans doute à voir avec des contraintes de distance de sécurité selon les couleurs pour ne pas qu’elles se mélangent, le système SWS stocke à partir de quatre couleurs une valeur comprise entre 0 et environ 41 000, soit l’équivalent d’un peu moins de 16 bits sur 0,8 micromètre d’une bande LTO 9.
« Ces questions sur la densité sont légitimes, mais nous ne pensons pas qu’il s’agisse du véritable enjeu. Le sujet le plus important pour les entreprises est le coût des bits stockés sur une longue période », rétorque Bob Miller. À sa décharge, les autres projets de système d’archivage de données sur de très longues durées n’atteignent pas non plus la densité des bandes magnétiques. On pense ainsi au stockage sur verre d’Ewigbyte, qui enregistre un bit d’information par micromètre, ce qui est presque autant que le système SWS.
Dans le détail, la capacité de générer 32 couleurs – le prototype actuel n’en génère que 23 – n’a rien à avoir avec le substrat argentique qui stocke l’information, mais dépend juste des LEDs disponibles sur le marché.
La couleur projetée par chaque LED pénètre l’émulsion d’argent et d’halogènes qui constitue le support de stockage, sur une profondeur de 4 micromètres. Physiquement, la forme de l’onde se dessine durablement dans la matière du support, en poussant des ions d’argent aléatoirement distribués pour qu’ils forment des atomes d’argent agglomérés en paquets entre les crêtes de l’onde. Une fois les ions d’argent transformés en atomes d’argent, ils ne bougent plus.
Pour une couleur rouge, l’onde occupe à elle seule une largeur de 0,7 micromètre. Pour une couleur violette, ce sera dans les 0,4 micromètre. Pour lire les valeurs stockées, il suffit de projeter une lumière blanche sur le substrat, puis de capturer avec une caméra les couleurs qui se reflètent.
