Juan A. Fraire

Chercheur en réseaux et informatique spatiaux

Inria CONICET Université de la Sarre

Presse

Pour les journalistes qui écrivent sur les centres de données en orbite, les constellations de satellites ou l’internet au-delà de la Terre : une biographie en deux longueurs, une photo, des résultats avec leurs sources, et comment me joindre.

  • Portrait de Juan A. Fraire, en couleur
Télécharger en couleur (510 Ko)
Télécharger en noir et blanc (650 Ko)
JPG, 1506 × 2148 px

Contact

  • Courrieljuan.fraire@inria.fr
  • Basé àLyon, France (heure d’Europe centrale)
  • Entretiens enespagnol (langue maternelle), anglais et français
  • AffiliationsInria · CONICET–UNC · université de la Sarre

M’écrire

Biographie

Courte, environ 50 mots

Juan A. Fraire est chercheur à Inria à Lyon, ainsi que chercheur et professeur invité au CONICET–UNC, en Argentine, et à l’université de la Sarre, en Allemagne. Il travaille sur les réseaux et le calcul dans l’espace. Il préside le groupe de recherche SPACE de l’IRTF, a cofondé et préside l’atelier STINT, et a publié plus de 160 articles.

Longue, environ 150 mots

Juan A. Fraire est chercheur à Inria, l’institut national de recherche en sciences et technologies du numérique, au sein de l’équipe Agora à Lyon. Il est aussi chercheur et professeur invité au CONICET et à l’université nationale de Córdoba (UNC), en Argentine, et à l’université de la Sarre, en Allemagne. Ses travaux associent télécommunications et informatique pour construire des réseaux au-delà de la Terre : réseaux tolérants aux délais pour l’espace lointain, liaisons satellitaires pour les objets connectés, routage dans des constellations de milliers de satellites, et calcul en orbite, y compris ses coûts en énergie et en carbone. Son code de routage par graphe de contacts tourne dans ION et HDTN, les logiciels de réseau spatial de la NASA. Il préside le groupe de recherche SPACE de l’Internet Research Task Force (IRTF), a cofondé en 2014 le Space-Terrestrial Internetworking Workshop (STINT), qu’il préside toujours, et siège au conseil d’administration de l’IPNSIG. Il a publié plus de 160 articles et encadré 16 doctorants, dont sept ont déjà soutenu leur thèse.

Sujets sur lesquels je peux intervenir

Résultats sur le calcul en orbite, avec leurs sources

Issus d’articles écrits avec des collègues de l’université de la Sarre, de l’université de Nankin et de l’université de Gênes. Chaque chiffre renvoie à l’article et à la section d’où il vient. Plus de détails, en anglais, sur la page consacrée au calcul en orbite.

Où cela peut fonctionner

  • La distance au sol. Un cloud en orbite répond plus vite qu’un cloud au sol lorsque l’utilisateur se trouve à plus de 5 000 km environ de la station sol la plus proche. En dessous de 2 000 km, le sol l’emporte. ASMS/SPSC 2025, §V-A
  • Réduire les données avant de les envoyer. Traiter les données en orbite économise du carbone si cela les réduit assez : avec un saut entre satellites, jusqu’à 50 % de la taille brute avec Falcon 9, ou 70 % avec Starship. Dirty Bits, §4.3
  • Face à un centre de données moyen. Dès sa première ou deuxième année en orbite, un nœud émet moins de carbone par heure-GPU que le centre de données moyen sur Terre (environ 477 g de CO₂e). Dark Clouds, LEO-NET 2026, fig. 1

Ce que cela coûte

  • La chaleur. Chaque watt consommé par un ordinateur finit en chaleur et, dans le vide, celle-ci ne peut être évacuée que par rayonnement. Pour un nœud de 1 kW, le radiateur pèse 30,5 kg sur les 44,3 kg modélisés ; l’ordinateur lui-même, 3,2 kg. Dark Clouds, §4 Rapportée aux 250 kW que SpaceX annonce pour chacun de ses vaisseaux Star Mind, la même densité, calibrée sur la Station spatiale internationale, donne environ 760 m² et 7,6 tonnes de radiateur, la charge thermique de quelque 18 panneaux radiateurs de la station. Dark Clouds, §3
  • Lancement et rentrée. Chaque kilogramme coûte environ 52 kg de CO₂e sur Falcon 9 et 34 sur Starship. La rentrée dans l’atmosphère ajoute environ la moitié de ce que coûte le lancement. Dirty Bits, §3.1
  • Pas de réparation. Les pièces de rechange doivent voler dès le premier jour. Un exemplaire de secours de l’ordinateur, éteint jusqu’à ce qu’il serve, ajoute 40 % au carbone par heure-GPU sur Starship, et 34 % sur Falcon 9, pour une mission de trois ans. Dark Clouds, résumé
  • Face à un centre de données propre. Égaler un centre de données alimenté par un réseau électrique propre (environ 107 g par heure-GPU) demande au moins six ans en orbite avec un exemplaire de secours sur Starship, ou neuf ans avec deux sur Falcon 9. Dark Clouds, §4

Les chiffres de carbone comptent la fabrication, le lancement et la rentrée des composants modélisés ; une fois en orbite, le nœud fonctionne à l’énergie solaire. La plateforme du satellite (structure, contrôle d’attitude, avionique) est laissée de côté, comme dans les articles ; l’inclure ajouterait de la masse.

Résultats sur les réseaux spatiaux, avec leurs sources

Issus d’articles écrits avec des étudiants et des collègues. Chaque chiffre renvoie à l’article et à la partie d’où il vient.

01Réseaux tolérants aux délais

  • Testé en orbite. En décembre 2020 et en mai 2021, le satellite OPS-SAT de l’ESA a stocké puis retransmis une requête web et sa réponse entre un site hors ligne simulé et un site relié à internet. Selon l’article, c’est le premier essai réussi dans l’espace de la version 7 du Bundle Protocol, la norme de ce type de réseaux à stockage et retransmission. Ring Road Networks, IEEE Comm. Magazine 2022, In-Orbit Validation En simulation, pour dix stations sol isolées, le délai moyen de livraison passe de 7,7 heures avec un petit satellite à 1,3 heure avec 20. Ring Road Networks, fig. 2b
  • Des liaisons laser autour de Mars. Dans des simulations de 24 heures d’orbiteurs martiens dotés chacun d’un laser et relayant des données scientifiques vers la Terre, un ordonnanceur qui planifie chaque liaison selon le flux de données vers la Terre pouvait renvoyer 1,5 à 2 fois plus de données qu’une méthode automatique antérieure. Mars laser scheduling, IEEE WiSEE 2024, fig. 4a

02IoT direct par satellite

  • Neuf satellites pour toute la planète. Si les objets peuvent rester jusqu’à deux heures sans entendre de satellite, la durée maximale pendant laquelle la norme LoRaWAN prévoit qu’ils gardent leur synchronisation, neuf satellites sur des orbites bien choisies suffisent à les joindre partout entre 80° nord et 80° sud. Garder chaque point en vue en permanence en demanderait 88. Seule la couverture est comptée, pour des orbites à 700 km. Sparse Constellations, IEEE TAES 2022, §V-A, fig. 6
  • Attendre plus, moins de satellites. Pour desservir tous les objets d’Afrique, ou d’Europe, les configurations de l’étude demandent 12 satellites si chaque objet doit entendre un satellite au moins une fois par heure, 4 s’il peut attendre deux heures et 3 s’il peut attendre environ trois heures. Sparse Constellations, IEEE TAES 2022, §V-B, fig. 12

03Méga-constellations

  • Des satellites pour chaque adresse mal desservie. Environ 4,7 millions d’adresses aux États-Unis n’ont aucun fournisseur proposant du haut débit à 100 Mbit/s en réception et 20 Mbit/s en émission. Les desservir toutes sans survendre la capacité au-delà du ratio de 20 pour 1 que le régulateur américain autorise aux fournisseurs sans fil fixes demanderait à Starlink plus de 40 000 satellites, plus de cinq fois les quelque 8 000 qu’il avait au moment de l’étude. Les auteurs y voient une borne inférieure. Anyone, Anywhere, HotNets 2025, §3, tableau 2
  • Qui peut payer. À 120 dollars par mois, l’offre résidentielle de Starlink coûterait plus de 2 % du revenu du foyer, un seuil d’accessibilité courant, pour environ 3,5 millions de ces 4,7 millions d’adresses, et pour près de 3 millions même avec la réduction fédérale Lifeline. Des offres câble comparables, à 40 ou 50 dollars par mois, restent abordables pour plus de 99,99 % d’entre elles. L’étude retient le revenu médian de chaque comté. Anyone, Anywhere, HotNets 2025, §4, fig. 4
  • Accrocher les lasers. Avant qu’une liaison laser entre deux satellites puisse transporter des données, les deux doivent se tourner l’un vers l’autre et trouver le faisceau. En simulation, pour deux satellites de 12 kg, il ne restait que 72 % d’un contact pour les données lors du plus difficile de deux passages. Commencer à se tourner plus tôt et échanger les positions de navigation par satellite via une liaison radio a porté cette part à plus de 99 % et réduit la mémoire nécessaire aux données en attente, à 100 Mbit/s, de 4 Go à 75 Mo. RF-Assisted Compensation, IEEE OJ-COMS 2026, §IV-B, tableaux 8 et 9

Hormis l’essai sur OPS-SAT, ce sont des résultats de simulation, avec les hypothèses détaillées dans chaque article.

Des travaux utilisés en pratique

Plus de détails, en anglais, sur la page des logiciels.

Médias et vulgarisation