Le projet ORCHIDE (Orchestration of Reliable Computing on Heterogeneous Infrastructures Deployed at the Edge) pour lequel Thales Alenia Space France est coordinateur et co-financeur, s’inscrit dans le cadre du programme Horizon Europe mené par l’Union Européenne. Les partenaires de Thales Alenia Space au sein du consortium sont Thales Roumanie, Tarides (France), l’Université Polytechnique de Bucarest (Roumanie) et KP Labs (Pologne).
Le projet vise la réalisation d’un système d’orchestration embarqué permettant de créer, déployer et exécuter différentes applications directement en orbite. ORCHIDE se présente comme un véritable socle pour la numérisation de l’espace et les applications de Calcul en bord de réseau spatial (Space Edge Computing).
D’un intérêt majeur pour valoriser l’autonomie européenne dans le domaine du spatial, le projet a débuté en décembre 2023.
Une solution adaptée à plusieurs domaines d’activité
Le système développé par ORCHIDE pourra être exploité au sein de missions d’observation de la Terre et de surveillance de l’environnement. Grâce à l’intégration d’applications d’intelligence artificielle qui analyseront les images collectées, de nombreux usages seront possibles : la détection de feux, les déplacements d’algues ou encore la présence de plastiques dans les océans pourront par exemple être surveillés. ORCHIDE sera aussi un allié de taille dans la surveillance et le contrôle de sites sensibles.
Le traitement des images récoltées directement en orbite permettra de ne transmettre aux stations-sol que les données utiles. Les applications orchestrées par ORCHIDE permettront de sélectionner les données exploitables, en supprimant les images où la visibilité est mauvaise – en raison de la présence de nuages par exemple – réduisant ainsi la quantité des flux échangés. Le traitement des données directement au niveau du satellite permettra donc une plus grande réactivité face aux évènements et une meilleure prise de décision, ainsi que des économies de temps et d’argent.
© Thales Alenia Space
Grâce au projet ORCHIDE, l’accès au développement spatial se démocratise. Avec l’ouverture de la solution à un marché industriel international, de nombreuses entreprises et développeurs auront l’opportunité de s’impliquer dans l'environnement spatial. Ils pourront créer leurs propres services et applications et les exploiter directement dans l’espace, garantissant une réactivité optimale.
La solution d'orchestration ainsi créée ouvrira la voie à de nombreux usages et pourra être utilisée au sein de systèmes tels que des ballons stratosphériques, des drones...
Les composantes du projet ORCHIDE
Le projet consiste en la production d’une solution technique complète rassemblant trois composantes majeures : un kit de développement, un orchestrateur et une plateforme de simulation.
Le kit de développement permettra de fournir les outils nécessaires à la création d’applications de type unikernel. Un unikernel inclut uniquement les composants nécessaires pour faire fonctionner une application spécifique : cela le rend extrêmement léger, rapide et sécurisé, car il réduit la surface d'attaque et les ressources utilisées. Le kit de développement permettra la constitution un workflow, c’est-à-dire une chaîne de traitement, visant l’exécution d’un service composé de plusieurs applications afin d’obtenir le résultat voulu.
Le cœur du projet réside dans la création d’un orchestrateur embarqué, qui permettra de déployer de nouvelles applications et d’assurer une reconfiguration dynamique du système. Cet orchestrateur partagera et affectera les ressources disponibles à bord afin de gérer les priorités entre les différents objectifs.
Enfin, les équipes du projet fourniront une plateforme de simulation composée d'outils numériques pour aider à la conception des technologies de Space Edge Computing. Cette plateforme de simulation soutiendra l'analyse de faisabilité durant la phase de conception, puis la configuration dynamique pendant la phase opérationnelle.
Les objectifs du projet ORCHIDE
Afin de créer une solution pérenne, les équipes du consortium doivent s’assurer que l’orchestrateur produit soit suffisamment agile, compatible avec les technologies du Cloud et de l’Edge. Sa compatibilité avec tous types de matériels, et de logiciel doit également être assurée.
La solution d’orchestration a pour objectif d’optimiser l’usage des ressources disponibles à bord, et doit pour cela être la plus légère possible. Dans cette considération, les équipes analysent l’ingénierie du système en tenant compte des paramètres liés à l'éco-conception et à l’informatique durable (green IT). En maximisant le nombre d’applications à bord, la charge utile sera plus efficiente et active : elle sera ainsi capable de remplir davantage de fonctions, optimisant l’utilisation des capacités de traitement du satellite.
Des solutions Secure by design fondées sur des unikernel seront utilisées pour concevoir un orchestrateur robuste. Pour renforcer la sûreté de la solution, un système informatique confidentiel sera instauré : caractérisé par l’isolement des données et la mise en place de communications crypto-protégées, il fera d’ORCHIDE une solution viable et pérenne.
L’aboutissement du projet sera l’étape de la démonstration, qui attestera du fonctionnement des infrastructures hardware et software à l’échelle spatiale, sur des systèmes éprouvés en vol. Un cas d'utilisation représentatif, impliquant une application réelle et existante de traitement d'images, sera également mis en place.
Le projet, véritable soutien à la compétitivité du secteur spatial européen, est actuellement dans une phase de définition des scenarii. La livraison de la solution est prévue au mois de mai 2026.
Outre le projet ORCHIDE, Thales Alenia Space poursuit sa stratégie de développement du Space Edge Computing, initiée en 2022 en coopération avec Microsoft, et le lancement d’un programme de démonstration à bord de l’ISS.
© Thales Alenia Space
Pour connaître l’actualité du projet et obtenir plus d’informations, rendez-vous sur le site internet du projet ORCHIDE : ORCHIDE (orchide-project.eu)
