Dans la galaxie des start-ups qui prétendent révolutionner le stockage longue durée, Wave Domain détonne. Pas de levée de fonds tapageuse, pas de site web grand public, pas de produit fini sur étagère. Mais une technologie singulière, brevetée, validée par la Nasa, et fondée sur une découverte du XIXe siècle : la photographie Lippmann. C'est dans ce contexte que Bob Miller, CEO de la société, et Clark Johnson, l'un de ses cofondateurs, se sont livrés à une présentation lors d’un IT Press Tour à Boston début juin, détaillant leur technologie baptisée Standing Wave Storage (SWS).

Des ondes stationnaires comme mémoire 

L'histoire de Wave Domain commence au sein de la Darpa, l'agence américaine de recherche avancée rattachée au ministère de la Défense. Clark Johnson, physicien de formation, y travaille sur un projet visant à comprendre pourquoi les couleurs reproduites sur écran restituent si mal le spectre réel de la vision humaine. « Nous essayions de comprendre pourquoi on ne pouvait pas utiliser la totalité du spectre visible par l'oeil humain au lieu de la moitié environ, comme c'est le cas aujourd'hui », explique Clark Johnson. C'est en fouillant la littérature scientifique qu'il tombe sur les travaux de Gabriel Lippmann, prix Nobel de physique en 1908, qui parvint dès 1891 à capturer des photographies en couleur naturelle en utilisant des ondes lumineuses stationnaires se formant dans une émulsion argentique.

Le principe est aussi élégant que contre-intuitif : lorsque la lumière frappe une surface réfléchissante à travers l'émulsion, elle se superpose à sa propre réflexion pour former des ondes stationnaires. Chaque longueur d'onde de couleur laisse une empreinte physique permanente dans l'émulsion, à une profondeur caractéristique. Le génie de Wave Domain est d'avoir transposé ce mécanisme optique à l'enregistrement numérique. « Si vous regardez des photographies noir et blanc prises il y a 150 ans, elles sont totalement identiques aujourd'hui à ce qu'elles étaient à l'époque », souligne Clark Johnson, illustrant ainsi la stabilité intrinsèque des émulsions d'halogénure d'argent.

Sortir du paradigme binaire 

Ce qui distingue fondamentalement le SWS des technologies de stockage conventionnelles (magnétiques, flash ou optiques) réside dans sa capacité à stocker non pas un bit par emplacement, mais plusieurs états distincts. Le système repose sur une palette de 23 à 32 sources LED monochromatiques. En combinant quatre longueurs d'onde parmi cet ensemble dans un même pixel de stockage, il devient possible d'encoder jusqu'à 41 000 combinaisons distinctes par emplacement. « Dans un emplacement unique, en utilisant cette technologie, vous pouvez stocker n'importe laquelle parmi des milliers de valeurs uniques. C'est là que réside toute la puissance du système », résume Bob Miller. En termes binaires, cela représente déjà plus de 13 bits par emplacement contre 1 bit pour les technologies actuelles, et ce chiffre croît exponentiellement à mesure que le nombre de couleurs disponibles augmente.

Les supports physiques envisagés par Clark Johnson s'inspirent directement de la plaque Lippmann originelle : une émulsion photosensible spécialement formulée pour répondre uniformément à l'ensemble du spectre de longueurs d'onde utilisé. L'halogénure d'argent reste le matériau de référence, mais l'équipe explore d'autres émulsions plus adaptées à la production industrielle. La forme de stockage peut prendre plusieurs aspects : plaquettes au format slide photographique, plaques de 10 à 12 cm, voire des disques en verre. « Il faut une émulsion très spécifique pour cela, et la réponse n'est pas exactement la même pour toutes les couleurs, mais on ajuste simplement l'intensité des diodes pour compenser », précise Clark Johnson. L'écriture, réalisée en moins d'une demi-seconde pour une plaque entière, mobilise des composants électroniques communs : LCD, fibres optiques, diodes LED, tous disponibles dans la chaîne d'approvisionnement grand public.

Financée par la Nasa, l'expérience Helios (Hardened Extremely Long-Life Information Optical Storage) a consisté à placer environ 150 plaques SWS à bord de la station spatiale internationale pendant neuf mois. (Crédit S.L.)

La validation la plus spectaculaire de la technologie reste l'expérience Helios (Hardened Extremely Long-Life Information Optical Storage) menée à bord de la station spatiale internationale pendant neuf mois. Au terme de cette mission, la Nasa a conclu que les plaques SWS étaient imperméables aux rayonnements ionisants, à l'électricité statique, aux impulsions électromagnétiques et aux chocs mécaniques du lancement. L'échelon suisse n'est pas en reste : des chercheurs de l'EPFL ont publié une feuille de route projetant une capacité de 500 térabits par plaque avec une durabilité de 500 ans.

Un modèle licensing, pas un fabricant 

Wave Domain ne se projette pas comme un constructeur de systèmes de stockage. La société, qui fonctionne encore en mode discret (stealth), n'entend pas produire ni commercialiser directement des lecteurs-graveurs ou des médias. Le modèle retenu s'inspire de celui d'ARM dans le secteur des semi-conducteurs : licencier la technologie, les brevets et le savoir-faire à des partenaires industriels capables d'industrialiser la production. « Nous cherchons des partenaires qui pensent que c'est une bonne idée, à qui nous pouvons apporter l'expertise technique et la connaissance, et qui prendront le relais pour faire passer cette technologie du stade de curiosité de laboratoire au stade industriel », expose Clark Johnson.

Sept brevets ont d'ores et déjà été accordés, couvrant notamment le stockage sur émulsions de type Lippmann, le stockage optique multi-états et la lecture par réseau de diodes. D'autres sont en cours d'examen. La société avait mandatée jusqu'en 2023 Yet2, un cabinet d'innovation ouvert fondé par un ancien de DuPont, pour trouver des licenciés, avant que Bob Miller n'intègre Wave Domain pour piloter son développement commercial. « J'ai considéré cette technologie comme un game-changer, faisable, avec des bénéfices de performance considérables, mais aussi un impact environnemental potentiellement énorme », confie-t-il.

Pour concrétiser cette stratégie, Wave Domain a besoin de financements supplémentaires. Un premier prototype fonctionnel, baptisé SS1, est en cours de conception avec des partenaires industriels. Il permettra de démontrer le stockage de quatre couleurs parmi 23, soit près de 9 000 états par emplacement. Des fonds restent nécessaires pour boucler ce développement, affiner la chaîne d'approvisionnement en émulsion Lippmann et constituer le réseau de partenaires licenciés. « Nous serons en position de lancer une levée de fonds plus formelle d'ici la fin de l'été », annonce Bob Miller. Une ambition portée par l'urgence : Clark Johnson, âgé de 95 ans, entend bien voir sa découverte transformer le monde du stockage de données de son vivant.