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Des puces
aux neurones

À vingt minutes de Grenoble, une vallée alpine grave dans le silicium des dizaines de millions de transistors par puce. Et à quelques rues de là, dans les mêmes laboratoires du CEA, on essaie de faire l'inverse : construire des puces qui calculent comme un cerveau. Cette formation raconte les deux, montre ce qu'est vraiment un transistor, et vous laisse exciter du doigt un champ de neurones à impulsions en 3D — pour comprendre, physiquement, pourquoi une poignée de watts battent un mégawatt.

Sourcé · presse, institutions, collectifs Chiffres datés d'août 2026 Jeu 3D Three.js · calcul honnête

Chapitre 01 — le lieu

Une Silicon Valley
au pied des Alpes

Sur une vingtaine de kilomètres entre Grenoble et Crolles se concentre l'un des rares endroits au monde où la recherche publique sur le semi-conducteur et sa production de masse sont voisines de rue. STMicroelectronics, Soitec, le CEA-Leti, le campus Minatec : voici qui fait quoi.

21 000
chercheurs dans le bassin grenoblois · 14 centres, 220 laboratoires
10 000
chercheurs + 10 000 étudiants + 10 000 emplois industriels sur le campus GIANT
≈ 6 Md$
investis dans la coentreprise ST + GlobalFoundries à Crolles (annonce 2022)
620 000
plaquettes 300 mm par an visées à terme par cette coentreprise
Fondeur

STMicroelectronics — Crolles

Franco-italien, l'un des leaders mondiaux du semi-conducteur. Crolles fabrique en FD-SOI (silicium sur isolant totalement déserté), une filière née dans la région, pour des puces basse consommation : automobile, industrie, objets connectés.

1972 → 1990 → 2022spin-off du LETI, accord « Grenoble 92 », coentreprise GlobalFoundries
Matériaux

Soitec — Bernin

Spin-off du CEA, leader mondial du silicium-sur-isolant (SOI) — la matière première des puces FD-SOI de ST. Coté en bourse.

≈ 1 Md€chiffre d'affaires · ≈ 2 000 salariés
Recherche publique

CEA-Leti — Grenoble

Institut de recherche technologique, cœur historique du complexe : c'est de lui que sont sortis ST (via le LETI, 1972) et Soitec. C'est aussi lui qui explore le calcul neuromorphique — chapitre 3.

204sociétés créées par le CEA au total
Campus

GIANT / Minatec

Campus d'innovation fondé en 2002 par Grenoble INP et le CEA : écoles d'ingénieurs, laboratoires et entreprises rassemblés sur la presqu'île scientifique de Grenoble.

> 1 Md€d'investissements cumulés
Comment on en est arrivé là

1956

Création du centre CEA de Grenoble sous l'impulsion du physicien Louis Néel — d'abord recherche fondamentale, puis innovation industrielle.

1972

Le laboratoire LETI crée une filiale industrielle pour valoriser sa recherche sur le CMOS : l'embryon de ce qui deviendra ST à Grenoble.

1990

Accord « Grenoble 92 » entre SGS-Thomson (futur STMicroelectronics) et le CNET pour un centre de R&D commun sur le silicium submicronique — naissance du site de Crolles.

2002

Fondation du campus Minatec par Grenoble INP et le CEA : micro et nanotechnologies réunies sur un même site.

2022

Annonce à Crolles de la coentreprise ST/GlobalFoundries — près de 6 Md$, environ 1 000 emplois, dans le cadre du plan semi-conducteurs européen (Chips Act).

Envie de voir de près ? La porte d'entrée grand public n'est pas le CEA-Leti — centre de recherche à accès contrôlé — mais la Maison Minatec, centre de congrès du CEA Grenoble, et le programme d'événements GIANT (conférences « Midis by GIANT », showroom, visite virtuelle du campus). C'est là que le complexe s'ouvre aux curieux et aux scolaires.

Chapitre 02 — la brique

Ce que toute cette vallée
fabrique : un interrupteur

Derrière les milliards d'euros et les salles blanches, l'objet produit est d'une simplicité déroutante : un interrupteur commandé par une tension, gravé dans quelques nanomètres de silicium. Un transistor MOS, c'est ça — et rien de plus.

La grille

Le bouton

Une électrode isolée du reste par un oxyde de quelques atomes d'épaisseur. Une tension dessus ouvre ou ferme un canal conducteur en dessous. C'est la pièce la plus critique à graver.

Source & drain

Les bornes

Deux zones dopées entre lesquelles le courant passe — ou ne passe pas, selon la grille. Fermé = 0, ouvert = 1. Toute la logique binaire tient dans cette alternative.

L'échelle

Le vertige

Une puce moderne en aligne des dizaines de milliards, chacun large de quelques nanomètres — la taille d'une dizaine d'atomes. On grave plus petit que la longueur d'onde de la lumière qui sert à les dessiner.

Pourquoi un interrupteur suffit à tout faire. Avec des interrupteurs, on construit les portes logiques (ET, OU, NON) ; avec des portes, l'arithmétique ; avec l'arithmétique, un processeur ; avec un processeur, tout le reste — jusqu'à la page que vous lisez. C'est exactement l'histoire racontée dans l'histoire du calcul, de la Pascaline au transistor. Le point à retenir pour la suite : ce composant est déterministe et cadencé. Une horloge lui dit quand basculer, des milliards de fois par seconde, qu'il y ait quelque chose d'utile à calculer ou non.

Chapitre 03 — le pont

Et si une puce calculait
comme un neurone ?

Le cerveau ne ressemble en rien à un processeur. Pas d'horloge, pas de séparation entre mémoire et calcul, pas de basculement permanent. Un neurone intègre ce qu'il reçoit et n'émet une impulsion que lorsqu'un seuil est franchi — puis se tait. C'est ce principe que le calcul neuromorphique essaie de porter dans le silicium, et c'est un sujet de recherche du CEA-Leti, ici même.

 
La puce classique
Le neurone (et le neuromorphique)
Rythme
Cadencé : une horloge globale, des milliards de tics par seconde.
Événementiel : rien ne se passe tant qu'aucune impulsion n'arrive.
Mémoire
Séparée du calcul ; les données font l'aller-retour (goulet de von Neumann).
Dans la synapse elle-même : mémoire et calcul au même endroit.
Signal
Niveaux de tension continus, lus à chaque cycle.
Impulsions brèves et rares (des « spikes »), datées.
Énergie
Dépensée à chaque coup d'horloge, même pour ne rien faire.
Dépensée seulement quand un neurone tire. Le silence est gratuit.
Ordre de grandeur
Un grand modèle d'IA : des mégawatts dans un centre de données.
Un cerveau humain : environ 20 watts, une ampoule.

Ce que fait concrètement le CEA-Leti. Parmi ses axes de recherche : des composants « memristifs » (des mémoires résistives, ou RRAM) qui stockent un poids synaptique et font le calcul au même endroit, et des réseaux de neurones à impulsions gravés sur puce. L'objectif n'est pas de battre un processeur sur tout — c'est de faire certaines tâches de perception (voir, entendre, détecter) pour un budget d'énergie minuscule, directement dans le capteur. La même vallée qui perfectionne l'interrupteur cadencé cherche, à quelques rues de là, à s'en affranchir.

Attention à ne pas survendre : aucune puce neuromorphique n'« est » un cerveau, et le domaine rappelle lui-même la leçon du connectome — connaître le câblage ne donne pas le comportement. Voir les neurones vivants et la comparaison des cerveaux.

Chapitre 04 — le jeu

Excitez un champ
de neurones

Voici, en trois dimensions, un petit réseau de neurones à impulsions — un modèle honnête d'intégration et tir avec fuite. Chaque nœud accumule ce que lui envoient ses voisins, tire quand il franchit son seuil, se tait pour récupérer, puis oublie. Cliquez un point : une onde d'impulsions s'allume et se propage, puis s'éteint d'elle-même. Faites tourner la vue, comparez la facture énergétique d'une puce cadencée à celle de ce réseau.

NEURONES
EN TRAIN DE TIRER 0
RECORD SIMULTANÉ 0
ONDES ENVOYÉES 0
MODE cerveau

glissez pour tourner · molette pour zoomer · cliquez un neurone pour l'exciter

vitesse Cliquez dans le champ, ou lancez une impulsion.
Si c'était une puce cadencée
0
bascules de nœuds cumulées : tous les nœuds « comptent » à chaque pas de temps, qu'ils servent ou non.
Ce réseau événementiel
0
impulsions réellement émises. Entre deux ondes, le champ est silencieux — et ne coûte rien.

Ce qui tourne vraiment sous vos yeux. Le modèle n'est pas décoratif. Chaque neurone a un potentiel ; il ne monte que lorsqu'un voisin lui envoie une impulsion, tire quand il dépasse 1, se remet à zéro et devient insensible le temps de récupérer — c'est pourquoi l'onde ne revient jamais sur ses pas et finit par mourir. On peut le vérifier hors de la page : sur ce réseau, chaque neurone tire exactement une fois par onde, puis le champ retombe au silence. Le compteur de gauche, lui, montre ce que coûterait la même scène à une puce cadencée : un prix payé à chaque pas, pour tout le monde, tout le temps.

Chapitre 05 — sans filtre

Le débat, honnêtement

Le complexe est le premier employeur de la vallée — et le sujet d'une contestation locale qui grossit chaque année. Les deux faits sont vrais en même temps, et une formation honnête doit porter les deux.

L'eau

Ce que dit l'industrie

  • Le rapport de durabilité 2025 de ST vise 60 % de recyclage de l'eau d'ici 2035 sur ses sites, et des millions de m³ économisés par an.
  • L'eau ultra-pure sert à rincer les plaquettes — une exigence technique, pas un caprice.
  • L'extension de Crolles, c'est environ 1 000 emplois directs de plus, dans une logique de souveraineté industrielle européenne.

Ce que dit le collectif STopMicro

  • Estimation 2022 : 336 L/s pour ST et Soitec réunis ; le collectif a avancé 160 L/s pour ST seul en 2026. Les chiffres varient selon la méthode et la période.
  • Dénonce un « deux poids deux mesures » : restrictions d'eau pour les habitants et l'agriculture en canicule, sans équivalent contraignant pour l'industrie.
  • Pointe des autorisations de rejet jugées permissives et la classification Seveso de la zone d'extension.

Le collectif STopMicro, créé en octobre 2022, revendique une mobilisation croissante — de l'ordre du millier en 2023 à quelques milliers en 2025 (la préfecture comptait moins). Il s'est rapproché des Soulèvements de la Terre en 2026.

Composants et usage militaire

Un problème de secteur, pas une spécificité grenobloise. Une enquête Reuters/RUSI a montré que des composants légaux et largement diffusés de plusieurs fabricants occidentaux (Marvell, Analog Devices, Texas Instruments, Infineon, ST…) continuent d'atteindre la Russie par des circuits d'approvisionnement complexes, malgré les embargos. ST affirme s'être conformé aux sanctions depuis février 2022. Le sujet touche directement une entreprise du complexe, mais dépasse très largement la vallée — et il est documenté, pas allégué.

Pourquoi ce chapitre est là. Parce qu'une formation qui ne montrerait que les salles blanches et les emplois mentirait par omission, et qu'une qui ne montrerait que la contestation en ferait autant. Le rôle de ces pages est de donner les deux versions datées et sourcées, pour que chacun se fasse un avis — pas de le fabriquer.

Références

Sources

Presse économique et technique, institutions, et sources critiques — datées début août 2026. Le sujet évolue vite : vérifiez les chiffres récents avant une présentation publique.

Industrie & institutions
Calcul neuromorphique
Regards critiques

Sur les chiffres. Certains (consommation d'eau, taille des manifestations, montants d'investissement) varient selon la source et la date de mesure ; ils sont datés dans le texte. Le modèle 3D et le calcul énergétique sont, eux, entièrement recalculés dans votre navigateur — rien n'est préenregistré.