Marc Antonini - #monANR
© Frédérique Plas / CNRS Images
Marc Antonini : stocker les données numériques sur des molécules d’ADN
« Le stockage sur ADN pourrait transformer la manière dont l’humanité archive sa mémoire numérique. Aujourd’hui, les datacenters consomment énormément d’énergie et d’eau, et doivent sans cesse migrer les données pour éviter leur perte. » Marc Antonini, Docteur en Sciences Informatiques, Directeur de Recherche au CNRS et Directeur du Programme de recherche MoleculArXiv
En quoi consiste ce programme de recherche ?
Mes travaux de recherche portent sur le stockage de données sur l’ADN synthétique. Depuis près de dix ans, je me suis tourné vers une thématique émergente : le stockage de données sur l’ADN synthétique. Cette approche combine plusieurs disciplines (informatique, chimie, biologie et bio-informatique) et vise à encoder des informations numériques sous forme moléculaire. L’ADN est un matériau de stockage extrêmement compact et durable. On pourrait théoriquement stocker plus de 200 pétaoctets dans un seul gramme d’ADN, soit l’équivalent d’un datacenter entier. Surtout, il se conserve des milliers d’années sans énergie ni migration de données, à condition d’être stocké dans des conditions favorables, notamment à l’abri de l’eau, de l’oxygène et de la lumière. Autrement dit, là où un disque dur vit dix ans, une molécule d’ADN pourrait préserver l’information sur des siècles, voire des millénaires. Notre ambition avec le programme de recherche (PEPR) MoleculArXiv est d’explorer toutes les briques technologiques nécessaires à cette révolution : la synthèse, le codage, la lecture et les applications du stockage moléculaire pour un stockage durable et pérenne.
Quelle a été la genèse de ce programme ?
L’idée de stocker des informations dans la matière elle-même n’est pas nouvelle : Richard Feynman l’avait déjà évoquée dans les années 1950, et les premières réalisations concrètes ont vu le jour en 2012 avec les travaux de George Church à Harvard. En France, nous avons souhaité aller plus loin en structurant un effort collectif. Le projet MoleculArXiv, évalué en 2021 et démarré en 2022 avec une vingtaine de laboratoires impliqués, s’est depuis renforcé : trois nouveaux projets se sont greffés en 2025 à l’initiative à la suite d’un appel à projets interne géré par l’ANR, et sept nouveaux laboratoires ont ainsi rejoint le consortium. Il s’agit d’une initiative pionnière, au croisement de la recherche fondamentale et des enjeux industriels du stockage et de la durabilité numérique. Des chercheurs du programme MoleculArXiv sont aussi impliqués dans le groupe JPEG DNA de la standardisation JPEG (ISO/IEC), que je préside, et qui travaille sur la standardisation du codage d’images pour le stockage sur molécules. Ce standard international devrait voir le jour en 2026.
Qu’a permis ce financement de France 2030, opéré par l’ANR pour le compte de l’Etat ?
Le financement de l’ANR, dans le cadre de France 2030, a été déterminant. Avec un budget de 20 millions d’euros sur neuf ans et demi, il a permis de fédérer une communauté scientifique autour d’une thématique émergente, d’organiser des workshops, écoles d’été et d’automne, et de structurer une recherche pluridisciplinaire allant de la chimie à l’informatique. En France, nous avons la chance d’avoir l’ensemble des compétences nécessaires – chimistes, biologistes, informaticiens, bio-informaticiens – pour couvrir toute la chaîne du stockage moléculaire. Sans ce programme, une telle coordination aurait été bien plus difficile.
Quel impact ce projet peut-il avoir sur la société ?
Le stockage sur ADN pourrait transformer la manière dont l’humanité archive sa mémoire numérique. Aujourd’hui, les datacenters consomment énormément d’énergie et d’eau, nécessitent une maintenance importante et doivent sans cesse migrer les données pour éviter leur perte. Avec l’ADN, nous aurions une solution compacte, durable et respectueuse de l’environnement pour la donnée froide - celle que nous conservons sans jamais la consulter, comme les archives ou les données légales. À long terme, cette technologie pourrait devenir une solution universelle de stockage, combinant miniaturisation, pérennité et sobriété énergétique. C’est aussi une question de souveraineté numérique. Les États-Unis et la Chine investissent massivement dans ce domaine. Si nous voulons disposer un jour de datacenters européens sur ADN, il faut continuer à soutenir cette recherche maintenant.
A-t-il eu un impact sur le plan professionnel et personnel ?
Oui, très clairement. Ce projet a transformé mon activité de recherche : je consacre aujourd’hui presque tout mon temps à cette thématique. Il a aussi permis d’attirer de jeunes chercheurs, doctorants, post doctorants et ingénieurs, passionnés par cette approche profondément interdisciplinaire. Sur un plan personnel, c’est une aventure humaine et scientifique stimulante, qui m’a permis d’élargir mon champ de compétences et de collaborer avec des experts issus de domaines très variés.
L’ANR fête ses 20 ans : que lui souhaitez-vous pour les 20 prochaines années ?
Je lui souhaite avant tout plus de moyens ! Et de continuer à soutenir les recherches de rupture, notamment celles qui nécessitent une approche interdisciplinaire et un financement à long terme. Les défis scientifiques et technologiques qui nous attendent exigent des programmes ambitieux et cohérents. Je lui souhaite aussi de rester agile, de continuer à s’adapter à l’évolution de la recherche mondiale et à soutenir les thématiques émergentes comme la nôtre. Enfin, je lui souhaite de continuer à fédérer les chercheurs. Dans notre cas, sans l’ANR, la recherche française sur le stockage moléculaire serait restée éclatée. Aujourd’hui, elle avance unie, et c’est déjà une belle réussite.
