Le CERN, le laboratoire européen de physique des particules, a décidé d'abandonner la famille Red Hat dans le contrôle de ses accélérateurs. Ainsi, ses plus de 2 200 ordinateurs industriels basculeront vers Debian avant fin 2026, comme l'ont annoncé deux de ses ingénieurs lors de la MiniDebConf de Winterthour.
Pour ceux qui ne suivent pas le monde Linux, l’actualité est plus importante qu’il n’y paraît. Le CERN est le siège du Grand collisionneur de hadrons et le berceau du World Wide Web (Internet). Il est associé à Red Hat depuis plus de deux décennies. Que le contrôle de ses accélérateurs passe à Debian, la distribution communautaire par excellence, marque un changement de cap difficilement imaginable il y a encore quelques années.
Pourquoi le CERN utilise-t-il Linux ?
Parler de calcul scientifique sans Linux est presque impossible. Tous les superordinateurs du classement TOP500 fonctionnent sous Linux, et les grands centres de recherche s'appuient depuis des décennies sur le noyau que Linus Torvalds a publié en 1991 et qui a récemment fêté ses 35 ans, comme nous l'avons examiné dans Observatorio.
Mais au CERN, la dépendance est encore plus profonde. Les accélérateurs ont besoin de systèmes d'exploitation qui s'adaptent à des matériels très spécifiques, qui fonctionnent pendant des années sans surprise et dont le code peut être audité et modifié. Linux, avec son open source et son immense communauté, remplit ces trois conditions. C’est la raison pour laquelle le laboratoire y a construit toute son infrastructure, depuis les clusters d’analyse de données jusqu’aux cartes qui gouvernent les aimants du LHC. Linux est, en pratique, la lingua franca de la physique moderne.
L'échelle aide à le comprendre. Le LHC génère des volumes de données qui se comptent en pétaoctets et ces données transitent par un réseau mondial de centres de calcul interconnectés. Maintenir cette infrastructure avec des systèmes d'exploitation fermés, sans pouvoir auditer le code ou ajuster le noyau, ne serait pas viable. Le laboratoire a besoin d'un système ouvert qui évolue avec lui, et Linux est la meilleure option pour cela.
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Un quart de siècle dans la famille Red Hat
En revanche, la relation entre le CERN et la famille Red Hat est ancienne. Au début des années 2000, le laboratoire et Fermilab, son équivalent aux Etats-Unis, entretenaient conjointement Scientific Linux, une distribution dérivée de Red Hat Enterprise Linux destinée à la recherche. Le projet, démarré en 2004, a duré une dizaine d'années, jusqu'à ce que Red Hat décide de prendre les rênes de CentOS en 2014.
Le CERN est ensuite passé à CentOS, d’abord avec sa propre version de CentOS 7, puis en visant CentOS 8. Le plan a mal tourné en décembre 2020, lorsque Red Hat a brusquement réduit la durée de vie de CentOS 8. À l’origine, la distribution devait être supportée jusqu’en 2029, mais avec les changements, elle a expiré fin 2021. Pour un laboratoire qui planifie les arrêts de machines des années à l’avance, il s’agissait d’un sérieux avertissement.
La réponse était de passer à AlmaLinux, un clone RHEL maintenu par la communauté. Avant cela, les ingénieurs ont essayé une voie intermédiaire : valider CentOS Stream 9, le modèle de distribution continue promu par Red Hat, puis passer à Stream 10 et Stream 11. C'est précisément en étudiant cette voie qu'est apparu l'obstacle qui finirait par faire échouer le plan.
Un indicateur du compilateur comme déclencheur
Mais le déclencheur du changement a été un détail technique apparemment mineur. RHEL 9, la version qui a commencé à arriver en 2022, définit le jeu d'instructions x86-64-v2 comme configuration minimale requise pour le processeur, activé par défaut avec l'option du compilateur -march=x86-64-v2. Ce niveau nécessite des fonctionnalités du processeur, telles que certaines instructions vectorielles, que les processeurs plus anciens ne possèdent pas.
Les niveaux x86-64-v2 et x86-64-v3 sont une classification de microarchitecture qui regroupe les capacités des processeurs : en pratique, ils marquent quels CPU peuvent exécuter le logiciel compilé avec chaque niveau. L'équipement industriel du CERN, conçu pour durer des décennies, a été laissé de côté.
L'impact sur le CERN a été immédiat. Comme expliqué lors de la conférence, cette exigence a laissé de côté 47 % des ordinateurs de contrôle embarqués. Et RHEL 10, arrivé en 2025, a augmenté la mise à x86-64-v3, excluant 17 % de survivants supplémentaires. Au total, pour suivre le rythme de Red Hat, il aurait fallu remplacer environ 65 % du parc de contrôle des accélérateurs.
Les ingénieurs l'ont résumé avec deux expressions qui font déjà le tour du monde : l'obsolescence forcée et la goutte d'eau qui fait déborder le vase. Une analyse interne de 2023 estime que le coût de la poursuite de la démarche de Red Hat s'élèverait à environ 5,4 millions de francs suisses, sans compter les mois d'arrêt de l'accélérateur lors du remplacement de la carte. Un événement qui pourrait facilement prendre cinq ans entre les remplacements, les tests et la validation du nouvel environnement.
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Quels systèmes seront concernés ?
Il est important d'en préciser le périmètre, car la migration ne concerne pas l'ensemble du CERN. Le laboratoire divise ses systèmes de contrôle en trois niveaux. Le premier est constitué des consoles depuis lesquelles les opérateurs supervisent les accélérateurs. Le second concerne les centres de données, où les commandes sont enregistrées et validées puis acheminées vers la machine. Le troisième, le plus délicat, sont les ordinateurs souterrains qui contrôlent directement les équipements de l'accélérateur.
| Niveau | Fonction | Système opérateur |
|---|---|---|
| Consoles | Supervision des opérateurs | RHEL et AlmaLinux |
| centre de données | Enregistrement et validation des commandes | RHEL 9, vers AlmaLinux 10 |
| Front-end souterrain | Commande directe des gaz | Debian13 |
C'est ce troisième niveau qui change le système d'exploitation. Il existe plus de 2 200 équipements répartis sur quelque 43 kilomètres carrés de tunnels, de bâtiments et de locaux techniques, connectés à quelque 17 000 appareils. Parmi eux, on trouve du matériel très spécialisé : des ordinateurs monocartes sur le bus VMEbus, des cartes PCI développées sur mesure au CERN et des systèmes de surveillance propriétaires.
Ces appareils vivent sous terre, à côté de la machine, et se connectent directement aux équipements de contrôle personnalisés. Ils ne supportent pas un déploiement continu classique : le fonctionnement des accélérateurs suit des horaires fixes de périodes d'exploitation, d'arrêts techniques et de fenêtres de démarrage, de sorte que chaque changement est planifié des mois à l'avance.
La précision officielle est importante : les datacenters et le calcul expérimental restent dans RHEL et AlmaLinux. En fait, les pages Linux du CERN recommandent toujours AlmaLinux ou RHEL à la plupart de leurs utilisateurs. Debian est installé, pour l'instant, sur des systèmes qui vivent sous terre.
Pourquoi Debian et pas une autre distribution ?
Pourquoi Debian et ne pas continuer au sein de la famille Red Hat avec une autre option ? L'évaluation du CERN n'a pas été anodine. Les ingénieurs ont réparti les candidats selon deux axes : le contrôle et la maintenance proposés par chaque distribution, et son intégration avec la plateforme du CERN. RHEL, CentOS Stream, Rocky Linux et AlmaLinux ont obtenu de bons résultats en matière d'intégration, car le CERN construit ses outils autour d'eux depuis des décennies. Des options moins courantes, telles que la plateforme d'infrastructure civile, ont également été évaluées.
Debian et Ubuntu, en revanche, ont été présentés comme des options nécessitant peu de maintenance, mais avec une mauvaise intégration avec les systèmes du laboratoire. Il existait même une solution qui ne nécessitait pas de changer de famille : AlmaLinux 10 propose une version distincte pour le matériel x86-64-v2 avec une décennie de support. Le CERN a quand même choisi Debian.
La communauté Debian possède également l'une des plus grandes collections de paquets de l'écosystème et un processus de publication basé sur le consensus, sans aucune entreprise derrière elle qui puisse modifier la feuille de route d'un jour à l'autre.
L'explication des ingénieurs était que l'indépendance l'emportait sur le confort. Changer les distributions une fois, c'est bien ; dépendre d'un clone de RHEL qui à son tour dépend de Red Hat, et vivre avec le risque que les conditions changent à nouveau, pas tellement.
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Avantages et défis de quitter Red Hat
Qu’est-ce que le CERN gagne de ce changement ? Sur le papier, un peu.
- Debian maintient des exigences matérielles beaucoup plus laxistes, de sorte que les ordinateurs actuels survivent sans refonte.
- Son cycle de release, avec un support d'environ cinq ans par version, correspond aux fenêtres de maintenance des accélérateurs.
- Le modèle communautaire et indépendant évite de dépendre des décisions d’une entreprise.
- À long terme, le CERN a engagé le support et la formation auprès de Freexian, la société qui prend en charge les packages ELTS de Debian, qui prolongent la durée de vie utile de chaque version.
- Debian promeut la reproductibilité de ses paquets, une valeur alignée sur les exigences d'un laboratoire scientifique.
Tout n’est pas qu’avantages. Au cours de l’exposé, les ingénieurs ont été francs sur les lacunes qu’ils ont trouvées. Debian ne dispose pas d'outils standard pour créer et publier automatiquement des paquets, et certains flux ne prennent pas en charge plusieurs versions du même paquet à la fois.
Le CERN a dû adapter son service de build Koji pour produire des packages .deb et utilise ELBE pour monter les environnements de build. De plus, le changement nécessite la formation d'équipes présentes dans l'écosystème Red Hat depuis vingt ans.
La migration, un projet au long cours
La manière dont le changement est exécuté a également ses implications. Ces ordinateurs ne se mettent pas à niveau comme un ordinateur portable : ils démarrent sur le réseau et montent leur système de fichiers racine via NFS, et le CERN compile ses propres noyaux, initramfs images et configure son propre chargeur de démarrage. Chaque image doit être validée par rapport à chaque combinaison de noyau, pilote et matériel avant d'être déployée, dans un environnement où un arrêt imprévu se mesure en physique et non en minutes.
C'est pourquoi la migration n'est pas un week-end. Le plan est de continuer avec Debian 12 Bookworm pour le reste de 2026, de déployer Debian 13 Trixie comme base stable de 2026 à 2030 et de commencer à préparer Debian 15. L'horizon du projet atteint 2033. Comme l'ont dit avec humour les ingénieurs, l'idée est d'éviter d'avoir à patcher un accélérateur de particules brûlant.
Le déploiement se fera par étapes, profitant des fenêtres de maintenance technique, et chaque groupe d'équipements est validé séparément avant de franchir le pas.
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L'avenir de la science s'écrit avec des logiciels libres
La décision du CERN va au-delà d'un changement de système d'exploitation. Un laboratoire qui fut pendant vingt ans le fleuron de la famille Red Hat a choisi la distribution communautaire par excellence pour contrôler les machines les plus complexes de la planète. Non pas parce que Debian est parfaite, mais parce que le logiciel libre vous permet de résoudre un problème logiciel sans toucher au matériel.
Cela confirme une fois de plus que la science moderne s’appuie sur l’open source. Sans Linux et sans systèmes reproductibles et vérifiables, des projets comme le LHC seraient bien plus difficiles à maintenir. La même chose se produit avec les grands mégaprojets scientifiques pilotés par des logiciels libres, où le code partagé fait partie de la méthode scientifique.
Et l'ironie est délicieuse. Le berceau du World Wide Web, né précisément comme un projet ouvert, revient sur le modèle qui l'a rendu possible. L’avenir de la science s’écrit de plus en plus avec des logiciels libres.
La question est désormais de savoir si d’autres institutions suivront cet exemple. Pendant des années, l’écosystème scientifique s’est déplacé en masse derrière Red Hat ; Si la migration du CERN se déroule bien, d'autres laboratoires de physique des hautes énergies pourraient regarder Debian avec un regard différent.
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