Sergueï Lebedev et le premier ordinateur soviétique

Kevin Hofer

2/7/2021

Un ordinateur de l'Union soviétique ? N'étaient-ils pas tous des copies d'IBM ? Non. Sergueï Lebedev, pionnier de l'informatique soviétique, conçoit le premier ordinateur numérique de l'Union soviétique au début des années 1950, dans des conditions difficiles.

Kiev. 1949. Plus exactement : Feofaniya, Un monastère gravement endommagé pendant la Seconde Guerre mondiale, dans une banlieue proche de la capitale ukrainienne. Les ouvriers s'affairent à remettre le bâtiment en état. Sergueï Lebedev et son équipe souhaitent y développer le premier ordinateur numérique de l'Union soviétique.

L'infrastructure est tout sauf propice. Le monastère n'a pas de chauffage central. L'équipe doit couper du bois pour alimenter les quelques cheminées du lieu. Mais le pire est le voyage pour y parvenir : Feofaniya se situe à 15 kilomètres de Kiev. Il n'y a encore ni transports publics ni voies carrossables. Les membres de l'équipe s'y rendent à bord d'un Guzik, un vieux camion soviétique. Au printemps et en automne, il s'enlise souvent dans la boue, et en hiver, dans la neige. Pour arriver sur leur lieu de travail, il faut descendre et pousser. C'est pourquoi certains membres de l'équipe vivent au monastère.

Dans ces circonstances, il est étonnant que Sergueï Lebedev et son équipe parviennent à construire un ordinateur et à le faire fonctionner en novembre 1950.

Le chemin menant au monastère

Sergueï Alexeyevich Lebedev est né le 2 novembre 1902 à Nizhny Novgorod, dans l'actuelle Russie. Ses parents sont enseignants. Ils font tout pour que leur fils touche-à-tout puisse étancher sa soif de savoir. Dès son enfance, il s'intéresse à l'électricité et construit une dynamo. Il joue du piano et récite de la poésie.

Au sortir de la Révolution d'octobre en 1917, le père de Sergueï et sa famille sont envoyés dans la ville de Sarapul avant d'être transférés à Moscou un an plus tard. Sergey et son père y vont seuls, laissant la mère et les sœurs à Sarapul. Mais elles n'y restent pas très longtemps. La mère tombe gravement malade et Sergueï s'y rend seul pour les emmener à Moscou. Après un long et pénible voyage, la famille se retrouve finalement. Cet épisode joue un rôle décisif dans le développement de sa personnalité indépendante et confiante.

En 1921, il entame des études d'ingénieur électricien à l'université technique de Moscou. Il se spécialise dans les technologies de haute tension. Après avoir obtenu son diplôme, il enseigne et participe à la conception de centrales électriques et de technologies de transmission. Au début de sa carrière, il occupe des postes à responsabilité. Il est considéré comme très serviable et modeste. L'absence de reconnaissance à sa participation à des réalisations ne le dérange pas beaucoup. Il n'accorde pas vraiment d'importance aux récompenses et aux éloges. Sergueï Lebedev est à la fois énergique et calme. Alpiniste passionné, il escalade à l'âge de 35 ans l'Elbrouz, le plus haut sommet du Caucase qui culmine à 5642 mètres d'altitude.

Dans son travail, Sergueï Lebedev doit résoudre des équations différentielles linéaires et non linéaires. En raison de leur difficulté, il se met à imaginer des méthodes de calcul mécaniques. Il s'inspire, entre autres, d'ordinateurs mécaniques analogiques tels que ceux développés par Vannevar Bush. Dans les années 1930 et 1940, la recherche soviétique s'oriente vers les dispositifs analogiques.

En 1943, Sergueï Lebedev devient le chef du nouveau département d'automatisation des systèmes électriques de l'Institut de génie électrique de Moscou. En 1946, il est nommé directeur de l'Académie ukrainienne des sciences où il s'intéresse de plus en plus au problème du calcul automatique.

Au départ, il se concentre sur les appareils analogiques, mais se tourne rapidement vers les ordinateurs numériques. De concert avec des mathématiciens, des ingénieurs électriciens et des physiciens partageant les mêmes idées, il élabore concepts et principes qui donnent naissance au premier ordinateur numérique de l'Union soviétique : la MESM (Malaia Elektronnaia Schetnaia Mashina ; comprendre petite machine à calculer électronique).

Mais pour la fabriquer, il doit d'abord convaincre l'Académie des sciences de créer un laboratoire secret pour mener des recherches sur les ordinateurs électroniques. Il y parvient. En 1948, il commence à recruter du personnel pour le laboratoire. La plupart des dix employés n'ont jamais entendu parler des machines à calculer électroniques. Au début, on investit beaucoup de temps dans la formation. À la fin de 1948, l'équipe est prête et la conception de base de la machine de Sergueï Lebedev est prête.

En 1949, le laboratoire passe à 20 employés. Les travaux préliminaires à la construction sont achevés. Mais Sergueï Lebedev est maintenant confronté à un problème : où, dans une Kiev déchirée par la guerre, peut-on construire la machine ?

Au monastère

Kiev subit la guerre de plein fouet. Les logements et les terrains à bâtir manquent. Dans les années 1940, peu de personnes ont conscience du potentiel des ordinateurs numériques. Heureusement, l'Académie ukrainienne des sciences accepte de mettre à disposition le monastère de Feofaniia.

En plus de la chaleur, de la distance et des routes, Sergueï Lebedev a un autre défi à relever. Le monastère est grand, mais aucune des pièces ne l'est assez pour accueillir la « petite » machine à calculer électronique. Elle occupe un espace de 50 mètres carrés, soit 1,3 fois la taille d'un ring de boxe. Les pièces du monastère doivent donc être agrandies.

Lorsque la construction peut enfin commencer, d'autres problèmes surgissent ; ceux de câbles lâches, par exemple, qui transmettent la tension au boîtier de la machine. Lorsque les employés n'y prêtent pas attention, ils reçoivent une décharge de 250 volts. Il faut par conséquent mettre au point une isolation spéciale.

Les quelque 6000 tubes sous vide de la MESM constituent un autre problème. En raison de la difficulté de leur processus de fabrication, chaque tube est unique. Cependant, comme ils fonctionnent en parallèle, deux tubes au moins doivent toujours avoir les mêmes propriétés. L'équipe de Sergueï Lebedev est donc tenue de tester tous les tubes et de les diviser en paires. Pour trouver une paire appropriée, elle doit parfois tester des milliers de tubes.

Mais ce n'est là pas l'unique problème de ces tubes : au cours de leur cycle de vie, leurs propriétés changent. De plus, dès que la machine est mise en marche, les tubes oscillent pendant environ deux heures. Pendant ce temps, elle est inutilisable. C'est pourquoi la MESM est simplement laissée en fonctionnement, sauf pour une révision bien sûr. Dernier problème avec les tubes ? Ils génèrent beaucoup de chaleur. En hiver, la température dans la pièce est de 30 degrés Celsius, et en été, elle peut atteindre 40 degrés Celsius. Comme il n'y a pas de climatisation, les tubes doivent être refroidis à l'aide de ventilateurs manuels. Néanmoins, il arrive souvent que les tubes émettent des signaux aléatoires à cause de la chaleur et que la machine doive être arrêtée.

Pour résoudre ces problèmes, Sergueï Lebedev demande à ses employés de travailler le soir y compris. Il arrive souvent que lui-même ne termine pas son travail avant 3 heures du matin.

Malgré ce dur labeur, les employés et Sergueï Lebedev profitent de leur vie pendant cette période. Ils discutent des problèmes lors de promenades dans les bois alentour ou au bord du lac. On dit même de lui qu'il aurait une souche d'arbre préférée sur laquelle il s'assied pour réfléchir, pas tant en prenant des notes dans son carnet, mais en fumant.

Le 6 novembre 1950, tout se concrétise. La MESM résout son premier calcul simple : combien font 2 x 2 ? Heureusement, la machine répond presque toujours « 4 ». En 1951, la MESM tourne à plein régime, et dès 1952, elle effectue des calculs top secret pour les fusées et les armes nucléaires. La MESM fonctionne jusqu'en 1957 avant d'être mise hors service. Aujourd'hui, elle est considérée comme la première machine à calculer électronique en état de marche du continent européen.

La MESM est d'autant plus une réussite de taille qu'une vingtaine de personnes uniquement participent à son développement. Son pendant américain, l'ENIAC, plus grand et plus puissant, nécessitait l'intervention de plus de 200 personnes.

À cette époque, Sergueï Lebedev s'affaire déjà à d'autres projets : la BESM-2 – Grande machine de traitement électronique 2 – est le premier ordinateur produit en série par Sergueï Lebedev en 1958.

Chaos

À cette époque, Sergueï Lebedev n'est pas le seul à travailler sur les ordinateurs électroniques en Union soviétique. Largement isolées les unes des autres, les équipes développent d'autres machines à calculer. Le secteur informatique soviétique est donc très fragmenté jusque dans les années 1960. Il manque une combinaison des machines de différentes séries, elles n'utilisent pas une longueur de bit uniforme, ce qui complique la transmission. Les chiffres de production restent donc faibles par rapport aux ordinateurs fabriqués aux États-Unis.

Par ailleurs, l'Union soviétique est en retard sur les États-Unis en matière de logiciel. Aux États-Unis, les programmes informatiques font en sorte que les ordinateurs puissent également être utilisés par des non-professionnels. En République socialiste soviétique, la programmation reste l'affaire des utilisateurs jusqu'à la fin des années 1960.

Par conséquent, dès la fin des années 1960, les experts soviétiques en informatique s'accordent sur la nécessité d'une ligne distincte d'ordinateurs compatibles : en d'autres termes, il faut des ordinateurs compatibles entre eux, qui communiquent à l'aide d'un langage uniforme. Sergueï Lebedev rompt les rangs. Il doute de la faisabilité technique et de l'utilité d'une telle série d'ordinateurs.

Néanmoins, les partisans des ordinateurs compatibles s'imposent. Avec l'aide des activités d'espionnage de la RDA, on parvient à copier le System/360 d'IBM. Malgré ces copies, l'Union soviétique échoue dans le rattrapage technologique de l'Occident, et en premier lieu des États-Unis, avant de s'effondrer.

Sergueï Lebedev continue à développer des structures pour le calcul parallèle et à intensifier la recherche sur le parallélisme informatique. Il prédit également que les superordinateurs à haute performance deviendront importants à l'avenir. Il appelle sa propre série de machines de ce type ELBRUS, du nom de l'Elbrouz, le plus haut sommet d'Europe, qu'il a gravi à 35 ans.

Cependant, il ne verra pas ses superordinateurs. Il meurt à Moscou le 3 juillet 1974 à l'âge de 71 ans après une longue maladie. Au total, ses équipes et lui ont développé plus de 18 mainframes en un peu plus de 20 ans. En 1996, il reçoit, à titre posthume, le Computer Pioneer Award, une récompense dont il ne se serait probablement pas soucié de son vivant.

Kevin Hofer

Senior Editor

kevin.hofer@digitecgalaxus.ch

La technologie et la société me fascinent. Combiner les deux et les regarder sous différents angles est ma passion.

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