Une blockchain de couche 1, ou L1, est le réseau de base d’un écosystème blockchain. Il fonctionne de manière indépendante, sans dépendre d’autres chaînes pour la validation ou l’exécution, et gère tout, du traitement des transactions au consensus et au stockage des données sur son propre grand livre.
Souvent appelée réseau principal ou couche de règlement, une blockchain de couche 1 constitue le fondement sur lequel toutes les autres couches de blockchain, y compris les chaînes latérales et les couches 2, sont construites.
Là où les couches 2 étendent les performances au-dessus des réseaux existants, les couches 1 sont autonomes. Ils définissent leurs propres règles, exécutent leurs propres validateurs et émettent leurs propres jetons natifs. Bitcoin, Ethereum, Solana, Cardano et Avalanche correspondent tous à cette description.
Dans cet article, nous examinerons l’historique et les fonctions de la couche fondamentale du Web3.
À l’intérieur d’une couche 1 : comment elle est construite
Chaque blockchain L1 comprend plusieurs composants essentiels qui la rendent à la fois fonctionnelle et sécurisée :
- Nœuds de réseau : Des milliers d’ordinateurs indépendants conservent des copies identiques de la blockchain et diffusent des données entre eux. Leur nature distribuée empêche la censure et les points de défaillance uniques.
- Couche de consensus : Le livre de règles pour un accord. Il détermine comment les participants décident quelles transactions sont valides et comment les blocs sont ajoutés à la chaîne.
- Couche d’exécution : Sur les blockchains programmables telles qu’Ethereum ou Solana, cette couche exécute des contrats intelligents : du code auto-exécutable qui alimente les applications décentralisées et les transactions automatisées.
- Crypto-monnaie native : Chaque L1 possède sa propre pièce qui paie les frais de transaction, récompense les validateurs et prend en charge la gouvernance en chaîne. BTC sécurise Bitcoin, ETH alimente Ethereum et ADA pilote Cardano.
Comment les couches 1 traitent les transactions
Sur les différents réseaux, le flux est globalement le même :
- Validation: Les transactions sont vérifiées pour garantir qu’elles respectent les règles du protocole et qu’elles comportent des signatures et des soldes appropriés.
- Formation de blocs : Les transactions vérifiées sont regroupées en blocs candidats.
- Consensus: Les nœuds se mettent d’accord sur le bloc à ajouter ensuite, en utilisant l’algorithme choisi par le réseau.
- Finalité: Une fois confirmé, le blocage devient immuable ; les soldes et la mise à jour des données contractuelles sur l’ensemble du réseau.
Ce cycle se répète continuellement, des milliers de fois par jour, sans surveillance centrale.
Mécanismes de consensus : le cœur de la blockchain
Le mécanisme de consensus définit la manière dont une blockchain parvient à un accord et façonne sa vitesse, sa sécurité et son profil énergétique. Bien qu’il existe de nombreux mécanismes de consensus, les principaux sont :
- Preuve de travail (PoW)–Introduits par Bitcoin, les mineurs PoW résolvent des énigmes cryptographiques grâce au calcul. Il est extrêmement sécurisé mais gourmand en énergie et limité à environ sept transactions par seconde (TPS).
- Preuve de participation (PoS)–Les validateurs verrouillent les jetons comme garantie pour obtenir le droit de valider les blocs. Il remplace la consommation d’énergie par des incitations économiques.
- Preuve de participation déléguée (DPoS)–Utilisé par Binance Smart Chain et d’autres, ce modèle s’appuie sur un ensemble plus petit et élu de validateurs pour accroître l’efficacité, en troquant une certaine décentralisation contre la vitesse.
- Preuve d’histoire (PoH)–Le système unique de Solana horodatage les transactions avant le consensus, permettant des milliers de TPS et des temps de bloc inférieurs à la seconde.
Les principales blockchains de couche 1
Bitcoin (BTC) – Preuve de travail : La première et la plus sécurisée blockchain. Traite environ 7 TPS en utilisant une exploitation minière à forte intensité énergétique, en mettant l’accent sur la décentralisation et l’immuabilité plutôt que sur la vitesse.
Éthereum (ETH) – Proof of Stake : La plus grande blockchain programmable, prenant en charge les contrats intelligents, les NFT et DeFi. Après The Merge en 2022, il a réduit la consommation d’énergie de plus de 99 % tout en jetant les bases de l’évolutivité grâce aux cumuls et au partitionnement à venir.
Solana (SOL) – Preuve d’historique + PoS : connu pour son débit élevé et ses faibles frais, Solana horodatage les transactions avant le consensus pour atteindre des temps de bloc inférieurs à la seconde.
Cardano (ADA) – Ouroboros Proof of Stake : une blockchain axée sur la recherche qui met l’accent sur la vérification formelle et l’architecture en couches pour séparer le règlement et le calcul.
Avalanche (AVAX) – Consensus d’avalanche : utilise l’échantillonnage probabiliste pour parvenir rapidement à un consensus. Offre une finalité inférieure à la seconde et prend en charge les sous-réseaux personnalisables pour les chaînes spécifiques aux applications.
Chaîne intelligente Binance (BNB) – Preuve de participation déléguée : exploité par un ensemble limité de validateurs, BSC troque la décentralisation contre la performance, offrant ainsi des transactions rapides et peu coûteuses compatibles avec les outils d’Ethereum.
Chronologie : étapes majeures de la couche 1
- Janvier 2009 : Lancement de Bitcoin, prouvant un consensus décentralisé grâce à la preuve de travail en tant que première blockchain entièrement fonctionnelle.
- Juillet 2015 : Ethereum est mis en ligne et introduit des contrats intelligents programmables et complets de Turing dans l’écosystème blockchain.
- Septembre 2017 : Cardano lance son réseau principal Byron, formalisant la preuve de participation avec le protocole Ouroboros et établissant une architecture en couches.
- Septembre 2020 : Avalanche lance son réseau principal, introduisant un mécanisme de consensus à grande vitesse et un cadre de sous-réseau pour les chaînes personnalisables.
- Septembre 2022 : Ethereum finalise la fusion, passant de la preuve de travail à la preuve de participation et réduisant la consommation d’énergie de plus de 99 %.
- Octobre 2023 : Celestia est lancée en tant que première blockchain modulaire axée sur la disponibilité des données et la séparation par consensus.
- Août 2025 : Circle dévoile Arc, une couche 1 axée sur le stablecoin, avec un testnet public en direct en octobre et un réseau principal prévu pour 2026.
Chaque blockchain vise à relever le même défi sous-jacent : le trilemme de la blockchain.
Le trilemme de la blockchain
Le cofondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, a inventé le terme « trilemme de la blockchain » en 2017 pour décrire le défi que les blockchains ne peuvent pas maximiser simultanément la décentralisation, l’évolutivité et la sécurité, ce qui oblige à des compromis entre les trois.
- Sécurité – Protection contre les manipulations ou les attaques.
- Évolutivité – Capacité à gérer efficacement des volumes élevés.
- Décentralisation – Répartition du contrôle sur de nombreux nœuds indépendants.
Mise à l’échelle des couches 1
Les développeurs recherchent continuellement des moyens d’augmenter le débit de la blockchain sans compromettre la décentralisation – une réponse directe au trilemme de la blockchain.
- Partage : Cette technique divise le réseau en parties plus petites, ou fragments, qui traitent les données en parallèle pour alléger la charge de travail des nœuds et augmenter la capacité. Ethereum prévoyait initialement 64 fragments, mais, fin 2025, il s’est concentré sur le proto-danksharding et le danksharding, des mises à niveau centrées sur la disponibilité des données pour les cumuls de couche 2 plutôt que sur l’exécution complète en chaîne. Le proto-danksharding (EIP-4844) introduit des blobs de données pour améliorer l’efficacité du stockage, tandis que le danksharding complet reste en cours de développement.
- Optimisation du consensus : Passer d’une preuve de travail gourmande en énergie à une preuve de participation, comme la fusion 2022 d’Ethereum, améliore considérablement l’efficacité. Certains réseaux plus récents mélangent ou adaptent des modèles consensuels pour équilibrer vitesse, coût et sécurité.
- Paramètres du bloc : Des blocs plus grands et des intervalles plus courts peuvent augmenter le débit mais risquent de centraliser. Des blocs plus gros nécessitent plus de bande passante et de stockage ; des blocs plus rapides soulèvent des problèmes de synchronisation et du nombre de blocs orphelins.
- Mises à niveau du protocole : Le témoin séparé (SegWit) 2017 de Bitcoin est un exemple classique de mise à l’échelle directe de couche 1. En séparant les données de signature (« témoin ») des données de transaction, SegWit a libéré de l’espace de bloc et autorisé plus de transactions par bloc sans augmenter sa taille.
Applications du monde réel
Les blockchains de couche 1 prenaient en charge DeFi, alimentant les prêts, les échanges et les pièces stables via des contrats intelligents. Ethereum et Solana ont activé les NFT et les jeux, apportant ainsi la propriété numérique en chaîne. Ils ont également amélioré la transparence de la chaîne d’approvisionnement, sécurisé l’identité numérique et permis la tokenisation d’actifs du monde réel tels que la propriété et l’art.
Pourquoi ils comptent toujours
Les couches 2 et les sidechains contribuent à la vitesse, mais les couches 1 restent la source de vérité. Ils assurent un règlement définitif, une histoire immuable et une confiance partagée pour tout ce qui est construit au-dessus d’eux.
La technologie Blockchain a progressé bien au-delà de ses origines de 2009, et le travail n’a pas ralenti. En novembre, la Fondation Ethereum a annoncé sa prochaine étape majeure : la couche d’interopérabilité Ethereum, qui permettrait à n’importe quel Ethereum L2 de communiquer instantanément avec n’importe quel autre L2.
À mesure que la technologie blockchain évolue (de l’exploitation minière gourmande en énergie aux architectures modulaires résistantes aux quantiques), les blockchains de couche 1 continuent de définir l’infrastructure de l’Internet décentralisé.
