Le minage Bitcoin, en détail

Dans Comprendre Bitcoin , on disait que les mineurs « résolvent un problème mathématique ». C’est vrai, et c’est trompeur. Il n’y a pas de problème à résoudre au sens où on l’entend : pas d’équation, pas d’astuce, pas d’intelligence. Il y a un tirage au sort, répété à une cadence qui dépasse l’entendement, où chaque ticket coûte de l’électricité.

Cet article regarde ce tirage de près. On part d’un bloc réel, le 973 976, miné par AntPool le 31 octobre 2026 à 12 h 17 UTC, et on démonte ses 80 octets de header, sa transaction coinbase, sa preuve de travail. Puis on remonte : comment le réseau règle la difficulté, pourquoi le matériel est passé du processeur à la puce dédiée, combien rapporte un térahash, et qui — concrètement — décide de ce qui entre dans un bloc.

Ce que fait un mineur, littéralement

Un mineur ne manipule pas « un bloc ». Il manipule 80 octets : le header. C’est le seul objet que la preuve de travail touche. Les milliers de transactions du bloc n’y figurent pas — elles sont résumées par une seule empreinte de 32 octets, la racine de Merkle, dont on parlera dans le prochain article.

Voici le header du bloc 973 976, tel qu’il circule sur le réseau :

00c003205614f0eeabd053627b41d36522a25dcc967d3290117b000000000000000000005177a532
1586c152baea8a11c2abe7013a42b9207df923bab5a2dd4de29c6dae65dce56aace5011749a7d2bf

Six champs, tous en little-endian comme dans une transaction :

• La version (4 octets) — 0x2003c000. Elle sert surtout à signaler le soutien à une mise à jour du protocole, mais une partie de ses bits sert aussi au minage lui-même ; on y revient plus bas.
• Le hash du bloc précédent (32 octets) — c’est lui qui fait de la blockchain une chaîne. Modifier un vieux bloc change son hash, donc invalide le champ du bloc suivant, et ainsi de suite jusqu’au sommet.
• La racine de Merkle (32 octets) — l’empreinte des 6 017 transactions du bloc. Changer une seule transaction, c’est changer cette racine, donc le header, donc le hash.
• L’horodatage (4 octets) — 2026-10-31 12:17:41 UTC. Il est déclaré par le mineur, et le protocole ne l’accepte que dans une certaine fourchette.
• Les bits (4 octets) — la difficulté du moment, encodée de façon compacte. On les décode dans la section suivante.
• Le nonce (4 octets) — le seul champ qui n’a aucune signification. C’est un compteur que le mineur fait tourner.

Le travail du mineur tient en une boucle : prendre ces 80 octets, calculer SHA-256(SHA-256(header)), regarder si le résultat, lu comme un nombre de 256 bits, est inférieur à la target. Si non, changer le nonce et recommencer. Si oui, le bloc est valide, on le diffuse, et on encaisse la récompense.

Pour le bloc 973 976, le hash recalculé est :

000000000000000000014c12cb7b43d3c608ea844d20712ba1d2897d4fed2e1d

Dix-neuf zéros hexadécimaux en tête, soit 79 bits à zéro. La probabilité qu’un hash pris au hasard passe sous la target de ce jour-là est d’une chance sur 6,4 × 10²³. C’est pour ça qu’il faut tant d’essais — et c’est pour ça que n’importe qui peut vérifier le résultat en un temps imperceptible : un seul double SHA-256 suffit pour constater que le ticket gagnant est bien gagnant. Coûteux à produire, gratuit à vérifier : toute la preuve de travail est dans cette asymétrie.

Coinbase, nonce, extraNonce

Le nonce fait 32 bits, soit environ 4,3 milliards de valeurs possibles. Ça paraît beaucoup. Ça ne l’est pas : une seule machine moderne, l’Antminer S21 XP Hyd et ses 473 TH/s, épuise ces 4,3 milliards de valeurs en 9 microsecondes. Le réseau entier, en 4 picosecondes. Si le nonce était la seule variable, un mineur passerait l’essentiel de son temps à… ne rien avoir à essayer.

Il faut donc d’autres molettes. Il y en a deux.

La première est dans la coinbase. Chaque bloc commence par une transaction particulière, la coinbase, qui crée les bitcoins neufs et collecte les frais. Elle n’a pas de vraie entrée — elle ne dépense aucun UTXO — et son scriptSig, au lieu de contenir une signature, est un espace presque libre. Voici celui du bloc 973 976, 86 octets :

03 98dc0e                       → hauteur du bloc : 973 976 (obligatoire depuis BIP34)
19 "Mined by AntPool "          → signature du pool
   b8004501fd6c3569 …           → octets propres au pool, dont l'extraNonce
   fabe6d6d …                   → engagement de merge-mining d'autres chaînes

Les premiers octets sont imposés : depuis le bloc 227 931 (mars 2013), BIP34 exige que la coinbase commence par la hauteur du bloc. Le reste est à la discrétion du mineur, qui y place une signature et, surtout, un extraNonce : un compteur supplémentaire. Changer l’extraNonce change la coinbase, donc son txid, donc la racine de Merkle, donc le header — et rouvre 4,3 milliards de nonces à essayer.

La seconde est dans la version. Depuis BIP320 , seize bits du champ version (les bits 13 à 28) sont réservés à un usage libre : les mineurs s’en servent comme d’un nonce d’appoint, une pratique appelée version rolling. C’est pourquoi la version du bloc 973 976 vaut 0x2003c000 et pas un chiffre rond : ces bits du milieu ont bougé pendant la recherche.

La coinbase porte aussi la paie. Celle du bloc 973 976 verse 3,13350594 BTC au pool : 3,125 BTC de subvention — le montant fixé par le protocole depuis le Halving d’avril 2024 — plus 0,00850594 BTC de frais, ponctionnés sur les 6 016 autres transactions. Les frais pèsent donc ce jour-là 0,27 % de la récompense : c’est la subvention qui paie la sécurité du réseau, pour l’instant. On y revient dans la section économie.

Elle porte enfin plusieurs sorties OP_RETURN, à 0 satoshi. La première est l’engagement du témoin exigé par SegWit — l’empreinte des wtxid du bloc, ces identifiants qu’on avait rencontrés dans L’anatomie d’une transaction . Les autres (CORE, EXSAT, sys, RSKBLOCK:) sont des engagements destinés à d’autres réseaux qui s’adossent à la puissance de calcul de Bitcoin — en merge-mining pour RSK ou Syscoin, par exemple, où le même calcul sécurise plusieurs chaînes à la fois.

Target et difficulté

La target est un nombre de 256 bits. Le header n’en stocke qu’une version compressée de 4 octets, le champ bits, sous une forme proche de la notation scientifique : le premier octet donne un exposant, les trois suivants une mantisse. Pour le bloc 973 976, bits = 0x1701e5ac se décode ainsi :

target = 0x01e5ac × 256^(0x17 − 3)
       = 00000000000000000001e5ac0000000000000000000000000000000000000000

Comme un nombre de 64 chiffres hexadécimaux est peu parlant, on exprime plutôt la difficulté : le rapport entre la target la plus facile autorisée (celle du bloc genesis, en janvier 2009) et la target actuelle. Ce jour-là, elle vaut 148 364 561 003 867 — trouver un bloc est environ 148 000 milliards de fois plus dur qu’au premier jour.

Pourquoi la difficulté bouge-t-elle ? Parce que le protocole vise un bloc toutes les dix minutes en moyenne, quelle que soit la puissance de calcul engagée. Tous les 2 016 blocs — environ deux semaines —, chaque nœud fait le même calcul, défini dans src/pow.cpp de Bitcoin Core :

nouvelle target = ancienne target × (temps réellement écoulé / 2 semaines)

Si les 2 016 derniers blocs sont arrivés trop vite, le temps écoulé est inférieur à deux semaines, la target baisse, et trouver un bloc devient plus dur. S’ils sont arrivés trop lentement, c’est l’inverse. Deux garde-fous : l’ajustement est plafonné à un facteur 4 dans un sens comme dans l’autre, et il est automatique — aucun comité, aucun vote, chaque nœud le recalcule seul et rejette tout bloc qui ne le respecte pas. Le dernier ajustement, au bloc 973 728 le 29 octobre 2026, a relevé la difficulté de 5,54 % ; le suivant aura lieu au bloc 975 744.

Ce mécanisme fonctionne grâce à la loi des grands nombres, qu’on avait posée dans le side-quest maths . Un bloc isolé peut arriver en dix secondes ou en une heure : le minage est un tirage, et un tirage, ça varie. Mais sur 2 016 tirages, la moyenne observée colle de très près à l’espérance, assez pour estimer la puissance du réseau sans jamais la mesurer directement. C’est d’ailleurs comme ça qu’on obtient le hashrate : personne ne le déclare, on le déduit de la difficulté et du rythme des blocs.

Fin octobre 2026, le réseau tourne autour de 1,06 × 10²¹ hash par seconde — un peu plus d’un zettahash. Multiplié par 600 secondes, ça fait environ 6,4 × 10²³ essais par tranche de dix minutes : exactement l’ordre de grandeur de la « une chance sur 6,4 × 10²³ » de tout à l’heure. Le réseau fait, en moyenne, le nombre d’essais qu’il faut pour trouver un bloc toutes les dix minutes. C’est la difficulté qui fait tenir l’égalité.

Du CPU à l’ASIC

Le double SHA-256 est un calcul simple, répété à l’identique, sans dépendance entre deux essais : ce qu’on appelle un problème embarrassingly parallel. Toute l’histoire du matériel de minage consiste à exploiter ça toujours mieux, en sacrifiant à chaque étape un peu plus de polyvalence.

En 2009, on mine avec le processeur de son ordinateur ; c’est ce que fait Satoshi. Fin 2010, des mineurs découvrent que les cartes graphiques, conçues pour faire des milliers de petits calculs en parallèle, font bien mieux. En 2011 arrivent les FPGA, des circuits reprogrammables, plus sobres que les cartes graphiques mais chers. Puis, fin janvier 2013, Canaan livre l’Avalon, le premier mineur ASIC commercial : une puce gravée pour ne faire qu’une seule chose, le double SHA-256.

L’ASIC a tout changé, et de façon irréversible. Une puce dédiée ne sait rien faire d’autre : elle est imbattable pour miner du Bitcoin, et inutilisable pour quoi que ce soit d’autre. Résultat : sur ce réseau, un mineur sans ASIC récent ne gagne rien. Un processeur ou une carte graphique reste capable de calculer des hash, mais la part de récompense qu’il pourrait espérer ne paierait même pas l’électricité de l’écran.

Aujourd’hui, le marché industriel est dominé par Bitmain (gamme Antminer), MicroBT (Whatsminer) et Canaan (Avalon). L’unité qui compte est l’efficacité, en joules par térahash : l’Antminer S21, sorti en 2023, est annoncé à 17,5 J/TH ; sa version à refroidissement liquide, le S21 XP Hyd, à 12 J/TH pour 473 TH/s — près de 6 kW par machine, qu’il faut évacuer par circuit d’eau.

Deux familles de machines visent un tout autre public. En mars 2025, Canaan a lancé l’Avalon Q, un ASIC pensé pour la maison : 90 TH/s, 1 674 W, soit 18,6 J/TH, et un niveau sonore annoncé entre 45 et 65 dB, réglable en baissant la puissance. Et à l’autre bout, des appareils open source comme le Bitaxe, une seule puce, de 15 à 50 W, qu’on pose sur un bureau. On verra dans la section suivante ce que chacun peut espérer gagner.

Côté géographie, le paysage a basculé en 2021, quand la Chine a interdit le minage. Selon l’estimation de Hashrate Index pour avril 2026, les États-Unis concentrent environ 37,4 % du hashrate mondial, devant la Russie (16,9 %) et la Chine (12,0 %) — qui reste donc présente malgré l’interdiction.¹ Ces chiffres sont des estimations : aucun mineur n’est tenu de déclarer où il se trouve.

L’économie minière

Un mineur gagne deux choses par bloc trouvé : la subvention (3,125 BTC depuis avril 2024, divisée par deux tous les 210 000 blocs) et les frais des transactions incluses. Il dépense surtout une chose : de l’électricité. Entre les deux, toute l’économie du secteur se résume à un indicateur, le hashprice : ce que rapporte un pétahash par seconde pendant une journée, en dollars.

On peut le calculer soi-même avec trois données publiques : la difficulté (qui donne le nombre de blocs qu’un PH/s trouve en moyenne par jour), la récompense moyenne par bloc et le cours du bitcoin.

hashprice = (10^15 × 86 400) / (difficulté × 2^32) × récompense par bloc (BTC) × prix (USD)

Sur les deux dernières années, le hashprice a été divisé par plus de deux, de 62,92 $ en décembre 2024 à 28,30 $ au plus bas, en juin 2026. Fin octobre 2026, il tourne autour de 35 $ par PH/s et par jour. La raison est structurelle : la difficulté continue de monter alors que la subvention, elle, ne bouge pas avant le prochain halving.

Ce qu’un mineur peut supporter dépend alors d’une seule question : à quel prix paie-t-il son électricité ? Le seuil de rentabilité électrique s’obtient en divisant le hashprice par la consommation journalière d’un PH/s :

Hypothèses : hashprice de 35,17 $/PH/jour (31 octobre 2026), machine tournant 24 h/24 à sa puissance nominale. Ne sont pas comptés : le prix d’achat de la machine, le refroidissement, les frais de pool, les pannes. Ces seuils sont donc des plafonds, pas des marges.

Le tableau dit l’essentiel. Une ferme industrielle qui paie son électricité 5 ou 6 centimes le kWh fait tourner ses S21 XP Hyd avec de la marge. Un particulier européen qui paie plusieurs fois ce tarif ne rentabilisera pas un Avalon Q sur la seule vente des bitcoins minés : ses 40 kWh quotidiens coûtent plus que les 3,17 $ qu’ils rapportent. L’argument le plus solide pour une telle machine à domicile est ailleurs : ses 1 674 W finissent intégralement en chaleur, et en hiver, c’est une chaleur que l’on aurait payée de toute façon.

Un réseau qui se régule seul

Quand le hashprice baisse, les machines les moins efficaces passent sous leur seuil de rentabilité, et leurs propriétaires les éteignent. Le hashrate recule, les blocs ralentissent, et au prochain ajustement la difficulté baisse, ce qui remonte le hashprice des machines restées allumées. Les données de 2026 le montrent presque en direct : le hashprice touche son plus bas sur deux ans le 11 juin ; l’ajustement suivant, le 14 juin, abaisse la difficulté de 10,09 %. Personne n’a rien décidé : la boucle est mécanique. C’est ce qui rend le réseau homéostatique — il absorbe les chocs de prix sans jamais cesser de produire des blocs.

Et le mineur solo ?

Un bloc reste, pour chaque essai, un tirage parfaitement équitable : la probabilité de gagner est proportionnelle au hashrate, ni plus ni moins. Le 7 avril 2026, le bloc 944 078 a été trouvé via Noderunners, un pool solo — un service où le mineur ne partage pas : s’il trouve un bloc, la récompense est pour lui, sinon il ne reçoit rien. La coinbase de ce bloc verse ses 3,13206403 BTC à une seule adresse. Les revendeurs du NerdQAxe++, un petit ASIC open source dérivé du Bitaxe, attribuent ce bloc à une seule de leurs machines, de l’ordre de 5 TH/s ; la chaîne, elle, ne permet pas de savoir quel matériel a produit le hash gagnant.

Admettons-le. À 4,8 TH/s face à un réseau d’environ 995 EH/s, le temps d’attente moyen avant de trouver un bloc est d’environ 3 900 ans. Ce bloc n’est donc ni une prouesse ni une preuve que le minage solo est rentable : c’est un ticket de loterie gagnant. Pour quelques dizaines de watts, c’est un ticket que n’importe qui peut acheter, et c’est sans doute le meilleur argument de ces petites machines. Mais si l’on veut un revenu régulier, il faut mutualiser la chance.

Les pools de minage

Un pool de minage fait exactement ça : des milliers de mineurs mettent leur puissance en commun, et le pool redistribue chaque récompense au prorata du travail fourni. Le premier, créé fin 2010 par le développeur tchèque Marek Palatinus (« Slush »), existe toujours sous le nom de Braiins Pool.

Comment un pool mesure-t-il le travail de chacun, puisque seul le hash gagnant compte ? Avec des shares : le pool fixe à chaque mineur une target bien plus facile que celle du réseau. Chaque hash qui passe sous cette target facile est une share, une preuve que le mineur travaille réellement sur le bon bloc. Le nombre de shares envoyées mesure la puissance fournie ; de temps en temps, l’une d’elles passe aussi sous la vraie target, et le pool trouve un bloc.

Restent deux questions : comment on paie, et qui décide du contenu du bloc.

Comment on paie. Trois grandes familles coexistent. En PPS (Pay Per Share), le pool paie chaque share à un prix fixe, qu’il trouve des blocs ou non : il absorbe la variance, et la fait payer par une commission plus élevée. Le FPPS (Full Pay Per Share) fait de même en incluant une estimation des frais de transaction. En PPLNS (Pay Per Last N Shares), le pool ne paie que lorsqu’il trouve un bloc, en le répartissant entre les dernières shares reçues : le mineur supporte la variance, mais la commission est plus faible et la fidélité récompensée.

Qui décide. Voici la répartition des blocs sur le dernier mois, jusqu’au 31 octobre 2026 :²

Les deux premiers pools trouvent 46,6 % des blocs, les trois premiers 63,4 %. Ce n’est pas la même chose que contrôler 63 % du hashrate : les machines appartiennent à des milliers de mineurs, qui peuvent changer de pool en quelques minutes. Mais c’est bien le pool qui décide quelles transactions entrent dans le bloc.

Stratum v1, ou le mineur aveugle

Depuis 2012, les mineurs parlent à leur pool en Stratum v1. Le pool construit le bloc candidat — il choisit les transactions — et envoie à chaque machine un travail tout prêt : un header à faire varier. La machine ne voit jamais le contenu du bloc. Elle hashe à l’aveugle.

C’est efficace, et c’est un point de centralisation majeur : une poignée d’opérateurs décide du contenu de la grande majorité des blocs. Qu’un régulateur exige d’eux qu’ils écartent certaines transactions, et ils le peuvent. C’est l’un des sujets de Vie privée sur Bitcoin (BTC-A-07, à venir dans cette série).

Stratum v2 et DATUM, ou le choix rendu aux mineurs

Stratum v2 corrige ça. En plus de chiffrer les échanges, il ajoute une extension, Job Declaration, qui permet au mineur — ou à son propre nœud — de construire son bloc et de le déclarer au pool, qui ne fait plus que coordonner et payer. Le choix des transactions redescend vers des milliers d’opérateurs.

Le 11 mai 2026, sept pools totalisant environ 75 % du hashrate — dont Foundry, AntPool, F2Pool, MARA et SpiderPool — ont rejoint le groupe de travail Stratum V2.³ Rejoindre n’est pas déployer : le premier bloc d’un pool fonctionnant nativement en Stratum V2, DMND, n’a été miné que le 25 juin 2026 (bloc 955 318), et cet usage reste minoritaire.

OCEAN, l’expérience la plus radicale

OCEAN a pris le problème par l’autre bout. Lancé en novembre 2023 par une équipe incluant Luke Dashjr, développeur historique de Bitcoin Core et mainteneur de Bitcoin Knots, avec un tour de financement de 6,2 millions de dollars mené par Jack Dorsey,⁴ le pool repose sur deux idées.

Il ne garde pas l’argent. Chez la plupart des pools, la coinbase paie le pool, qui redistribue ensuite. Chez OCEAN, la coinbase paie directement les mineurs. Ça se vérifie on-chain : dans le bloc 973 981, miné par OCEAN le 31 octobre 2026, la coinbase compte neuf sorties payantes, une par mineur rémunéré. Celle du bloc AntPool qu’on vient de décortiquer n’en compte qu’une, vers l’adresse du pool. OCEAN ne paie donc qu’au moment où il trouve un bloc, selon son propre schéma, baptisé TIDES : comme en PPLNS, c’est le mineur qui supporte la variance — en échange de quoi le pool n’a jamais la garde des fonds.

Il rend le choix des transactions. Peu après son lancement, OCEAN a proposé plusieurs gabarits de bloc, dont un gabarit par défaut construit avec Bitcoin Knots, qui écarte les inscriptions et d’autres données non financières, et un gabarit Bitcoin Core non filtré pour qui le préférait. En septembre 2024, le pool a publié DATUM, son propre protocole pour que chaque mineur construise ses blocs avec son propre nœud — le même pari que Stratum v2 Job Declaration, par un autre chemin. Cette question du filtrage des données est exactement celle de BIP-110 , dont OCEAN a été le principal porteur : sur la dernière période avant l’échéance, ses 51 blocs signalants étaient les seuls du réseau. Après l’échec du 8 août 2026, le pool a cessé de soutenir la branche BIP-110, et Luke Dashjr l’a quitté fin août.

Avec 3,1 % des blocs, OCEAN pèse peu. Mais il montre qu’un pool peut fonctionner sans détenir les fonds de ses mineurs ni décider à leur place du contenu des blocs, et c’est précisément la direction que prend aujourd’hui une partie de l’industrie.

Ce qu’il faut retenir

• Miner, c’est tirer au sort : faire varier un header de 80 octets jusqu’à ce que son double SHA-256 passe sous une target. Coûteux à produire, instantané à vérifier.
• Le nonce ne suffit plus : les mineurs font aussi varier l’extraNonce de la coinbase et 16 bits de la version pour multiplier l’espace de recherche.
• La difficulté s’ajuste seule tous les 2 016 blocs pour maintenir dix minutes par bloc, dans une limite d’un facteur 4. Elle a été multipliée par environ 148 000 milliards depuis 2009.
• L’ASIC a rendu le minage irréversiblement spécialisé : sans puce dédiée et récente, on ne gagne rien.
• Le hashprice et le prix de l’électricité décident de tout. Quand le premier baisse, les machines les moins efficaces s’éteignent, la difficulté baisse, et le réseau se rééquilibre seul.
• Les pools mutualisent la chance, mais concentrent le choix des transactions. Stratum v2, DATUM et des pools comme OCEAN cherchent à rendre ce choix aux mineurs.

Et après

Le header ne contient qu’une seule empreinte de 32 octets pour les 6 017 transactions du bloc 973 976 : la racine de Merkle. Comment une empreinte aussi courte peut-elle prouver qu’une transaction précise est bien dans le bloc, sans télécharger le bloc ? C’est tout l’objet de Arbres de Merkle et clients légers : la construction de l’arbre, les preuves d’inclusion, et ce que ça permet aux portefeuilles mobiles.

Cet article n’est pas un conseil en investissement.