Envisionner le monde après l'EVM parallèle : redéfinir les architectures des dApp et de l'expérience utilisateur
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Envisionner le monde après l'EVM parallèle : redéfinir les architectures des dApp et de l'expérience utilisateur
La parallélisation est un moyen, pas une fin.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Reforge Research
Traduction : TechFlow
Franklin a un jour prononcé une célèbre phrase : « Dans ce monde, deux choses sont inévitables : la mort et les impôts. »
Le titre original de cet article est « Death, Taxes, and Parallel EVM ».
Lorsque l'exécution parallèle sur l'EVM devient une tendance incontournable dans le monde de la cryptographie, à quoi ressemblera un univers crypto entièrement fondé sur cette technologie ?
Reforge Research explore cette question du point de vue technologique et applicatif. Voici la traduction intégrale.
Introduction
Dans les systèmes informatiques actuels, aller plus vite et plus efficacement signifie souvent exécuter des tâches en parallèle plutôt que séquentiellement. Ce phénomène, appelé parallélisation, est rendu possible par l'avènement des architectures multi-cœurs des processeurs modernes. Les tâches traditionnellement exécutées étape par étape sont désormais traitées sous l’angle de la simultanéité afin d’exploiter pleinement la puissance du processeur. De manière similaire, dans les réseaux blockchain, ce principe consistant à exécuter plusieurs opérations simultanément s’applique au niveau des transactions, non pas grâce à plusieurs processeurs, mais via la capacité collective de validation offerte par les nombreux validateurs du réseau. Quelques exemples précoces incluent :
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En 2015, Nano (XNO) a mis en œuvre une structure de blocs en grille où chaque compte possède sa propre chaîne, permettant un traitement parallèle et supprimant le besoin de confirmation réseau pour chaque transaction.
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En 2018, un article académique décrivant Block-STM (Software Transactional Memory), un moteur d’exécution parallèle pour blockchains, a été publié. Polkadot s’est rapproché de la parallélisation via son architecture multi-chaînes, tandis qu’EOS lançait son moteur de traitement multithread.
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En 2020, Avalanche a introduit un traitement parallèle dans son consensus (contrairement à la chaîne C d’EVM, sérialisée), et Solana a lancé une innovation similaire appelée Sealevel.
Concernant l’EVM, depuis sa création, les transactions et l’exécution des contrats intelligents se font de manière strictement séquentielle. Cette conception monofilaire limite fortement le débit global et l’évolutivité du système, particulièrement visible en période de forte demande. Lorsque la charge de travail augmente pour les validateurs, le réseau ralentit inévitablement, et les utilisateurs doivent payer davantage pour faire passer leurs transactions en priorité dans un environnement congestionné.
La communauté Ethereum a longtemps envisagé le traitement parallèle comme solution, initialement à travers une proposition d’EIP de Vitalik en 2017. L’objectif initial était d’atteindre la parallélisation via le sharding classique ou le fractionnement de chaîne. Toutefois, la montée rapide des rollups de couche 2, solutions plus simples offrant des gains d’évolutivité immédiats, a fait dévier l’attention d’Ethereum vers ce qu’on appelle aujourd’hui danksharding. Avec danksharding, les shards servent principalement de couches de disponibilité des données, plutôt que d’exécuter des transactions en parallèle. Étant donné que l’implémentation complète de danksharding n’est pas encore réalisée, l’intérêt s’est recentré sur plusieurs alternatives clés de blockchains L1 parallèles compatibles EVM, notamment Monad, Neon EVM et Sei.
Au vu de l’évolution traditionnelle de l’ingénierie logicielle et des succès d’évolutivité observés sur d’autres réseaux, l’exécution parallèle sur l’EVM est inéluctable. Bien que nous soyons convaincus par cette transition, l’avenir qui suit reste incertain, mais plein de potentiel. L’impact d’un écosystème de développeurs de contrats intelligents – le plus vaste au monde avec une valeur totale verrouillée dépassant 80 milliards de dollars – sera considérable. Que se passera-t-il lorsque le prix du gaz chutera à quelques fractions de centime suite à une optimisation de l’accès à l’état ? Quel espace de conception s’ouvrira aux développeurs applicatifs ? Voici notre vision d’un monde post-EVM parallèle.
La parallélisation est un moyen, pas une fin
Étendre une blockchain est un problème multidimensionnel. L’exécution parallèle ouvre la voie à d’autres infrastructures critiques, telles que le stockage de l’état blockchain.
Pour les projets visant un EVM parallèle, le défi principal ne réside pas seulement dans la possibilité d’exécuter des calculs simultanément, mais surtout dans l’optimisation de l’accès et de la modification de l’état dans un environnement parallèle. Le cœur du problème repose sur deux points majeurs :
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Les clients Ethereum et le protocole lui-même utilisent des structures de données différentes pour le stockage (arbres B / arbres LSM vs Trie de Merkle Patricia). Imbriquer une structure dans une autre entraîne des performances médiocres.
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Avec l’exécution parallèle, la capacité à effectuer des entrées/sorties asynchrones (I/O asynchrone) pour lire et mettre à jour les transactions est cruciale ; les processus peuvent s’interbloquer en attendant les uns les autres, annulant ainsi tout gain de vitesse.
Comparé au coût de récupération ou de mise à jour d’une valeur de stockage, des tâches supplémentaires comme ajouter des hachages SHA-3 ou des calculs sont secondaires. Pour réduire le temps de traitement des transactions et le prix du gaz, il faut améliorer l’infrastructure même de la base de données. Cela va au-delà du simple remplacement des architectures traditionnelles de bases de données par des magasins clé-valeur bruts (ex. bases SQL). Implémenter l’état EVM via un modèle relationnel ajoute une complexité et une surcharge inutiles, augmentant le coût des opérations 'sload' et 'sstore' comparé à un magasin clé-valeur basique. L’état EVM n’a pas besoin de fonctionnalités comme le tri, les analyses de plage ou les sémantiques transactionnelles, car il n’effectue que des lectures/écritures ponctuelles, avec les écritures regroupées à la fin de chaque bloc. Ainsi, ces améliorations doivent cibler des aspects clés comme l’évolutivité, la faible latence en lecture/écriture, le contrôle concurrent efficace, l’élagage et l’archivage d’état, ainsi que l’intégration transparente avec l’EVM. Par exemple, Monad construit une base de données d’état personnalisée dès zéro, nommée MonadDB. Elle exploitera les derniers supports du noyau pour les opérations asynchrones, tout en implémentant nativement la structure de données Trie de Merkle Patricia sur disque et en mémoire.
Nous prévoyons une refonte approfondie des bases de données clé-valeur sous-jacentes et des améliorations significatives des infrastructures tierces soutenant la majorité du stockage blockchain.
Redonner ses lettres de noblesse au carnet d'ordres centralisé programmable (pCLOB)
À mesure que la DeFi évolue vers des états plus fidèles, le CLOB deviendra la méthode de conception dominante.
Depuis leur apparition en 2017, les market makers automatiques (AMM) sont devenus la pierre angulaire de la DeFi, offrant simplicité et capacité unique à générer de la liquidité. En exploitant des pools de liquidité et des algorithmes de tarification, les AMM ont révolutionné la DeFi en devenant l’alternative privilégiée aux systèmes de trading traditionnels comme les carnets d’ordres. Bien que les carnets d’ordres à prix limites centralisés (CLOB) soient un composant fondamental de la finance traditionnelle, ils ont rencontré les limites d’évolutivité des blockchains lors de leur introduction sur Ethereum. Ils nécessitent un grand nombre de transactions, car chaque soumission, exécution, annulation ou modification d’ordre requiert une nouvelle transaction on-chain. Comme les efforts d’évolutivité d’Ethereum étaient alors peu avancés, les coûts associés ont rendu les CLOB inadaptés au début de la DeFi, conduisant à l’échec de premières versions comme EtherDelta. Pourtant, malgré la popularité des AMM, ceux-ci présentent des limitations inhérentes qui sont devenues de plus en plus apparentes à mesure que la DeFi attirait des traders plus sophistiqués et des institutions.
Conscients de la supériorité du CLOB, les efforts pour intégrer des bourses basées sur CLOB dans la DeFi se sont intensifiés sur d'autres blockchains alternatives plus évolutives. Des protocoles comme Kujira, Serum (RIP), Demex, dYdX, Dexalot, et plus récemment Aori et Hyperliquid, visaient à offrir une expérience de trading on-chain supérieure à celle de leurs homologues AMM. Toutefois, au-delà des projets spécialisés (comme dYdX et Hyperliquid pour les contrats perpétuels), les CLOB sur ces réseaux alternatifs rencontrent, outre l’évolutivité, leurs propres défis :
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Fragmentation de la liquidité : les effets de réseau permis par les protocoles DeFi hautement composable et intégrés sur Ethereum rendent difficile pour les CLOB hors Ethereum d’attirer suffisamment de liquidité et de volume, freinant leur adoption et accessibilité.
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Les Meme coins : amorcer la liquidité d’un CLOB on-chain nécessite des ordres à prix limité, ce qui pose un dilemme classique du « poulet ou l’œuf » pour les nouveaux actifs ou peu connus comme les memes.
Des CLOB avec des blobs
Et les L2 alors ? La pile actuelle des L2 Ethereum présente des améliorations notables en débit transactionnel et coût de gaz par rapport au réseau principal, surtout après le récent hard fork Dencun. En remplaçant le calldata gourmand en gaz par des objets binaires légers (blobs), les frais ont chuté drastiquement. Selon les données de growthepie, au 1er avril, Arbitrum et OP affichaient respectivement 0,028 $ et 0,064 $, Mantle étant le moins cher à 0,015 $. C’est un changement radical comparé à avant l’upgrade Cancun, où le calldata représentait 70 à 90 % du coût total. Malheureusement, ce n’est pas encore assez bon marché : des frais de 0,01 $ pour un suivi ou une annulation restent élevés. Par exemple, les traders institutionnels et les market makers ont généralement un ratio ordres/transactions très élevé — ils placent beaucoup plus d’ordres que d’exécutions réelles. Même avec les tarifs actuels des L2, payer pour soumettre des ordres puis les modifier ou annuler sur plusieurs livres impacte fortement la rentabilité et les décisions stratégiques des participants institutionnels. Imaginons l’exemple suivant :
Entreprise A : la norme horaire est de 10 000 soumissions d’ordres, 1 000 transactions, et 9 000 annulations ou modifications. Si cette entreprise opère sur 100 livres pendant une journée, l’activité totale pourrait facilement engendrer plus de 150 000 $ de frais, même si chaque transaction coûte moins de 0,01 $.
pCLOB
Avec l’avènement de l’EVM parallèle, nous anticipons une explosion de l’activité DeFi, principalement tirée par la faisabilité des CLOB on-chain. Mais pas n’importe quel CLOB — les carnets d’ordres centralisés programmables (pCLOB). Étant donné que la DeFi est fondamentalement composable et interagit avec un nombre infini de protocoles, d’innombrables combinaisons transactionnelles peuvent être créées. En tirant parti de ce phénomène, les pCLOB peuvent intégrer une logique personnalisée au moment de la soumission d’ordre. Cette logique peut être invoquée avant ou après la soumission. Par exemple, un contrat pCLOB peut contenir une logique permettant de :
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Valider les paramètres de l’ordre selon des règles prédéfinies ou des conditions de marché (prix, quantité, etc.)
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Effectuer des vérifications de risque en temps réel (garantir une marge suffisante pour les trades à effet de levier)
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Appliquer un calcul dynamique des frais selon n’importe quel paramètre (type d’ordre, volume, volatilité, etc.)
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Exécuter des ordres conditionnels selon des déclencheurs spécifiés
Bien plus économique que les designs de trading existants.
Le concept de liquidité juste-à-temps (JIT) illustre bien cela. La liquidité ne reste pas inoccupée sur un seul exchange : elle génère des rendements ailleurs jusqu’au moment où un ordre est apparié et la liquidité extraite de la plateforme sous-jacente. Qui ne voudrait pas maximiser chaque rendement sur MakerDAO avant de chercher de la liquidité pour un trade ? L’approche innovante de Mangrove Exchange, « offer-is-code » (voir ici), révèle ce potentiel. Lorsqu’une offre est appariée, le code embarqué s’exécute pour localiser précisément la liquidité demandée. Néanmoins, les défis liés à l’évolutivité et au coût des L2 persistent.
L’EVM parallèle améliore aussi massivement le moteur d’appariement du pCLOB. Celui-ci peut désormais intégrer un moteur d’appariement parallèle, exploitant plusieurs « canaux » pour traiter simultanément les ordres entrants et effectuer les calculs d’appariement. Chaque canal peut gérer un sous-ensemble du carnet, sans limitation de priorité prix-temps, et n’exécuter que lorsqu’un match est trouvé. La réduction du délai entre soumission, exécution et modification des ordres permet des mises à jour optimales du carnet.
Keone Hon, cofondateur et PDG de Monad, explique : « Bien que les AMM continueront d’être largement utilisés pour les actifs de longue traîne grâce à leur capacité à faire du marché même en situation de faible liquidité, les pCLOB domineront pour les actifs "blue-chip". »
Lors d’une discussion avec Keone, cofondateur et PDG de Monad, il a souligné que nous pourrions voir plusieurs pCLOB émerger dans différents écosystèmes à haut débit. Il insiste sur l’impact profond que ces pCLOB auront sur l’ensemble de la DeFi grâce à leurs frais réduits.
Même avec seulement quelques-unes de ces améliorations, nous prévoyons que les pCLOB auront un impact majeur sur l’efficacité du capital et déverrouilleront de nouvelles catégories dans la DeFi.
Nous avons besoin de plus d'applications, mais d'abord...
Les applications existantes et futures doivent être conçues pour tirer pleinement parti de la parallélisation sous-jacente.
Outre les pCLOB, aucune application décentralisée actuelle n’est parallèle ; leurs interactions avec la blockchain se font de façon séquentielle. Pourtant, l’histoire montre que technologies et applications évoluent naturellement pour exploiter les nouveautés, même si celles-ci n’ont pas été envisagées au départ.
Steven Landers, architecte blockchain chez Sei, note : « Quand le premier iPhone est sorti, les applis ressemblaient à de mauvaises versions d’applications PC. Ici, c’est pareil. Nous ajoutons des processeurs multicœurs aux blockchains, ce qui mènera à de meilleures applications. »
L’évolution allant de la simple consultation de catalogues de magazines sur internet à l’émergence de marchés bilatéraux complexes illustre parfaitement ce phénomène. Avec l’arrivée de l’EVM parallèle, nous assisterons à une transformation similaire des applications décentralisées. Cela met en lumière une limite clé : les applications qui ne tiennent pas compte de la parallélisation ne bénéficieront pas des gains d’efficacité de l’EVM parallèle. Ainsi, avoir une parallélisation au niveau infrastructure sans repenser la couche applicative n’est pas suffisant. Les deux niveaux doivent être cohérents architecturalement.
Conflits d'état
Même sans modifier les applications elles-mêmes, nous anticipons une légère amélioration des performances (2 à 4 fois), mais pourquoi s’arrêter là quand on peut aller plus loin ? Ce changement introduit un défi majeur : les applications doivent être repensées en profondeur pour s’adapter aux subtilités du traitement parallèle.
Steven Landers, architecte blockchain chez Sei, précise : « Pour tirer parti du débit, vous devez limiter la compétition entre transactions. »
Plus précisément, lorsque plusieurs transactions provenant d’une application décentralisée tentent de modifier simultanément le même état, des conflits surviennent. Résoudre ces conflits implique de sérialiser les transactions conflictuelles, ce qui annule les bénéfices de la parallélisation.
Il existe plusieurs méthodes de résolution, que nous n’aborderons pas ici, mais le nombre potentiel de conflits rencontrés durant l’exécution dépend largement des développeurs. Dans le domaine des dApps, même les protocoles les plus populaires comme Uniswap n’ont pas conçu ou implémenté de telles limitations. 0xTaker, cofondateur de Aori, a discuté en détail avec nous des principaux conflits d’état dans un monde parallèle. Pour un AMM, en raison de son modèle pair-vers-pool, de nombreux participants peuvent cibler un même pool simultanément. Des dizaines, voire plus de 100 transactions, peuvent se disputer l’état. Les concepteurs d’AMM devront donc soigneusement réfléchir à la distribution et à la gestion de la liquidité dans l’état pour maximiser les bénéfices du pooling.
Steven, développeur principal chez Sei, souligne également l’importance de prendre en compte la concurrence dans le développement multithread, indiquant que Sei étudie activement les implications de la parallélisation et comment garantir une utilisation optimale des ressources.
Prévisibilité des performances
Yilong, cofondateur et PDG de MegaETH, a aussi insisté auprès de nous sur l’importance pour les dApps de rechercher une prévisibilité des performances. Cela signifie que l’application peut exécuter des transactions de manière constante sur une période donnée, sans être affectée par la congestion du réseau ou d’autres facteurs. Une manière d’y parvenir est d’utiliser des blockchains dédiées à une application, mais bien qu’elles offrent une performance prévisible, elles sacrifient la composable.
0xTaker, cofondateur d’Aori, ajoute : « La parallélisation permet d’expérimenter via des marchés de frais locaux pour minimiser les conflits d’état. »
Une parallélisation avancée et des mécanismes de frais multidimensionnels permettent à une seule blockchain d’offrir des performances plus déterministes à chaque application, tout en conservant la composable globale.
Solana dispose d’un excellent système de marché des frais, localisé : si plusieurs utilisateurs accèdent au même état, ils paient plus (tarification de pointe), plutôt que de se concurrencer sur un marché global. Cette approche bénéficie particulièrement aux protocoles faiblement connectés ayant besoin de prévisibilité et de composable. Pour illustrer, imaginez une autoroute à plusieurs voies avec péages dynamiques. En période de pointe, des voies rapides payantes peuvent être attribuées aux véhicules prêts à payer un supplément, garantissant un temps de trajet prévisible et rapide. Les voies ordinaires restent accessibles à tous, préservant la connectivité globale du réseau.
Imaginez toutes les possibilités
Bien que repenser les protocoles pour s’aligner sur la parallélisation puisse sembler difficile, l’espace de conception s’élargit considérablement dans la DeFi et d’autres domaines. Nous pouvons attendre une nouvelle génération d’applications plus complexes, efficaces, centrées sur des cas d’usage auparavant irréalisables à cause des limites de performance.
Keone Hon, cofondateur et PDG de Monad, remarque : « Revenez en 1995, où le seul modèle Internet était de payer 0,10 $ par mégaoctet téléchargé. Vous choisissiez soigneusement les sites à visiter. Imaginez la transition vers un accès illimité, observez comment les comportements ont changé et ce qui est devenu possible. »
Il est possible que nous retrouvions une situation similaire aux débuts des exchanges centralisés : une guerre pour l’acquisition d’utilisateurs,où les applications DeFi, en particulier les DEX, proposeront des programmes de parrainage (points, airdrops) et une expérience utilisateur supérieure comme armes. Nous imaginons un monde où toute interaction réaliste dans les jeux on-chain devient viable. Les modèles mixtes CLOB-AMM existent déjà, mais au lieu d’avoir un ordonnanceur CLOB comme nœud indépendant décentralisé via la gouvernance, le déplacer on-chain améliore la décentralisation, réduit la latence et renforce la composable. Les interactions sociales entièrement on-chain deviennent maintenant réalisables. Franchement, tout ce qui implique un grand nombre de personnes ou d’agents effectuant simultanément une action entre désormais dans le champ du possible.
Outre les humains, les agents intelligents vont probablement dominer davantage le flux transactionnel on-chain. L’IA en tant qu’acteur du jeu existe déjà depuis un moment, avec des bots d’arbitrage capables d’exécuter des transactions de façon autonome, mais leur participation va croître exponentiellement. Notre hypothèse est que toute forme de participation on-chain sera, à un degré ou un autre, amplifiée par l’intelligence artificielle. Comparé à ce que nous imaginons aujourd’hui, les exigences de latence pour les agents traders seront encore plus cruciales.
En fin de compte, le progrès technologique n’est qu’un facteur d’activation de base. Le véritable vainqueur sera celui capable d’attirer mieux que ses pairs utilisateurs, volumes et liquidité. La différence ? Aujourd’hui, les développeurs disposent de bien plus de ressources.
L'expérience utilisateur en crypto est lamentable, mais ça ne le sera bientôt plus
L’unification de l’expérience utilisateur (UXU) n’est pas seulement faisable, elle est nécessaire, et l’industrie ira inévitablement dans ce sens.
L’expérience utilisateur actuelle sur blockchain est fragmentée et fastidieuse : les utilisateurs doivent jongler entre plusieurs blockchains, portefeuilles et protocoles, attendre la confirmation des transactions, et risquent des failles de sécurité ou piratages. Le futur idéal serait une interaction fluide et sécurisée avec ses actifs, sans se soucier de l’infrastructure blockchain sous-jacente. Ce processus, que nous appelons unification de l’expérience utilisateur (UXU), marque la transition d’une expérience dispersée vers une expérience unifiée et simplifiée.
Fondamentalement, améliorer les performances blockchain, notamment en réduisant la latence et les frais, contribue fortement à résoudre les problèmes d’UX. Historiquement, les gains de performance améliorent positivement tous les aspects de nos expériences numériques. Par exemple, des vitesses Internet plus rapides ont non seulement permis des interactions en ligne fluides, mais aussi stimulé la demande de contenus numériques plus riches et immersifs. L’arrivée du haut débit et de la fibre a rendu possible le streaming HD à faible latence et les jeux en ligne en temps réel, élevant les attentes des utilisateurs vis-à-vis des plateformes numériques. Cette quête constante de profondeur et de qualité pousse les entreprises à innover continuellement — des contenus web interactifs avancés aux services cloud complexes, jusqu’aux expériences de réalité virtuelle/augmentée. Accélérer Internet n’a pas seulement amélioré l’expérience elle-même, mais a aussi élargi le spectre des attentes utilisateurs.
De même, l’amélioration des performances blockchain renforcera indirectement l’expérience utilisateur en favorisant l’émergence de protocoles capables d’unifier et d’enrichir l’expérience globale. La performance est un élément clé de leur existence. En particulier, ces réseaux — et surtout l’EVM parallèle — offrant plus de performances et des frais de gaz réduits, rendront les interactions entrée-sortie bien plus fluides pour l’utilisateur final, attirant ainsi davantage de développeurs. Dans une conversation avec Sergey, cofondateur du réseau d’interopérabilité Axelar, il imagine un monde non seulement véritablement interopérable, mais aussi plus symbiotique.
Sergey explique : « Si vous avez une logique complexe sur une chaîne à haut débit (ex. EVM parallèle), et que grâce à ses hautes performances, la chaîne peut “absorber” cette complexité et ses exigences de débit, vous pouvez alors exporter cette fonctionnalité vers d’autres chaînes via des solutions d’interopérabilité. »
Felix Madutsa, cofondateur de Orb Labs, ajoute : « À mesure que les problèmes d’évolutivité seront résolus et que l’interopérabilité entre écosystèmes augmentera, nous verrons apparaître des protocoles qui rapprocheront l’expérience Web3 de celle du Web2. Parmi eux : la deuxième génération de protocoles basés sur les intentions, des infrastructures RPC avancées, la capacité d’abstraction de chaîne, et des infrastructures de calcul ouvertes enrichies par l’IA. »
Autres dimensions
Avec l’augmentation des exigences de performance, le marché des oracles deviendra animé.
L’EVM parallèle signifie une hausse des exigences de performance pour les oracles, un secteur qui a longtemps accusé du retard. La croissance de la demande au niveau applicatif va dynamiser un marché marqué par des performances et une sécurité médiocres, améliorant ainsi l’ensemble de la DeFi. Par exemple, la profondeur du marché et le volume des échanges sont
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