Qu'est-ce qu'une couche 2 ?

Les blockchains de couche 2 sont une partie importante de l'écosystème Ethereum. Elles sont conçues pour intégrer de nouveaux utilisateurs et permettre l'adoption massive de la technologie blockchain. Mais comment les blockchains de couche 2 rendent-elles cela possible ? Et pourquoi les transactions sont-elles moins chères et plus rapides sur les L2 ? Ce guide explique tout sur les solutions de mise à l'échelle de la couche 2.

Qu'est-ce qu'une couche 2 dans la blockchain ? 

La définition de la couche 2

Un réseau de couche 2 est une blockchain secondaire qui existe au sein d'un autre réseau connu sous le nom de couche 1. Il traite et exécute les transactions hors de la chaîne principale et envoie les résultats à la chaîne de couche 1.

Les blockchains de couche 2 sont également connues sous le nom de solutions de couche 2 car elles résolvent les problèmes de scalabilité.

Pourquoi les blockchains ont besoin de solutions de couche 2

Les blockchains de couche 1 comme Ethereum ont des limitations de scalabilité. Elles ont besoin de blockchains de couche 2 pour gérer plus de transactions par seconde (TPS) et réduire les frais de gaz.

Elles accélèrent également l'adoption des cryptomonnaies et des applications décentralisées (dApps). 

La relation entre la couche 1 et la couche 2

La couche 1 est la chaîne de base qui fournit la sécurité et le consensus. La couche 2 gère des milliers de transactions rapidement et à moindre coût, mais elle s'appuie toujours sur une blockchain de couche 1 pour vérifier et finaliser tout. 

Comment fonctionne une couche 2 ? 

Traitement hors chaîne et règlement sur chaîne

Les blockchains de couche 2 sont compatibles avec Ethereum. Les utilisateurs peuvent envoyer et recevoir des jetons ou interagir avec des contrats intelligents sur celles-ci. Une L2 utilise un mécanisme différent pour calculer et traiter les transactions hors chaîne, ce qui la rend hautement scalable.

Ensuite, les L2 regroupent les transactions et les envoient à la couche de base. Cette étape dépend du type de solution de couche 2 utilisée. Certaines solutions envoient une preuve cryptographique à la couche de base. D'autres supposent que toutes les transactions sont valides. 

Enfin, les L2 envoient les données à la L1 via un contrat intelligent. La couche de base résout tout litige et ajoute les transactions valides au bloc suivant.

Sécurité héritée de la couche de base

Les solutions de couche 2 héritent leur sécurité d'Ethereum. De telles solutions ont un contrat intelligent déployé sur la couche 1. D'autres L2 s'appuient sur un pont pour communiquer. Le contrat intelligent reçoit les soldes finaux et l'état du réseau L2. La couche de base vérifie ensuite les données soumises par le biais de preuves ou de mécanismes de litige. 

Puisque les transactions de couche 2 se produisent hors chaîne, Ethereum devient la source ultime de vérité grâce à son mécanisme de consensus et son immutabilité. Toute preuve de fraude, preuve de validité ou engagement d'état soumis par les réseaux L2 est finalement finalisé sur la couche de base. Cela atténue tout comportement malveillant qui se produit sur les réseaux L2. 

Réduction de la vitesse et du coût des transactions

Transiger sur les réseaux L2 est rapide et peu coûteux. Ces réseaux secondaires sont excellents pour les traders fréquents. Les transactions sur les réseaux de couche 2 sont traitées rapidement car elles passent par un séquenceur. Un séquenceur est un serveur ou un cluster de serveurs qui traite les transactions. Il peut être centralisé ou décentralisé, et il peut être exploité par des particuliers, des entreprises ou des opérateurs tiers.

Transiger sur les réseaux L2 est peu coûteux car le séquenceur regroupe les transactions et les envoie à la couche de base sous forme de transaction unique. Cette approche divise les frais de gaz d'une transaction de couche de base entre les utilisateurs L2, ce qui réduit considérablement les frais de gaz.

Types de solutions de couche 2 

Rollups (Rollups optimistes, ZK-Rollups)

Les rollups sont un moyen de regrouper des centaines de transactions sur les réseaux de couche 2 en une seule transaction sur la couche 1. Il existe deux types de rollups L2 :

• Rollups optimistes
• Rollups à preuve à connaissance nulle (ZK). 

Les deux types regroupent les transactions de couche 2, mais ils interagissent différemment avec la couche de base.

Les rollups optimistes utilisent un processus où ils acceptent toutes les transactions proposées comme valides (de manière optimiste) et s'appuient sur des preuves de fraude, permettant aux participants du réseau de contester la validité des transactions avant leur finalité. Généralement, ces réseaux disposent d'une fenêtre de contestation de 7 jours. Bien que les transactions soient exécutées instantanément, leur règlement est retardé pour vérification et reste ouvert aux contestations.

Les rollups optimistes exécutent les transactions hors chaîne et envoient les données à la couche de base via calldata ou blobs. Cette approche suppose que toutes les transactions sont valides, d'où le nom. Les rollups optimistes compresse également les données de transaction avant de les envoyer à Ethereum pour réduire les coûts.

Lorsque le contrat intelligent d'Ethereum reçoit les données de transaction, n'importe qui peut contester cette hypothèse optimiste en utilisant des preuves de fraude dans une fenêtre de litige spécifique. Ethereum adopte essentiellement une approche « innocent jusqu'à preuve du contraire » lorsqu'il traite les rollups optimistes.

Cette fenêtre de litige varie et dépend de la Couche 2 solution. Et les personnes qui contestent cette hypothèse sont les participants d'Ethereum connus sous le nom de validateurs ou de spectateurs.

Si une preuve de fraude réussit, Ethereum annule l'état invalide, et le séquenceur malveillant est pénalisé en perdant son collateral ETH misé. L'état correct est ensuite appliqué sur la couche de base.

Si aucune preuve de fraude valide n'est soumise pendant la période de litige, le lot de transactions est considéré comme valide et finalisé sur Ethereum. 

ZK-Rollups

Les rollups à preuve à connaissance nulle (ZK-rollups) fonctionnent de manière similaire aux rollups optimistes. Ils exécutent des milliers de transactions hors chaîne et soumettent les données aux contrats intelligents qui résident sur la couche de base. Cependant, au lieu de supposer que toutes les transactions sont valides, les ZK-Rollups prouvent que chaque transaction est valide avant de l'envoyer à Ethereum. Cela est réalisé en générant des preuves cryptographiques, également appelées preuves à connaissance nulle, qui vérifient mathématiquement l'exactitude de l'intégralité du lot. 

Les ZK-rollups s'appuient sur un opérateur (également appelé prouveur ou séquenceur) pour traiter les transactions, générer des preuves et les envoyer à Ethereum. Certains rollups s'appuient sur des opérateurs centralisés tandis que d'autres utilisent des prouveurs semi-décentralisés. Les preuves sont vérifiées instantanément, il n'y a donc pas de période de litige, et les utilisateurs accèdent à leurs fonds immédiatement. Une fois que la preuve de validité est acceptée par le contrat intelligent d'Ethereum, les données de transaction sont ajoutées au prochain bloc confirmé sur la couche de base.  

Canaux d'état

Les canaux d'état sont une manière différente de mettre à l'échelle Ethereum. Un seul canal d'état permet à deux personnes ou plus d'envoyer et de recevoir des jetons, rapidement et à moindre coût, sans règlement sur chaîne. Une fois qu'ils ont terminé de transiger, ils peuvent soumettre l'état final et le résumé des transactions à Ethereum.

Un canal d'état est pair-à-pair (p2p) et est régi par un contrat intelligent multi-signatures. Pour ouvrir un canal d'état, les pairs doivent verrouiller des fonds dans un contrat intelligent construit sur la couche de base. Les fonds verrouillés servent de collateral pour garantir l'honnêteté et prévenir les litiges. Tout changement d'état est exécuté et validé par ces pairs. Cette approche réduit les frais de gaz, le calcul sur Ethereum et accélère les transactions.  

En cas de litige entre les participants, le problème est résolu sur la couche de base, où l'état signé le plus récent peut être appliqué par le consensus d'Ethereum.

Les canaux d'état ont certaines limitations. Ils nécessitent que les pairs restent en ligne en permanence et surveillent le canal. De plus, ils ne sont pas conviviaux, et il est difficile de surveiller plusieurs canaux simultanément.

Chaînes Plasma

Une chaîne Plasma est une chaîne séparée liée à la couche de base, connue sous le nom de chaîne racine ou chaîne parent dans ce cas. Les chaînes Plasma, également appelées chaînes enfants, sont gérées par un contrat intelligent déployé sur la chaîne parent.

Les chaînes Plasma traitent et vérifient les transactions hors chaîne, réduisant la charge de vérification sur Ethereum. Elles s'appuient sur un opérateur ou plusieurs opérateurs pour organiser et exécuter les transactions, ce qui les rend plus rapides. Cependant, seul l'état final est périodiquement soumis à Ethereum pour l'ancrage de sécurité.

Pour utiliser une chaîne Plasma, un utilisateur doit déposer de l'Ether ou des jetons ERC-20 dans un contrat intelligent. L'opérateur crée de nouveaux jetons équivalents aux fonds de l'utilisateur. Pour quitter la chaîne Plasma, une demande de retrait doit être soumise. Ensuite, la demande est contestée via une preuve de fraude pendant environ 7 jours. Si la contestation échoue, la demande de retrait est approuvée et exécutée. Mais si la contestation réussit, l'opérateur est pénalisé. 

Bien que les chaînes Plasma semblent fonctionner comme des rollups, elles ont certaines limitations. Les files d'attente de sortie longues d'une chaîne Plasma vers Ethereum font face à un problème critique de non-disponibilité des données. Cela est dû au fait que l'opérateur de la chaîne Plasma stocke les données et ne les soumet à Ethereum que périodiquement. D'autre part, les rollups fournissent les données de transaction complètes chaque fois qu'un utilisateur souhaite trader ou retirer des fonds.

Chaînes latérales (et pourquoi elles diffèrent des vraies L2)

Les chaînes latérales ne sont pas des réseaux de couche 2 ; cependant, elles aident Ethereum à mettre à l'échelle. Ce sont des blockchains séparées qui se connectent à Ethereum via un pont. Les chaînes latérales ont des spécifications de bloc et des mécanismes de consensus différents. Elles déshéritent les propriétés de sécurité d'Ethereum et ne publient pas les données de transaction ou les racines d'état vers Ethereum. Cela les rend vulnérables aux attaques malveillantes et à la centralisation. 

Pour atteindre un débit élevé, les chaînes latérales mettent en œuvre des tailles de bloc plus grandes et des limites de gaz plus élevées. L'exécution de blocs plus grands à des vitesses de traitement rapides nécessite du matériel puissant. Cela rend difficile pour tout le monde d'exécuter un nœud complet, ce qui entraîne une centralisation et des attaques malveillantes. 

Les chaînes latérales sont compatibles avec l'EVM, permettant aux dApps Ethereum de fonctionner avec des modifications minimales. Les chaînes latérales interagissent avec Ethereum via un pont, qui est une collection de contrats intelligents déployés sur les deux chaînes. Le pont met en œuvre un mécanisme de frappe et de destruction, permettant aux utilisateurs d'entrer dans une chaîne latérale, de transiger et de revenir sur Ethereum.  

Projets populaires de couche 2 en 2025 

Arbitrum

Arbitrum est une L2 qui utilise des rollups optimistes pour traiter les transactions hors chaîne et les poster sur Ethereum. Elle offre des frais plus bas aux traders tout en s'appuyant sur la sécurité d'Ethereum.

Arbitrum prend en charge la machine virtuelle Ethereum (EVM), ce qui facilite le déploiement de contrats intelligents par les développeurs avec des modifications minimales. La L2 dispose d'une flotte de produits, y compris Arbitrum One, Arbitrum Nova et Arbitrum Orbit, qui servent les dApps DeFi, de jeu et d'affaires.

Le coût moyen du gaz par transaction était compris entre 0,007 $ et 0,015 $ en juin 2025. L'échange d'un jeton coûte en moyenne 0,30 $, et les transactions sont finalisées en quelques minutes.

Optimism

Optimism est une L2 compatible avec Ethereum qui s'appuie sur des rollups optimistes. Tout comme Arbitrum, Optimism exécute les transactions hors chaîne et envoie les données groupées à Ethereum. La L2 offre des frais de gaz bas et un taux TPS élevé.

Optimism est construit avec une pile OP modulaire, ce qui permet aux développeurs de déployer des contrats intelligents EVM avec facilité. En 2025, la Superchain Optimism a traité 2,47 milliards de transactions et sécurisé ~3,4 milliards de dollars de valeur totale bloquée (TVL). Le réseau a un temps de bloc moyen de 200 millisecondes.

zkSync Era

zkSync Era est une solution de mise à l'échelle de couche 2 pour Ethereum, et elle utilise des rollups ZK. Elle fonctionne de manière similaire à Optimism et Arbitrum ; cependant, elle est différente et utilise la technologie de rollup ZK. zkSync traite les transactions hors chaîne, prouvant leur validité avant de les envoyer à Ethereum.

Le nombre moyen de transactions quotidiennes sur zkSync est passé de 290 000 au T4 2024 à 1,1 million au T1 2025. Les frais moyens ont également chuté à 0,03 $ par transaction au T1 2025. Sur la base des données collectées depuis l' explorateur de blockchainde zkSync, le réseau a traité environ 465 millions de transactions, avec un temps de bloc moyen de 2 à 4 secondes.

StarkNet

StarkNet est une L2 qui utilise des ZK-rollups, ou rollups de validité, construits sur Ethereum. La L2 utilise des preuves STARK pour s'assurer que chaque lot de transactions hors chaîne est vérifié avant le règlement sur la couche de base.

Au milieu de 2025, StarkNet a atteint la décentralisation de niveau 1, une étape importante dans un cadre pour les réseaux de rollups proposé par Vitalik Buterin. Cela signifie que les rollups de StarkNet ont franchi des seuils techniques et de gouvernance clés, rapprochant le réseau de la décentralisation totale.

StarkNet prend en charge les contrats intelligents basés sur Cairo et l'abstraction de compte native. Les frais de transaction moyens sur StarkNet sont extrêmement bas, autour de 0,0013 $. Le réseau a enregistré plus de 127 TPS à la fin de 2024, avec des temps de confirmation inférieurs à 2 secondes.

Polygon PoS et Polygon zkEVM

Polygon PoS est une chaîne latérale à haut débit. Elle est compatible avec l'EVM et aide à mettre à l'échelle Ethereum. La chaîne latérale utilise une architecture à double couche et traite les transactions hors de la chaîne de base. Elle dispose de points de contrôle périodiques assurant le règlement et la sécurité sur Ethereum. Polygon PoS a un débit de transaction d'environ 1 000 TPS et prend en charge des millions d'utilisateurs avec des frais de gaz inférieurs à 0,01 $.

Polygon zkEVM est un réseau L2. Il est entièrement compatible avec l'EVM et utilise des preuves ZK pour vérifier les transactions avant de les poster sur Ethereum. En 2025, Polygon zkEVM traite environ 40 à 50 TPS, avec une capacité de pointe dépassant 200 TPS lors des tests. Les frais de gaz moyens varient entre 0,02 $ et 0,05 $ par transaction, ce qui est environ 90 % moins cher que sur Ethereum.

Avantages des blockchains de couche 2  

Frais de transaction plus bas

L'un des principaux avantages des blockchains de couche 2 est la réduction des frais de transaction. Pendant le marché haussier de 2021, Ethereum facturait aux utilisateurs des centaines, voire des milliers de dollars en raison de la congestion du réseau. Les réseaux de couche 2 résolvent ce problème en regroupant les transactions et en divisant le coût d'une seule transaction Ethereum entre de nombreux utilisateurs, rendant les frais minimaux.

Vitesses de transaction plus rapides

Les réseaux de couche 2 offrent des transactions quasi instantanées car ils s'appuient sur un séquenceur pour trier et traiter les transactions rapidement. Ethereum, d'autre part, met plus de temps à confirmer les transactions en raison de son réseau de validateurs décentralisé.

Scalabilité pour la DeFi, les NFT et le jeu

Les blockchains de couche 2 offrent le terrain de jeu idéal pour DeFi, les NFT et les dApps de jeu pour prospérer et atteindre l'adoption de masse. Comme les frais de transaction sont négligeables, l'envoi et la réception de pièces, d'objets de jeu et d'autres types de NFT sont faciles et quasi instantanés.

Expérience utilisateur améliorée

Les réseaux L2 offrent une meilleure expérience utilisateur, en particulier pour les nouveaux utilisateurs. Ils réduisent la latence, abaissent les coûts d'entrée et simplifient les interactions avec les dApps. Les utilisateurs bénéficient de transactions quasi instantanées et d'un accès plus fluide aux dApps sans subir de congestion, contrairement à la couche de base.

Défis et risques des couches 2 

Hypothèses de sécurité

Les réseaux de couche 2 héritent de leur sécurité de blockchain mais introduisent leurs propres hypothèses de confiance. Les séquenceurs, les ponts et les couches de disponibilité des données peuvent devenir des points de défaillance critiques. Si des données invalides sont soumises ou si un défi de preuve échoue, les opérateurs pourraient perdre leur mise en ETH, et les utilisateurs pourraient perdre des fonds ou subir des retards.

Risques liés à l'expérience utilisateur et au pontage

Le transfert de jetons entre L1 et L2, ou vice versa, comporte certains risques. Les utilisateurs pourraient perdre des fonds ou subir des retards en raison d'une expérience utilisateur complexe ou d'une intégration de portefeuille défectueuse, ce qui dissuade les utilisateurs malgré des frais faibles et un débit élevé.

Inquiétudes concernant la centralisation

Les réseaux L2 sont techniquement centralisés car ils s'appuient sur un séquenceur exploité par des validateurs sélectionnés. Cela pourrait entraîner de la censure, des temps d'arrêt et des pannes techniques, réduisant ainsi la décentralisation et la confiance des utilisateurs.

Insécurité réglementaire

Les réseaux L2 opèrent dans une zone grise. Les institutions n'adoptent pas encore les réseaux L2 car les règles relatives à la garde, à la classification des pièces et à l'infrastructure restent floues.

Couche 2 vs Couche 1 : Différences clés 

Règlement et sécurité

Les réseaux de couche 1 et de couche 2 fonctionnent différemment en termes de règlement et de sécurité. Les L1 règlent les transactions directement, tandis que les L2 s'appuient sur la couche de règlement de la chaîne de base. Les L1 bénéficient d'une sécurité totale grâce à un mécanisme de consensus et à un réseau de validateurs, tandis que la sécurité des L2 dépend de la couche 1.

Vitesse et débit

Les blockchains de couche 1 et de couche 2 ont des vitesses et des taux de débit différents. Les L1, comme Ethereum, sont limitées à quelques dizaines de transactions par seconde (environ 10 à 15 TPS). 

Les réseaux L2 traitent des centaines ou des milliers de TPS car ils traitent les transactions hors chaîne. 

En essence, les L2 sont plus rapides que les L1, ce qui les rend idéales pour les interactions en temps réel avec les utilisateurs et les dApps.

Cas d'utilisation et compromis

Les L1 sont excellentes pour les transactions à haute valeur où la décentralisation est critique. Par exemple, Ethereum est utilisé par les émetteurs de stablecoins et les plateformes DeFi institutionnelles comme Aave. Les L1 sont également idéales pour transférer des NFT comme CryptoPunks et Pudgy Penguins, car il s'agit d'articles de haute valeur. 

Les L2 sont idéales pour les transactions fréquentes à faible frais, comme les micropaiements, les jeux ou le trading à haute fréquence. Les compromis des L2 sont des transactions rapides et peu coûteuses, mais avec une centralisation et une sécurité plus faible.

L'avenir du scaling de la couche 2 

Feuille de route centrée sur les Rollups d'Ethereum

La feuille de route d'Ethereum comprend le sharding dank et le proto-sharding dank.

Dans le cadre de l'EIP-4844, le proto-sharding dank apportera des données blob peu coûteuses pour les L2, tandis que le sharding dank vise à mettre à l'échelle les rollups Ethereum à 100 000 TPS. Cela est possible en rendant les données L2 abondantes et moins chères.

L'objectif principal de la feuille de route est de réduire davantage les frais de gaz des L2 tout en augmentant le débit. De plus, la mise à niveau se concentrera sur le renforcement de la sécurité et du règlement de la L1. 

Interopérabilité inter-L2

L'interopérabilité inter-L2 est un concept introduit par Optimism. Le concept nommé Superchain introduit une communication transparente entre les chaînes L2 de la pile OP. 

Superchain vise à éliminer les rollups isolés et à fusionner la sécurité et la gouvernance à travers plusieurs L2. Cela rendra possible le déplacement des transactions entre les L2 via la boîte de réception Cross-L2, les contrats de pont et les preuves de faute standardisées. 

Des appels inter-chaînes atomiques seront possibles, ainsi qu'une unification des jetons de gaz et de la liquidité à travers les L2. Par exemple, les L2 de la pile OP telles que Base, Mode, Zora Network et Frax Tool peuvent communiquer, formant une Superchain.

Solutions de couche 3 à l'horizon

Les solutions de couche 3 sont différentes des L2. Les L2 sont des solutions de mise à l'échelle à usage général pour Ethereum, tandis que les L3 travaillent sur la mise à l'échelle des dApps. Les L3 gèrent des cas d'utilisation personnalisés pour réduire les frais et mettre à l'échelle les transactions, comme dans les jeux, les applications d'entreprise ou les rollups axés sur la confidentialité. 

Les appchains StarkNet, les Hyperchains de zkSync et Arbitrum Orbit sont des exemples d'implémentations L3. Ces solutions permettent aux développeurs d'utiliser leurs propres rollups tout en héritant de la sécurité L2.