La diffusion exponentielle de l’IA générative crée des effets de bord. Particulièrement gourmands en ressources cloud, les grands modèles de langage (LLM) font exploser, surtout dans leur phase d’entraînement, la consommation d’électricité des centres de données.
Selon une récente du cabinet McKinsey, l’essor de l’IA modifie littéralement « la dynamique du marché de l’énergie ». Au rythme actuel d’adoption, la consommation d’énergie des centres de données en Europe devrait presque tripler. De quoi passer d’environ 62 térawattheures (TWh) aujourd’hui à plus de 150 TWh d’ici la fin de la décennie.
A horizon 2030, les centres de données représenteront environ 5 % de la consommation totale d’énergie du Vieux Continent. Contre environ 2 % aujourd’hui. Cette nouvelle demande de charge informatique exigera plus de 250 à 300 milliards de dollars d’investissements dans l’infrastructure des centres de données, hors capacité de production d’énergie.
Le nombre de datacenters augmente de 11 % par an
Avec ses « hubs » en Ile-de-France et à Marseille, la France est concernée en premier chef par cette demande accrue en puissance de calcul. Selon une étude de EY, l’Hexagone comptait en 2022 environ 250 datacenters. Un chiffre appelé à augmenter de 11 % par an durant les dix prochaines années. La filière des datacenters prévoit d’investir 12 milliards d’euros durant cette période, majoritairement en région parisienne.
Avant même d’avoir achevé le plus grand « campus » en France à La Courneuve, Digital Reality entend déjà battre ce record. L’opérateur américain prévoit d’investir, 2 milliards d’euros dans la commune voisine de Dugny, pour selon Les Echos, édifier « un mastodonte technologique de 200 mégawatts, soit l’équivalent de 20 % de la production d’un réacteur nucléaire EPR. »
Cette explosion de la charge informatique qui inquiète l’Ademe. Dans une étude coéditée avec l’Arcep, l’agence de la transition écologique indiquait que les datacenters représentent 16 % de l’empreinte carbone du numérique, loin derrière les terminaux (79 %), la fabrication des PC, smartphones et autres téléviseurs étant particulièrement énergivore.
L’empreinte carbone des datacenters passe de 16 % à 42 % du bilan total du numérique
Dans un avis d’expert, l’Ademe dit avoir sous-évalué l’impact environnemental des centres données. Une première estimation ne prenait en compte que ceux situés sur notre territoire. « Or, une partie importante des usages en France sont hébergés à l’étranger. »
En intégrant cette composante, comme le fait l’étude de Hubblo, l’empreinte carbone des datacenters passe de 16 % à 42 % du bilan total du numérique. Et la part de l’empreinte carbone liée aux terminaux diminue de 79 % à 54 %.
Avec l’explosion des usages numériques et la hausse du volume de données – de 20 % par an, les centres de données pourraient représenter 6% de la consommation d’électricité en France en 2050.
Réduire le PUE et la WUE
Face à ce constat, l’Ademe émet plusieurs recommandations. Selon l’agence, il est possible d’obtenir dès aujourd’hui des gains d’efficacité énergétique de plus de 50 % en agissant sur :
- Les serveurs
- Le refroidissement
- Les alimentations de secours
Le PUE (Power Usage Effectiveness) est l‘indicateur de référence de l’efficience énergétique d’un datacenter. Il s’agit du ratio entre l’énergie totale consommée par le datacenter et l’énergie consommée pour le travail utile, la charge informatique. Or, le PUE moyen en France est de 1,7. Et de 1,6 dans l’Union européenne. Et ce alors qu’il doit tendre vers 1,2, « valeur maximale acceptable pour les nouvelles installations ».
L’avis d’expert préconise de recourir au free cooling – technique de refroidissement passif utilisant les températures de l’air extérieur – pour refroidir les serveurs. « Le refroidissement liquide ou par immersion permet de réduire les consommations et répondre aux enjeux de densité énergétique. »
La consommation d’eau des datacenters doit être minimisée
Si le recours à l’achat d’électricité d’origine renouvelable est évidement souhaitable, il « ne doit pas se faire au détriment de l’efficacité énergétique et de l’installation de nouvelles capacités de production, notamment photovoltaïque sur site ».
Par ailleurs, « les batteries de secours des datacenters peuvent activement participer au marché de la flexibilité de demande en électricité ».
De même, la consommation d’eau des datacenters doit être minimisée. Elle peut être suivie à travers par un autre indicateur de référence. La WUE (Water Usage Effectiveness) s’exprime en litres consommés par kWh de consommation électrique pour les équipements IT.
Le choix sensible de l’implantation
Il convient également de se pencher sur les serveurs aux mêmes qui doivent être conçus de telle manière qu’ils aient une seconde vie avec une réutilisation de tout ou partie de leurs composants.
Enfin, le choix de l’implantation d’un datacenter doit être étudié au plus près pour pas nuire à leur environnement. Il doit, bien sûr, s’inscrire dans les objectifs du « Zéro artificialisation nette » des sols en 2050.
L’implantation d’un centre de données peut même profiter aux habitants, aux entreprises et aux collectivités situés à proximité. En recyclant la chaleur fatale – c’est-à-dire l’énergie thermique qui est ni récupérée, ni valorisée – il est possible de chauffer des logements, des bureaux ou des piscines.