Datacenters : So Watt ?

Depuis plusieurs décennies, le monde assiste à une croissance exponentielle des datacenters, ces infrastructures essentielles qui stockent, traitent et distribuent une quantité massive de données numériques. Cette expansion est alimentée par la numérisation croissante de notre société, le développement des technologies de l'information et de la communication et la montée en puissance du cloud. Cependant, cet essor spectaculaire ne vient pas sans son lot de défis, notamment en ce qui concerne la demande en électricité, posant ainsi des questions cruciales sur la durabilité environnementale et l'efficacité énergétique de ces systèmes.

Les datacenters consomment une grande quantité d’énergie. Selon une étude de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), les installations actuelles consomment environ 1,5 % de la production mondiale d'électricité, une proportion qui ne cesse d'augmenter et qui devrait être multipliée par 4 d’ici 2035 selon Morgan Stanley. Bien que ce chiffre puisse paraitre faible, il faut noter que les datacenters se concentrent souvent sur un nombre restreint de localisations, comme le marché dit FLAP en Europe (Francfort, Londres, Amsterdam, Paris), ou encore en Irlande, où les datacenters consomment 18 % de l’électricité nationale et pourrait même atteindre 28 % d’ici 2031 selon Eirgrid.

En effet, le nombre de datacenters croît continuellement pour répondre à la demande de stockage et de traitement de données. Le marché européen devrait progresser davantage que celui des États‑Unis, ce dernier étant bien plus gros et plus mature que celui du vieux continent avec une pénétration des capacités par habitant 3 fois supérieure (27MW/m hab. vs 8MW en Europe). Morgan Stanley estime que la capacité en datacenters sur le sol européen devrait quintupler d’ici à 2035, soit une croissance de + 420 % contre + 250 % aux États‑Unis.

En Europe, d’après Morgan Stanley, ce boom devrait être porté en premier lieu par l’expansion du cloud (60 % de contribution à la croissance attendue) en raison du développement de la digitalisation via le stockage de données et la recherche de baisse de coûts pour les entreprises. Le développement de l’intelligence artificielle générative (25 %) est également un facteur important puisque celle‑ci nécessite des ressources de stockage et une puissance de calcul conséquentes. Enfin, le dernier moteur de croissance des datacenters en Europe devrait être la tendance vers la souveraineté de la donnée (15 %). En effet, seuls 20‑30 % des données européennes sont effectivement stockées en Europe actuellement, le reste étant en grande majorité domicilié aux États‑Unis. Similaire à la thématique des chaînes d’approvisionnement, l’Union Européenne, soutenue par les entreprises et les consommateurs, pourrait légiférer pour pousser à davantage de contrôle sur ses données.

Du point de vue de la consommation électrique, l’expansion du nombre de datacenters peut être source de tensions, exacerbées par plusieurs facteurs. Les datacenters nécessitent en effet un refroidissement constant pour maintenir les serveurs à des températures optimales de fonctionnement. Par ailleurs, les équipements informatiques eux‑mêmes consomment une quantité considérable d'énergie lorsqu'ils sont en activité. Le développement de l’IA devrait accentuer cette consommation, cette dernière représentant aujourd’hui 8 % de l’électricité utilisée par un datacenter selon Schneider Electric, proportion qui pourrait atteindre 20 % d’ici 2028 selon l’AIE. Enfin, la tendance à la virtualisation est un autre moteur de consommation accrue. Elle consiste à consolider plusieurs applications sur un même serveur physique, ce qui conduit à une utilisation plus intensive des ressources matérielles et donc à une augmentation de la consommation d'électricité.

Cette situation soulève des préoccupations majeures en matière d’impact environnemental, l’AIE estimant que les datacenters doivent diviser par 2 leurs émissions de CO² pour être en ligne avec le scénario net zéro en 2030. Le sujet du niveau de consommation électrique est également à traiter, au risque d’exercer une pression supplémentaire sur les infrastructures énergétiques existantes et de provoquer des pénuries d'électricité dans certaines régions du monde.

Face à ces défis, l'industrie des datacenters explore activement des solutions. Une approche consiste à recourir aux énergies renouvelables, telles que les énergies solaires et éoliennes, pour alimenter les datacenters. De nombreuses entreprises technologiques investissent massivement dans des projets d'énergie propre afin de réduire leur dépendance aux combustibles fossiles et de minimiser leur impact environnemental. Morgan Stanley estime que 5 % des capacités d’énergie renouvelable additionnelles en Europe jusqu’en 2030 devraient être captées par les datacenters.

Parallèlement, des progrès technologiques sont réalisés pour améliorer l'efficacité énergétique des datacenters. Des techniques de refroidissement innovantes, telles que la circulation d'air froid directement à travers les serveurs, permettent de réduire la consommation d'énergie nécessaire au refroidissement des infrastructures. La réutilisation de la chaleur générée par les systèmes pourrait également assainir le bilan carbone des datacenters. L’UE estime que l’utilisation de cette chaleur pourrait fournir de l’électricité à 2 à 3 % des foyers européens. Néanmoins, du chemin reste à parcourir étant donné que moins de 5 % des centres de données européens recyclent actuellement leur chaleur selon Barclays.

L’expansion mondiale des datacenters représente donc à la fois une opportunité et un défi majeur pour notre société numérique. Alors que ces infrastructures jouent un rôle crucial dans la transformation digitale de notre monde, elles posent également des défis importants en termes soutenabilité.