Comment éviter que le développement des data centers ne soit "incompatible avec l'Accord de Paris" ?

"Un phénomène sans commune mesure" : c'est ainsi que l'Ademe (Agence de la transition écologique) qualifie les perspectives d'évolution de la consommation d'électricité des data centers, appelés à se multiplier du fait de l'essor des usages numériques et de l'intelligence artificielle. Le caractère énergivore de ces infrastructures n'est évidemment pas une nouveauté : en 2024, elles ont utilisé 415 térawatts-heures pour alimenter et refroidir leurs serveurs. Et ce chiffre devrait encore grimper en raison de l'accroissement des services numériques, de l'IA ou encore de la blockchain.

C'est donc pour anticiper cette situation que l'Ademe vient de publier une étude prospective sur la hausse "inévitable" de la consommation électrique des centres de données jusqu'en 2060. Piloté par les ministères de la Transition écologique et de l'Économie, l'Arcep (Autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse), RTE, Enedis, l'association France Data Center et donc l'Ademe, le travail se base sur la collecte et l'analyse de données réalisées par le consortium Clik.

Ses modélisations font ressortir cinq scénarios s'inscrivant sur deux périodes, avant 2035 et après 2035. Dans le scénario dit "tendanciel", où la tendance actuelle se confirmerait, la consommation d'électricité "pourrait progresser d'un facteur 3,7 d'ici à 2035, dont les deux tiers auront lieu à l'étranger, dans des pays dont les mix électriques sont en moyenne beaucoup plus carbonés qu'en France".

Les centres de données, fossoyeurs ou promoteurs du système énergétique français ?

L'hypothèse "Génération frugale" table sur un changement des modes de vie, des usages numériques réorientés vers la sobriété énergétique et un moratoire sur la construction de nouveaux centres de données, ce qui permettrait de réduire "de façon très significative" les sollicitations des serveurs, tout comme la "dépendance" de la France aux calculs numériques réalisés par-delà de ses frontières.

À l'inverse, les projets de data centers seraient développés en concertation avec les collectivités locales dans le scénario "Coopérations territoriales", et les pouvoirs publics inciteraient à la sobriété tout en garantissant la connexion de l'ensemble de la population.

Les centres de données pourraient par ailleurs jouer le rôle de "point d'appui stratégique" de la transition énergétique : la trajectoire "Technologies vertes" mise ainsi sur leur capacité à favoriser l'innovation pour baisser les émissions polluantes d'autres secteurs d'activité. La blockchain et l'IA seraient les principales bénéficiaires de ce cas de figure où les autorités pousseraient à l'implantation d'infrastructures dans l'Hexagone de manière à assurer la souveraineté numérique de la France mais aussi à valoriser son bouquet électrique.

Le scénario "Pari réparateur" est plus audacieux puisqu'il estime que les innovations technologiques permettraient de préserver notre mode de vie actuel en compensant ses impacts sur nos ressources. Cette fois, c'est à l'échelle européenne que les choses se joueraient, avec un allègement de la réglementation et une réorganisation des territoires de manière à satisfaire la demande.

Récupération de la chaleur fatale

"Selon les scénarios, les consommations d'électricité française des data centers en 2060 vont d'une division par 2 par rapport à aujourd'hui, à une multiplication par un facteur 7", résume l'Ademe. Son étude s'est également intéressée au potentiel de récupération de la chaleur fatale émise par les centres de données en fonction des différentes hypothèses prospectives.

Leur efficacité énergétique augmenterait "avec l'amélioration des techniques de captation et des débouchés plus atteignables", comme "l'utilisation du liquid cooling, déjà présente dans certaines salles informatiques", qui "permet de récupérer plus facilement la chaleur des serveurs à une température plus élevée et valorisable".

Ce potentiel doit malgré tout être relativisé car "très peu de centres de données français récupèrent réellement la chaleur fatale" à ce jour, admet l'agence. "Selon les scénarios, le potentiel net passe de 1,77 TWh en 2024 à des valeurs comprises entre 4,09 TWh (Génération frugale) et 12,94 TWh (tendanciel) en 2035", souligne l'étude.

Anticipation et sobriété

Reste aussi le problème, non négligeable, de l'impact environnemental : nombre de traitements numériques étant effectués par des serveurs basés à l'étranger, "la forte expansion des consommations des centres de données dans le scénario tendanciel entraînerait un accroissement important des émissions de gaz à effet de serre, incompatible avec l'Accord de Paris et la trajectoire SBTI [Science-based target initiative, un projet où les entreprises s'engagent à lutter contre le réchauffement climatique, NDLR] du secteur numérique".

Si les quatre autres hypothèses visent toutes à atteindre le zéro émission nette en 2050 à l'échelle nationale, chacune suit sa propre trajectoire pour y parvenir. Dans "Technologies vertes" et "Pari réparateur", une anticipation et une planification de la hausse de la consommation électrique seraient indispensables, sachant que "les optimisations technologiques, comme l'efficacité et la récupération de chaleur fatale, ne suffiront pas à stabiliser la croissance sans une politique active de sobriété des services numériques".

En revanche, les scénarios "Génération frugale" et "Coopérations territoriales" font le pari de politiques publiques "volontaristes" et "systémiques" en matière de sobriété, ce qui impliquerait "la mobilisation conjointe des pouvoirs publics, des entreprises et des citoyens". Dans tous les cas, l'étude de l'Ademe vient confirmer que les data centers, poussés par l'IA, sont devenus une nouvelle inconnue dans l'équation énergétique que la France devra bien résoudre tôt ou tard.