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Centres de données et environnement

(photo: <a href='https://nl.123rf.com/profile_davidoff205020'>davidoff205020</a> - 123RF)
(photo: davidoff205020 - 123RF)

La 26e conférence sur le climat des Nations Unies, qui se déroule à Glasgow du 31 octobre au 12 novembre, fait aujourd’hui la une de tous les journaux et constitue le thème principal de tous les médias d’actualité. Invariablement, les bâtiments et la mobilité sont désignés comme coupables, mais une part non négligeable de la charge environnementale provient de ce qui est aujourd’hui considéré comme équipement vital, tant pour les entreprises que pour le privé, comme par ex. les centres de données. On a besoin sans cesse de plus de centres de données pour permettre la digitalisation, le développement des télécoms, etc. Les centres de données sont, hélas, très gourmands, tant en énergie qu’en eau.

De la croissance rapide du cloud, des nombreuses applications internet et plus récemment, de l’IoT, il résulte un nombre de plus en plus grand de processeurs informatiques connectés à des centres de données disséminés à travers le monde. La moindre action sur un ordinateur, de quelque nature que ce soit (desktop, laptop,, smartphones…), peut activer une communication avec un centre de données situé n’importe où dans le monde. L’envergure des centres de données peut fortement varier, avec notamment des mastodontes qui ont les mêmes dimensions qu’un terrain de football et qu’on appelle centres de données ‘hyperscale’. On en comptabilisait 597 l’an passé à travers le monde. Avec une part de 39% pour les USA, suivis par la Chine (10%) et le Japon (6%). Para rapport à 2015, le nombre de ces centres de données gérants a presque doublé. Et on prévoit encore 219 centres de données de ce type supplémentaires. Plus de la moitié de ces centres de données ‘hyperscale’ sont utilisés par Microsoft, Google et Amazon.

Electricité et eau
Les centres de données ne peuvent pas fonctionner sans électricité, et ils consomment actuellement de 1 à 2% de la demande mondiale d’électricité. Le traitement de l’immense quantité de processus de calcul génère beaucoup de chaleur, ce qui exige en conséquence du refroidissement. Aux USA, 43% de l’énergie électrique allouée aux centres de données est consacrée au refroidissement de ceux-ci. On a par ailleurs expérimenté pas mal de choses pour rendre le refroidissement moins énergivore, comme la construction de centres de données dans les montagnes où l’air ambiant est plus froid, où même parfois dans des lieux sous-marins.

Pour le refroidissement des centres de données, on utilise des circuits hydrauliques qui entourent les serveurs ou on pulvérise de l’eau. Une partie de l’eau est perdue par évaporation ; de l’énergie est dès lors nécessaire non seulement pour le refroidissement, mais aussi pour le pompage de l’eau. Il existe déjà des systèmes à boucle fermée, mais cela nécessite aussi de l’énergie.

La consommation d’eau pour un centre de données de petite taille (1MW de consommation d’électricité, ou l’équivalent de 1000 ménages) consomme chaque année 26 millions de litres d’eau ! Mais au final, la plus grosse consommation d’eau est à mettre à l’actif de la production d’électricité. C’est explicitement le cas pour les centrales électriques à turbines à vapeur, mais les centrales au gaz et les centrales nucléaires consomment également beaucoup d’eau. Le passage aux énergies durables est donc impératif. D’après les projections, la consommation d’eau due à la production d’électricité pourrait diminuer d’un quart aux USA, en Allemagne et en Australie grâce à la transition vers l’énergie solaire et éolienne. En Grande-Bretagne, la consommation d’eau pourrait même diminuer de moitié, mais pour l’Inde, par contre, ce gain ne serait que de 10%.

La consommation d’eau requiert plus d’attention
L’approvisionnement en eau est plus ou moins délicat selon la localisation du centre de données. Si il y a beaucoup d’eau à proximité et qu’il y a peu d’autres consommateurs, la question de la demande en eau sera moins critique que dans le cas d’un centre de données situé dans une région sèche, ou l’approvisionnement en eau présente forcément déjà des difficultés. Ainsi, d’après une étude récente, l’ouest des USA souffrirait plus que la partie est de ce qu’on appelle le « waterstress ». La construction de nouveaux centres de données se heurte de plus en plus souvent à l’opposition de la population locale, y compris près de chez nous, aux Pays-Bas. Si aujourd’hui on se concentre plus sur la réduction des émissions de CO2, la consommation d’eau, quant à elle, ne suscite pas assez d’intérêt. Le CO2 et l’eau sont par ailleurs étroitement liés. Les constructeurs et exploitants de centres de données sont bien conscients qu’ils doivent réduire leur empreinte écologique, mais le besoin de centre de données supplémentaires est en totale contradiction avec ce constat.
Eduard Codde
10-11-2021