L’impact environnemental des data centers et les solutions pour réduire la pollution

Centre névralgique de notre société numérique, les data centers alimentent les services en ligne que nous utilisons chaque jour. Ces infrastructures ont un impact environnemental considérable. En cause, leur intense consommation d’énergie et leurs émissions de gaz à effet de serre. Comment limiter la pollution des data centers ? Quelles initiatives peuvent réduire leur empreinte carbone ? Au rythme effréné où le numérique se déploie, la solution ne doit pas tarder. Mais comment créer des data centers moins énergivores ?

Qu’est-ce qu’un data center ?

Un data center est une infrastructure complexe, où de nombreux systèmes interagissent pour stocker, traiter, et protéger les données de manière efficace et sécurisée.

Des équipements au service des données

Ce fonctionnement repose sur une synergie entre matériels informatiques, réseaux, système de refroidissement et sécurité. Le data center s’assure que les données soient accessibles à tout moment, tout en minimisant les risques de perte ou d’interruption.

Les centres de données abritent des milliers de serveurs qui tournent en continu pour assurer la disponibilité des services en ligne : cloud, réseaux sociaux, plateformes de vidéo en streaming, etc. Indispensables au monde numérique, les data centers veillent sur Internet.

Des serveurs à la consommation déraisonnable

Cependant, derrière cette performance technologique se cache une réalité souvent ignorée : la pollution des data centers. Pour stocker les données, ces installations se nourrissent de beaucoup d’énergies. Eau, électricité, énergies fossiles, tout est bon pour faire fonctionner les serveurs. Et pour maintenir des conditions de refroidissement optimales, les data centers consomment 2 à 3 % de l’électricité mondiale. Compte tenu de notre utilisation croissante du numérique, cette part pourrait grimper à 13 % en 2030.

Les sources de pollution des data centers

Nous le savons, il n’y a pas de vie sur Terre sans eau. Mais pas non plus de vie numérique sans data centers. Pourtant, leur fonctionnement ne va pas sans quelques inconvénients.

1. Une consommation énergétique élevée : les data centers consomment d’énormes quantités d’électricité pour alimenter les serveurs et maintenir leur fonctionnement 24h/24. Souvent issue d’énergies non renouvelables, l’électricité crée des émissions de carbone.
2. Le refroidissement des serveurs : rafraîchir les équipements génère une pollution significative. Les systèmes de climatisation utilisés pour maintenir les serveurs à une température optimale sont énergivores et utilisent souvent des réfrigérants chimiques qui ont un impact environnemental négatif. 
3. Les émissions de gaz à effet de serre (GES) : corollaire de la production d’électricité, notamment à partir de combustibles fossiles. Les émissions massives de gaz à effet de serre contribuent au réchauffement climatique et à l’empreinte carbone des entreprises. 
4. Les déchets électroniques : les équipements informatiques des data centers, tels que les serveurs, les disques durs et les unités de stockage, doivent être régulièrement mis à jour ou remplacés. À l’origine de la pollution numérique, les déchets électroniques mal recyclés libèrent des substances toxiques dans l’environnement. 
5. Les métaux lourds et la pollution chimique : la fabrication des composants électroniques nécessite l’utilisation de divers produits chimiques et métaux lourds. Les processus d’extraction et de production peuvent contaminer les sols et les eaux, contribuant à la dégradation des écosystèmes. 
6. La pollution liée à la construction et la maintenance : construire et entretenir des infrastructures de data centers nécessitent d’utiliser des matériaux, de l’énergie, et des ressources qui alourdissent l’empreinte écologique globale. 

 

Les conséquences environnementales des data centers

Les études, notamment un projet cofinancé par l’Ademe, montrent que les centres de données sont responsables d’une part croissante de l’empreinte carbone mondiale. En France et dans d’autres pays, les efforts pour limiter ces émissions restent insuffisants face à l’augmentation rapide des besoins en données. Or, la pollution des data centers entraîne diverses conséquences sur l’environnement.

• L’épuisement des ressources en eau : les systèmes de refroidissement par évaporation utilisés dans de nombreux centres de données consomment d’énormes quantités d’eau. Dans son rapport environnemental 2023, Google annonce avoir utilisé 28 milliards de litres d’eau, les deux tiers destinés au refroidissement des datas centers. Ce prélèvement excessif de l’eau potable exacerbe les problèmes de pénurie et soulève des préoccupations concernant la gestion durable des ressources.
• La chaleur résiduelle : les serveurs et les équipements informatiques génèrent une chaleur considérable, qui se dissipe dans l’environnement. Cette chaleur résiduelle, si elle n’est pas récupérée et réutilisée, contribue à l’effet d’îlot de chaleur urbain. D’une part, elle aggrave les conditions climatiques locales. D’autre part, elle augmente la consommation d’énergie puisqu’il faut alors trouver une solution de rafraîchissement d’air dans les zones avoisinantes.
• La perte de biodiversité : la construction de data centers nécessite de grandes surfaces de terrain. Cette urbanisation peut conduire à la destruction d’habitats naturels et menacer la biodiversité locale. L’expansion continue des infrastructures numériques peut ainsi dégrader des écosystèmes et favoriser la disparition d’espèces animales et végétales.
• La contamination du sol et de l’eau : plomb, mercure, cadmium, autant de substances toxiques régulièrement déversées dans la nature. Les équipements informatiques utilisés dans les data centers ont une durée de vie limitée. Leur remplacement génère des volumes de déchets toujours plus importants.
• Le réchauffement climatique : les centres de données produisent une part significative des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Chaque année, les data centers émettent des millions de tonnes de CO2, accentuant l’effet de serre et la hausse globale des températures. La neutralité carbone promise par Microsoft semble compromise par l’engouement de l’intelligence artificielle qui a rebattu les cartes.

 

Les solutions pour réduire la pollution des data centers

Pour limiter l’impact environnemental des data centers, plusieurs pistes sont à l’étude.

• Utiliser des techniques de refroidissement plus efficaces. Le free cooling utilise l’air extérieur pour refroidir les serveurs. Et le refroidissement liquide direct immerge les composants dans des liquides non conducteurs.
• Concevoir des centres de données durables et compacts. Une meilleure gestion de l’espace permet de réduire le besoin de refroidissement et d’améliorer l’efficacité énergétique. Choisir des matériaux recyclables dans la construction des centres de données réduit l’impact environnemental dès la conception.
• Se tourner vers un contrat d’achat d’énergie vert (Power Purchase Agreement ou PPA). Les entreprises signent un accord pour acheter de l’énergie provenant de sources renouvelables, ce qui permet de réduire leur empreinte carbone.
• Recourir à l’intelligence artificielle pour la gestion. L’IA peut être utilisée pour optimiser la répartition des charges de travail, en fonction des périodes où l’énergie est la moins coûteuse ou la plus verte. 

Les initiatives et innovations pour des data centers plus écologiques

Dans l’optique d’écologiser les centres de données, des concepts innovants font leur apparition, certains révolutionnaires.

Les énergies renouvelables pour faire fonctionner un centre de data

Des sources d’énergie solaire, éolienne ou hydroélectrique peuvent alimenter en électricité les data centers. Ces solutions permettent de réduire considérablement le recours aux combustibles fossiles.

Le transfert de chaleur qui transforme un problème en solution

La chaleur fatale est l’énergie thermique résiduelle générée par les serveurs et les équipements informatiques des data centers. Plutôt que de la laisser se disperser dans l’atmosphère, cette chaleur peut être captée et réutilisée pour d’autres applications. En Seine-Saint-Denis, la chaleur fatale du data center d’Equinix est transférée pour chauffer près de 60 000 logements et le centre aquatique olympique.

Les données au fil de l’eau parcourent le monde

Les data centers flottants se lancent dans le grand bain. Ces centres de données, installés sur des plateformes maritimes ou fluviales, utilisent l’eau pour le refroidissement des serveurs. Cette méthode naturelle de dissipation thermique réduit la dépendance aux méthodes de refroidissement traditionnelles et énergivores. De quoi créer un écosystème numérique plus durable et moins polluant.

Une restriction de connexion pour limiter la consommation d’énergie

Certains émettent l’idée de limiter le nombre de données que les fournisseurs accordent à leurs clients. Un peu comme une limitation de vitesse sur la route, la restriction nous protégerait des conséquences de l’inéluctable pollution des data centers et d’une catastrophe numérique à terme.

Désormais inscrits dans notre vie quotidienne, parfois même dans le prolongement de notre corps, nous ne saurions nous passer des objets connectés. Les data centers, essentiels à notre vie et notre monde, ont un impact environnemental croissant, en corrélation avec nos habitudes numériques. Ils pèsent lourd, notamment sur la facture de consommation d’énergie et d’émissions de carbone. Pourtant, des solutions existent pour réduire l’empreinte écologique.

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