Des actions d’efficacité énergétique sont développées dans les data centers pour diminuer leur consommation.
Le développement des pratiques « virtuelles » (stockage de données sur ordinateur, mails, recherches internet, etc.) connaît une croissance fulgurante depuis les années 1980. Cette dématérialisation de l’échange d’informations peut laisser à penser spontanément que ces nouveaux modes de communication ne consomment aucune énergie. Or, si les échanges sont de plus en plus dématérialisés, la consommation électrique des data centers est bien réelle.
Si le développement du numérique permet de réaliser des économies propres à des usages traditionnels comme l’envoi de courrier, il stimule dans le même temps des échanges énergivores.
Fonctionnement et climatisation
Ces entités physiques de traitement de données permettent de stocker et de sécuriser les données provenant principalement des ordinateurs (serveurs) et d’équipements de télécommunication.
Outre la consommation directe des serveurs, il est nécessaire de climatiser les pièces des unités centrales afin de maintenir la température à près de 20°C. Or, un data center fonctionne 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. En moyenne, un important centre de données de 10 000 m2 consomme ainsi autant d’énergie qu’une ville de 50 000 habitants.
Autour de 100 TWh par an rien qu'en Europe
Les data centers absorbent plus de 2% de l’électricité consommée dans le monde (près de 2% aux Etats-Unis et près de 3% en Europe).
La consommation d’électricité des data centers dans l’Union européenne avait atteint 76,8 TWh en 2018, selon publiée en novembre 2020 par la Commission européenne(1) (rédigée par l’Agence autrichienne de l’environnement et l’Institut Borderstep). Elle pourrait, selon le scénario tendanciel de l'étude, encore augmenter de 28% d’ici à 2030 pour atteindre cette année-là près de 98,5 TWh, soit davantage que la production annuelle d’électricité de la Belgique.
En France, la consommation électrique des data centers aurait atteint près de 3 TWh en 2015 selon RTE, soit davantage que la consommation électrique annuelle de la ville de Lyon.
La consommation d’électricité des data centers dans l'UE a déjà augmenté de plus de 42% entre 2010 et 2018. Il est précisé que le marché des data centers en Europe est « particulièrement concentré » : les centres de données situés en Allemagne, au Royaume-Uni, en France et aux Pays-Bas ont compté pour 56% de la consommation européenne d’électricité liée aux data centers en 2018.
La facture énergétique de ces sites (électricité pour le traitement des données mais aussi pour la climatisation) constitue en moyenne 40% de leurs coûts de fonctionnement. Le prix et la « qualité » de l’électricité font ainsi partie des enjeux majeurs de ce secteur.
La France présente à ces égards des conditions favorables pour installer des data centers (avec des prix de l’électricité en moyenne inférieurs par rapport aux voisins européens), souligne l’UFE qui insiste sur les retombées économiques locales associées à l’implantation de ces sites (en matière d’emploi et pour développer « un écosystème favorable à la digitalisation d’un territoire »).
En 2018, les centres de données auraient consommé près de 161 TWh en Chine, soit 2,35% de la consommation totale d’électricité du pays. Environ 73% de l’électricité consommée actuellement par les data centers chinois provenait de centrales à charbon. Ces data centers sont effectivement concentrés dans des zones où les énergies renouvelables comptent pour une faible part du mix électrique, à l’image de Pékin, Zhejiang et Jiangsu. Les émissions de CO2 du secteur des data centers s’élèveraient ainsi à 99 millions de tonnes en 2018 selon les chercheurs de l'Université North China Electric Power, soit davantage que les émissions annuelles de CO2 liées à l’énergie de la Grèce ou de l’Autriche.
De nombreuses initiatives pour réduire la consommation
Malgré la consommation importante des data centers - qui reflète l'importance croissante du numérique dans nos quotidiens - il convient de souligner que ces centres de données ont effectué de nombreux progrès en matière d'efficacité énergétique au cours de la dernière décennie : la puissance nécessaire pour stocker un téraoctet de données a entre autres été divisée par 9 entre 2010 et 2018 et l'intensité énergétique des data centers dans le monde a « diminué de 20% par an depuis 2010 », selon un article publié par des chercheurs américains dans Science en février 2020.
Au total, les data centers compteraient pour moins d’un cinquième de la consommation mondiale d’électricité liée au secteur numérique (qui est estimée par le média spécialisé GreenIT à environ 1 300 TWh d’électricité par an). Près de 45% de la consommation électrique de ce secteur proviendrait des équipements connectés (en incluant la consommation associée à la fabrication de ces appareils).
La stratégie numérique de l’Union européenne fixe entre autres pour objectif de disposer de data centers « climatiquement neutres avec une haute efficacité énergétique d’ici 2030 au plus tard »(2). Une étude permettait d’entrevoir le long chemin à parcourir.
La Commission européenne juge qu’il n’existe pas « une solution unique » pour atteindre ses ambitions pour les data centers à l’horizon 2030. Elle indique que le rapport présenté, qui expose des grandes données chiffrées et tendances(3), devra être suivi d’une nouvelle étude visant à « explorer des mesures politiques en évaluant leurs impacts sur la consommation électrique des data centers » dans l’UE.
Une « petite » partie de la consommation globale du numérique
En 2019, GreenIT estimait le nombre de ces équipements au niveau mondial à environ « 34 milliards(4) pour 4,1 milliards d’utilisateurs, soit 8 équipements par utilisateur ». Et en 2025, le monde pourrait compter plus de 68,5 milliards d’équipements « numériques » selon GreenIT, soit environ le double du niveau actuel.
Selon The Shift Project, un Américain possédait en moyenne près de 10 périphériques numériques connectés en 2018 et consommait environ 140 Gigaoctets de données par mois. (©Connaissance des Énergies, d’après The Shift Project)
En amont de ce traitement de données, l'Ademe rappelle fréquemment la responsabilité des internautes (ici peu abordée) dans la consommation électrique croissante des data centers qui pourrait être réduite par des actions simples : limiter le nombre de destinataires des courriels, effectuer un tri régulier dans sa boîte mail, etc(5). A titre indicatif, l’envoi d’un mail avec pièce jointe de 1 Mo transitant sur différents serveurs entraîne à lui seul une consommation électrique aussi importante qu’une ampoule basse consommation de 20 watts allumée pendant une heure. Au niveau mondial, près de 215 milliards de mails (hors spam) auraient été envoyés en 2016 selon Radicati Group.
