L’essor de l’intelligence artificielle et des services cloud entraîne une explosion de la demande mondiale en capacité informatique et en électricité, mettant les réseaux électriques vieillissants sous une pression sans précédent. Si les améliorations de l’efficacité des centres de données ont permis dans le passé de stabiliser la consommation d’électricité, les prévisions d’ici 2030 annoncent une forte hausse, compromettant la croissance durable.
Pour faire face à ces défis, les opérateurs de centres de données doivent adopter une approche misant sur des sources d’énergie alternatives, une planification intelligente des infrastructures et des solutions de logiciels avancés. Une telle stratégie permettrait d’assurer la puissance nécessaire, d’en renforcer la résilience et de garantir la pérennité des opérations. En agissant de manière proactive, il est possible de « dissocier » l’expansion des centres de données de la hausse de la consommation électrique liée à l’IA.
Lorsque la capacité du réseau est limitée, le recours à des sources d’énergie alternatives et au stockage devient crucial pour permettre l’implantation de nouveaux centres de données. Plusieurs options s’offrent à nous : turbines à gaz naturel, générateurs HVO (huile végétale hydrogénée), l’éolien et le solaire, piles à combustible, systèmes de stockage par batteries (BESS) et, dans certains cas, petits réacteurs modulaires.
Deux scénarios types illustrent l’usage de ces technologies dans des régions où la capacité énergétique est restreinte :
Scénario 1 : la capacité est disponible, mais la flexibilité du réseau est nécessaire
Dans ce cas, les centres de données doivent disposer de systèmes de stockage d’énergie locale suffisants pour préserver l’énergie produite pendant les réductions temporaires de consommation des gestionnaires de réseau. Traditionnellement, cela repose sur des générateurs diesel comme source de secours, avec des onduleurs (UPS) assurant la continuité des systèmes critiques pendant la transition.
Dans les zones où l’utilisation de générateurs sont limités en raison du bruit, de la pollution ou des émissions de CO₂ qu’ils occasionnent, des alternatives plus durables comme le HVO s’imposent. Ce carburant peut réduire les émissions de CO₂ jusqu’à 90 %, représentant une solution plus respectueuse de l’environnement.
Les systèmes de stockage d’énergie lithium-ion (Li-ion BESS) permettent également de mieux répondre aux exigences du réseau. Ils offrent :
- Une plus grande autonomie vis-à-vis du réseau
- Une dépendance réduite au diesel
- La possibilité de participer aux marchés de l’énergie et aux services réseaux
- Une gestion intelligente de la consommation aux heures de pointe
- Une plus grande utilisation des énergies renouvelables locales
Scénario 2 : Quand aucune capacité de réseau n’est disponible, mais un besoin immédiat d’alimentation
Lorsqu’un raccordement au réseau n’est pas envisageable, les centres de données doivent s’appuyer sur des sources d’énergie primaires comme alternative. Les turbines à gaz naturel sont alors les plus couramment utilisées, en raison de leur fiabilité, leur flexibilité, leur rapidité de mise en œuvre et leur capacité à répondre à des besoins grandissants.
Les piles à combustible représentent une alternative plus propre, avec de faibles émissions, mais impliquent des coûts plus élevés, des délais de livraison plus longs et moins de flexibilité. Les petits réacteurs modulaires (SMR), encore en phase précoce d’adoption en raison des cadres réglementaires et de préoccupations sociétales liés à l’énergie nucléaire, sont toutefois considérés comme une solution d’avenir permettant une énergie constante et sans carbone.
Quelle que soit la solution retenue, la combinaison avec le solaire, l’éolien et le stockage permet de créer une alimentation robuste, efficace et plus durable, indépendante du réseau électrique.
Les grands fournisseurs de centres de données peuvent également s’associer à des opérateurs de micro-réseaux pour contourner les délais d’attente liés à la capacité réseau. Ces acteurs gèrent des parcs énergétiques avec leur propre raccordement ou fonctionnent hors réseau, fournissant l’énergie comme un service. Leur expertise et leur infrastructure offrent une alternative viable, avec plus de résilience et des coûts énergétiques réduits.
Autres leviers possibles : coopération avec les gestionnaires de réseau et logiciels prédictifs
Outre le recours à des énergies alternatives, les exploitants de centres de données peuvent atténuer les contraintes liées à l’alimentation en travaillant de manière étroite avec les gestionnaires de réseaux des services publics.
Grâce à leur connaissance du réseau, de la réglementation et du contexte politique, ces partenaires sont essentiels pour le choix de l’implantation, la conception, les autorisations et la mise en œuvre. Ils fournissent des données précieuses sur la capacité, les coûts, l’intensité carbone et la stabilité du réseau, permettant des décisions stratégiques et durables.
De plus, des outils comme les jumeaux numériques et les logiciels de gestion de l’énergie permettent d’optimiser la consommation : prévision précise de la demande, systèmes de refroidissement efficaces, équilibrage des charges, gestion énergétique intelligente. Les bénéfices ? Moins de gaspillage, des coûts réduits et une empreinte carbone plus faible, sans compromettre la performance.
Conclusion : les prochaines étapes pour les opérateurs de centres de données
Face à la pression croissante sur les réseaux électriques, les centres de données doivent prendre des mesures concrètes pour garantir leur durabilité et leur efficacité à long terme :
- Repenser le choix de localisation : privilégier l’accès à l’énergie, à l’eau et à l’espace pour assurer la résilience et l’évolutivité. Se concentrer sur les zones dotées d’un réseau fiable ou de potentiel de production locale.
- Miser sur des sources d’énergie alternatives et le stockage : considérer les turbines à gaz, les générateurs HVO, l’éolien, le solaire, les piles à combustible et les systèmes de batteries (BESS) pour renforcer la durabilité et l’indépendance énergétique.
- Collaborer dès les premières phases avec les services publics : fixer ensemble les objectifs énergétiques, favoriser la stabilité du réseau et explorer les possibilités d’infrastructure partagée ou de programmes de réponse à la demande.
- Concevoir dans une logique durable : intégrer les énergies renouvelables et les principes de conception écologique facilite l’accès aux permis, limite les pertes énergétiques et améliore la réputation de son image publique.
Le risque de pénurie d’énergie pourrait freiner l’expansion des centres de données, mais la réalité est plus nuancée. Les exploitants qui misent sur l’innovation peuvent garantir leur croissance et leur résilience, même dans un contexte de pression sur les capacités du réseau.
Cette contribution a été soumise par Loek Wilden, Offer Manager Secure Power BeNe de Schneider Electric. Cliquez ici pour plus d’informations sur les solutions de l’entreprise.