La prolifération des centres de données dédiés à l’IA a suscité des manifestations à travers les États‑Unis. Le mois dernier, des communautés qui menaient depuis longtemps des combats contre l’intrusion du géant de la tech dans leur ville se sont mobilisées pour une première démonstration nationale coordonnée, organisant près de 150 manifestations dans 42 États.
Parmi leurs préoccupations principales figure la quantité d’eau consommée par ces installations pour refroidir les serveurs. Certaines communautés en ressentent déjà les effets. À Fayetteville, dans l’État de Géorgie, le campus d’un centre de données de Quality Technology Services a silencieusement puisé 30 millions de gallons (113 millions de litres) dans l’approvisionnement local en eau avant même de recevoir une facture, bien que QTS ait démenti tout usage inapproprié. À The Dalles, dans l’Oregon, les centres de données de Google représentaient près de 40 % de la consommation totale d’eau de la ville en 2025, ingurgitant environ 550 millions de gallons.
Mais il existe une autre facette de l’histoire, celle où certains leaders de l’industrie technologique, analystes et ingénieurs soutiennent que le problème est exagéré. Ils remettent en question les chiffres derrière les statistiques d’usage qui provoquent l’attention, louent l’efficacité des systèmes à boucle fermée et soulignent d’autres industries gourmandes en eau qui n’ont pas déclenché de panique nationale.
Alors, où se situe la vérité ? Pour cette rubrique Giz Asks, nous avons questionné des experts sur l’impact réél des centres de données dédiés à l’IA sur les réseaux d’eau locaux. La réponse s’avère aussi complexe que vous pouvez l’imaginer.
Les réponses suivantes ont peut-être été légèrement éditées pour la longueur et la clarté.
Shaolei Ren
Professeur d’ingénierie électrique et informatique à l’Université de Californie, Riverside. Les recherches de Ren portent globalement sur l’IA, les systèmes et la société.
L’eau peut jouer un rôle important dans l’amélioration de l’efficacité énergétique des centres de données. Nombre d’installations recourent à un refroidissement évaporatif ou adiabatique, notamment durant les heures les plus chaudes de l’année. Ces systèmes consomment de l’eau, mais ils peuvent nécessiter nettement moins d’électricité pour le refroidissement que des systèmes entièrement refroidis par air dans des conditions de chaleur.
Cela crée un véritable compromis énergie-eau. En période de canicule, lorsque la demande d’électricité des foyers et des entreprises peut déjà mettre le réseau sous pression, le refroidissement assisté par l’eau peut aider à limiter les augmentations de la demande électrique d’un centre de données. Dans les régions où la production d’électricité elle-même est gourmande en eau, une consommation d’électricité plus faible peut aussi réduire une partie de l’usage indirect de l’eau. L’effet net, toutefois, dépend du mix énergétique local, du système de refroidissement, du climat et de la source d’eau.
En même temps, les impacts locaux sur l’eau peuvent être significatifs. Les centres de données sont de gros utilisateurs concentrés, et leur demande en eau peut atteindre son pic les jours chauds, lorsque d’autres usagers ont aussi besoin d’eau. Les chiffres annuels seuls ne donnent donc pas une image complète. Une installation dont la consommation annuelle d’eau est relativement modeste peut tout de même engendrer des préoccupations en matière d’infrastructure ou de fiabilité si sa demande maximale dépasse la capacité de traitement, de stockage ou de distribution disponible du réseau local.
L’emplacement et la source d’eau jouent aussi un rôle crucial. Une installation utilisant de l’eau recyclée ou non potable dans une région où l’eau est abondante présente un niveau de risque différent par rapport à une installation dépendante d’eau potable dans une communauté touchée par la sécheresse et disposant d’infrastructures ou d’un approvisionnement limités.
Ces défis peuvent être menés à bien par une planification et une exploitation soignées. Parmi les options figurent l’utilisation d’eau recyclée ou non potable, l’installation d’un stockage sur site, le basculement entre des modes de refroidissement économes en eau et en énergie, le déploiement de charges de calcul flexibles pendant les périodes de tension locale et la coordination avec les services des utilités d’eau et les opérateurs de réseau électrique.
L’objectif ne devrait pas nécessairement être d’éliminer toute utilisation d’eau sur site dans chaque cas. Il s’agit d’évaluer le contexte local dans son ensemble et d’utiliser l’eau de manière stratégique et transparente, en équilibrant l’efficacité énergétique, la résilience opérationnelle, les impacts environnementaux et les besoins des communautés environnantes.
Fred Bloetscher
Doyen associé des études de premier cycle et de la diffusion communautaire au sein du Département de génie civil, environnemental et géomatique à l’Université Florida Atlantic. Les intérêts de recherche de Bloetscher incluent la planification et la gestion durables des ressources en eau.
La réponse à cette question est : cela dépend. Cela dépend de la quantité d’eau disponible, de la puissance disponible, de l’espace disponible et du type de centre de données. Nous avons traditionnellement pensé aux centres de données que des entreprises comme Amazon exploitent localement. On les appelle « centres de données traditionnels ». Il en existe plus de 4 000 aux États‑Unis. Ils affichent une demande de puissance entre 10 et 30 kilowatts et utilisent une combinaison de refroidissement par système de climatisation standard, de refroidissement par air et de refroidement par eau évaporatif. Le refroidissement par eau est nettement plus efficace que le refroidissement par air d’une marge substantielle (25 % ou plus). La plupart des communautés peuvent gérer des centres de données de cette taille.
En plus de ces centres de données traditionnels, ce qui est proposé, ce sont des centres de données hyperscalaires dédiés à l’IA — environ 84 d’entre eux à travers les États‑Unis. Ce sont des animaux bien différents, utilisant jusqu’à 1 mégawatt de puissance (100 fois les centres traditionnels) et consommant jusqu’à 5 000 000 de gallons d’eau par jour. Le refroidissement par air ne fonctionne pas très bien à une telle échelle. Ces campus de centres de données hyperscalaires IA pourraient occuper des centaines d’acres — la proposition Meta Hyperion à Los Angeles dépasse les 2 000 acres.
Dans de nombreuses zones développées, ces quantités de terrain et d’énergie peuvent ne pas être facilement disponibles. Bien que le recyclage de l’eau pour le refroidissement soit pratique, la composante électrique doit néanmoins être refroidie, et l’eau est le moyen typique pour le faire. Pour référence, 1 MW équivaut à une grande centrale électrique en soi, ce qui signifie que le combustible est aussi une préoccupation.
Le prochain défi est que les utilisateurs de l’IA se trouvent en zones urbaines, alors que les terres disponibles ne s’y trouvent pas. De même, l’électricité est générée localement ou acheminée par le réseau, ce qui entraîne des pertes inhérentes. Le réseau électrique est le plus robuste dans les zones urbaines où se trouvent les utilisateurs, mais ce n’est pas nécessairement là où se trouvent les terrains.
Le conflit réside donc dans le fait que les centres de données IA sont bien plus grands que les centres actuels, privilégient les emplacements urbains (créant ainsi un problème foncier) et entrent en concurrence pour l’alimentation et l’eau avec les autres utilisateurs urbains. C’est un problème particulier dans les régions sèches (une grande partie de l’Ouest et du Sud-Est) qui manquent à la fois de ressources et d’infrastructures, raison pour laquelle de nombreuses communautés imposent des restrictions ou moratoires sur la création de centres de données (comme on le voit en Floride).
Le résultat pourrait être que les grands centres de données ciblent des zones rurales à cause des réglementations, mais ces zones disposent de systèmes d’eau et d’électricité nettement moins robustes que les zones urbaines et présentent ainsi un potentiel de perturbation plus important pour ces communautés. Ce qui est nécessaire, c’est un plan à plus long terme pour déployer ces centres de données à l’échelle nationale afin de permettre une intégration avec la région qui en a besoin. Le climat actuel manque de planification, de cadre réglementaire et de réflexion pour minimiser les impacts sur les résidents, d’où l’opposition des communautés dû à un manque de transparence sur les risques.
Arthur Harrington
Professeur adjoint de droit à l’Université Marquette et président du groupe de pratique du droit de l’environnement et de l’énergie chez Godfrey & Kahn. À Marquette, Harrington co‑enseigne un cours d’énergie destiné aux étudiants en droit et en ingénierie.
J’ai consacré un temps considérable à l’étude et à l’enseignement du droit et de la politique énergétique, en plus des technologies énergétiques émergentes liées aux centres de données. L’une des technologies émergentes que je suit est le refroidissement par contact pour les serveurs. L’application d’une telle technologie permettrait de réduire nettement à la fois la consommation d’eau et les coûts énergétiques.
Les racks qui contiennent les unités de traitement dans les centres de données génèrent une quantité considérable de chaleur. Le problème fondamental est que l’air est un isolant, souvent utilisé pour empêcher la chaleur de se propager. Les ventilateurs sont bruyants et inefficaces, et la chaleur résiduelle qu’ils produisent accroît la charge de refroidissement. Le grand nombre de racks de serveurs dans ces centres est trop chaud pour être refroidi par l’air. Pour cette raison, les développeurs de projets sont obligés d’ajouter une boucle d’eau de l’installation dans l’espace blanc. Ces systèmes de refroidissement par eau combinés à des ventilateurs expulsent la chaleur.
Étant donné l’opposition importante à la quantité d’eau requise pour refroidir les centres de données, les développeurs proposent une boucle fermée, utilisant des pompes et des refroidisseurs pour faire circuler l’eau de refroidissement. Bien que ces systèmes de refroidissement qui réutilisent l’eau réduisent la consommation d’eau sur site, ces systèmes consomment nettement plus d’énergie. Ce système de réutilisation déplace simplement le fardeau des impacts environnementaux négatifs vers la centrale électrique.
Un centre de données conçu pour la technologie émergente de refroidissement par contact n’aurait pas besoin de refroidisseurs, de conduits d’air ou de systèmes de traitement de l’eau, réduisant ainsi significativement les coûts en capital et les coûts énergétiques associés au refroidissement. Les systèmes de refroidissement par contact tels que LiquidCool Solutions (LCS) allient l’efficacité énergétique de l’immersion totale à la capacité de refroidissement ciblé du direct-to-chip. À titre d’exemple, un châssis LCS s’insère dans les racks standard des centres de données, ce qui rend la transition de l’air vers le liquide peu coûteuse et sans couture.
Une telle technologie de refroidissement est une immersion monophasée basée sur le châssis, où tous les composants électroniques sont immergés dans un liquide diélectrique [un fluide qui absorbe la chaleur sans conduire l’électricité] et une convection forcée refroidit les composants les plus chauds. Le système nécessite seulement deux connexions à la boucle de fluide du centre.
En employant un système de refroidissement par contact utilisant un liquide diélectrique, il n’y a pas de refroidisseurs ni de conduits d’air qui prennent de l’espace et gaspillent de l’énergie. L’entretien des équipements et les coûts énergétiques se réduisent à des pompes qui font circuler le fluide de refroidissement des installations froides vers les racks et les ventilateurs des refroidisseurs secs.
Les racks LCS ne nécessitent pas d’eau de refroidissement si la température ambiante est inférieure à 113 degrés Fahrenheit (45 degrés Celsius). De plus, la température de sortie des racks peut atteindre 140 degrés Fahrenheit (60 degrés Celsius) s’il existe une utilisation commerciale à proximité pour l’eau chaude. Si les centres de données opéraient à 113 degrés Fahrenheit (45 degrés Celsius), ce qui est réalisable aujourd’hui avec du matériel disponible dans le commerce, plutôt qu’à 77 degrés Fahrenheit (25 degrés Celsius), comme pratique actuelle, la consommation d’eau serait éliminée dans la plupart des régions du monde.
Avantages du LCS :
- La circulation du liquide évacue 100 % de la chaleur.
- Les serveurs sont refroidis sans air ni eau.
- La chaleur résiduelle peut être récupérée sous forme liquide à une température utile sur le plan commercial.
- Le liquide diélectrique est peu coûteux, présente un potentiel de réchauffement global nul et n’a jamais besoin d’être remplacé.
- Les racks de serveurs dans les centres de données existants peuvent être modifiés et réutilisés avec cette technologie de refroidissement par contact.
- L’entretien est simple et sans fuite.
Le refroidissement par immersion en châssis est de loin l’option la moins coûteuse, tant pour les nouveaux projets de centres de données que pour le retrofit des centres existants qui utilisent une technologie de refroidissement non-entrée en contact conventionnelle. Cette technologie émergente pourrait non seulement réduire substantiellement le besoin d’eau pour le refroidissement, mais aussi entraîner une réduction significative des coûts énergétiques associés aux systèmes de refroidissement par eau existants.
