Data centers : étude européenne sur leur captation d’eau et d’électricité

Illus­tra­tion Flock

La Com­mis­sion européenne, qui cherche à tripler la capac­ité des cen­tres de don­nées implan­tés dans l’UE au cours des cinq à sept prochaines années, expose un bilan des indi­ca­teurs envi­ron­nemen­taux des dat­a­cen­ters déjà présents… Du moins des 36 % qui ont répon­du au ques­tion­naire, pour­tant oblig­a­toire. On y trou­ve de fortes dis­par­ités suiv­ant les pays. Extraits de la syn­thèse réal­isée par le site Next.

Dans l’Union européenne, les dat­a­cen­ters de 500 kW (puis­sance infor­ma­tique instal­lée) ou plus doivent envoy­er des don­nées à la Com­mis­sion sur leurs usages : eau, élec­tric­ité, énergie renou­ve­lable et réu­til­i­sa­tion de la chaleur dégagée. Cette dernière est émise par les serveurs et pour­rait servir pour chauf­fer des loge­ments ou des bâti­ments, mais se révèle une cat­a­stro­phe… Ces qua­tre critères per­me­t­tent, selon la Com­mis­sion, d’évaluer “l’efficacité énergé­tique et la dura­bil­ité” des dat­a­cen­ters.

Prob­lème, sur 2 161 dat­a­cen­ters devant répon­dre à cette enquête, seuls 770 ont envoyé des don­nées (36 %), et seule­ment 70,1 % des don­nées col­lec­tées sont jugées comme “fiables”. La Com­mis­sion vient d’adopter un barème avec des notes de A à G sur l’efficacité des usages de l’eau et de l’électricité. Le Par­lement et le Con­seil ont deux mois pour s’y oppos­er s’ils le souhait­ent, mais sans pou­voir le mod­i­fi­er.

Les infor­ma­tions pub­liées le sont de manière agrégée : au niveau de l’Union européenne et par État. Rien sur les dat­a­cen­ters en eux-mêmes, per­me­t­tant ain­si aux plus mau­vais de se cacher dans la masse et de ne pas être pointés du doigt.

Un exem­ple ? La Bel­gique avec le WUE (Water Usage Effec­tive­ness). Cet indi­ca­teur mesure “le rap­port entre l’apport total d’eau et la con­som­ma­tion d’énergie des équipements infor­ma­tiques”. Plus il est élevé, plus un dat­a­cen­ter con­somme de l’eau par kWh d’électricité. La Bel­gique crève le pla­fond avec 1,28 m³ d’eau par MWh d’électricité, alors que la moyenne est à 0,58 m³/MWh. Sans détails par dat­a­cen­ter, impos­si­ble de savoir qui est respon­s­able de cette très mau­vaise per­for­mance…

Des indices tout de même : “dans cer­tains États mem­bres, les chiffres de la WUE sont dom­inés par ceux de quelques grands opéra­teurs dis­posant d’une seule instal­la­tion, qui déclar­ent un apport d’eau plus élevé”. Pour la Bel­gique, l’éléphant dans la pièce pour­rait bien être… Google. En effet, le WUE de Google sur la base de ses prélève­ments en eau serait autour de 1,5 pour l’année 2025 (les don­nées de la Com­mis­sion sont pour l’année 2024). Une esti­ma­tion mai­son car Google ne com­mu­nique pas offi­cielle­ment de chiffre, con­traire­ment à cer­tains con­cur­rents.

En Bel­gique, le moteur de recherche dis­pose d’un grand dat­a­cen­ter à Saint-Ghis­lain. D’après les don­nées offi­cielles, les prélève­ments en eau sont de 2,7 mil­lions de m³ (1,9 mil­lion en 2024). Des don­nées disponibles sur la carte mon­di­ale des dat­a­cen­ters fournie par Next.

La société rap­pelle que, en Bel­gique, elle “utilise l’eau indus­trielle d’un canal de nav­i­ga­tion pour le refroidisse­ment de son cen­tre de don­nées, réduisant ain­si sa dépen­dance à l’eau potable”. Il n’en reste pas moins que cette eau est prise en compte pour le WUE. Il est de 1,08 en Bel­gique, mais la con­som­ma­tion élec­trique n’est pas pré­cisée. Elle est de 6,3 TWh pour toute l’Europe, le Moyen-Ori­ent et l’Afrique (zone EMEA), selon le rap­port envi­ron­nemen­tal de Google.

Selon cer­tains, Google con­som­merait 1,9 TWh par an sur ces dat­a­cen­ters en Wal­lonie. Le WUE de Google en Bel­gique serait donc de 0,46 au min­i­mum, avec l’hypothèse extrême que le dat­a­cen­ter de Saint-Ghis­lain con­som­merait l’intégralité de la zone EMEA (ce qui est impos­si­ble). Il est plus prob­a­ble­ment aux alen­tours de 1,54 sur la base de 2,7 mil­lions de m³ prélevés pour une con­som­ma­tion totale de 1,9 TWh (soit 1,76 TWh pour les équipements infor­ma­tiques, avec un PUE de 1,08 pour rap­pel). Sur la même base de 1,9 TWh mais avec des prélève­ments de 1,9 mil­lion de m³ pour 2024, cela don­nerait un WUE aux alen­tours de 1,1 env­i­ron. Avec une moyenne de 1,28 pour la Bel­gique, Google pour­rait donc peser très lourd dans la moyenne belge.

A NOTER : le World Resources Insti­tute, organ­isme améri­cain à but non lucratif, dans son Aque­duct Water Risk Atlas qui pro­pose un classe­ment des dif­férents pays selon leur niveau de stress hydrique, classe la Bel­gique en Extreme­ly High, soit le niveau le plus dan­gereux de stress hydrique, comme les pays du golf per­sique !

L’ex­em­ple belge le con­firme : Google est l’une des entre­pris­es qui prélèvent et con­som­ment le plus d’eau dans notre analyse des géants du Net, elle a dou­blé sa con­som­ma­tion en trois ans. Selon les don­nées de la Com­mis­sion, 16 dat­a­cen­ters belges ont envoyé des don­nées, dont un de plus de 10 MW, et au moins trois leur WUE, sans plus de pré­ci­sion cepen­dant. Saint-Ghis­lain de Google est bien à plus de 10 MW, mais la Com­mis­sion ne pré­cise cepen­dant pas si Google a répon­du à l’enquête.

Avec une moyenne de 0,25 m³ par MWh, la France est dans le bas du tableau, plus de deux fois en dessous de la moyenne européenne (0,58, pour rap­pel). Impos­si­ble par con­tre d’en savoir plus, avec 133 dat­a­cen­ters qui ont ren­voyé des infor­ma­tions à la Com­mis­sion (sur 264 atten­dus). La répar­ti­tion est intéres­sante : 16 dat­a­cen­ters sur les 133 ont une capac­ité de plus de 10 MW, 78 sont entre 1 et 10 MW (dont 56 à plus de 2 MW) et les 30 autres entre 100 kW et 1 MW. Enfin, neuf dat­a­cen­ters ne sem­blent pas avoir déclaré de puis­sance.

Pas­sons au PUE (Pow­er Usage Effec­tive­ness), un indi­ca­teur sur l’effi­cac­ité élec­trique. Plus il est faible, plus grande est l’efficacité, “avec des valeurs allant générale­ment de 1,0 (l’idéal théorique où chaque watt est util­isé pour l’équipement infor­ma­tique) à 2,0 ou plus dans des instal­la­tions moins économes en énergie. Dans la pra­tique, les valeurs inférieures à 1,2 sont con­sid­érées comme excel­lentes, celles com­pris­es entre 1,2 et 1,5 sont jugées bonnes et celles supérieures à 1,5 sem­blent indi­quer des pos­si­bil­ités d’amélioration”, explique la Com­mis­sion.

Elle rap­pelle à juste titre que le “PUE peut fluctuer au fil des ans en rai­son de fac­teurs internes (opti­mi­sa­tion ou util­i­sa­tion, par exem­ple) et externes (con­di­tions météorologiques, entre autres)”, mais ne récolte que des PUE (et WUE) annuels, dom­mage. “En 2024, la PUE moyenne déclarée des cen­tres de don­nées dans l’UE s’élevait à 1,36″. Dans les États avec au moins trois don­nées dif­férentes pour le PUE, la moyenne va de 1,15 à 1,66. La Hon­grie est même à 2,00 de PUE, mais avec seule­ment un ou deux dat­a­cen­ters, ce n’est donc pas représen­tatif pour la Com­mis­sion.

“À titre de com­para­i­son, la PUE moyenne mon­di­ale en 2023 était de 1,58, tan­dis que les États-Unis ont fait état d’une moyenne nationale en amélio­ra­tion, s’élevant à 1,4, et que la Chine s’est fixé pour objec­tif une PUE moyenne inférieure à 1,5 pour la fin de 2025″.

En Europe, seuls 55 dat­a­cen­ters sur les 770 qui ont répon­du dépassent les 10 MW, dont 38 se trou­vent en France et en Alle­magne. L’Irlande et l’Italie en ont respec­tive­ment 4 et 3. La Com­mis­sion soulève une dif­férence impor­tante : “Les cen­tres de don­nées de plus petite taille (de 500 à 1 000 kW) déclar­ent une PUE moyenne de 1,64, ce qui est net­te­ment supérieur à la moyenne, tan­dis que les cen­tres de don­nées de plus grande taille ont ten­dance à avoir une PUE plus faible, parce qu’ils sont sou­vent plus récents et béné­fi­cient d’économies d’échelle en matière d’efficacité énergé­tique”. Les dat­a­cen­ters de plus de 10 MW sont à 1,21 par exem­ple.

Sur le WUE et donc l’utilisation de l’eau, c’est le con­traire : les plus gros dat­a­cen­ters ont une util­i­sa­tion plus impor­tante de l’eau. Le WUE passe de 0,2 env­i­ron sur les 100 à 500 kW à 0,7 sur ceux de plus de 10 MW. Petite excep­tion sur le graphique : les dat­a­cen­ters de 500 à 1 000 kW, au-dessus de ceux de 1 à 10 MW en moyenne.

La Com­mis­sion rap­pelle que le CNDCP (Cli­mate Neu­tral Data Cen­tre Pact), une ini­tia­tive d’autorégulation des dat­a­cen­ters, “engage les opéra­teurs au sein de l’UE à attein­dre la neu­tral­ité cli­ma­tique d’ici à 2030 et vise une PUE de 1,3 pour les nou­veaux cen­tres de don­nées dans les régions à cli­mat froid et de 1,4 dans les régions à cli­mat plus chaud”. Avec une moyenne européenne à 1,36 et française à 1,55, il reste du tra­vail…

En analysant les doc­u­ments de la Com­mis­sion, on trou­ve des dat­a­cen­ters qui explosent le pla­fond avec jusqu’à 2,56 de PUE pour deux dat­a­cen­ters en Fin­lande, d’une puis­sance com­prise entre 500 et 1 000 kW. En France, les dat­a­cen­ters entre 1 et 2 MW sont égale­ment à plus de 2 de PUE. Autre infor­ma­tion intéres­sante, la répar­ti­tion du PUE selon le type de dat­a­cen­ter. La colo­ca­tion est à 1,43 de moyenne, le co-host­ing est à 1,24 et enfin ceux appar­tenant aux entre­pris­es à 1,31 de moyenne.

Sur l’indicateur de l’eau, ce n’est pas mieux : “Au cours de la pre­mière péri­ode de déc­la­ra­tion, la plu­part des cen­tres de don­nées n’ont pas atteint l’objectif du CNDCP de 0,4 m³/MWh de WUE (d’ici à 2040)”. La France est en dessous de 0,4, mais la moyenne européenne est à 0,58 pour rap­pel… sans oubli­er la Bel­gique à 1,28.

Un autre point con­cerne le fac­teur d’énergie renou­ve­lable dans les cen­tres de don­nées, alias FER ou REF (Renew­able Ener­gy Fac­tor). Un score de 1 sig­ni­fie que toute la con­som­ma­tion d’énergie est asso­ciée à des sources renou­ve­lables… avec tou­jours la même sub­til­ité : ce n’est pas for­cé­ment en rap­port avec la con­som­ma­tion réelle du dat­a­cen­ter (que ce soit au niveau géo­graphique ou horaire). “Les sig­nataires du CNDCP se sont engagés à porter la part d’énergie renou­ve­lable ou d’énergie horaire sans car­bone dans leur con­som­ma­tion d’électricité à 75 % d’ici la fin de 2025, et à 100 % d’ici la fin de 2030″, soit un score de 1.

D’après les don­nées actuelles, “il est réal­iste de vis­er un REF de 1,0 pour tous les cen­tres de don­nées dans les prochaines années. Toute­fois, l’analyse a mon­tré qu’une grande par­tie de l’énergie renou­ve­lable provient d’accords d’achat d’électricité (AAE) et de garanties d’origine qui ne sont pas néces­saire­ment liés à la pro­duc­tion locale ou à de nou­veaux ajouts de pro­duc­tion d’énergie renou­ve­lable”. La Com­mis­sion rap­pelle donc la néces­sité “d’accorder une atten­tion accrue à l’origine (pro­duc­tion sur site, garanties d’origine, accord d’achat d’électricité), à la tech­nolo­gie et à l’additionnalité des éner­gies renou­ve­lables util­isées ain­si qu’à la cor­re­spon­dance tem­porelle entre l’offre et la demande”.

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