Les centres de données de l'IA pourraient consommer plus d'énergie que des villes entières

Les besoins énergétiques de l'intelligence artificielle et du cloud computing spirale hors de contrôle. Les centres de données, autrefois simplement gourmands en énergie, deviennent désormais si massifs qu'ils pourraient bientôt surpasser des villes entières — ou même des États américains — en consommation d'électricité. Les développeurs de ces installations s'affrontent pour sécuriser l'énergie et les terrains afin de suivre l'explosion de la demande, principalement alimentée par les avancées de l'IA.

Au cours de la dernière décennie, les besoins en électricité des centres de données ont explosé, reflétant leur importance dans l'économie mondiale. Ces installations abritent des serveurs qui alimentent des applications pour tout, des opérations commerciales aux applications quotidiennes.

Avec la montée de l'IA, trouver les terrains et l'énergie pour répondre à ces exigences est devenu un défi majeur. Les développeurs parlent désormais de campus à l'échelle du gigawatt, chacun consommant un milliard de watts. Pour comparaison, c'est environ le double de l'électricité utilisée par tous les foyers de Pittsburgh l'année dernière.

La course à l'énergie : des centres de données plus grands, des problèmes plus grands

Ali Fenn, présidente de Lancium, une entreprise texane qui sécurise les terrains et l'énergie pour les centres de données, décrit cela comme une « course de toute une vie vers la domination mondiale » dans l'intelligence artificielle. Elle a déclaré : « Il s'agit franchement de sécurité nationale et de sécurité économique. »

Cette course pousse les entreprises technologiques à investir des milliards dans la construction de plus grandes installations. Elles ne voient pas d'autre utilisation meilleure pour leur capital que d'alimenter le boom de l'IA.

Mais cette expansion rapide met les limites à l'épreuve. Les sources d'énergie renouvelable, comme l'éolien et le solaire, sont peu fiables en raison des fluctuations météorologiques. Les développeurs conviennent que le gaz naturel doit combler le fossé, même si cela ralentit les progrès dans la réduction des émissions de carbone.

Nat Sahlstrom, directeur de l'énergie chez Tract, une entreprise basée à Denver qui acquiert des terrains pour les centres de données, déclare que les installations « atteignent les limites de l'infrastructure utilitaire existante ». Les réseaux électriques n'ont tout simplement pas été conçus pour gérer l'échelle que ces centres de données nécessitent désormais.

La disponibilité des terrains appropriés est un autre problème. Les parcelles à vocation industrielle capables d'accueillir des installations massives se raréfient, explique Sahlstrom. Les développeurs sont contraints d'explorer de nouveaux marchés en dehors des hubs établis comme la Virginie, leader mondial des opérations de centres de données. Le réseau électrique de la Virginie fait face à des problèmes de fiabilité, avec une demande d'électricité en hausse et une offre en diminution alors que les centrales au charbon et au gaz naturel plus anciennes ferment.

Tract a acquis plus de 23 000 acres pour des développements de centres de données à travers les États-Unis. Cela inclut des terrains dans le comté de Maricopa, en Arizona, près de Phoenix, et dans le comté de Storey, au Nevada, près de Reno. Récemment, Tract a acheté 2 100 acres à Buckeye, en Arizona, pour construire l'un des plus grands campus de centres de données aux États-Unis. Ils s'efforcent de sécuriser jusqu'à 1,8 gigawatt d'énergie pour le site, de quoi soutenir 40 centres de données distincts.

Un campus de centre de données utilisant un gigawatt d'énergie annuellement est équivalent à la consommation énergétique de 700 000 foyers ou d'une ville de 1,8 million d'habitants. L'analyse de CNBC révèle qu'une telle installation utiliserait plus d'énergie en un an que l'Alaska, le Rhode Island ou le Vermont.

Ce que cela signifie pour les communautés

En moyenne, un centre de données exploité par les grandes entreprises technologiques utilise actuellement 40 mégawatts d'énergie. Mais des installations plus grandes arrivent. Selon le Boston Consulting Group, des campus de 250 mégawatts ou plus sont déjà en développement.

D'ici les années 2030, des campus de centres de données consommant 500 mégawatts — ou la moitié d'un gigawatt — seront courants. Ces installations utiliseraient autant d'électricité que 350 000 foyers.

Le Texas est devenu un point chaud pour les centres de données en raison de ses réglementations moins restrictives et de ses ressources énergétiques abondantes. Les développeurs qui y opèrent peuvent adapter les solutions énergétiques à des sites spécifiques. Sahlstrom qualifie le Texas de « meilleur laboratoire du monde pour déployer votre propre solution énergétique. »

Lancium, une entreprise basée à Houston, a orienté son focus du minage de cryptomonnaies vers l'infrastructure de l'IA à la fin de 2022. Ils exploitent désormais cinq campus de centres de données à différents stades de développement. L'un à Abilene, au Texas, ouvrira au début de 2025 avec 250 mégawatts d'énergie, pour atteindre 1,2 gigawatt d'ici 2026.

À mesure que les besoins énergétiques augmentent, les développeurs doivent aborder les problèmes potentiels pour les communautés voisines. Cela inclut la garantie que les coûts de l'électricité n'augmentent pas et que la fiabilité du réseau reste intacte. « Personne ne continuera à approuver » de nouvelles installations si elles perturbent l'alimentation locale, a déclaré Fenn. Les développeurs associent les centres de données à une nouvelle production d'énergie pour prévenir ces problèmes.

Renouvelables, nucléaire et avenir de l'énergie

Bien que les développeurs préfèrent les énergies renouvelables, il est clair que le solaire et l'éolien seuls ne suffiront pas à répondre à la demande. La dépendance aux conditions météorologiques rend ces sources peu fiables pour les opérations critiques, telles que les bourses financières, qui dépendent des centres de données.

Les pannes ne sont pas une option pour des installations comme celles exploitées par Equinix, qui héberge des charges de travail critiques. Jon Lin, directeur général des services de centre de données d'Equinix, a déclaré que ses installations restent en ligne plus de 99 % du temps.

Pour répondre aux préoccupations de fiabilité, les grandes entreprises explorent le nucléaire. Microsoft soutient la relance de la centrale nucléaire de Three Mile Island en Pennsylvanie. Amazon et Google investissent dans de petits réacteurs nucléaires.

Cependant, l'énergie nucléaire présente ses propres défis. Les nouveaux réacteurs en Géorgie ont pris des années de retard et ont coûté des milliards de dollars de plus que prévu. Pour l'instant, le gaz naturel reste la source d'énergie dominante pour les centres de données.

Fenn de Lancium déclare que les investissements dans la production de gaz pourraient inclure la capture du carbone et la technologie de stockage par batterie pour compenser l'impact environnemental. Avec le temps, l'expansion des énergies renouvelables, la réduction des coûts des batteries et l'exploitation de l'IA pour l'efficacité pourraient réduire la dépendance au gaz.

Mais pour l'instant, la croissance rapide des centres de données complique les efforts pour atteindre les objectifs d'émissions. « Nous ne pouvons pas laisser cela avoir un effet néfaste sur les objectifs environnementaux », a déclaré Fenn met en garde.

Les développeurs soutiennent que ces installations sont nécessaires pour l'économie, même si elles perturbent les marchés de l'énergie et mettent sous tension les réseaux électriques. Avec des campus qui devraient atteindre jusqu'à cinq gigawatts à l'avenir, les centres de données deviennent rapidement certains des acteurs les plus importants dans la consommation d'énergie. Que ce soit par l'innovation ou les combustibles fossiles, la course pour alimenter l'IA continue de remodeler le paysage énergétique mondial.