Consommation d’énergie data center : où en est-on aujourd’hui ?
Data center : de quoi parle-t-on ?
Un data center, ou centre de données en français, est un établissement dans lequel des installations informatiques stockent des données et des applications.
Ces lieux sont d’une importance capitale aujourd’hui dans un contexte de digitalisation massive de nos économies.
Les data centers sont de taille et de capacité très variées. Ainsi, certains peuvent permettre de stocker et de traiter des milliards de données.
Ces centres abritent des données personnelles de particuliers, recueillent des données nécessaires pour la navigation sur Internet ou les données du système d’information d’une entreprise. Ils sont donc sous haute surveillance.
Pour le bon fonctionnement de ces infrastructures, plusieurs éléments sont nécessaires :
- des serveurs;
- des routeurs;
- des firewalls;
- des commutateurs;
- des ordinateurs;
Ou bien encore des câbles pour interconnecter tous les éléments entre eux. Bien sûr, d’autres conditions doivent être réunies pour le maintien d’un centre de données en bon état. On pourra citer la climatisation, le contrôle de la qualité de l’air ou encore un système de sécurité performant.
Quelle est la consommation totale data center ?
Les data centers sont des établissements qui ne peuvent pas être arrêtés ou éteints : ils fonctionnent toute la journée, tous les jours de l’année. Nécessairement, ils sont donc assez énergivores.
Car il faut savoir que les data centers sont tous conçus de cette façon :
- Ils sont équipés de systèmes de refroidissement très puissants qui ont le rôle de maintenir les salles et les équipements à une température idéale. On le sait, les équipements informatiques sont très sensibles aux changements de température et la multiplication de ces équipements dans un espace clos à tendance à réchauffer l’air ambiant;
- Les serveurs en eux-mêmes, sont également très consommateurs d’énergie car ils tournent en permanence;
- Les disques et autres périphériques de stockage, eux aussi connectés en permanence, consomment une part d’énergie importante.
En France, en 2022, on comptait pas moins de 264 data centers sur le territoire. On estime à ce jour que 12 % de la consommation électrique totale en France serait liée au numérique. Ce chiffre intègre donc les consommations des data centers, les appareils électroniques et le réseau français.
Une étude réalisée en 2015 considérait que la consommation des data centers au niveau mondial représentait 2% de la consommation énergétique mondiale. Avec l’augmentation de quantité de données à traiter et à stocker, ce chiffre devrait atteindre 13% à l’horizon 2030.
Les conséquences : des émissions de CO2 importantes
Inévitablement, les data centers sont très gourmands en énergie. Ils sont donc également, par ricochets, à l’origine d’une grande quantité d’émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans l’air.
À ce jour, il est difficile de donner une estimation fiable des émissions de gaz à effet de serre générées par les data centers. En effet, rares sont les structures qui rendent ces informations publiques.
Quand elles le font, c’est le cas pour Google ou Apple, elles présentent des chiffres récents qui sont encourageants car les firmes utilisent de plus en plus les énergies renouvelables.
Des spécialistes s’entendent néanmoins à comparer les émissions de CO2 du secteur du numérique avec celui du secteur de l’aviation.
Si l’on considère que le secteur du numérique consomme autant que celui de l’aviation, alors on estime que plus de 900 milliards de kilogrammes de CO2 sont émis chaque année par ce secteur.
Néanmoins, ce chiffre est à prendre avec des pincettes car on connaît aujourd’hui les efforts de nombreuses entreprises pour faire fonctionner les data centers à partir des énergies renouvelables. Tous les data centers ne fonctionnent pas au charbon, l’énergie la plus émettrice de CO2.
Malgré ces données, on peut rappeler qu’il existe des solutions pour réduire la consommation des data centers. Certaines sont déjà mises en place et font leurs preuves pour réduire l’impact environnemental du secteur du numérique. Voici quelques pistes.
Comment réduire la consommation des data centers ?
Augmenter le taux d’utilisation des data centers
La première solution pour réduire la consommation électrique des data centers est de pratiquer ce qu’on appelle le cloud computing. Il s’agit d’utiliser des serveurs informatiques à distance pour stocker et gérer des données. Par exemple, une entreprise va préférer avoir recours à des services de logiciels en ligne dématérialisés (produits Saas, PaaS ou laaS), plutôt que d’utiliser un serveur local.
Ainsi, le cloud computing permet de limiter le besoin de serveurs physiques. De plus, des entreprises peuvent mutualiser l’utilisation de data centers afin de limiter la consommation énergétique totale du secteur.
Le cloud computing constitue une solution très sérieuse pour réduire la consommation data center. En effet, ces technologies sont moins énergivores, le matériel est aussi plus efficace et embarque un système de gestion de la consommation d’électricité très puissant grâce à l’intelligence artificielle.
H3. Tendre vers la sobriété des usages
Une autre façon pour avoir un impact sur la consommation des data centers est la pratique de la sobriété. Concrètement, en voiture, lorsque l’on souhaite consommer moins, il faut adapter son allure et la réduire de quelques kilomètres.
En informatique, c’est la même chose. Une réduction de 4% des performances du matériel informatique peut apporter une réduction de 30% de la consommation énergétique sans que cela nuise au bon déroulement des activités numériques.
Pour ce faire, il s’agit de maintenir les performances des machines à un niveau plus bas pour éviter la sur-consommation. Cela est possible dans certains domaines et secteurs, il faut donc étudier les performances des machines en fonction des exigences des métiers impliqués.
Optimiser la consommation énergétique des data centers
Pour optimiser la consommation data center, des pistes sont possibles et déjà à l’essai :
- Il est possible de mieux penser et concevoir les nouveaux centres de données. Par exemple, on remplace les climatiseurs muraux par des salles compartimentées où le flux d’air froid n’entre pas en contact avec le flux d’air chaud.
- D’autre part, pour éviter d’utiliser la climatisation, les centres de données peuvent avoir recours à la technique du free cooling. Concrètement, on utilise de l’air frais ou de l’eau froide venant de l’extérieur pour refroidir les pièces. Le free cooling permet de réduire la consommation électrique data center d’au moins 30% !
- Certains centres de données ont vu leur température maximale augmenter pour permettre de réduire la consommation électrique. Ainsi, aux États-Unis, si la température moyenne recommandée était de 24°C il y a quelques années, elle est désormais de 27°C;
- Pratiquer la cogénération : en utilisant la chaleur rejetée par les data centers, on peut valoriser cette énergie pour chauffer des bâtiments ou les alimenter en eau chaude sanitaire.
Opter pour l’énergie verte
L’utilisation des énergies renouvelables est le dernier axe important pour réduire la consommation d’électricité mondiale data center. En effet, les énergies renouvelables sont inépuisables et surtout peu polluantes.
De fait, les data centers modernes sont de plus en plus alimentés grâce aux énergies renouvelables (solaire, éolien, voire même grâce à la géothermie). Par exemple, depuis 2011, l’entreprise Meta (Facebook), s’est engagée à transitionner vers l’utilisation à 100% d’énergies renouvelables pour ses centres de données.
Dans les années suivantes, les entreprises Apple et Google ont suivi le même parcours. L’efficacité énergétique de ces lieux est équivalente aux lieux alimentés de sources non renouvelables.
Désormais, les centres de données doivent donc se tourner vers les énergies vertes pour maintenir les objectifs de transition énergétique insufflés par les États partout dans le monde.
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