L’essor du numérique, porté actuellement par
l’intelligence artificielle, s’accompagne d’une multiplication des centres de
données numériques (data centers), dont l’implantation soulève des enjeux
économiques et stratégiques. Ces infrastructures, très énergivores, consomment
de grandes quantités d’électricité pour alimenter et refroidir les serveurs :
415 TWh à l’échelle mondiale en 2024, avec une hausse attendue.
Face à ces défis, l’ADEME publie une
prospective sur l’évolution de la consommation des data centers en France
jusqu’en 2060. Elle propose un état des lieux, un modèle détaillé et cinq
scénarios pour anticiper les impacts et accompagner la transition numérique
dans la transition écologique. Dans le scénario tendanciel, la consommation
d’électricité induite par les usages français pourrait progresser d’un facteur
3,7 d’ici 2035, dont les 2/3 auraient lieu à l’étranger, dans des pays dont les
mix électriques sont en moyenne beaucoup plus carbonés qu’en France.
Un phénomène sans
commune-mesure : 5 scénarios contrastés pour anticiper la croissance des usages
du numériques
L’étude menée par
l’ADEME révèle plusieurs enseignements majeurs. L’accroissement de l’offre de
services numériques et leur adoption massive entraînent une hausse inévitable
de la consommation d’électricité des centres de données. Parmi les signaux
forts d’évolution, l’usage croissant de l’intelligence artificielle apparaît
comme le principal moteur de cette dynamique. La blockchain, reste encore
limitée en France mais pourrait connaître une progression rapide dans les
années à venir. Par ailleurs, le numérique continue de générer et d’analyser
des données grâce au dialogue machine à machine, s’affranchissant de la
barrière de l’individu. Enfin, la consommation électrique des centres de
données en France pourrait également augmenter en raison de leur rôle stratégique
dans la souveraineté numérique et la défense.
La modélisation
prospective a permis de distinguer les évolutions pour 5 scénarios inspirés de
l’exercice de prospective Transition(s) 2050, sur 2 périodes clés (pré-2035 et
post-2035). En résumé :
1. Tendanciel – Ce scénario rend
compte de l’évolution potentielle des consommations électriques des centres de
données pour les usages des Français, dans le cas où les tendances actuelles
perdureraient : forte croissance liée à l’adoption massive de nouveaux usages
et la diversification de l’offre de services numériques, principalement liée à
l’IA, la blockchain, et l’évolution de la typologie des centres de données vers
de très grands centres appelés hyperscale. Dans ce scénario, la croissance des
centres de données sur le territoire français est soutenue, mais la
consommation des traitements informatiques induits par les usages des Français
se développe proportionnellement plus rapidement encore. Ce scénario illustre
que, sans évolution, la consommation d’électricité induite par les usages
français pourrait progresser d’un facteur 3,7 d’ici 2035, dont les 2/3 auront
lieu à l’étranger, dans des pays dont les mix électriques sont en moyenne
beaucoup plus carbonés qu’en France.
2. Génération Frugale – Scénario le plus
engagé dans la sobriété parmi les 4 scénarios modélisés, inspirés de l’exercice
« Transition(s) 2050 », « Génération Frugale » envisage une dénumérisation de
certains usages du numérique, en particulier les usages les plus gourmands et ceux
qui contraignent les usagers à l’adoption du tout numérique, et en proposant
des services collectifs alternatifs non numériques ou faiblement numériques.
Dans ce scénario, les usages de l’IA continuent de se développer, mais moins
rapidement que dans les autres scénarios. Dans Génération Frugale, la
réorientation des modes de vie et l’écoconception numérique permettent de
réduire de façon très significative les calculs numériques liés aux usages
français, au point où, malgré l’hypothèse d’un moratoire sur la construction de
nouveaux centres de données, la dépendance de la France aux traitements
numériques calculés hors de son territoire se réduit elle aussi très fortement.
3. Coopérations
Territoriales –
Dans ce scénario, les projets de centres de données sont développés en
concertation avec les territoires et encadrés par des normes qui limitent leur
implantation, sans toutefois aller jusqu’à la mise en place d’un moratoire ;
comme dans le scénario précédent, les centres de données sont incités à cibler
avant tout les usages considérés comme prioritaires : bénéfiques pour la santé,
l'environnement et la société. Les pouvoirs publics facilitent l’adoption de
pratiques plus sobres, tout en laissant à chacune et chacun la liberté de
rester connecté. Le scénario Coopérations Territoriales est celui qui favorise
le plus les synergies entre l’implantation des centres de données et les enjeux
d’un territoire.
4. Technologies Vertes
– Dans
ce scénario, les centres de données sont un des points d’appui stratégiques de
la transition, en favorisant l’innovation technologiques pour réduire les
émissions d’autres secteurs d’activité et optimiser les consommations du
numérique. Dans ce scénario, les politiques publiques incitent à l’implantation
de centres de données sur le territoire français, à la fois pour des questions
de souveraineté numérique, mais aussi en valorisant le mix électrique français,
peu carboné. Dans Technologies Vertes, sont particulièrement favorisés les
projets d’implantation de centres de données ayant vocation à héberger des
projets technologiques porteurs de solutions pour la transition écologique.
Dans cette logique, ce scénario voit un développement relativement important de
la blockchain et de l’IA.
5. Pari Réparateur – Dans ce scénario, le
pari est fait que les innovations technologiques permettraient de conserver
notre mode de vie à travers une compensation de ses impacts ; ce scénario
envisage le développement des usages des centres de données avec une
réglementation allégée et une organisation des territoires pour satisfaire la
demande plutôt que l’inverse ; les centres de données entrent en compétition
avec les autres industries pour l’usage de l’électricité dans le cadre de la
transition. Là où le scénario Technologies Vertes envisage des politiques
publiques incitant à l’implantation de centres de données sur le territoire
français dans une volonté de développer sa souveraineté, Pari Réparateur
envisage des politiques publiques similaires mais à l’échelle européenne : est
pris pour hypothèse dans ce scénario une dilution relative de l’implantation
des centres de données, avec un développement moindre sur le sol français dans
ce scénario en comparaison du scénario précédent. Ce scénario explore aussi
l’hypothèse d’un développement très important de la blockchain dans les usages
des Français.
Selon les scénarios,
les consommations d’électricité française des datacenters en 2060 vont d’une
division par 2 par rapport à aujourd’hui, à une multiplication par un facteur
7.
Le potentiel de
récupération de la chaleur fatale au cœur des enjeux
L’étude estime le
potentiel de récupération de la chaleur émise par les centres de données en
fonction des scénarios définis dans le modèle prospectif. Le potentiel brut
correspond à la quantité totale d’énergie émise sous forme de chaleur dans un
centre de données, principalement la consommation électrique de la partie IT.
Le potentiel net de récupération correspond au potentiel brut, pondéré par l’efficacité
actuelle et future des technologies de récupération de chaleur et par la
capacité à trouver des débouchés.
Cette efficacité
augmente avec l’amélioration des techniques de captation et des débouchés plus
atteignables, ce qui améliore le potentiel net. Ainsi, l’utilisation
du liquid cooling, déjà présente dans certaines salles informatiques, permet de
récupérer plus facilement la chaleur des serveurs à une température plus élevée
et valorisable.
Ce potentiel reste
toutefois théorique : à ce jour, très peu de centres de données français
récupèrent réellement la chaleur fatale. Les projections ne tiennent pas compte de
l’intérêt économique ni des contraintes locales, qui réduisent la probabilité
d’une telle récupération. Selon les scénarios, le potentiel net passe de 1,77
TWh en 2024 à des valeurs comprises entre 4,09 TWh (Génération Frugale) et
12,94 TWh (Tendanciel) en 2035.
La trajectoire vers le
Zéro Emission Nette
En raison de la forte
dépendance aux traitements numériques ayant lieu à l’étranger, la forte expansion des
consommations des centres de données dans le scénario tendanciel entraînerait
un accroissement important des émissions de GES, incompatible avec l’Accord de
Paris et la trajectoire SBTI du secteur numérique. Les autres scénarios, inspirés
de Transition(s) 2050 visent à atteindre le Zéro Émissions Nette en 2050 sur le
périmètre France, en mobilisant des mesures variées.
Pour les scénarios
Technologies Vertes et Pari Réparateur, l’augmentation de la consommation
électrique doit être anticipée et planifiée pour répondre à des usages croissants.
Si la transition numérique est encouragée et ses bénéfices visibles, les
émissions des centres de données restent significatives et nécessitent une
compensation importante. Les optimisations technologiques, comme l’efficacité
et la récupération de chaleur fatale, ne suffiront pas à stabiliser la
croissance sans une politique active de sobriété des services numériques.
L’empreinte liée aux émissions importées demeure également très élevée.
À l’inverse, les scénarios Génération Frugale et Coopérations Territoriales montrent qu’une politique de sobriété volontariste permettrait de réduire les consommations futures et l’empreinte globale des centres de données. Ces politiques, de nature systémique, nécessitent la mobilisation conjointe des pouvoirs publics, des entreprises et des citoyens, avec des effets graduels sur plusieurs années.