Ces considérations suggèrent que la part des data centers dans le mix énergétique numérique est susceptible d'augmenter au cours des prochaines années. Du point de vue des émissions, tous les acteurs des TIC s'efforceront d'acheter de l'électricité plus verte, mais sans doute sans compenser la croissance de l'énergie. En d'autres termes, les émissions des TIC pourraient continuer à augmenter.
Les efforts déployés pour estimer et tenter d'atténuer l'empreinte carbone des technologies de l'information et de la communication (TIC), sont des priorités majeurs des telcos. Cet article traite de ces enjeux dans le domaine de l'hébergement et des data centers. Pour évaluer l'empreinte carbone des datacenter, des méthodologies sont mises en place et prennent en compte l'importante consommation d'énergie par les data centers principalement dues à la croissance des serveurs et au minage de crypto-monnaies. Ce qui conduit à une transition vers des sources d'énergie plus écologiques de la part des principaux acteurs des TIC.
Initiatives pour évaluer l'empreinte carbone
Ces dernières années, de nombreuses initiatives ont été prises pour évaluer l'empreinte carbone des technologies de l'information et de la communication (TIC). Lancées par des universitaires et des groupes de réflexion écologistes, elles sont désormais approuvées par l'Union internationale des télécommunications ou l'Agence internationale de l'énergie. Toutes les méthodologies suivent le même chemin. D'une part, nous identifions les appareils (smartphones, modems/boîtes et parfois téléviseurs connectés, capteurs IOT, etc.), d'autre part nous identifions l'infrastructure qui comprend les réseaux de télécommunications et les data centers. Le nombre et la nature des appareils sont bien connus, car ils sont rapportés par les fabricants et les distributeurs. L'énergie dépensée par les opérateurs de télécommunications est également incluse dans leurs rapports d'entreprise. Cependant, l'impact des data centers reste un domaine d'investigation car il n'est pas consolidé par l'industrie.
En 2018, le groupe de réflexion "The Shift Project" a estimé que les data centers représentaient 19 % de la consommation finale d'énergie dans le secteur numérique, une proportion qui devrait rester relativement stable en 2022. En consolidant diverses estimations, on peut conclure que les data centers ont consommé près de 450 TWh en 2021, les entreprises utilisant 260 TWh, les principaux GAFAM consommant 70 TWh, et le minage de crypto-monnaies (principalement le bitcoin) représentant 120 TWh.
Le cas des data centers
Les data centers sont principalement utilisés par les entreprises, le Cisco Cloud Index estimant en 2016 que le B2B représentait 75 % des instances informatiques. Le principal facteur de consommation est l'installation annuelle de serveurs dans les data centers. 80 % de l'électricité d'un data center est utilisée pour alimenter et refroidir ces serveurs.
Initialement, The Shift Project prévoyait une augmentation de la consommation des data centers (révisée depuis), mais celle-ci ne s'est pas concrétisée pour plusieurs raisons. Le moteur principal n'était pas la croissance des données (+600% entre 2015 et 2022, propulsée par le streaming), mais la croissance des serveurs (+30% de livraisons annuelles entre 2015 et 2022). La transition vers les services cloud a généré de l'optimisation en remplaçant des serveurs dédiés peu optimisés par des infrastructures partagées plus efficaces, ce qui a conduit à une utilisation accrue de grands data centers exploités par des hyperscalers (Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud Platform,...).
En revanche, la période entre 2015 et 2021 a vu une augmentation significative de l'utilisation de la capacité de calcul pour le minage de crypto-monnaies, passant de moins de 5 % de la consommation des data centers en 2015 à près de 25 % en 2022.
Du point de vue de l'empreinte carbone, l'énergie utilisée par les data centers semble plus verte. La majorité des opérations de minage de crypto-monnaies ont été déplacées de la Chine, dont l'approvisionnement en électricité est à forte intensité de carbone, vers de nouveaux points chauds du minage, comme les États-Unis. Les hyperscalers lancent des projets d'électricité plus verte.
L'impact de l'Hyperscale sur les émissions de CO2
Amazon, Microsoft, Meta et Google sont les quatre plus grandes entreprises acheteuses d'accords d'achat d'électricité (AAE) pour l'énergie renouvelable. Le passage à l'hyperscale a protégé le monde numérique d'une explosion des émissions.
Si l'on examine les facteurs d'influence potentiels pour la période 2024-2030, les entreprises semblent rester le principal moteur de la demande finale, la numérisation étant désormais autonome. L'IA générative pourrait constituer un poids significatif, en particulier si les entreprises s'efforcent de développer leurs propres modèles. L'entraînement des données est un processus coûteux, de l'ordre de 10 GWh pour un modèle comme le GPT4.
Dans la sphère domestique, l'IA passe au niveau des terminaux (avec des puces dédiées). Le temps numérique du public étant déjà bien utilisé par les réseaux sociaux et le streaming, il est difficile d'identifier des moteurs de croissance significatifs au-delà du rattrapage global des usages dans certains pays émergents. Des pratiques plus énergivores comme le cloud gaming et le métaverse n'ont pas encore conquis un marché de masse.
L'asymptote de la migration vers les infrastructures hyperscales reste incertaine (nous avons peut-être déjà largement dépassé les 50 %). Il n'est pas acquis que les gains de productivité de 2015-2020 se reproduiront en 2020-2025. L'évolution du minage de crypto-monnaies, très énergivore, reste une question importante, la récente résurgence de la valeur du bitcoin (qui a presque triplé en un an à compter de mars 2024) n'étant pas le signal le plus encourageant.
Les autres catégories d'émissions informatiques comprennent les terminaux grand public et les réseaux des opérateurs de télécommunications. Le nombre de téléviseurs, de PC et de smartphones vendus stagne depuis plusieurs années et ne devrait pas augmenter. Les réseaux des opérateurs de télécommunications ont connu une faible croissance de leur consommation d'énergie malgré le volume important de données transportées. Ils continueront à contrôler étroitement leurs dépenses énergétiques (une part importante de leurs dépenses d'exploitation) dans un contexte de volatilité des prix.
Ces considérations suggèrent que la part des data centers dans le mix énergétique numérique est susceptible d'augmenter au cours des prochaines années. Du point de vue des émissions, tous les acteurs des TIC s'efforceront d'acheter de l'électricité plus verte, mais sans doute sans compenser la croissance de l'énergie. En d'autres termes, les émissions des TIC pourraient continuer à augmenter.
