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Energie : les "data-center" au cœur de la nouvelle donne mondiale

L'intérieur d'un data center de l'entreprise Google. On estime à plus d'un million le nombre de serveurs informatiques Internet du géant californien. (Photo : Google© Blog)

Le plus grand data center au monde va être construit en Arctique par mesure d'économies d'énergie. Ces centres de données, essentiels pour accompagner la croissance d'Internet, consomment des quantités d'électricité impressionnantes. Le point sur le gouffre énergétique qu'est Internet et ses "centres de données".

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12 milliards à l'heure : c'est le nombre d'e-mails envoyés sur la planète en moyenne. Traiter ces seuls messages électroniques requiert une chaîne de dispositifs informatiques très importante, bien qu'invisible pour l'utilisateur. Au cœur de cette chaîne, les data center. Ces fermes informatiques géantes accueillent tous les appareils permettant l'échange et surtout le stockage de données sur le réseau mondial : serveurs informatiques, routeurs, commutateurs, fibres optiques, etc…

Au fur et à mesure que l'utilisation d'Internet augmente sous la numérisation galopante (apparition d'activités purement numériques, connexion de nouvelles populations, usages qui s'intensifient), de nouveaux dispositifs doivent être installés pour supporter l'augmentation de la "charge". Selon l'ARCEP (le régulateur français des télécommunications), le trafic des données internet a été multiplié par 4,5 entre 2011 et 2016.

Toutes les machines qui permettent ce trafic de données doivent être stockées, alimentées en électricité, et maintenues à des températures suffisamment basses pour fonctionner correctement. Les centaines, parfois les milliers d'ordinateurs installés dans chaque data center générent beaucoup de chaleur de par leurs composants électronique (les alimentations et les microprocesseurs en premier lieu), et si l'air devient trop chaud, les ordinateurs génèrent des erreurs, voire s'arrêtent de fonctionner. Les data centers sont donc équipés de très gros systèmes de climatisation, très gourmands en éléctricité.

Une consommation électrique à la mesure du réseau

La moitié de la consommation électrique d'un data center est dûe au seul refroidissement des dispositifs informatiques, particulièrement celui des serveurs. Il y a plus de 130 data center en France (pour plus de 100 000 serveurs informatiques en leur sein), des milliers sur la planète, et l'on estime qu'un grand data center peut consommer à lui seul plus qu'une ville française de 100 000 habitants. Le représentant de GreenPeace, Gary Cook, soulignait dans le Times en 2015, que "Si on compte les datas center et les réseaux de connexions, Internet serait le 6ème pays le plus consommateur d'électricité".

Il existe de nombreuses comparaisons en termes d'émission Co2 pour l'utilisation des mails, de Youtube, de Facebook, etc, mais qui ne sont pas forcément très parlantes à l'échelle individuelle. En revanche, si l'on calcule les kilowattheures (kWh) et la consommation d'eau (pour refroidir les datas centers et les réacteurs nucléaires en France) le résultat est plus parlant : un internaute moyen consomme 365 kWh d'électricité pour son activité en ligne et utilise 2900 litres d'eau par an ! Soit la consommation annuelle électrique de 10 Haïtiens, ou de quoi en survivre en eau pendant deux ans et demi. L'équivalent en pollution par le Co2 de cette consommation annuelle par le surf internet correspond à 1400 kilomètres parcourus en voiture pour chaque individu connecté.

Construire vers le froid ou diminuer les selfies ?

Face à la croissance mondiale du trafic internet, les entreprises spécialisées tentent à la fois de suivre la demande en termes de stockage et de traitement de données tout en réduisant leur consommation énergétique, et ce, de plus en plus souvent en s'autonomisant en alimentation électrique. C'est le cas de la société Kolos qui construit actuellement le plus grand data center du monde, près du cercle arctique au nord de la Norvège. La localisation a été choisie pour optimiser le refroidissement des machines. Ce site va comporter quatre bâtiments d'une surface totale de 600 000 m2, soit l'équivalent de… 85 stades de football aux normes internationales. L'alimentation en électricité sera fournie par de l'hydroélectrique et de l'éolien, pour une puissance de consommation du data center — prévue au départ — de 70 mégawatt, puis montant à 1 gigawatt : un record absolu. Pour comparaison, la Norvège entière consommait une puissance de 12,5 gigawatts d'électricités en 1998… 

Cette course au stockage et au traitement des données semble sans fin dans une consommation des services offerts par le réseau mondial toujours grandissante. La pratique du selfie par exemple, qui peut sembler anodine, est en réalité un gouffre énergétique et écologique : chaque photo prise par un utilisateur de smartphone pour son mur Facebook est envoyée à travers des dizaines de milliers de kilomètres de fibres et de câbles, transitant par des équipements réseaux jusqu'aux data centers surdimensionnés de Facebook et consomme à elle seule autant que 3 ou 4 ampoules basse consommation de 20 watts allumées pendant une heure ! Puis vient ensuite l'alimentation des serveurs de stockage qui conservent le "précieux  cliché" et leur climatisation. Un selfie Facebook est à lui seul une petite entreprise de consommation énergétique. Il y a 2 milliards de comptes Facebook et une grande partie des utilisateurs du réseau social postent plusieurs photos par jour : combien de data centers va-t-il falloir construire et alimenter dans les années qui viennent pour satisfaire cette seule demande du réseau social ?

Selon des estimations, le géant Google possèderait à lui seul plus d'un million de serveurs informatiques répartis dans des dizaines de datacenters. Et la croissance de la plus grosse firme du net n'est pas prête de cesser : il y a tout juste 50% de l'humanité qui accède à Internet aujourd'hui. Les data centers vont donc proliférer. Une nouvelle donne, de l'ordre du défi énergétique, pour parvenir à fournir la demande mondiale de traitement et de stockage des données, à l'horizon 2020.