Data centers, des monstres énergivores

Biocontact magazine – septembre 2018 – Thomas Mesplède et Charlène Chevalier –
 Le numérique est présent partout dans notre quotidien : au domicile ou au travail, les outils numériques prolifèrent à vive allure et viennent modifier le paysage économique de nos secteurs d’activité. Ils améliorent aussi l’organisation de nos sociétés et de nos modes de vie. Cependant, comment traitons-nous l’impact environnemental de ces innovations issues du numérique ?
Les données issues de nos outils informatiques viennent directement se stocker dans des centres de traitement de données, les data centers. Ces sites physiques qui regroupent des équipements constituants du système d’information de l’entreprise (serveurs, stockage, éléments réseaux et télécommunication) sont de plus en plus nombreux, et leur développement n’est pas près de s’arrêter. Le trafic mondial de données a été multiplié par 4,5 entre 2011 et 2016. Il devrait être multiplié par 6 d’ici 2020, passant, selon International Data Corporation, de 8 à 44 zettaoctets (1).
Les data centers, noyaux centraux de ces systèmes d’information, sont des infrastructures nécessaires au développement de nos services numériques, mais également à la croissance de nos entreprises. Ils constituent la première brique de la construction de l’économie numérique.
Les data centers, sites physiques regroupant des équipements constituant le système d’information mondial (serveurs, stockage de données, éléments réseaux et télécommunication), sont de plus en plus nombreux.

Quels impacts sur la planète ?
La multiplication des usages du numérique, combinée à la montée en puissance des services de cloud computing (2) et au développement des objets connectés, crée une très forte croissance du volume de données en circulation. En 2020, le monde comptera 80 milliards d’objets connectés (source : IDATE), dont 2 milliards en France (source : ARCEP). Parvenir à concilier la transition écologique et la transition numérique constitue un véritable défi pour l’ensemble des acteurs du numérique et spécifiquement pour les acteurs du data center qui hébergent les données.
Les services numériques ont des impacts environnementaux conséquents. On estime qu’ils sont à l’origine de 2 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, soit autant que le transport aérien (source : GESI Smarter 2020). Cependant, et contrairement aux idées reçues, au cours de leur cycle de vie, les data centers représentent seulement 20  % des émissions de gaz à effet de serre du secteur numérique, le reste étant imputable aux terminaux utilisateurs comme les ordinateurs, les smartphones ou les tablettes (47 %) et aux réseaux de télécommunication (28 %).

Le fonctionnement des data centers : est-il vraiment durable et écologique ?
La France a la particularité de rassembler sur son territoire un grand nombre de compétences et d’expertises dans le domaine des centres de traitement des données. Que ce soit dans celui de la conception, la construction ou l’exploitation des data centers, notre pays atteint l’excellence en matière de performance énergétique. En effet, les acteurs de l’industrie française du data center ont développé un savoir-faire en matière d’efficacité énergétique des équipements ou de méthodes de refroidissement permettant de construire des data centers performants. Par exemple, le refroidissement naturel, ou free cooling, consiste à refroidir les centres de données dont les équipements informatiques génèrent de la chaleur, à partir de sources naturelles comme l’air ou l’eau, ce qui réduit grandement le recours à la climatisation, et donc la consommation énergétique de ces infrastructures.
Le fonctionnement durable des data centers fait aussi partie de volontés de l’Etat français. Depuis 2008, la Commission européenne a mis en place un code de conduite sur la conception et l’opération des centres de données dans le but de réduire leur consommation énergétique. Ces derniers sont alimentés par le mix énergétique des pays où ils sont implantés. En France, moins de 2 % de l’électricité consommée provient de centrales à charbon, contre 20 % à partir d’énergies renouvelables (source : RTE, Bilan électrique français 2016). Certains opérateurs de data centers choisissent même de s’approvisionner intégralement en énergies renouvelables, en souscrivant des contrats spécifiques auprès de leurs fournisseurs d’énergie. Tous ces efforts montrent que la volonté de faire fonctionner de manière propre les centres de données est bien enclenchée.

Pourra-t-on s’en passer ?
L’outil numérique a indéniablement contribué à une évolution de nos sociétés modernes ; commander un taxi en ligne, trouver un renseignement parmi une manne d’informations disponibles, échanger avec un correspondant à l’autre bout du monde, se créer une identité numérique sur les réseaux sociaux… A tous points de vue, de nouveaux usages se sont développés, aussi bien à l’échelle des particuliers que dans les entreprises.
Il paraît aujourd’hui très difficile de faire marche arrière sans perdre en confort de vie, d’autant plus que de nouveaux services numériques se créent chaque jour avec l’apparition de technologies disruptives et l’essor des objets connectés. Nous devons cependant veiller à assurer un contrôle de ces services numériques et de leurs impacts sur l’environnement. Considérant le thème des data centers, ils seront dans un futur proche fédérés dans les régions et intégrés aux schémas énergétiques locaux, à la fois pour optimiser l’utilisation des énergies renouvelables, en régulant la demande (par le biais de contrats négociés avec les utilisateurs de données sur le niveau de service requis à un moment donné), et pour faciliter la valorisation de la chaleur produite pour des usages voisins. Grâce à des contrats entre fournisseurs d’énergie, opérateurs de data centers et clients utilisateurs, les données seront transférées vers le data center le plus approvisionné en énergies renouvelables à un moment donné.
C’est l’orientation prise par six projets de recherche et développement cofinancés par la Commission européenne, qui souhaite réduire les consommations énergétiques des data centers de 30 % et porter leur alimentation en énergies renouvelables à 80 % d’ici 2030. Plusieurs entreprises et centres de recherche français pilotent ou participent à ces projets de recherche.
Des composants physiques polluants
D’après le rapport Clicking Clean, publié en 2017 par Greenpeace, le numérique représente aujourd’hui environ 7 % de la consommation mondiale d’électricité. En 2020, le trafic Internet mondial pourrait avoir triplé, du fait notamment de l’augmentation de notre consommation personnelle de données et du nombre d’utilisateurs à l’échelle mondiale, qui devrait passer de trois milliards aujourd’hui a plus de quatre milliards d’ici la fin de la décennie.
Le recours au numérique est très souvent présenté comme très favorable pour l’environnement. Ainsi, faire ses courses en ligne, lire un livre sur sa liseuse, consulter un magazine sur sa tablette, sont considérées comme des activités non polluantes car elles permettent d’économiser des trajets en transports ou du papier. Mais ces activités reposent sur l’utilisation d’éléments physiques, tout aussi polluants. Nos recherches sur Internet créent des transferts de données, hébergées dans des data centers distants, nécessitant un accès Internet permanent, reposant sur tout un réseau d’infrastructures physiques qui communiquent en permanence les unes avec les autres.
Depuis la phase de conception d’un appareil  électrique ou électronique jusqu’à la gestion de sa fin de vie, les impacts sur l’environnement sont donc réels. La production d’un simple circuit imprimé de 2 grammes, présent dans tous nos smartphones, ordinateurs et objets connectés, nécessite 1,6 kg d’équivalent pétrole, 32 litres d’eau, et 700 grammes de gaz. Sans oublier de prendre en considération l’impact des autres composants. Au regard de ces chiffres, nous comprenons bien que le numérique n’est pas que virtuel, mais qu’il repose bien sur des matériaux et infrastructures réels, et qu’il doit donc faire l’objet d’une utilisation raisonnée et responsable ■ Thomas Mesplède et Charlène Chevalier. Thomas Mesplède est délégué exécutif de l’Alliance Green IT. Il intègre en 2015 une formation diplômante « Management et développement durable », suivie en alternance au sein de l’Alliance

Thomas Mesplède est délégué exécutif de l’Alliance Green IT. Il intègre en 2015 une formation diplômante «Management et développement durable», suivie en alternance au sein de l’Alliance Green IT. Charlène Chevalier est chargée de mission au sein de l’Alliance Green IT, présidente de l’association Ter’n’Co, qui promeut le développement durable et l’écoresponsabilité auprès des étudiants et du bassin rennais.

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