Data centers : faut-il choisir entre numérique et écologie ?

En Europe, les data cen­ters deviennent des points névral­giques de l’a​mé​na​ge​ment numé­rique, por­tés par la géné­ra­li­sa­tion du cloud, l’es​sor des usages en ligne et l’in​té​gra​tion crois­sante de l’in​tel​li​gence arti­fi­cielle dans les ser­vices publics et pri­vés. Leur pro­li­fé­ra­tion s’ac​com​pagne d’un inves­tis­se­ment inédit : selon Euro­news, les pro­jets d’im​plan​ta​tion ont pro­gres­sé de 168 % en un an, avec une concen­tra­tion autour de hubs comme Londres, Franc­fort ou Paris¹. Ce phé­no­mène relève à la fois de la sou­ve­rai­ne­té numé­rique et d’en​jeux éco­no­miques et fis­caux, chaque État membre cher­chant à atti­rer ces fon­da­tions stratégiques.

Paral­lè­le­ment, leur impact sur les res­sources locales devient plus per­cep­tible. La Com­mis­sion euro­péenne estime que les centres de don­nées repré­sentent près de 3 % de l’élec​tri​ci​té consom­mée dans l’U​nion européenne². En Irlande, cette part atteint 21 %, selon les chiffres de l’au​to​ri​té natio­nale de l’éner​gie pour 2023³. D’autres ten­sions émergent, notam­ment à Madrid ou Mar­seille, où plu­sieurs pro­jets ont sus­ci­té des inquié­tudes liées à leur consom­ma­tion d’eau pour le refroi­dis­se­ment, dans un contexte de séche­resses récurrentes⁴.

Face à ces muta­tions, la Com­mis­sion euro­péenne impose des obli­ga­tions de trans­pa­rence sur leur consom­ma­tion éner­gé­tique et hydrique, via la direc­tive sur l’ef​fi​ca​ci​té éner­gé­tique, pour contri­buer à l’ob​jec​tif de réduc­tion de 11,7 % d’i​ci 2030⁵. En réponse, cer­taines ini­tia­tives indus­trielles cherchent à réduire leur empreinte : récu­pé­ra­tion de cha­leur pour le chauf­fage urbain, refroi­dis­se­ment pas­sif, opti­mi­sa­tion logi­cielle… À Saint-Denis, par exemple, la cha­leur d’un data cen­ter ali­mente le réseau urbain, tan­dis que d’autres pro­jets appré­hendent un cou­plage avec des sys­tèmes de trans­ports ou de loisirs⁶.

Pour démê­ler le vrai du faux en ce qui concerne ces pré­oc­cu­pa­tions croi­sées entre déve­lop­pe­ment tech­no­lo­gique, contraintes envi­ron­ne­men­tales et stra­té­gies ter­ri­to­riales, deux cher­cheurs offrent des élé­ments expli­ca­tifs. Cécile Diguet, urba­niste au Stu­dio Dégel, ayant diri­gé le dépar­te­ment urba­nisme et amé­na­ge­ment à l’Ins­ti­tut Paris Région pen­dant 9 ans, a co-écrit Sous le feu numé­rique. Spa­tia­li­tés et éner­gies des data cen­ters, paru dans la revue Géo­car­re­four⁷. Clé­ment Mar­quet, socio­logue au CNRS, s’in​té​resse quant à lui à la maté­ria­li­té des infra­struc­tures numé­riques. Il est l’au​teur de Ce nuage que je ne sau­rais voir. Pro­mou­voir, contes­ter et régu­ler les data cen­ters à Plaine Com­mune, publié dans la revue Tra­cés, où il ana­lyse les dyna­miques sociales et poli­tiques liées aux centres de don­nées à Plaine Commune⁸.

En France, la consom­ma­tion annuelle d’élec​tri​ci​té des data cen­ters est esti­mée à 10 TWh en 2023. Selon les pro­jec­tions du Réseau de Trans­port d’Élec​tri​ci​té (RTE), cette consom­ma­tion pour­rait atteindre 28 TWh par an d’i​ci 2035. Si l’en​semble des pro­jets annon­cés se concré­tise et que les centres de don­nées uti­lisent plei­ne­ment leur capa­ci­té, la consom­ma­tion pour­rait même s’é​le​ver jus​qu’à 80 TWh par an, soit envi­ron 15 % de la pro­duc­tion nucléaire actuelle française⁹.

 « Le cloud repose sur des data cen­ters, sou­ligne l’ur​ba​niste Cécile Diguet, des bâti­ments à construire, très consom­ma­teurs d’élec​tri​ci​té, néces­saires pour faire fonc­tion­ner et refroi­dir les ser­veurs. Ce refroi­dis­se­ment est essen­tiel, car les ser­veurs dégagent beau­coup de cha­leur. » Elle ajoute : « Le voca­bu­laire du numé­rique – “imma­té­riel”, “sans fil”, “déma­té­ria­li­sé” – occulte volon­tai­re­ment la réa­li­té maté­rielle et les impacts du numé­rique. »

Le cher­cheur en socio­lo­gie Clé­ment Mar­quet ren­ché­rit : « Il n’y a rien d’im​ma​té​riel dans le cloud : tous les échanges de don­nées reposent sur des infra­struc­tures phy­siques. » De plus, « dans le sec­teur, il est cou­rant de dire que le cloud, c’est le centre de don­nées de quel​qu’un d’autre. »

La dimen­sion maté­rielle dépasse les seuls bâti­ments. Clé­ment Mar­quet rap­pelle que « la fabri­ca­tion des ordi­na­teurs néces­site l’ex​trac​tion de mine­rais, avec des effets des­truc­teurs sur les éco­sys­tèmes, les sols, l’eau et l’air. » Il pré­cise que « la gra­vure des puces est très consom­ma­trice d’eau », et « les déchets élec­tro­niques engendrent d’im​por​tantes pol­lu­tions. » Ces effets, bien qu’in​di​rects, sont struc­tu­rel­le­ment liés au fonc­tion­ne­ment du cloud.

Les ter­mi­naux : ordi­na­teurs, télé­vi­seurs, smart­phones, objets connec­tés ; res­tent le pre­mier poste de consom­ma­tion éner­gé­tique du numé­rique, avec plus de 50 % de la demande mon­diale. Réseaux et centres de don­nées se par­tagent le reste : envi­ron un tiers pour les pre­miers, un peu moins de 15 % pour les seconds¹⁰. En 2022, les data cen­ters consom­maient entre 240 et 340 TWh, soit 1 à 1,3 % de la demande mon­diale d’élec​tri​ci​té¹¹.

Cette répar­ti­tion évo­lue vite sous l’ef​fet de l’IA géné­ra­tive, du cloud et du strea­ming, qui aug­mentent for­te­ment la consom­ma­tion des usines du numérique¹².

Clé­ment Mar­quet dis­tingue infra­struc­tures répar­ties et cen­tra­li­sées : « Les ter­mi­naux consomment plus, mais de manière dis­per­sée. Les data cen­ters concentrent leur demande, ce qui crée des ten­sions spé­ci­fiques sur les réseaux. » Cette mutua­li­sa­tion pro­voque des pres­sions locales invi­sibles dans les bilans globaux.

Cécile Diguet rap­pelle que « le numé­rique repose sur trois grandes infra­struc­tures : réseaux (envi­ron un tiers de l’im​pact car­bone), data cen­ters (envi­ron 40 %), et équi­pe­ments. Ils contiennent aus­si du maté­riel et des réseaux, ce qui en fait une infra­struc­ture cen­trale et visible, contrai­re­ment aux réseaux sou­vent enfouis. »

« Les data cen­ters posent donc des pro­blèmes envi­ron­ne­men­taux loca­li­sés, qui ne se résument pas à une com­pa­rai­son glo­bale entre ter­mi­naux, réseaux et centres de don­nées », constate Clé­ment Mar­quet. « L’es​sor rapide de l’IA géné­ra­tive accen­tue cette pres­sion : ces infra­struc­tures, très éner­gi­vores mais moins dépen­dantes du réseau, tendent à se dis­per­ser en zones rurales. Leur taille et leur inten­si­té posent mal­gré tout de nom­breux défis. »

L’im​plan​ta​tion des data cen­ters repose d’a​bord sur des cri­tères éco­no­miques : fis­ca­li­té, coût de l’éner​gie, fon­cier dis­po­nible, sta­bi­li­té poli­tique et sécu­ri­té juri­dique. Les argu­ments envi­ron­ne­men­taux, sou­vent mis en avant dans les stra­té­gies de com­mu­ni­ca­tion, ne sont pas déter­mi­nants à l’é​chelle euro­péenne ou mondiale.

Clé­ment Mar­quet indique que « les poli­tiques d’at​trac​ti​vi​té jouent un rôle impor­tant », citant la Vir­gi­nie du Nord comme exemple. Dublin et Amster­dam ont béné­fi­cié d’une fis­ca­li­té avan­ta­geuse, et l’Es​pagne se posi­tionne grâce au sou­tien actif des pou­voirs publics.

En France, cer­tains dis­po­si­tifs ren­forcent l’at​trait : « Pour les com­munes, la taxe fon­cière rend ces infra­struc­tures inté­res­santes », explique Cécile Diguet. « Pour les inter­com­mu­na­li­tés, les béné­fices sont faibles. C’est sur­tout l’É​tat qui inter­vient via des réduc­tions sur la fis­ca­li­té de l’élec​tri​ci​té, notam­ment la TICFE, un levier impor­tant pour les exploi­tants. »

L’im​plan​ta​tion des data cen­ters repose d’a​bord sur des cri­tères éco­no­miques : fis­ca­li­té, coût de l’éner​gie, fon­cier dis­po­nible, sta­bi­li­té poli­tique et sécu­ri­té juridique

Mais cette attrac­ti­vi­té ne garan­tit pas une inté­gra­tion locale cohé­rente. Clé­ment Mar­quet note que « ces poli­tiques négligent sou­vent l’a​mé​na​ge​ment du ter­ri­toire : elles prennent peu en compte l’in​té​gra​tion ou les condi­tions locales. » Elles peuvent aus­si s’ac​com​pa​gner de sta­tuts spé­ci­fiques (archi­tec­ture cri­tique, inté­rêt natio­nal), inhi­bant les exi­gences environnementales.

L’Ir​lande illustre ces bar­rières : sa fis­ca­li­té favo­rable a atti­ré de nom­breux centres, mais leur concen­tra­tion a satu­ré les réseaux, condui­sant à un mora­toire à Dublin en 2021¹³. Aux Pays-Bas, cer­tains pro­jets ont été sus­pen­dus pour cause d’im​pact fon­cier et éner­gé­tique jugé excessif.

Les centres de don­nées hébergent des ser­vices essen­tiels dans des sec­teurs d’en​ver​gure comme la san­té, la défense, l’ad​mi​nis​tra​tion ou la finance. Leur sécu­ri­té est deve­nue un enjeu de sou­ve­rai­ne­té numé­rique et de sécu­ri­té natio­nale, leur pro­tec­tion étant jugée prio­ri­taire pour la sta­bi­li­té éco­no­mique et sociale, « sur­tout lors​qu’ils hébergent des don­nées sen­sibles (san­té, minis­tères, armée), pré­cise Cécile Diguet. Cer­tains sont clas­sés OIV. L’ar​mée uti­lise sou­vent ses propres data cen­ters et réseaux. Pour garan­tir la sou­ve­rai­ne­té numé­rique, les data cen­ters sont indis­pen­sables, et l’É​tat peut en créer pour sécu­ri­ser les don­nées stra­té­giques. »

Le sta­tut d’o​pé​ra​teur d’im​por​tance vitale (OIV) vise à pro­té­ger ces ins­tal­la­tions sen­sibles. En Europe, les États cherchent à sécu­ri­ser les don­nées stra­té­giques, dans un contexte de menaces crois­santes, notam­ment avec l’es​sor de l’IA générative.

Mais Clé­ment Mar­quet sou­ligne que « ce sta­tut est sou­vent mis en avant, notam­ment dans le cadre de la com­pé­ti­tion autour de l’IA », ajou­tant « que cela a pous­sé des pays comme le Royaume-Uni, et bien­tôt la France via l’ar​ticle 15 de la loi sur la sim­pli­fi­ca­tion éco­no­mique, à recon­naître les centres de don­nées comme struc­tures d’in​té​rêt natio­nal ». Une recon­nais­sance aux effets concrets : « Sur le pou­voir des élus locaux, l’ar​ti​fi​cia​li​sa​tion des sols et les pro­cé­dures envi­ron­ne­men­tales. » Une logique dis­tincte des OIV, « liés à la pro­tec­tion des don­nées de l’É​tat et à des pro­jets plus modestes ».

Le mix éner­gé­tique euro­péen, comme le nucléaire en France ou l’hy​dro​élec​tri​ci​té en Suède, peut sem­bler favo­rable à une réduc­tion de l’em​preinte car­bone. Mais cela ne garan­tit pas une réper­cus­sion glo­ba­le­ment plus minime. D’autres fac­teurs inter­viennent : concep­tion des ins­tal­la­tions, ges­tion ther­mique, usage des maté­riaux, et crois­sance rapide des usages numériques.

Cécile Diguet sou­ligne les limites de ce rai­son­ne­ment : « Il existe de grandes dif­fé­rences entre pays : la France met en avant son mix nucléaire, mais ce der­nier a aus­si ses propres impacts, notam­ment sur les déchets. Les gains en effi­ca­ci­té éner­gé­tique sont rapi­de­ment annu­lés par l’aug​men​ta​tion des usages. Une meilleure effi­ca­ci­té ne rime pas avec sobrié­té. Et à l’é​chelle locale, les data cen­ters peuvent entrer en concur­rence avec d’autres besoins élec­triques, comme les trans­ports ou l’in​dus​trie. L’im​pact se joue donc aus­si à l’é​chelle des ter­ri­toires. »

L’op​ti​mi​sa​tion éner­gé­tique per­met certes des éco­no­mies, mais elles sont sou­vent com­pen­sées par la demande crois­sante liée à des tech­no­lo­gies comme l’IA géné­ra­tive. Ce phé­no­mène d’ef​fet rebond annule en par­tie les gains éco­lo­giques. L’u​sage des res­sources reste par ailleurs un pro­blème, indé­pen­dam­ment de la source d’éner​gie¹⁴.

Clé­ment Mar­quet par­tage cette pers­pec­tive : « Le mix éner­gé­tique est certes un fac­teur impor­tant, mais il varie selon les pays. Il ne suf­fit pas à garan­tir une faible inci­dence. La por­tée envi­ron­ne­men­tale du numé­rique ne se limite pas aux émis­sions de CO₂ : elle inclut aus­si la consom­ma­tion de res­sources, l’eau, les déchets… » De sur­croît, « les besoins crois­sants du numé­rique, notam­ment liés à l’IA géné­ra­tive, s’a​joutent aux autres besoins en élec­tri­ci­té bas car­bone (mobi­li­té, indus­trie, chauf­fage). Cette concur­rence peut ralen­tir la tran­si­tion éner­gé­tique et empê­cher, loca­le­ment, la décar­bo­na­tion d’autres sec­teurs. »

Aicha Fall