Quelle est l'empreinte carbone d'un data center ?

Les services en ligne, les terminaux mobiles, le déploiement de la 5G et la multiplication des appareils technologiques impliquent des milliards de données. Des données qui doivent être stockées dans ce qu’on appelle des "data centers" ("centres de données" en français).

Problème : ces infrastructures sont extrêmement polluantes du fait de leur consommation d’énergie.

À l'heure où nous ne jurons que par le numérique, quel est l’impact environnemental d’un seul data center ? Existe-t-il des solutions pour tendre vers des centres de données neutres en carbone ? Quels sont les éco-gestes à adopter au sein de son entreprise ?

Zoom sur les data centers.

Data center, définition

Apparu dans les années 1990 au moment de l’essor d’Internet, les data centers sont des infrastructures physiques extrêmement sécurisées, permettant de stocker, traiter et partager des données numériques et immatérielles par nature. Leurs installations composées d’ordinateurs, de serveurs, de commutateurs ou d’espaces de stockage sont réparties dans de petites pièces ou dans d’immenses salles. Des installations qui fonctionnent 7j/7 et 24h/24. 

👉 À titre indicatif, on dénombre 4 798 data centers dans le monde, dont plus de 500 sont rassemblés sous le qualificatif « hyperscale ». Ce dernier désigne les data centers de grande taille et détenus par les grandes entreprises. L’Hexagone est le quatrième plus gros détenteur de centres de données.

Les data centers peuvent être achetés ou loués par des entreprises, des agences gouvernementales et d’autres services spécialisés. Ils servent à héberger les sites Internet et l’ensemble des données nécessaires au bon fonctionnement du web - les images, les vidéos, les documents, etc. 

L’impact du numérique

Oui le numérique est impalpable, mais il pollue. Il se trouve à l’origine de 2,5 % des émissions carbone en France. (étude ADEME et ARCEP de 2022). Un chiffre qui risque d’augmenter dans les années à venir.

Dans le détail :

• les appareils électroniques sont responsables de 64 % à 92 % de notre impact ;
• les data centers situés sur le sol français représentent 4 % à 22 % de notre impact ;
• les réseaux français sont à l’origine de 2 % à 14 % de notre impact.

Néanmoins, la fabrication de terminaux numériques reste le principal émetteur de CO2 avec 78 % des émissions, suivi de leur utilisation. Ceci dit, la fin de vie des terminaux n’est pas en reste, puisqu’elle génère 20 millions de tonnes de déchets chaque année.

À l’échelle mondiale, les data centers sont à l’origine de 2 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales - atteignant le même niveau que le transport aérien. En France, la part des data centers dans l’empreinte carbone du numérique s’élève à 14 %.

Mais quelles sont les principales sources de pollution ?

Les centres de données très gourmands en énergie

👉 Bon à savoir : le PUE (Power Usage Effectiveness) est l’indicateur qui mesure l’efficacité énergétique d’un data center. Le calcul est simple, puisqu'il suffit de diviser l’énergie consommée par le data center, par l’énergie utilisée par les équipements informatiques. En moyenne, les infrastructures françaises ont un PUE de 2,5 Watts pour 1 Watt consommé par l’informatique.

Alimentés jour et nuit, les centres informatiques présentent cependant une fâcheuse tendance à surchauffer. En ce sens, pour ne pas altérer leur fonctionnement et éviter leur dégradation prématurée, il est nécessaire de les maintenir à une température de 20 °C, grâce à des systèmes de climatisation qui sont très énergivores eux aussi. 

Dans le détail, ces systèmes de refroidissement nécessitent une grande quantité d’eau et d’électricité, des substances chimiques polluantes, ainsi que des batteries composées d’éléments toxiques. Pire : l’eau utilisée termine dans les égouts et la chaleur est directement relâchée dans l'atmosphère.

👉 À titre d’illustration, un data center nécessite 600 000 mètres cubes d’eau par an. Pour vous aider à visualiser, cela représente 6,5 piscines olympiques par jour.

L’utilisation de ressources non renouvelables

Tout comme nos appareils électroniques, les data centers sont construits avec des métaux rares - notamment du cobalt. Ces ressources non renouvelables et non recyclables sont extraites dans des régions pauvres, par des ouvriers subissant de mauvaises conditions de travail et via des procédés particulièrement polluants. Le procédé d’extraction par exemple est synonyme de pollution de l’air et des nappes phréatiques, de déforestation, de perte de la biodiversité ou encore de destruction des sols.

Un désastre, alors même que l’enquête de Control Up révèle que 77 % des serveurs des data centers sont suréquipés. 

Au-delà de l’extraction, la fabrication, la distribution et la fin de vie des équipements qui composent les data centers constituent la deuxième plus grosse source de pollution après la consommation d’énergie.

Réduire la consommation d’énergie

L’utilisation des énergies renouvelables - éoliennes, centrales hydrauliques, panneaux solaires, etc. - pourrait tout à fait permettre d’alimenter les data centers en électricité et de refroidir les équipements informatiques qui les composent. Preuve en est : le plus grand centre de données au monde (« Citadelle ») situé aux États-Unis fonctionne exclusivement à l’énergie verte. 

L’Union européenne, de son côté, souhaite que les data centers soient neutres en carbone d’ici 2030. Une ambition qui risque toutefois de se heurter à la croissance prévue en matière de consommation énergétique, puisque d’après une étude commandée par la Commission européenne, la consommation d’énergie des data centers devrait augmenter de 28 % d’ici 2030.

Dans l’optique de réduire l’empreinte écologique des data centers, le gouvernement français incite leurs propriétaires à reconsidérer la construction et le fonctionnement de ces structures à la lumière des questions environnementales.

La loi de finances 2021 a par exemple prévu un tarif réduit de la taxe intérieure de consommation finale d’électricité (TICFE). Depuis 2022, seuls les data centers travaillant à réduire leur impact environnemental peuvent prétendre à ce tarif réduit - comme l’indique la loi REEN (Réduction de l'Empreinte Environnementale du Numérique). 

En outre, le projet devrait aller encore plus loin, puisque des objectifs sur la valorisation de la chaleur et de la consommation d’eau sont supposés être définis.

👉 Bon à savoir : édité par la Commission européenne, le Code de Conduite Européen sur les Data centers partage toutes les bonnes pratiques en vue de verdir ces infrastructures et tendre vers l’efficacité énergétique.

Améliorer les systèmes de refroidissement

Plusieurs solutions existent pour éviter le gaspillage d’eau et d’électricité au cours du refroidissement des installations :

• la méthode « couloir froid » qui nécessite la réorganisation de la disposition des serveurs. Placer les serveurs dans le même sens évite de mélanger air chaud et froid en créant un couloir froid et un couloir chaud situé à l’arrière des machines ;
  
• la méthode « free cooling » qui revient à utiliser les ressources naturelles. Les serveurs sont placés dans des pays froids pour exploiter l’eau et l’air frais provenant de l’extérieur ;
  
• les systèmes de refroidissement à l’air libre  ;
  
• les bains de liquides diélectriques. Aussi étonnant que cela puisse paraître, plonger les serveurs dans ces bains d’huile composés d’huiles de cuisson usagée ou de vidange de véhicules permet d’absorber la chaleur de ces derniers. À terme, ce système pourrait permettre de réduire la consommation électrique de 80 %.

Adopter des écogestes au sein de son entreprise

Les data centers ne contiennent rien d'autre que nos fichiers, nos images etc. Aussi, bien que nous ne puissions pas directement agir sur la conception de ces infrastructures, nous pouvons adopter des éco-gestes permettant de limiter leur nombre à la surface du globe. 

Plusieurs astuces à connaître pour limiter son empreinte numérique :

• trier régulièrement sa boîte mail et limiter l’envoi de courriers électroniques (et de pièces jointes) ;
• trier son cloud et ses fichiers stockés sur le drive ; 
• limiter sa consommation de vidéos HD.

Il est aussi possible d’utiliser un hébergement vert - ou « green hosting » - pour son site web, lequel :

• utilise un centre de données fonctionnant à l’énergie renouvelable ;
• est neutre en carbone ;
• optimise sa consommation d’énergie ;
• limiter les systèmes de refroidissement ;
• réduit ses déchets électroniques et procède au recyclage.

👉 Quelques exemples d’hébergeurs web écologiques : Infomaniak, Planet Hoster et Ikoula.

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