Pouvons-nous concevoir des centres de données adaptés à l'avenir ?

Comment concevoir (et investir dans) un actif durable et commercialement viable dans un monde où les opérations et l'utilisation de l'énergie sont susceptibles d'être réglementées (et taxées ou tarifées) différemment dans un avenir proche ? Comment développer l'infrastructure dont vous avez besoin pour répondre à la demande croissante des consommateurs, alors qu'un grand nombre d'hypothèses sous-jacentes en matière de coûts et d'exploitation sont certainement sur le point de changer ? Quand est-il opportun d'investir et quelles sont les décisions les plus judicieuses ?

Ces complexités sont tout à fait pertinentes sur le marché des centres de données, qui connaît une croissance rapide. Les centres de données font partie des infrastructures les plus exigeantes en termes de travail et de performances qui aient été développées à ce jour. La demande et la consommation de données augmentent si rapidement qu'il est difficile de quantifier de manière significative la capacité supplémentaire qu'il nous faudra développer. De nouveaux outils d'intelligence artificielle alimentés par des supercalculateurs et des services grand public populaires s'ajoutent chaque jour à ces frais généraux. Dans le même temps, la concurrence dans le secteur est féroce et la pression pour fournir un service commercialement attrayant, évolutif et fiable est considérable.

Les enjeux

Commençons par reconnaître que le "centre de données vert" est un travail en cours. Si certains projets font de bons efforts pour atteindre un ou plusieurs éléments de durabilité, la plupart ne le font pas, et la priorité générale accordée par l'industrie au coût et à la rapidité de mise sur le marché se traduit généralement par des projets de centres de données qui font le minimum nécessaire pour obtenir l'approbation de la planification.

Cela crée un dilemme et une inertie pour les opérateurs de centres de données : les attentes actuelles du marché en matière de coût et de programme sont alignées sur une barre basse en ce qui concerne la durabilité, et... il est difficile d'investir dans des conceptions qui sont prêtes pour l'avenir, alors que la technologie pour faire fonctionner un centre de données vraiment net zéro n'est pas encore disponible.

De plus, les régulateurs n'ont pas encore défini ce que signifie réellement "net zero" pour l'industrie des données. La mesure PuE (power usage effectiveness) est un moyen existant d'évaluer l'efficacité d'une installation et il y a des tentatives préliminaires dans des endroits comme les Pays-Bas pour l'utiliser comme outil réglementaire, poussant les opérateurs vers l'objectif d'un ratio de 1:1, réduisant considérablement leur consommation d'énergie. Cependant, à mesure que l'on perfectionne les infrastructures actuelles pour s'approcher d'un PuE de 1, les économies supplémentaires ne cessent de diminuer, et le résultat final aura toujours une énorme empreinte carbone.

Chez Arup, nous pensons que, même en l'absence d'un code gouvernemental défini ou de normes d'audit, il est parfaitement possible d'élaborer un programme d'interventions de réduction des émissions - à la fois en termes intrinsèques et sur le plan opérationnel. Ces efforts sont essentiels compte tenu de la durée de vie de cinq décennies des bâtiments actuellement conçus et construits dans les centres, ainsi que de la demande croissante de capacité dans l'ensemble du secteur. Nous développons actuellement une vision de centre de données à zéro carbone net, à venir en 2024. Cette vision portera sur les émissions à tous les niveaux, pour chaque champ d'application.

Champ d'application 1 (émissions directes, combustion d'hydrocarbures sur le site)

Lorsque nous parlons d'émissions de portée 1, ou de production directe d'émissions d'hydrocarbures, les centres de données ont un problème moins important à résoudre. Les centres n'ont pas besoin de chauffage, mais ils dépendent généralement de générateurs diesel de secours pour assurer l'alimentation électrique normalement fournie par le réseau. Ces générateurs doivent être remplacés par des sources d'énergie alternatives telles que des batteries à l'échelle du réseau, ou passer à des connexions redondantes multiples au réseau et éviter complètement les générateurs de secours. Il s'agit d'un choix lié au contexte. C'est un excellent exemple du dilemme actuel de l'industrie : le désir de changement existe, mais les technologies telles que les piles à combustible ne sont pas assez mûres pour qu'on s'y fie ou qu'on y investisse commercialement.

Champ d'application 2 (émissions indirectes associées à l'achat d'électricité)

Ces émissions concernent la source d'énergie utilisée par la plupart des centres de données. Quelques sites ont la chance d'être situés dans des endroits où ils peuvent fonctionner avec des énergies renouvelables d'origine locale, mais c'est loin d'être la norme. La pratique actuelle consistant à utiliser des tarifs dédiés à l'énergie verte n'est pas une solution significative à long terme. Dans ce contexte, les choix en matière d'énergie renouvelable ne sont qu'un choix de produit tarifé - ils ne conduisent pas nécessairement à une augmentation du nombre d'énergies renouvelables dans le mix. Il est évident que l'efficacité énergétique a un rôle à jouer. Lorsqu'un centre s'agrandit, il doit tout faire pour que le rapport PuE reste aussi proche que possible de 1:1.

Champ d'application 3 (émissions indirectes autres que le champ d'application 2 - tout le reste)

Nous devons quantifier le carbone incorporé associé au centre de données, adopter des options à faible teneur en carbone et compenser si nécessaire (les conceptions sont actuellement optimisées en fonction d'une combinaison de coûts et de programmes).

Mesurer, apprendre, concevoir

La consommation d'énergie est clairement la question centrale, pour faire fonctionner les serveurs et assurer le refroidissement. Selon des estimations récentes, la consommation actuelle d'énergie des centres de données dans le monde est d'environ 200 à 250 térawattheures (TWh) par an. Cela représente environ 1 % de la consommation mondiale d'électricité. L'Agence internationale de l'énergie (AIE) prévoit que la consommation d'énergie des centres de données continuera à augmenter rapidement dans les années à venir, sous l'impulsion des services en nuage, de l'intelligence artificielle et de l'internet des objets (IdO). Cela pourrait conduire à un triplement de la consommation d'énergie du secteur d'ici 2040, pour atteindre 740 TWh par an.

Heureusement, les systèmes de refroidissement sont devenus plus efficaces sur le plan énergétique ces dernières années et une transition du refroidissement par air au refroidissement par liquide des puces se profile également à l'horizon. Nous ne savons pas quand cela se produira, mais ce sera au cours de la durée de vie des centres de données qui sont actuellement en cours de conception et de construction. Il est clair que nous devrions prévoir une capacité d'adaptation afin que ces centres ne deviennent pas superflus. Notre conseil est de commencer à planifier une installation capable de passer à d'autres technologies de refroidissement dès maintenant, afin de prolonger la durée de vie et la durabilité de l'actif pour les décennies à venir.

Un problème qui concerne tout le monde

Les exploitants ne sont pas les seuls concernés. Étant donné que les émissions de portée 3 sont causées par la consommation d'un service ou d'un produit, si vous êtes un client qui loue la capacité d'un centre de données, vous pourriez vous aussi devoir payer des taxes sur le climat ou sur le carbone pour les données ou l'énergie que vous consommez.

À tout moment, le modèle commercial actuel des données semble vulnérable aux inévitables changements réglementaires et commerciaux. Pour être compétitif demain, il est clair qu'il faut s'engager dès maintenant à une plus grande durabilité. L'intérêt pour les émissions opérationnelles de l'empreinte des données des organisations est également susceptible de croître avec le temps, ce qui amènera les principaux acteurs à exiger davantage des centres sur lesquels ils s'appuient.

Pour conclure, bien que le centre de données durable soit aujourd'hui une histoire de solutions partielles, cela ne signifie pas que l'industrie peut se permettre de retarder son engagement dans ce domaine. Ce sont des facteurs qui continueront d'affecter et de remodeler les hypothèses commerciales et opérationnelles de tous les acteurs du secteur des données. Il est grand temps de commencer à explorer le schéma directeur pour des investissements, des technologies et des pratiques plus écologiques. Notre industrie est guidée par la croissance et la nécessité de dépasser les attentes des utilisateurs. Mais les tendances sont claires et la durabilité fera bientôt partie des priorités des décideurs à tous les niveaux.