Les centres de données IA : répondre à la demande croissante d’énergie

La révolution de l’IA est en plein essor, et cela signifie beaucoup plus de centres de données ; les experts de l’industrie prévoient une augmentation de 33% de l’augmentation du nombre de centres de données d’ici la fin de la décennie. Et avec cette augmentation viendra une augmentation de la consommation d’électricité. Certains États pourraient voir les centres de données représenter jusqu’à 36% de leur consommation totale d’électricité dans la décennie à venir, selon les scénarios de croissance de charge récents d’EPRI. Cette demande d’énergie alimentée par l’IA ajoutera à la pression considérable sur les réseaux électriques déjà à risque d’être surchargés. Selon de nombreux experts, en fait, l’IA pourrait être responsable d’une crise énergétique à venir.

Cependant, cette crise peut être évitée avec l’adoption de systèmes de stockage d’énergie thermique sur place, qui permettent une utilisation plus flexible de l’énergie sans sacrifices opérationnels pour le centre de données toujours actif. Les systèmes d’énergie thermique peuvent immédiatement réduire la pression exercée par les centres de données sur le réseau, ce qui réduit ainsi la fréquence des pannes ou des coupures de courant, ainsi que le besoin d’infrastructures supplémentaires au niveau des services publics – un coût qui serait inévitablement répercuté sur les consommateurs via leurs factures d’électricité. En fin de compte, de tels systèmes de stockage pourraient ouvrir la voie à davantage de centres de données en ligne plus rapidement pour répondre à la demande croissante d’IA sans avoir un impact significatif sur les infrastructures énergétiques des communautés.

Les systèmes d’énergie thermique allègent la pression sur le réseau principalement parce qu’ils permettent le décalage de charge, ou l’ajustement des heures pendant lesquelles les centres de données utilisent le plus d’électricité du réseau. Les centres de données peuvent charger ces systèmes de stockage avec de l’électricité du réseau pendant les heures où la demande du réseau est plus faible, puis la libérer pour alimenter les opérations pendant les heures où les services publics sont plus sollicités par une demande globale plus élevée de la part des consommateurs. Les centres de données qui utilisent de tels systèmes pour stocker de l’énergie et alimenter les systèmes de refroidissement seuls peuvent faire une grande différence, car les systèmes de refroidissement doivent fonctionner 24 heures sur 24 pour empêcher que les équipements critiques ne surchauffent, et ils représentent souvent environ 40% de la consommation d’énergie d’un centre.

La course mondiale à l’IA nécessitera de grandes quantités d’énergie

Le projet Stargate récemment annoncé, d’un montant de 500 milliards de dollars , mené par un groupe de grandes entreprises technologiques, aura besoin de dizaines de gigawatts d’électricité. Alors que le startup chinois DeepSeek AI a récemment montré, l’IA peut devenir plus efficace en termes de coût et d’énergie, mais de nombreux experts s’attendent à ce que l’IA reste une source importante de demande d’énergie élevée.

En fait, même avant ces annonces d’IA, les centres de données étaient sur la voie de défis croissants pour l’approvisionnement énergétique américain. Selon l’Administration de l’information sur l’énergie des États-Unis, la consommation d’électricité devrait augmenter pour atteindre des sommets records en 2025, avec les besoins en énergie des centres de données comme un facteur important.

Selon les experts, au cours de la prochaine décennie, les demandes d’énergie des centres de données mettront plus de la moitié de l’Amérique du Nord à risque de subir des réductions de puissance et même des coupures de courant. Même lorsque la puissance est suffisante, les centres de données auront un impact financier sur tout le monde ; les études montrent que la demande des centres de données et la pression subséquente sur les ressources pourraient augmenter les prix de l’électricité de jusqu’à 70%. Un rapport de Bain & Company met en évidence comment la demande croissante des centres de données pourrait menacer de dépasser la croissance de l’offre des services publics et nécessiter des milliers de milliards de dollars en nouveaux investissements énergétiques dans le monde. Selon Bain, « La rapidité du marché est vitale pour les fournisseurs de centres de données », mais les communautés locales et les régulateurs s’inquiètent de la fiabilité du réseau et des impacts environnementaux.

Le stockage d’énergie thermique est une solution immédiate qui profite à toutes les parties prenantes

C’est là que le stockage d’énergie thermique – une technologie disponible maintenant – peut aider. Conçu pour être utilisé avec l’électricité régulièrement fournie par les services publics, l’énergie est stockée dans l’eau ou la glace et libérée lorsqu’elle est nécessaire pour alimenter les systèmes de refroidissement des centres de données – généralement pendant les périodes où la demande – et également le prix – est élevé. Cette solution ne nécessite pas de changement majeur d’infrastructure ; elle peut être rétroinstallée dans les bâtiments existants. Puisqu’il s’agit d’une solution derrière le compteur, les centres de données peuvent l’installer de manière indépendante des services publics – ce qui signifie qu’il s’agit d’un moyen rapide et efficace de soulager le réseau.

Si de tels systèmes sont utilisés largement, ils peuvent réduire la probabilité de pannes ou de coupures de courant pendant les périodes de forte demande globale. Ce décalage de charge sera particulièrement important dans les États où la demande d’énergie sera particulièrement élevée pour les centres de données. Les solutions comme le stockage d’énergie thermique qui aident à réduire l’impact net du réseau fournissent aux services publics plus de marge de manœuvre pour intégrer de nouvelles ressources, y compris l’énergie solaire et éolienne, et étendre la transmission d’une manière ordonnée. De telles solutions réduisent également ou au moins ralentissent le besoin pour les services publics d’étendre les infrastructures – potentiellement en réduisant les coûts qui seraient éventuellement répercutés sur les consommateurs via leurs factures d’électricité.

Avec une solution éprouvée pour réduire la pression sur le réseau, de nouveaux centres de données pourront probablement obtenir les approbations gouvernementales et les permis d’exploitation nécessaires plus rapidement, avec moins d’opposition ou d’inquiétude quant à la pression sur les sources d’énergie locales, permettant à ce secteur de croître plus rapidement et de suivre la demande croissante apportée par l’IA.

Pourquoi les centres de données devraient agir maintenant

Il existe également un avantage financier pour les centres de données qui intègrent des systèmes de stockage d’énergie thermique : avec plus de services publics utilisant des tarifs différenciés ou des tarifs d’utilisation, en fonction de la demande ou de la source de cette énergie, le stockage derrière le compteur peut profiter de ces écarts de prix, qui devraient augmenter encore plus à l’avenir, en particulier dans les États comme la Californie et d’autres qui sont plus dépendants de l’énergie solaire pendant la journée. Les centres de données peuvent économiser de l’argent en chargeant le système thermique pendant les heures où l’électricité est moins chère et en la libérant pendant les heures de pointe – leur permettant de réduire leur dépendance à l’égard de l’électricité du réseau à ses heures les plus coûteuses.

Le stockage d’énergie thermique est également une option plus sûre pour les centres de données que le stockage d’énergie basé sur les batteries au lithium-ion. Alors que les petites batteries Li-On sont courantes parmi les consommateurs résidentiels, les grands bâtiments comme les centres de données nécessiteraient de grandes batteries, qui présentent des problèmes de sécurité importants. Les batteries ne peuvent souvent retenir une charge pendant plus de 12 heures. Elles se dégradent également avec le temps et nécessitent des ressources naturelles importantes, notamment des minéraux, qui sont en quantité limitée et provenant de l’étranger. De nombreuses batteries sont également fabriquées à l’étranger, notamment en Chine, tandis que les systèmes de stockage d’énergie thermique sont principalement fabriqués aux États-Unis.

L’IA apportera de nombreux avantages – ainsi que des défis. L’énergie requise pour faire fonctionner un grand centre de données consommant 100 MW d’électricité, les études montrent, pourrait alimenter environ 80 000 foyers avec de l’électricité. Multipliez cela par les nombreux nouveaux centres de données qui seront mis en ligne et l’impact est significatif – un qui pourrait pousser les prix à la hausse pour tout le monde, ainsi que conduire à des pénuries d’énergie, des coupures de courant et même des coupures de courant. L’IA est censée apporter des trillions en valeur ajoutée à l’économie – mais les problèmes d’énergie pourraient nuire à cette productivité attendue. Il n’a pas besoin d’être ainsi ; en adoptant des solutions d’énergie thermique, l’industrie des centres de données peut réduire ses dépenses et diminuer la probabilité de coupures de courant.