Les opérateurs de centres de données se vantent depuis des années que ces énormes entrepôts remplis d'ordinateurs sont économes en énergie et respectueux de l'environnement. Mais il y a un coût qu’ils essaient de garder secret. Ses milliers de centres de données utilisent des milliards de litres d'eau, et ce parfois dans des zones sèches qui luttent pour conserver cette ressource publique limitée. L’une de ces infrastructures sera construite sur un terrain aride situé dans la partie est de la ville de Mesa, en Arizona. Le conseil municipal de la ville a approuvé ce développement en mai pour un montant de 800 millions de dollars. Mais les critiques s'interrogent sur le coût environnemental, accusant les centres de données d’être « une utilisation irresponsable de notre eau ».Les énormes centres de données, qui stockent toutes les photos, tous les documents et toutes les autres informations que nous stockons dans le Cloud, ont besoin de milliards de litres d’eau par jour pour être refroidis, un besoin en eau qui commence à dépasser les capacités des installations publiques d’approvisionnement en eau. Dans le cas de ces nouvelles rangées de serveurs puissants qui seront installées à Mesa, il faudra jusqu'à 1,25 million de gallons d'eau par jour, un prix que la vice-maire Jenn Duff juge trop élevé :
« Nous avons connu les 12 mois les plus secs en 126 ans », a-t-elle déclaré, citant les données de la National Oceanic and Atmospheric Administration. « Nous sommes en alerte rouge, et je pense que les centres de données sont une utilisation irresponsable de notre eau », a-t-elle ajouté, selon NBC News.
Duff, le seul membre du conseil municipal de Mesa à voter contre le développement, n’est pas la seule personne à commencer à s’inquiéter de la prolifération des centres de données. Un nombre croissant de personnes dans tout le pays commencent à remettre en cause la consommation de l'électricité et de l'eau par ces installations, qui ne créent relativement que peu d'emplois, en particulier dans les régions des États-Unis frappées par la sécheresse.
Le pic d'utilisation des services cloud à forte intensité de données, tels que les outils de vidéoconférence, les sites de streaming vidéo comme Netflix et YouTube et les jeux en ligne, notamment en raison du confinement des personnes pendant la pandémie, a accru la demande de puissance de calcul offerte par les centres de données dans le monde entier. Un sondage de Faction publié en septembre 2020 a montré que la moitié des organisations ont accéléré leur calendrier d'adoption du Cloud pendant le covid-19.
La conséquence est que de nouveaux centres de données sont construits chaque jour par certaines des plus grandes entreprises technologiques américaines, dont Amazon, Microsoft et Google, et utilisés par des millions de clients. Selon le Synergy Research Group, jusqu’en 2020 dans le monde entier, il y avait environ 600 centres de données "hyperscale", des opérations massives conçues et exploitées par une seule entreprise qui loue ensuite l'accès aux services de Cloud. Soit le double de ce qu'il y avait en 2015, et près de 40 % d'entre eux se trouvant aux États-Unis et détenus par la big tech.
Les États-Unis comptent également au moins 1 800 centres de données "en colocation", selon Data Center Map. Ces centres sont généralement plus petits que les centres de données à très grande échelle, mais, comme l'ont montré des recherches, ils consomment davantage de ressources, car ils gèrent divers systèmes informatiques fonctionnant à différents niveaux d'efficacité.
La ville a déjà approuvé une installation de Google, actuellement en construction. Selon un rapport de Bloomberg publié en avril 2020, le géant de la recherche utilisait un million de gallons (1 gallon américain = 3,78541 litres) par jour pour refroidir son centre de données, et aurait le droit d’utiliser jusqu’à 4 millions de gallons par jour si son projet d'expansion du centre aboutit. Mais cela risque de priver de plus en plus de foyers d’eau ou encore de faire monter les factures d’eau dans la région. Plusieurs organisations ont dénoncé cela, mais le centre est en construction.
« Je ne suis pas sûr de la mesure dans laquelle les considérations environnementales entrent dans le processus de décision » de l'emplacement des centres de données
Selon des chercheurs de Virginia Tech, qui ont publié un article avril, en règle générale, l'emplacement des centres de données dépend de la proximité des clients et des infrastructures, du coût du terrain, des incitations fiscales offertes par les autorités locales et de l'accès à l'électricité à faible coût. Cependant, « Je ne suis pas sûr de la mesure dans laquelle les considérations environnementales entrent dans le processus de décision », a déclaré Landon Marston, auteur principal de l'article.
Tous les centres ont besoin d'une certaine forme de technologie de refroidissement, généralement des systèmes de climatisation des salles d'ordinateurs – essentiellement de grandes unités qui refroidissent l'air avec de l'eau ou un réfrigérant – ou un refroidissement par évaporation, qui évapore l'eau pour refroidir l'air. Le refroidissement par évaporation utilise beaucoup moins d'électricité, mais plus d'eau. L'eau étant moins chère que l'électricité, les centres de données ont tendance à opter pour l'approche la plus gourmande en eau, selon NBC.
« Le centre de données types utilise environ 3 à 5 millions de gallons d'eau par jour, soit la même quantité d'eau qu'une ville de 30 000 à 50 000 habitants », a déclaré Venkatesh Uddameri, professeur et directeur du Water Resources Center de Texas Tech University. Pendant ce temps, Gartner prévoit que les dépenses consacrées à l'infrastructure mondiale des centres de données connaîtra cette année une augmentation de 6 % par rapport à 2020, puis de 3 à 4 % par an au cours des trois prochaines années. Cette croissance intervient à un moment où les États-Unis connaissent des températures record et une sécheresse, notamment dans l'Ouest.
Toutefois, certaines entreprises technologiques, comme Google, affirment qu'elles tentent d'agir sur leur consommation d'eau.
« Dans le cadre de nos efforts de gestion de l'eau, nous nous efforçons d'utiliser l'eau plus efficacement et d'explorer des moyens d'intégrer la circularité », a déclaré Gary Demasi, directeur principal de l'énergie et des opérations de localisation chez Google. « Nous avons une approche spécifique au site où nous travaillons dans les contraintes de l'environnement hydrologique local pour trouver les meilleures solutions ». Il a ajouté que « de nombreux environnements arides fournissent un approvisionnement abondant en énergie solaire et éolienne sans carbone », ce qui explique pourquoi les centres de données sont attirés par ces régions.
Sergio Loureiro, vice-président des opérations centrales de Microsoft, a déclaré que l'entreprise s'est engagée à être « positive en matière d'eau » d'ici 2030, ce qui signifie qu'elle prévoit de reconstituer plus d'eau qu'elle n'en consomme dans le monde. Cela implique de réduire la consommation d'eau de l'entreprise et d'investir dans des projets communautaires de reconstitution et de conservation de l'eau à proximité des sites où elle construit des installations.
Ce n’est pas la première tension dans des communautés à travers les États-Unis à propos de l'utilisation de l'eau par les centres de données. En 2017, des groupes de protection de la nature de Caroline du Sud ont critiqué Google pour sa demande de permis de prélèvement de 1,5 million de gallons d'eau par jour dans un aquifère épuisé pour refroidir son centre de données en expansion à Goose Creek. L'installation nécessitait déjà 4 millions de gallons d'eau du robinet par jour. Google a fini par conclure un accord prévoyant de n'utiliser les eaux souterraines que dans des conditions limitées, par exemple pendant les travaux de maintenance ou comme réserve pendant les mois les plus secs, et de payer pour une autre source d'eau de surface provenant du Charleston Water System.
Des emplois et des investissements l'emportent sur les préoccupations liées à l’eau
Selon les experts, les entreprises et les consommateurs doivent commencer à traiter la conservation de l'eau aussi sérieusement que la réduction des émissions de carbone. « Nous allons connaître un avenir plus sec et plus rare en eau, et chaque goutte d'eau compte », a déclaré Newsha Ajami, directeur de la politique de l'eau urbaine au Woods Institute for the Environment de Stanford. « Ce ne sont pas seulement Amazon, Microsoft et Google qui causent ces empreintes d'eau. Mais c'est vous et moi, qui recherchons et avons besoin de données qui finissent dans ces centres de données ».
Alors que de nombreuses industries ont fait de grands progrès dans la réduction de leur consommation d'électricité et de leur empreinte carbone, elles sont à la traîne en ce qui concerne l'efficacité de l'eau dans leurs chaînes d'approvisionnement, a-t-elle déclaré. « Nous négligeons souvent les communautés touchées, qui sont souvent défavorisées » , a-t-elle ajouté. « S'il s'agissait d'une communauté riche, elle n'autoriserait peut-être pas la construction de centres de données dans son jardin ».
Souvent, la promesse d'attirer une entreprise technologique de renom pour construire un centre de données d'un milliard de dollars qui apportera des emplois et des investissements à la région l'emporte sur les préoccupations relatives à l'approvisionnement en eau, affirment les experts en conservation de l'eau.
« Les villes ne veulent pas dire aux entreprises technologiques qu'elles ne peuvent pas venir chez elles en raison du manque d'eau », a déclaré Cora Kammeyer, chercheuse principale au Pacific Institute, un organisme de recherche à but non lucratif qui se concentre sur la conservation de l'eau. Et Jenn Duff est d'accord. « Lorsqu'il s'agit de développement économique, je ne pense pas que nous soyons totalement transparents sur les problèmes d'eau », a-t-elle déclaré. « Nous voulons garder l'image que nous sommes un endroit idéal pour investir et créer une entreprise. Mais nous n'aimons pas parler de l'eau ».
Système de refroidissement des serveurs à l'intérieur d'un centre de données
Duff a ajouté que, même si les centres de données n'utilisent pas autant d'eau que d'autres industries, ils « continuent d'épuiser l'eau dans le désert, ce qui est préoccupant ». Selon une source anonyme, le projet Mesa, qui a été soumis sous le nom d'un promoteur appelé Redale LLC, sera géré par Facebook. Le site d'information spécialisé Data Center Dynamics a confirmé cette affirmation en mai. La vice-maire a fait remarquer qu'il s'agit du « huitième ou neuvième » projet de centre de données à Mesa, y compris celui en construction pour Google.
Les résidents de Brétigny-sur-Orge, en France, ont protesté contre un projet d’expansion de centre de données d'Amazon Web Services le mois dernier. Selon les habitants, le nouveau centre de données pourrait nuire à l'écosystème dans la région. « Le souci ici, c'est que ça va puiser dans la nappe phréatique parce que ces centres consomment beaucoup d'eau. Et juste à côté, il y a la ferme de l'Envol, qui produit des légumes vendus aux habitants. Ces activités sont incompatibles, la nappe phréatique est déjà très sollicitée », a déclaré le porte-parole du groupe.
Des innovations pour réduire la consommation des centres de données en eau
Certaines villes ont adopté une approche différente afin de préserver l’approvisionnement en eau. La ville de Chandler, au sud de Mesa, a adopté en 2015 une ordonnance qui restreint le développement de nouvelles entreprises gourmandes en eau, à moins qu'elles ne s'alignent sur le plan de développement économique de la ville. Cette ordonnance dissuade effectivement les entreprises qui utilisent beaucoup d'eau, mais ne créent pas beaucoup d'emplois.
Pour atténuer le problème de consommation d’eau par leurs centres de données, les entreprises technologiques de la Silicon Valley qui dominent le marché des centres de données hyperscale, comme Amazon, Google et Microsoft, ont fait des progrès pour réduire l'empreinte hydrique de leurs installations grâce à des stratégies de refroidissement innovantes, selon NBC.
Ces stratégies comprennent le refroidissement à l'air libre, qui utilise l'air frais extérieur pour refroidir un espace, et le refroidissement par immersion, où les serveurs sont immergés dans un liquide qui bout à une température inférieure à celle de l'eau, emportant ainsi la chaleur avec lui. Cependant, le refroidissement par air libre ne fonctionne vraiment que dans les climats plus frais, et l'immersion vient d'être utilisée pour la première fois dans un cadre commercial par Microsoft en avril.
Toutefois, Todd Boucher, fondateur de la société de conception de centres de données Leading Edge Design Group, a déclaré que le passage aux nouvelles technologies peut être extrêmement coûteux, et les opérateurs de centres de données sont plus susceptibles d'attendre la fin du cycle de vie de l'équipement existant que de moderniser les systèmes de refroidissement.
Source : Approbation du projet
Et vous ?
Quel est votre avis à ce sujet ? Partagez-vous les préoccupations des communautés concernant la consommation des centres de données en eau ? Selon vous, l’approvisionnement en eau des populations est-il vraiment menacé par l’expansion des centres de données à travers le monde ? Les innovations par les opérateurs peuvent-elles régler le problème ? Voir aussi :
Microsoft prévoit de construire 50 à 100 nouveaux centres de données chaque année, et propose une expérience immersive pour montrer comment fonctionne un centre de données Microsoft « typique » Pour refroidir ses centres de données, Google utilise des milliards de litres d'eau par an, exploitant les réserves publiques d'eau qui sont déjà soumises à une forte pression, selon un rapport France : les habitants de Brétigny-sur-Orge protestent contre le projet de centre de données d'Amazon Web Services, en raison de trois préoccupations majeures Les dépenses liées aux services Cloud Computing atteignent un niveau record au premier trimestre 2020, en hausse de 34 % en raison de la demande de travail à distance, selon Canalys