Les centres de données liés à l’IA pourraient affecter les ressources en eau de la Suisse
L’intelligence artificielle et les tensions géopolitiques accélèrent la construction de centres de données en Suisse. La demande en infrastructures augmente au point de mettre à rude épreuve l’approvisionnement en eau du pays.
La Suisse est considérée comme le «château d’eau de l’Europe»: un territoire riche en lacs et en glaciers, où prennent naissance certains des principaux fleuves du continent. Or l’expansion rapide des centres de données, des infrastructures informatiques essentielles au fonctionnement du monde numérique, pourrait mettre cette abondance à rude épreuve.
Aujourd’hui, la Suisse compte environ 120 centres de données. Une vingtaine d’autres sont en cours de construction. Elle est ainsi l’un des pays du monde ayant la plus forte densité de centres de données par habitant.
L’adoption croissante de l’intelligence artificielle (IA) accélère encore ce développement. Les serveurs haute performance utilisés pour l’IA consomment plus d’énergie et génèrent plus de chaleur. Cela accroît le besoin de systèmes de refroidissement intensifs, dont beaucoup ont besoin d’eau.
«De plus en plus d’entreprises – et de particuliers – utilisent l’IA. La demande en refroidissement ne fera donc qu’augmenter à mesure que les systèmes d’IA deviendront de plus en plus complexes», explique David Atienza Alonso, professeur à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et expert en architectures informatiques pour l’IA.
La géopolitique pourrait encore amplifier cette dynamique. L’émergence des centres de données comme cibles potentielles dans les conflits armés, ainsi que l’intensification de la course mondiale à la domination en matière d’IA, poussent de nombreux pays à développer leurs infrastructures numériques sur leur propre territoire. La Suisse n’échappe pas à cette tendance, ayant placé la souveraineté au cœur de sa stratégieLien externe numérique.
«Tout le monde souhaite exercer un plus grand contrôle sur les données et leur lieu de stockage, ce qui nécessite des infrastructures locales, poursuit David Atienza Alonso. Mais cela implique la construction d’un nombre croissant de centres de données, avec un impact grandissant sur la consommation d’eau et d’énergie.»
Si cette tendance se poursuit, prévient-il, «nous pourrions atteindre un point où l’approvisionnement en électricité et en eau deviendra difficile à assurer dans certaines régions, sans anticipation suffisante des besoins induits par les infrastructures d’IA».
La consommation d’eau «invisible» des centres de données
Bien que l’eau soit essentielle au fonctionnement des centres de données, peu de chiffres officiels existent sur la consommation réelle du secteur. À l’échelle mondiale, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) estimeLien externe la consommation actuelle à quelque 560 milliards de litres par an. Elle table sur 1200 milliards d’ici à 2030, soit un volume comparable à la consommation annuelle d’environ dix millions de foyers.
La majeure partie de cette eau est utilisée pour refroidir les centres de données et pour produire l’électricité qui les alimente.
Au-delà des besoins de refroidissement, les centres de données ont également une empreinte hydrique indirecte importante, liée à l’électricité qu’ils consomment.
«Recourir à l’électricité, c’est également recourir à l’eau», relève Javier Farfan Orozco, chercheur en technologies pour un avenir durable à l’Université Åbo Akademi en Finlande.
En Suisse, où une part importante de l’électricité provient de l’énergie hydrauliqueLien externe, ce lien est crucial. Les réservoirs utilisés pour la production d’électricité peuvent perdre des quantités substantielles d’eau par évaporation, en fonction des conditions climatiques locales, un facteur souvent négligé dans le débat public, souligne Javier Farfan Orozco.
Les centrales thermiques, y compris les centrales nucléaires – l’une des principales sources d’électricité en Suisse – nécessitent elles aussi de l’eau, principalement pour le refroidissement.
Alors que les centres de données représentent déjà entre 6 à 8% de la consommation d’électricité en Suisse, leur consommation indirecte d’eau alourdit encore leur impact global.
En Suisse, aucune loi n’oblige les exploitants de centres de données à divulguer leur consommation d’eau. Pourtant, selon les estimations de David Atienza Alonso, ces infrastructures représentent déjà environ 1% de la consommation nationale d’eau douce, soit l’équivalent des besoins de 400’000 à 800’000 personnes.
L’un des enjeux majeurs réside dans la taille des centres de données. Les installations de petite et moyenne dimension sont généralement plus efficaces, grâce aux nouvelles technologies, et peuvent être raccordées relativement facilement aux réseaux d’eau locaux avec un impact limité.
Mais, même avec les progrès en matière de refroidissement, les grandes installations continueront d’exiger des volumes d’eau très importants et devront être construites à proximité de rivières ou de lacs, indique David Atienza Alonso.
Les centres de données dits «hyperscale» – d’une puissance supérieure à 20 mégawatts et alimentant les services cloud et d’IA – peuvent consommer plus d’un milliard de litres d’eau par anLien externe, soit l’équivalent d’une ville de 10’000 à 50’000 habitants.
Des technologies plus efficaces, mais insuffisantes
Face à la demande croissante liée à l’IA, les principaux exploitants de centres de données multiplient les projets d’infrastructures en Suisse, notamment autour de Zurich et de Winterthour. La société Vantage, par exemple, construit un nouveau campusLien externe d’environ 34’000 mètres carrés – soit l’équivalent de cinq terrains de football – d’une capacité totale de 40 mégawatts, comparable à la consommation électrique d’une ville de taille moyenne. Un tel niveau de puissance implique également des besoins de refroidissement plus complexes et accrus.
Interrogés sur leur consommation d’énergie et d’eau, les acteurs du secteur mettent en avant leurs efforts en matière d’efficacité. Des entreprises comme Vantage et Green affirment recourir à des systèmes de refroidissement avancés permettant de réduire significativement la consommation directe d’eau, notamment grâce à l’air extérieur et à des circuits fermés où l’eau est recyclée. (Vantage n’a pas répondu à nos sollicitations; les informations proviennent de son site webLien externe.)
Ces solutions ne suppriment toutefois pas totalement les besoins en eau. «Les systèmes en circuit fermé nécessitent toujours des volumes d’eau importants au départ et entraînent souvent une hausse de la consommation d’électricité pour le refroidissement à sec», pointe David Atienza Alonso.
Les pics de demande sont le véritable défi
La demande globale en eau ne reflète qu’une partie de la réalité. Les centres de données ont des besoins variables en fonction des conditions extérieures.
«Lors des périodes de pointe, la demande en eau peut augmenter de manière spectaculaire», indique Shaolei Ren, professeur de génie électrique et informatique à l’Université de Californie à Riverside.
Une récente étudeLien externe cosignée par le chercheur montre que, pendant les mois d’été, la consommation d’eau des centres de données peut tripler par rapport à la moyenne annuelle, avec des pics quotidiens pouvant atteindre jusqu’à dix fois cette moyenne.
Dans des pays alpins comme la Suisse, ces variations peuvent être encore plus marquées, avec des niveaux pouvant atteindre 30 fois la moyenne annuelle, selon Shaolei Ren. Une telle intensité risque de mettre sous pression les infrastructures et de créer des tensions avec d’autres usagers locaux, notamment l’agriculture et les ménages.
Ce phénomène s’observe déjà dans certains pays, où des centres de données ont obtenu des accords préférentiels pour l’accès à l’eau auprès des services publics locaux.
«Aux États-Unis, l’approvisionnement en eau des centres de données est souvent considéré comme prioritaire», note Shaolei Ren. Dans l’État américain de l’Indiana, un nouveau centre de données en construction, lié à Meta via sa filiale Orla LLC, s’est vu accorder la priorité sur d’autres utilisateurs commerciaux en cas de pénurie d’eau, selon des documents examinés par notre rédaction.
En Suisse, la gestion de l’eau relève des cantons et des communes. L’accès est décidé au cas par cas. Dans la pratique, l’approvisionnement en eau potable des ménages a traditionnellement la priorité, selon l’Office fédéral de l’environnement (OFEV).
Or, ces décisions pourraient bientôt faire l’objet d’une attention accrue à mesure que les centres de données se multiplient sur le territoire. Dans le canton de Schaffhouse, l’entreprise Stack Infrastructure a obtenu une autorisation lui permettant d’utiliser 55’000 mètres cubes d’eau par an sur son site de Beringen, soit l’équivalent de la consommation annuelle d’environ 500 ménages suisses.
>> La consommation d’électricité des centres de données connaît également une croissance rapide en Suisse:
Plus
La Suisse est-elle en mesure de répondre aux besoins énergétiques des centres de données?
Existe-t-il des solutions à la croissance effrénée des centres de données?
Avec des économies de plus en plus portées par les données et l’intelligence artificielle, et une tendance générale à la localisation des infrastructures numériques, l’expansion des centres de données semble difficile à enrayer.
Pourtant, David Atienza Alonso, de l’EPFL, estime qu’il est encore possible d’en limiter l’impact en repensant leur conception. Une première piste consiste à privilégier des installations plus petites et plus décentralisées, pour éviter une concentration excessive de la demande sur certains territoires. De nouvelles technologies de refroidissement semblent également prometteuses: des systèmes permettant de cibler plus précisément le refroidissement des puces pourraient réduire la consommation d’eau jusqu’à un facteur 100, affirme-t-il.
Ces mesures ne suffiront toutefois pas à résoudre entièrement le problème. «Nous devons repenser en profondeur la manière dont nous construisons les centres de données et développons les modèles d’IA», déclare David Atienza Alonso. Cela impliquerait de s’éloigner des grands modèles d’IA à usage général – comme ceux sur lesquels repose ChatGPT – pour se tourner vers des modèles plus spécialisés, capables de fonctionner de manière plus efficace.
«Si nous continuons dans cette direction, la pression sur les ressources en eau et en énergie deviendra de plus en plus difficile à gérer», avertit-il.
Contenu externe
Relu et vérifié par Gabe Bullard/VdV, traduit de l’anglais par Zélie Schaller
En conformité avec les normes du JTI
Plus: SWI swissinfo.ch certifiée par la Journalism Trust Initiative
Vous pouvez trouver un aperçu des conversations en cours avec nos journalistes ici. Rejoignez-nous !
Si vous souhaitez entamer une conversation sur un sujet abordé dans cet article ou si vous voulez signaler des erreurs factuelles, envoyez-nous un courriel à french@swissinfo.ch.