Dans le paysage technologique actuel de l'IA en évolution rapide, une réalité inquiétante émerge : la puissance requise pour une seule requête ChatGPT est près de 10 fois supérieure à celle d'une recherche Google.
Cet écart important met non seulement en évidence la différence fondamentale de consommation d’énergie entre les technologies d’IA et les services Internet traditionnels, mais signale également un changement profond dans le modèle mondial de consommation d’énergie.
Récemment, le célèbre cabinet de conseil Gartner a émis un avertissement dans son dernier rapport, prévoyant que d'ici 2027, 40 % des centres de données d'IA existants seront confrontés à des difficultés opérationnelles en raison d'une alimentation électrique insuffisante. Ces prévisions soulignent la tension croissante entre le développement de l’IA et l’approvisionnement énergétique.
Dans le même temps, une étude de la banque d’investissement internationale Goldman Sachs propose des perspectives similaires : d’ici 2030, la demande mondiale en électricité des centres de données augmentera de 160 %. Cela a suscité une inquiétude généralisée concernantapprovisionnement en énergie, le développement des infrastructures et l’impact environnemental.
Graphique|Prévisions de Gartner : consommation d'énergie supplémentaire provenant des nouveaux serveurs d'IA dans les centres de données d'IA chaque année (Source : Gartner)
Récemment, des géants de la technologie comme Google, Microsoft, Amazon et Meta ont investi activement dans les installations nucléaires. L’une des raisons en est la crainte que l’immense demande énergétique des centres de données d’IA à l’avenir ne soit pas satisfaite.
Historiquement, la demande énergétique des centres de données a fait preuve d’une remarquable stabilité. De 2015 à 2019, malgré le doublement de la charge de travail des centres de données, leur consommation annuelle d’électricité est restée relativement stable, autour de 200 térawattheures.
Cette stabilité était en grande partie due à l’amélioration continue de l’efficacité énergétique au sein des centres de données. Cependant, cette situation a connu un changement fondamental après 2020.
L'analyste de Gartner, Bob Johnson, a noté : « La construction de centres de données hyperscale de nouvelle génération crée d'énormes demandes d'électricité qui dépasseront la capacité des fournisseurs de services publics à augmenter l'approvisionnement. En particulier dans le domaine du traitement et de la formation de grands modèles, les ressources informatiques requises et la consommation d'énergie a atteint des niveaux sans précédent.
Actuellement, les centres de données mondiaux représentent 1-2 % de la consommation totale d'électricité, mais il est prévu que d'ici 2030, cette part atteindra 3-4 %, cette croissance étant particulièrement importante dans les pays développés.
Aux États-Unis en particulier, on prévoit que d’ici 2030, la consommation électrique des centres de données passera de 3 % actuellement à 8 %, ce qui entraînera une croissance de la demande d’électricité américaine à son rythme le plus rapide depuis près de 25 ans.
Graphique|Prévisions de Goldman SachsÉnergieDemande de centres de données (Source : Goldman Sachs)
Pour relever ce défi, les sociétés de services publics américaines devront investir environ 50 milliards de dollars dans une nouvelle capacité de production d'électricité spécifiquement pour les centres de données.
De plus, d’ici 2030, la demande accrue d’électricité provenant à elle seule des centres de données entraînera une augmentation quotidienne d’environ 3,3 milliards de pieds cubes de demande de gaz naturel, ce qui nécessitera la construction de nouvelles infrastructures de pipelines.
Goldman Sachs note que la situation en Europe est encore plus complexe. En tant que plaque tournante majeure des centres de données mondiaux, 15 % des centres de données sont situés en Europe. D’ici 2030, la demande énergétique de ces centres de données sera équivalente à la consommation électrique totale du Portugal, de la Grèce et des Pays-Bas réunis.
Étant donné que l'Europe possède le réseau électrique le plus ancien au monde, la région devra investir près de 800 milliards d'euros au cours de la prochaine décennie pour moderniser ses systèmes de transport et de distribution, ainsi qu'environ 850 milliards d'euros dans le développement de sources d'énergie renouvelables telles que comme l'énergie solaire, éolienne terrestre et éolienne offshore pour répondre aux besoins énergétiques des nouveaux centres de données.
Graphique|Âge moyen des réseaux électriques dans diverses régions et en Chine (Source : Goldman Sachs)
Ce qui est encore plus préoccupant, c'est que cette augmentation de la demande d'électricité aura un impact direct sur les prix de l'électricité. Les recherches indiquent que les grands opérateurs de centres de données négocient avec les principaux producteurs d’électricité pour garantir un approvisionnement en électricité stable et à long terme, indépendant des autres demandes du réseau.
Cette concurrence fera inévitablement monter les prix de l’électricité, et ces coûts seront finalement répercutés sur les utilisateurs de produits et services d’IA.
En conséquence, les experts recommandent aux organisations de se préparer à l’avance à la hausse des coûts de l’électricité et de s’efforcer de signer des contrats de services de centre de données à long terme à des prix raisonnables.
L'impact environnemental est également préoccupant. On s’attend à ce que d’ici 2030, les émissions de carbone des centres de données puissent plus que doubler par rapport à 2022, ce qui constituerait un nouveau défi pour les objectifs mondiaux de réduction des émissions.
Selon Goldman Sachs, le « coût social » de l’augmentation des émissions de carbone des seuls centres de données s’élèvera entre 125 et 140 milliards de dollars (valeur actuelle).
Gartner estime que d’ici 2027, la demande d’électricité pour faire fonctionner des serveurs optimisés pour l’IA atteindra 500 térawattheures par an, soit 2,6 fois le niveau de 2023.
À court terme, pour répondre à la demande croissante d’électricité, certaines centrales électriques à combustibles fossiles dont le déclassement était initialement prévu pourraient devoir prolonger leur durée de vie opérationnelle, ce qui exacerberait encore les pressions environnementales.
Les centres de données nécessitent 24- heures d'électricité ininterrompue et, actuellement, ils doivent s'appuyer sur des centrales hydroélectriques, à combustibles fossiles ou nucléaires pour fournir un approvisionnement électrique aussi stable.
Même si les sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire sont respectueuses de l'environnement, sans prendre en charge les systèmes de stockage d'énergie, il est difficile de compter sur elles pour répondre à la demande continue d'énergie des centres de données.
Graphique|Évolution de la charge des centres de données et de la consommation d'énergie au cours des neuf dernières années (Source : Goldman Sachs)
Pour relever ces défis, l’industrie explore diverses solutions. Certaines entreprises augmentent leurs investissements dans les énergies renouvelables et promeuvent activement la commercialisation de nouvelles technologies nucléaires.
Les entreprises technologiques explorent également des méthodes innovantes pour améliorer l’efficacité énergétique. À long terme, le développement de nouvelles technologies de stockage par batteries ou de technologies d’énergie propre (telles que les petits réacteurs nucléaires) pourrait apporter de nouvelles solutions.
Il convient de mentionner que la technologie de l’IA elle-même pourrait contribuer à des solutions en accélérant l’innovation dans des domaines tels que la santé, l’agriculture et l’éducation, ainsi qu’en améliorant l’efficacité énergétique.
Enfin, les rapports de recherche des deux sociétés suggèrent que les entreprises devraient pleinement prendre en compte les risques potentiels de pénurie d'électricité lors de la formulation de stratégies de développement de l'IA, évaluer l'impact de la hausse des coûts de l'énergie à l'avenir et rechercher activement des solutions alternatives.
Les solutions prometteuses incluent l’utilisation de technologies informatiques de pointe, l’adoption de modèles plus petits et plus grands et la priorité à l’efficacité informatique lors du développement d’applications d’IA générative.
De toute évidence, le développement de la technologie de l’IA remodèle le paysage énergétique mondial. Trouver un équilibre entre innovation technologique, sécurité énergétique et protection de l’environnement constituera un défi important auquel les industries mondiales de la technologie et de l’énergie seront confrontées ensemble à l’avenir. (Article republié de DeepTech)
