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Actuellement, les infrastructures de data center commencent à devenir des facteurs de nuisance pour l'environnement. En effet, l'avancement de la technologie actuelle engendre continuellement de nouvelles données, ce qui implique des exigences énergétiques de plus en plus élevées pour les centres de traitement.
Les data centers représentent les principaux éléments pour la progression vers le cloud computing. Cependant, ils constituent de nouvelles menaces dans la lutte contre le changement climatique. Des solutions pour réduire leur impact environnemental doivent donc être prises en compte pour préserver une avancée technologique « verte ».
Pourquoi un data center nuit-il autant à l'environnement ?
Les technologies comme Internet, le Cloud et les intelligences artificielles ont entraîné une véritable explosion du nombre de données produites à l'échelle de l'humanité. L'ensemble de ces technologies de gestion et de trafic de données constitue ce qui s'appelle le Big Data.
Dans un tel contexte d'évolution, il est évident que les besoins en data centers progressent de manière proportionnelle aux besoins de stockage des données. Alors que le monde ne comptait que 500 000 data centers en 2012, le nombre de ces derniers dépasse aujourd'hui les 8 millions. En même temps, leurs impacts environnementaux augmentent proportionnellement par rapport à leurs nombres.
Data center : un facteur potentiel pour le réchauffement climatique
Dans une démarche pour un développement à grande échelle, la mise en place de data centers contribuerait rapidement au réchauffement climatique. Représentant 2 % des émissions de gaz à effet de serre totales, l'empreinte carbone des centres de données est comparable à celle du transport aérien. Le stockage des données est susceptible de générer des émissions à hauteur de 14 % à l'horizon 2040.
En parallèle, un data center déjà en place constitue un véritable barrage pour la protection de l'environnement. La convention citoyenne pour le climat se focalise sur la réduction des émissions provenant des industries de l'automobile, de l'aviation et de l'énergie. Cependant, c'est l'industrie du traitement des données qui est sur le point de produire des émissions de gaz à effet de serre plus importantes que tous ces secteurs réunis.
Les data centers sont au sommet de la consommation énergétique mondiale
De nos jours, les data centers du monde consomment davantage d'énergies (416,2 térawattheures) que la totalité de la consommation électrique de la Grande-Bretagne (300 térawattheures). Conformément à des études récentes, les data centers détiennent actuellement un niveau élevé de la consommation d'énergie des technologies (17 %).
Selon les estimations, la consommation double tous les quatre ans. Les data centers du monde pourraient utiliser 10 % de la production électrique mondiale en 2030, contre seulement 3 % à l'heure actuelle.
Il faut également tenir compte du fait que les centres de traitement de données sont un regroupement de nombreux ordinateurs travaillant à fond en toutes circonstances. En réalité, ces ordinateurs atteignent des températures extrêmes.
Il faut donc prévoir des systèmes de refroidissement afin de prévenir la saturation et de faire en sorte qu'ils fonctionnent sans interruption. Le refroidissement d'un data center est responsable de près de 40 % de l'énergie qu'il utilise.
Une menace potentielle pour la faune et la flore environnante
La construction de multiples data centers pourrait altérer l'écosystème naturel du site d'installation et augmenter le nombre d'espèces menacées. En effet, la création d'un data center nécessite un grand espace susceptible de remplacer un endroit censé être réservé aux animaux et aux plantes.
Par ailleurs, à en croire les résultats de recherches menées par les scientifiques de la Walsh University, les répercussions d'un data center sur l'environnement sont aussi dues aux rejets de produits utilisés pour les systèmes de refroidissement. Ces derniers font appel à des substances chimiques nocives et à des batteries de réserve en cas de défaillance de l'alimentation électrique.
D'une part, la collecte en masse de ces éléments auprès des mines est une activité nuisible pour la Terre, surtout si elle n'est pas soumise à des réglementations spécifiques. D'autre part, la mise au rebut des batteries munies d'éléments toxiques après usage constitue un risque notable pour les êtres vivants.
Les solutions face aux répercussions des data centers sur l'environnement
Il existe de nombreuses méthodes alternatives pour mettre en place et exploiter un data center plus respectueux de l'environnement. Cela permet en même temps de s'inscrire dans un contexte de développement durable.
La majorité des entreprises technologiques tentent désormais de concevoir de nouveaux types de data center écologiquement viable et plus soucieux sur la préservation de l'environnement. Diverses possibilités sont envisagées, en particulier en ce qui concerne les systèmes de refroidissement.
Recourir à des systèmes de refroidissement plus écologiques.
Le moyen le plus simple permettant d'éviter le risque de surchauffe des serveurs consiste à recourir à des systèmes de refroidissement alimenté par la même énergie utilisée par le data center. Cependant, la construction d'un data center au sein de zones au climat froid naturel représente déjà une solution plus respectueuse de l'environnement.
Dès 2009, Google a opté pour l'ouverture d'un centre de données situé à Hamina, en Finlande. Le géant américain a annoncé en mai 2019 un nouvel investissement de 600 millions USD pour ce projet écologique. Dans ce centre, le refroidissement des serveurs se fait avec de l'eau de mer glaciale, une ressource entièrement naturelle. L'eau de pluie est aussi exploitée à cette intention. De son côté, Microsoft a aménagé un data center sous-marin.
La possibilité de maintenir en activité un nombre réduit de serveurs simultanément est également une solution. Facebook a en effet inventé en 2014 un système baptisé Autoscale pour la réduction des serveurs mis sous tension lorsque le trafic est moindre. Grâce à ce système, la consommation d'énergie est réduite de 10 à 15 %.
Data center : utilisation d'énergies renouvelables
Une autre initiative pour un data center en accord avec l'environnement réside dans l'utilisation d'énergies renouvelables, que ce soit pour l'alimentation que pour le refroidissement. Un grand nombre d'entreprises envisagent de recourir à ce type d'énergie qui provient actuellement des éoliennes, des centrales hydrauliques et des plaques solaires.
A titre d'exemple, Apple dispose de la plus importante installation alimentée par énergie solaire du secteur privé. Le géant de la technologie est parvenu à un taux d'énergie renouvelable proche de 100 % pour ses data centers. Le centre de Facebook situé en Iowa fait également usage de turbines éoliennes.
Quant à Amazon et Microsoft, ils ont franchi le cap de 50 % d'énergie écologique en 2018, au sein de leurs propres infrastructures. Les deux entreprises multinationales promettent de parvenir à un objectif de 100 % dès que cela sera faisable.
Adopter la technologie de l'IA pour une gestion efficace des ressources
Une autre voie tout récemment étudiée concerne le recours à l'intelligence artificielle. Grâce à l'analyse des données de sortie, du taux d'humidité, de la température et de toute autre statistique pertinente, l'IA est en mesure de découvrir des moyens permettant une meilleure performance énergétique.
Cette nouvelle approche vient tout juste d'être lancée, mais pourrait prochainement impacter le fonctionnement du secteur du cloud computing. Elle devrait faire son apparition dans les centres hyperscale, totalement adaptés et perfectionnés pour une prise en charge robotique.
La robotique permet justement de diminuer considérablement le besoin en techniciens chargés de la gestion des serveurs d'un centre. En outre, le fait de ne pas faire appel au personnel permet à une entreprise de bénéficier d'un niveau de température et d'humidité supérieur. Par conséquent, les exigences en matière de refroidissement peuvent être largement limitées et ainsi réduire les besoins en énergie.
Actualiser les matérielles pour réduire les besoins énergétiques
D'après les résultats d'une analyse réalisée par Control Up, une plateforme de surveillance et de gestion informatique de pointe, la plupart des serveurs sont à 77 % suréquipés en matériels. Ce qui augmente indûment leur niveau de consommation. L'utilisation de serveurs plus récents et plus écologiques constitue une solution notable à ce problème.
De façon similaire, les systèmes désagrégés offrant une infrastructure de type modulaire prévoient des améliorations limitées sur des composants spécifiques. Le matériel qui n'a pas à être renouvelé peut donc être maintenu.
La solution, estime Ian Whitfield, directeur général de la société Red Engineering, consiste à concevoir des data centers qui consomment moins d'énergie. Cela implique de recourir aux technologies de construction les plus récentes et de prendre en compte toute la chaîne logistique pour obtenir les matériaux requis.
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