En 2020, l’Allemagne comptait environ 3000 centres de données avec une puissance électrique de plus de 40 kilowatts chacun. A cela s’ajoutaient environ 47 000 installations informatiques plus petites. La puissance totale s’élevait à plus de 2088 mégawatts (MW), soit une augmentation de 84 pour cent par rapport à 2010. 30 pour cent de puissance informatique devraient encore s’y ajouter d’ici 2025. C’est ce qui ressort d’une étude réalisée par l’institut Borderstep à la demande de l’association numérique Bitkom, pour laquelle les chercheurs ont interrogé environ 500 entreprises et 100 experts.

Consommation électrique accrue, capacité de calcul presque quintuplée

Dans le même temps, la consommation électrique des fermes de serveurs et des petites installations informatiques allemandes est passée de 10,5 à 16 milliards de kWh par an entre 2010 et 2020. Cela correspond à une part de 0,6 % de la consommation totale d’énergie en Allemagne pour la même année. Parallèlement, l’efficacité des installations a également augmenté : selon l’analyse publiée mardi, la capacité de calcul installée par kWh d’électricité consommée a presque quintuplé depuis 2010. Cela est dû aux processeurs et aux cartes accélératrices de plus en plus rapides, ainsi qu’à l’amélioration des systèmes de refroidissement et de traitement.

Actuellement, les chercheurs estiment la consommation d’énergie des centres de calcul locaux à environ 18 térawattheures (tWh) par an. D’ici 2030, elle pourrait, selon eux, augmenter d’environ 57 pour cent par rapport à 2022, pour atteindre 35 tWh dans le scénario « boom ». En cas d’accélération de l’utilisation d’infrastructures, de matériel et de logiciels efficaces sur le plan énergétique, ils prévoient un besoin d’environ 23 tWh. En cas de poursuite linéaire de l’évolution entre 2015 et 2020, 28 tWh sont réalistes.

Dévoreurs d’énergie : fonctionnement des serveurs, refroidissement et stockage

Les plus gros dévoreurs d’électricité dans les centres de données sont les processeurs et les cartes accélératrices, ainsi que le refroidissement et le fonctionnement des supports de données. Malgré la forte croissance des performances informatiques et l’augmentation des besoins en énergie, les émissions de gaz à effet de serre générées sont toutefois en baisse, du moins depuis 2018. Avec 6,1 millions de tonnes de CO₂, elles sont revenues en 2020 au même niveau qu’en 2011. Les centres de données nationaux sont ainsi responsables d’environ 0,8 % des émissions totales en Allemagne.

Selon l’étude, de grands potentiels de réduction du CO₂ résident notamment dans une climatisation efficace sur le plan énergétique, dans des serveurs et autres appareils à faible consommation d’énergie ainsi que dans l’utilisation de la chaleur résiduelle. L’alliance pour le renforcement des infrastructures numériques en Allemagne de l’association eco de l’économie Internet avait déjà souligné leur potentiel en 2019. Selon elle, cela pourrait par exemple alimenter une agriculture urbaine avec le « Vertical Farming ».

L’utilisation de la chaleur résiduelle doit augmenter

Lors d’une enquête menée auprès d’environ 70 exploitants de centres de données dans le cadre de l’étude, 40 pour cent ont indiqué qu’ils réutilisaient leur chaleur résiduelle au moins en petites quantités – seuls cinq pour cent réutilisent plus de la moitié de la chaleur résiduelle. Quarante-trois pour cent supplémentaires ont l’intention de le faire après le prochain grand projet de modernisation. Jusqu’à présent, l’utilisation de la chaleur résiduelle des centres de calcul a souvent échoué, selon les réponses, en raison du manque d’acheteurs pour l’air chauffé ou l’eau chauffée sous forme de chauffage urbain (56 pour cent) et de la rentabilité (52 pour cent).

Pour 28 pour cent, le niveau de température est trop bas, 20 pour cent craignent un besoin d’investissement trop élevé. Bitkom demande donc que les réseaux de chauffage urbain soient développés et transformés sur place et que les producteurs et les utilisateurs soient réunis, notamment avec l’aide de la politique. L’infrastructure énergétique autour des fermes de serveurs devrait être planifiée dès le début.

Les objectifs de la coalition Ampel sont soutenus

Les opérateurs de centres de données soutiennent l’objectif de la coalition des feux de signalisation selon lequel toutes les nouvelles installations pertinentes dans le pays devront être climatiquement neutres à partir de 2027, a souligné le directeur général de Bitkom, Bernhard Rohleder, lors de la présentation de l’étude. « Mais cela ne sera possible que si suffisamment d’électricité provenant de sources renouvelables est disponible ». Il a en même temps souligné que des centres de données performants pourraient « déclencher une poussée massive d’efficacité numérique » qui « réduirait considérablement les émissions de CO₂, par exemple dans la fabrication industrielle, la mobilité, les bâtiments ou le monde du travail ».

Les chercheurs attribuent la croissance des capacités principalement au développement croissant du cloud computing – récemment fortement stimulé par la demande de solutions en ligne pendant la pandémie de coronavirus et la numérisation générale de l’administration ainsi que des entreprises.

Entre 2016 et 2021, la croissance des fermes de serveurs pour le cloud computing a augmenté de 150 pour cent, tandis que les centres de données traditionnels ont pratiquement stagné. Les centres de données de périphérie, qui permettent de rapprocher la puissance de calcul des clients finaux, par exemple dans la production industrielle, et de réduire les temps de réaction, sont également plus demandés.

Francfort-sur-le-Main, le site le plus important

Selon l’étude, de nombreux sites importants jusqu’à présent vont continuer à gagner en importance, le Land de Hesse, avec la région autour de Francfort-sur-le-Main, présentant la plus forte densité de centres de données en Allemagne.

En outre, 60 pour cent des opérateurs interrogés ont déclaré vouloir réaliser des investissements et agrandir leurs sites au cours des deux prochaines années. 62 pour cent ont toutefois cité comme frein un manque évident de personnel qualifié. Parmi les autres inconvénients par rapport aux concurrents étrangers, ils ont cité les prix élevés de l’électricité, l’approvisionnement en énergie en grande partie fossile et la lenteur des processus d’autorisation.