Le 3 juin, l’Université des Nations Unies, l’Institut pour l’eau, l’environnement et la santé, a publié un rapport intitulé « Le coût environnemental de la consommation d’énergie de l’IA : empreintes carbone, eau et terres », avertissant que la consommation d’eau et d’énergie ainsi que la pollution provenant des centres de données doubleront dans quatre ans en raison de la croissance de l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA). Le rapport prévoit qu’en 2030, la demande mondiale d’électricité des centres de données atteindra 945 térawatt-heures, avec une consommation d’eau associée équivalente aux besoins annuels essentiels en eau potable de 1,3 milliard de personnes, et une occupation des terres dépassant 14 500 kilomètres carrés. Le rapport affirme que l’évaluation du coût environnemental de l’IA ne peut pas se limiter aux seules émissions de carbone : il faut inclure l’empreinte hydrique et l’empreinte foncière dans l’évaluation, car de faibles émissions de carbone ne signifient pas une faible empreinte environnementale.
Le rapport de l’ONU prévoit des niveaux de consommation de ressources des centres de données d’ici 2030
D’après le rapport, la consommation mondiale d’électricité des centres de données en 2025 est estimée à 448 térawatt-heures (1 térawatt équivaut à 1 trillion de watts). Cette consommation d’électricité génère environ 208 millions de tonnes de dioxyde de carbone, soit à peu près l’équivalent des émissions de l’Argentine l’an dernier, et la production de cette énergie consommée représente environ 4,5 trillions de litres d’eau.
D’ici 2030, la consommation d’eau associée à ces centres de données devrait atteindre 9,3 trillions de litres, soit l’équivalent des besoins annuels essentiels en eau potable de 1,3 milliard de personnes en Afrique subsaharienne. Les ressources en eau sont principalement consommées dans le refroidissement des centres de données et, de manière indirecte, dans la consommation d’eau des centrales électriques.
Si l’on considérait les centres de données mondiaux comme un pays, leur consommation d’électricité future se situerait parmi les plus élevées au monde. D’ici 2030, les centres de données représenteront près de 3% de la consommation mondiale d’électricité projetée, passant à 945 térawatt-heures — soit près de trois fois la consommation annuelle combinée d’électricité du Pakistan, du Bangladesh et du Nigeria — et généreront près de 440 millions de tonnes de dioxyde de carbone.
La consommation d’énergie de l’IA se concentre pendant la phase d’interaction avec l’utilisateur
Actuellement, 20% de la consommation d’énergie des centres de données est due à l’IA, mais d’ici 2030 cette proportion passera à 40%.
Le rapport indique que plus la tâche d’IA est complexe, plus la consommation d’énergie est élevée. Aujourd’hui, la phase principale consommatrice n’est pas l’entraînement de grands modèles, mais l’interaction des utilisateurs avec l’IA et le processus de génération, qui représente 80% à 90% de la consommation d’énergie globale de l’IA.
Miriam Aczel, chercheuse en politiques environnementales à l’Université des Nations Unies et collaboratrice à l’étude, a déclaré : « Ce qui nous a le plus surpris, c’est que le choix le plus respectueux de l’environnement du point de vue des émissions de carbone finit souvent par causer des dommages plus graves aux ressources en eau ou aux terres. »
Différentes tâches d’IA ont des consommations d’énergie très différentes. Une requête de chat typique consomme environ 200 fois l’énergie d’une tâche élémentaire de classification de texte, la génération d’une image par IA consomme environ 1 450 fois l’énergie, et la génération d’une courte vidéo consomme une énergie équivalente à 200 000 tâches de classification de spam.
Le rapport a constaté que réduire le nombre de mots dans les requêtes de 30% peut diminuer la consommation d’énergie de l’IA d’environ 25%. Rien que ChatGPT traite 2,5 milliards de requêtes par jour, avec une consommation annuelle d’électricité d’environ 383 gigawatts (1 gigawatt équivaut à environ 1 milliard de watts).
La recherche révèle des arbitrages environnementaux entre empreintes carbone et eau
L’étude a révélé qu’à chaque 1 kilowatt d’électricité consommé par l’IA correspondent des émissions de carbone, que des ressources en eau sont consommées pendant les processus de refroidissement et de production d’électricité, et que des ressources en terres sont occupées par les infrastructures énergétiques et les chaînes d’approvisionnement. Ces trois empreintes environnementales ne varient pas toujours de concert. Par exemple, passer du charbon à la bioénergie peut réduire considérablement l’empreinte carbone, mais peut simultanément augmenter fortement la demande en eau et en terres.
Vladimir Smakhtin, directeur de l’Institut pour l’eau, l’environnement et la santé de l’Université des Nations Unies, a déclaré que ce rapport ne s’oppose pas à l’IA, mais appelle à un usage responsable de l’IA. Dans la planification, l’évaluation environnementale et la consultation des communautés, les coûts réels du carbone, de l’eau et des terres doivent être intégrés pleinement afin de garantir que la révolution technologique se développe de manière durable et équitable dans les limites planétaires.
Smakhtin a également noté que, même si certaines entreprises affirment que leurs centres de données utilisent de l’énergie renouvelable, cela signifie que d’autres endroits utiliseront relativement moins d’énergie propre. Il a ajouté : « L’IA n’est pas seulement quelque chose de virtuel. Nous parlons de quelque chose ayant des propriétés physiques qui produit de réels impacts. (L’IA) a des infrastructures et utilise de l’énergie. Derrière toutes ces opérations se trouve une grande quantité de matériel de soutien. Même si nous ne voyons pas de fumée s’échapper des appareils sur nos téléphones et nos ordinateurs — cela paraît très propre — ailleurs, les gens souffrent. »
SpaceX ajoute un avertissement sur le risque lié aux ressources en eau dans un dossier d’introduction en bourse
Le 1er juin, SpaceX a ajouté un nouvel élément à la section « Facteurs de risque » de sa demande d’introduction en bourse (IPO), indiquant que l’obtention de ressources en eau est aussi importante que le fait que SpaceX assure l’approvisionnement en électricité, l’obtention de processeurs et d’autres ressources critiques. Les ressources en eau sont également un élément clé pris en compte pour la sélection des sites, le développement et les opérations des centres de données.
Auparavant, SpaceX mettait surtout en avant auprès des investisseurs que ses centres de données étaient principalement limités par « l’obtention d’électricité à des prix raisonnables, des cycles de construction longs et des pénuries de matériaux ».
Il n’est actuellement pas clair pourquoi SpaceX a ajouté cette clause relative à l’eau, ni pourquoi elle avait été omise à l’origine. Le média tech Tech Crunch a rapporté que SpaceX se trouve actuellement en phase pré-IPO, pendant laquelle la Commission américaine des valeurs mobilières et des échanges (SEC) envoie des « lettres de commentaires » à la société pour demander des clarifications ou des détails supplémentaires au sujet du document — des demandes de la SEC auraient pu déclencher ce changement.
En mars de cette année, Oracle et OpenAI ont abandonné leurs projets d’étendre un centre de données d’IA au Texas, aux États-Unis. Le plan faisait à l’origine partie du vaste projet américain de centres de données « Stargate ».
En plus de SpaceX, certains géants de la tech, dont Microsoft, OpenAI et Oracle, ont déclaré ces derniers mois qu’ils abandonnaient entièrement le refroidissement évaporatif afin de préserver l’eau.
Google annonce une stratégie de reconstitution de l’eau d’ici 2030
Le 3 juin, Google a déclaré dans un billet de blog qu’en 2030, la reconstitution de l’eau des clusters de serveurs dépasserait la consommation d’eau. L’entreprise travaille à réduire l’impact environnemental en augmentant concrètement l’approvisionnement en eau dans les communautés où sont implantés les centres de données, en investissant dans des infrastructures locales d’approvisionnement en eau, en cherchant des sources d’eau alternatives pour alimenter les installations de l’entreprise, et en divulguant entièrement l’utilisation d’eau de l’entreprise.
La société mère de Google, Alphabet, a récemment indiqué qu’elle prévoit de lever 80 milliards de dollars via des offres d’actions afin de financer la construction de centres de données.
Ben Townsend, directeur mondial des infrastructures et de la durabilité chez Google, a déclaré que Google prend en compte, dans la mesure du possible, la consommation d’eau indirecte et investit dans de l’énergie renouvelable « sans eau » (technologies d’énergie renouvelable qui consomment presque aucune ressource en eau pendant la production d’électricité ou la production d’hydrogène, y compris l’énergie éolienne, l’énergie solaire photovoltaïque, etc.).
En 2024, le Lawrence Berkeley National Laboratory, affilié au ministère américain de l’Énergie, a prédit dans un rapport que si les centres de données hyperscale reposent fortement sur le refroidissement évaporatif, ils pourraient consommer jusqu’à 33 milliards de gallons (environ 125 milliards de litres) d’eau d’ici 2030.
Par rapport à d’autres secteurs industriels à forte consommation d’eau, ce chiffre est comparable ou inférieur. Un seul puits de fracturation hydraulique peut consommer entre 1,5 million et 16 millions de gallons d’eau. Toutefois, dans les zones où les ressources en eau sont déjà rares, cela représente encore des risques, surtout en été, car les besoins de refroidissement des centres de données augmentent souvent en même temps que l’utilisation municipale de l’eau.
Des chercheurs appellent à la transparence de l’industrie sur les opérations des centres de données
Aczel et Smakhtin ont tous deux souligné qu’un des problèmes rencontrés lors de la conduite de cette recherche est que de nombreuses entreprises et institutions ne sont pas transparentes concernant l’énergie consommée par leurs centres de données et leurs systèmes d’IA, et ne sont même pas claires sur les emplacements et la taille spécifiques de ces systèmes.
Priscilla Johnson, consultante indépendante qui a occupé le poste de directrice de la stratégie sur les ressources en eau chez Microsoft de 2017 à 2020, a déclaré que les entreprises peuvent être encouragées à développer de meilleures solutions de conception qui réduisent simultanément la consommation d’eau et d’énergie. « Cette industrie doit relever le défi et concevoir quelque chose de plus intelligent et plus propre », a déclaré Johnson.
Caleb Marks, président de la National Artificial Intelligence Association, a souligné que l’IA s’intègre rapidement dans la vie quotidienne des gens, apportant de nombreux bénéfices comme l’amélioration de l’efficacité du travail et la réduction de la pauvreté. Le retour sur investissement du développement de l’IA a des impacts transformateurs sur le monde, ce qui rend son développement très pertinent.
Josh Levi, président de l’U.S. Data Center Alliance, a également déclaré que l’industrie de l’IA prend très au sérieux ses enjeux d’impact environnemental. « Nous continuerons à travailler avec les décideurs politiques, les communautés locales et les partenaires de l’industrie pour nous assurer que, lorsque les centres de données passeront à plus grande échelle, leur processus de développement soit responsable, transparent et conforme aux meilleures pratiques actuelles. »
Cependant, Smakhtin a soulevé un paradoxe universel : lorsque les choses deviennent plus efficaces, leur fréquence d’utilisation augmente, et la consommation totale d’énergie augmente de manière significative. Cela se produit même lorsque des étapes individuelles du processus d’utilisation sont plus efficaces.
FAQ
Qu’a prévu le rapport de l’ONU concernant la consommation d’eau des centres de données d’IA d’ici 2030 ?
D’après le rapport du 3 juin de l’Institut pour l’eau, l’environnement et la santé de l’Université des Nations Unies, d’ici 2030 la consommation d’eau associée mondiale des centres de données devrait atteindre 9,3 trillions de litres, soit l’équivalent des besoins annuels essentiels en eau potable de 1,3 milliard de personnes en Afrique subsaharienne. Les ressources en eau sont principalement consommées dans le refroidissement des centres de données et, de manière indirecte, dans la consommation d’eau des centrales électriques.
Comment les utilisateurs peuvent-ils réduire la consommation d’énergie de l’IA selon le rapport ?
Le rapport a constaté que réduire le nombre de mots dans les requêtes de 30% peut diminuer la consommation d’énergie de l’IA d’environ 25%. Vladimir Smakhtin, directeur de l’Institut de l’Université des Nations Unies pour l’eau, l’environnement et la santé, a déclaré que les gens peuvent réduire la demande énorme en énergie de l’IA en s’exprimant de façon plus concise dans leurs requêtes : les utilisateurs doivent être très précis et brefs, car l’ajout de formules polies comme « s’il vous plaît » fait une différence significative dans la consommation d’énergie.
