La consommation d’électricité du secteur augmente rapidement
Le déploiement des centres de données connaît une croissance fulgurante et l’Agence internationale de l’énergie prévoit une forte hausse de leur consommation d’électricité en Europe, qui passerait de 70 TWh en 2024 à 115 TWh en 2030. Cette accélération est portée par l’intelligence artificielle : alors qu’une baie traditionnelle consommait de 4 à 6 kW, les configurations optimisées pour l’IA atteignent 40 à 135 kW. Des annonces font état de puissances supérieures à 500 kW pour les prochaines générations. Un centre de données de 100 MW consomme autant d’électricité que 100 000 ménages ; les plus grandes installations actuellement en construction en consommeront vingt fois plus. Dans plusieurs zones urbaines, la consommation énergétique des centres de données a augmenté très rapidement : dans la région de Dublin, par exemple, ils représentent déjà environ 50 % de la demande d’électricité.
Le refroidissement peut représenter de 7 % à 30 % de cette consommation, avec des écarts importants entre les centres de données hyperscale récents et très performants et les centres de données plus anciens. C’est dans ce domaine que se trouvent les principaux gisements d’économies d’énergie.
Le refroidissement et la récupération de chaleur, principaux leviers d’efficacité
L’indicateur traditionnel du secteur, le Power Usage Effectiveness (PUE), mesure le rapport entre la consommation énergétique totale d’un site et l’énergie consommée par les équipements informatiques. Les meilleurs sites atteignent un PUE de 1,1 mais, dans la pratique, la consommation liée au refroidissement reste souvent insuffisamment optimisée.
Dans les installations existantes, les gains pouvant être obtenus grâce à une gestion plus intelligente du refroidissement sont considérables. Par exemple, dans un centre de données public, le déploiement d’un réseau de capteurs sans fil permettant de surveiller en temps réel la température, l’humidité et la pression – sans remplacer aucun équipement – a réduit la charge de refroidissement de 48 %, la consommation énergétique totale de 17 % et le PUE de 1,83 à 1,51. Il a permis d’économiser 657 MWh et 542 tonnes de CO₂ par an, avec un temps de retour sur investissement de 3,4 ans. Ces résultats illustrent le potentiel de l’optimisation numérique – capteurs, variateurs de vitesse sur les pompes et les ventilateurs, analyses en temps réel – comme première étape, avant tout investissement majeur dans les infrastructures.
Pour les nouvelles constructions et les installations conçues pour l’IA, le refroidissement liquide représente une évolution plus fondamentale. Le refroidissement par air atteint ses limites physiques à mesure que la densité de puissance des puces d’IA dépasse 1 kW par processeur. Le refroidissement liquide direct amène le fluide caloporteur jusqu’à la puce, capte la chaleur à des températures plus élevées (35/43 °C au niveau de la puce, 43/65 °C au niveau du système) et facilite ainsi la récupération et la valorisation de la chaleur. Il réduit la consommation d’énergie liée au refroidissement tout en limitant l’utilisation d’eau grâce à des circuits fermés, un enjeu croissant dans les régions soumises au stress hydrique.
Les compresseurs centrifuges sans huile à paliers magnétiques, utilisés dans les groupes froids associés, réduisent la consommation d’énergie jusqu’à 30 % par rapport aux compresseurs à vis conventionnels. Associées à des détendeurs électroniques, des échangeurs de chaleur et des variateurs de vitesse, ces technologies constituent une architecture de refroidissement entièrement intégrée.
Toutefois, améliorer isolément chaque technologie ne suffit plus. Des progrès significatifs dépendent désormais d’une approche systémique tenant compte des interactions entre les systèmes de refroidissement, les dispositifs de contrôle et les technologies numériques, aussi bien dans les salles informatiques que dans les espaces techniques.
Les solutions numériques, notamment les capteurs, les systèmes de contrôle avancés, les modèles de simulation, les jumeaux numériques et les analyses fondées sur l’IA, offrent aux exploitants une compréhension plus fine du fonctionnement de leurs installations. Elles leur permettent d’optimiser la consommation d’énergie et de prendre des décisions mieux éclairées tout au long du cycle de vie du centre de données.
La valorisation de la chaleur excédentaire constitue un autre axe essentiel pour réduire l’empreinte environnementale des centres de données. L’EUDCA et Euroheat & Power estiment que la chaleur fatale des centres de données européens représenterait un potentiel d’environ 221 TWh par an, tandis que l’AIE estime que la chaleur récupérée pourrait couvrir près de 300 TWh de besoins de chauffage à proximité d’ici à 2030, soit l’équivalent de 10 % des besoins européens de chauffage des bâtiments.
L’intérêt économique est également manifeste : l’alimentation des réseaux de chaleur avec de la chaleur fatale récupérée coûte de 190 000 à 250 000 euros par MW, contre 730 000 euros par MW pour une centrale de cogénération au gaz naturel sans dispositif de réduction des émissions.
Le développement de réseaux de chaleur plus efficaces, fonctionnant à des températures plus basses (les réseaux de quatrième génération affichent une température de départ d’environ 60 °C), facilitera l’intégration des centres de données dans les systèmes de chauffage urbain.
Un cadre réglementaire européen en cours de structuration
Afin de répondre aux enjeux environnementaux et énergétiques liés au développement des centres de données, un cadre réglementaire se met rapidement en place. La directive relative à l’efficacité énergétique (DEE 2023/1791) impose aux centres de données dont la puissance informatique installée est supérieure ou égale à 500 kW de déclarer chaque année leurs principaux indicateurs de performance : PUE, WUE (Water Usage Effectiveness), ERF (Energy Reuse Factor) et REF (Renewable Energy Factor). Les installations dépassant 1 MW doivent valoriser leur chaleur fatale, sauf si elles peuvent démontrer que cela est techniquement ou économiquement irréalisable.
L’Allemagne est allée plus loin : sa loi sur l’efficacité énergétique (EnEfG) impose actuellement aux nouveaux centres de données mis en service à partir de juillet 2026 d’atteindre un PUE maximal de 1,2. Le projet approuvé par le gouvernement fédéral maintient ce seuil pour les nouveaux centres de données, tout en portant de deux à quatre ans le délai pour l’atteindre en moyenne annuelle. Pour les installations existantes, il prévoit un PUE maximal de 1,6 à partir de juillet 2027, puis de 1,4 à partir de juillet 2030. Le projet du gouvernement a été approuvé par le gouvernement fédéral le 24 juin 2026, mais la loi modificative n’a pas encore été adoptée par le Bundestag et devrait entrer en vigueur au troisième ou au quatrième trimestre 2026.
En juillet 2026, un projet de règlement délégué européen établissant un système d’évaluation de la durabilité fondé sur plusieurs indicateurs et une étiquette électronique a été publié. Il classe les centres de données sur une échelle de A à G selon leur PUE et leur WUE, tandis que d’autres indicateurs – origine de l’énergie, contribution à de nouvelles capacités de production énergétique, flexibilité du réseau et aptitude à valoriser la chaleur fatale – figurent sur l’étiquette. Le texte reste soumis au contrôle des États membres et du Parlement européen et, une fois adopté, les étiquettes seront délivrées au plus tard le 15 août 2027.
En ce qui concerne les mesures de soutien au secteur, le Cloud and AI Development Act (CADA), une proposition de règlement actuellement examinée par le Conseil et le Parlement, vise à au moins tripler les capacités au cours des cinq à sept prochaines années, tout en intégrant la durabilité dès la phase de conception : technologies de refroidissement innovantes, récupération et réutilisation de la chaleur fatale, efficacité énergétique et hydrique, intégration au réseau. Chaque État membre devrait désigner au moins une « zone d’accélération des centres de données », assortie de procédures d’autorisation accélérées et d’exigences de durabilité fondées sur les indicateurs prévus par la DEE. La « feuille de route stratégique pour la numérisation et l’IA dans le secteur de l’énergie », une communication non contraignante publiée dans le même ensemble de mesures, complète cette approche par un modèle d’accord tripartite – autorités publiques, exploitants de centres de données et acteurs de l’énergie – visant une intégration durable dans le système énergétique, ainsi que par une consultation publique sur les normes minimales de performance (MPS), dont l’évaluation est attendue d’ici à 2027.
L’Europe doit désormais décider si elle considère les centres de données uniquement comme des consommateurs d’électricité à réglementer, ou comme des acteurs à part entière du système énergétique : fournisseurs de chaleur, acteurs de la flexibilité du réseau – grâce à de futures applications telles que le stockage d’énergie – et partenaires des collectivités locales dans la planification énergétique. Les technologies ont déjà fait leurs preuves et le cadre réglementaire prend forme. L’étape suivante consiste à mieux coordonner les choix d’implantation, les exigences de performance et la planification énergétique locale dans une approche cohérente. L’ambition portée par le CADA et le Paquet sur l’efficacité énergétique des centres de données va dans ce sens ; la réussite dépendra d’une mise en œuvre coordonnée.
Par Bruno Pedrotti, Global Public Affairs Director, Danfoss Climate Solutions
Crédit de l’image à la une : © Danfoss.
