Comment les opérateurs de data centers alimentent l’IA

Les besoins considérables des data centers engendrent de nouvelles exigences en matière d’approvisionnement en énergie

Les besoins énergétiques des data centers augmentent de manière exponentielle : le marché américain des data centers en colocation a doublé de volume entre 2020 et 2024, et cela ne tient pas compte des capacités requises par les hyperscalers. L’IA pourrait accentuer cette tendance. Selon Michael Dell, PDG de Dell, l’IA devrait entraîner une multiplication par 100 des besoins provenant des centres de données au cours des dix prochaines années.

L’augmentation de la demande est telle, par rapport aux capacités disponibles, que le taux d’inoccupation des data centers est à son plus bas niveau : moins de 3 % sur le marché américain.

L’offre provenant des data centers n’augmente pas suffisamment pour satisfaire la demande

Le rôle principal d’un data center est d’héberger, d’alimenter et de refroidir en toute sécurité les équipements informatiques dont dépendent pratiquement tous les aspects de la vie moderne. Les contraintes ne manquent pas : la surface foncière est limitée dans certains pays et les exploitants de data centers doivent adapter leurs stratégies de refroidissement à l’essor de l’IA. Mais c’est avant tout l’alimentation en électricité qui détermine la capacité des opérateurs de data centers à répondre à la demande croissante.

La demande en énergie des data centers augmentait déjà fortement ces dernières années, mais l’émergence de l’IA générative l’a propulsée à un niveau sans précédent. Cela s’explique en partie par le fait que ces modèles d’IA sont incroyablement énergivores : avant l’IA générative, les besoins en calcul étaient multipliés par 8 tous les deux ans, alors qu’aujourd’hui, ils sont multipliés par 256. Un autre facteur déterminant est l’essor de l’IA générative, avec des applications telles que ChatGPT qui la rendent accessible à toute personne disposant d’une connexion internet.

En cumulé, les besoins en énergie aux États-Unis pourraient augmenter de 15,8 % au cours des cinq prochaines années, selon un rapport publié en décembre 2024 par la société d’analyse du secteur de l’énergie Grid Strategies¹ (les prévisions officielles sont de 8,2 %, mais les dernières données suggèrent une croissance bien plus élevée). Les data centers constituent la principale cause de cette hausse considérable, même si l’industrie et l’électrification y contribuent aussi fortement.

L’approvisionnement en énergie nouvelle entravé par un manque de capacité de transport

La croissance de la charge moyenne a été bien inférieure à 1 % par an au cours des deux dernières décennies. Une croissance annuelle de 3 % nécessiterait la planification et la construction de nouvelles infrastructures de production et de transport d'énergie six fois plus importantes que celles auxquelles les services publics sont habitués. A l’heure actuelle, « les demandes de raccordement pour des installations de très grande taille, de 300 à 1000 MW ou plus, avec des délais de mise en œuvre allant de 1 à 3 ans, mettent à rude épreuve les infrastructures locales d’approvisionnement en électricité ».²

Le problème, du moins pour l’instant, ne provient pas de capacités de production insuffisantes. Il s’agit plutôt de la rapidité (ou de la lenteur) avec laquelle les services publics peuvent construire de nouvelles lignes pour acheminer l’électricité vers les nouveaux data centers. Les délais d’obtention des permis sont notamment une contrainte importante.

Les délais d’approvisionnement en équipements essentiels sont une autre contrainte qui pèse sur la capacité des services publics à répondre aux demandes d’interconnexion.

Quelles mesures doivent prendre les opérateurs de data centers ?

Les besoins considérables en énergie et les contraintes qui pèsent sur la capacité des services publics à développer rapidement de nouvelles infrastructures rendent le processus de développement des data centers plus difficile et plus long. Selon le cabinet de conseil Gartner, « 40 % des data centers existants dédiés à l’IA seront soumis à des contraintes opérationnelles liées à la disponibilité de l’énergie d’ici 2027 »³, ce qui amène de nombreux investisseurs à se poser la question suivante : comment les développeurs de data centers peuvent-ils répondre à la demande ?

Les opérateurs de data centers avisés (les hyperscalers et les prestataires de services) s’approvisionnent en énergie de diverses manières : par la production sur site, le développement d’infrastructures en partenariat avec les entreprises publiques, l’aménagement foncier et l’achat d’électricité proactifs, et (dans une moindre mesure) en s’implantant sur de nouveaux marchés.

Conclusion : Eléments à prendre en compte par les investisseurs

Les opérateurs de data centers font face à un parfait concours de circonstances. Les investisseurs qui souhaitent réaliser des rendements optimums doivent identifier les opérateurs capables de fournir davantage de capacités de stockage, et ceci plus rapidement que les autres.

En savoir plus

_{1 Les estimations de croissance de charge figurant dans le rapport sont basées sur les rapports de planification annuels soumis à la Federal Energy Regulatory Commission par les autorités de régulation de l'électricité, et mises à jour avec des données supplémentaires fournies par les services publics et les régions de planification. Source : Grid Strategies, Strategic Industries Surging : Driving US Power Demand, décembre 2024.
2 U.S. Department of Energy, Recommendations on Powering Artificial Intelligence and Data Center Infrastructure, 30 juillet 2024.
3Gartner, Rapid Growth in Energy Consumption For GenAI Will Exceed Power Utilities’ Capacity, 12 novembre 2024.}

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