Les centres de données gèrent nos vies personnelles et professionnelles, il est donc essentiel qu’ils continuent à fonctionner dans un avenir marqué par le changement climatique.
Au début du mois de septembre, lorsque les températures ont atteint 116 degrés Fahrenheit (46 °C) et battu un record centenaire à Sacramento, en Californie, le gouvernement a demandé aux gens de rester à l’intérieur autant que possible et de rester au frais. C’est alors que les gens se sont tournés vers Twitter pour exprimer leurs doléances, mais il s’avère que leur accès aux médias sociaux aurait pu fondre en même temps que tout le reste.
La chaleur extrême a entraîné l’arrêt de toute la région du centre de données de Twitter, rapporte CNN. Alors que les utilisateurs de Twitter ont plaisanté en disant que ce n’était qu’une chaleur sèche et qu’une pause forcée du site de médias sociaux ferait du bien à tout le monde, l’événement était sérieux. Selon un mémo interne du vice-président de l’ingénierie de la société, Carrie Fernandez, si d’autres centres de données à Atlanta ou Portland tombaient en panne, « nous pourrions ne pas être en mesure d’assurer le trafic pour tous les utilisateurs de Twitter ».
L’entreprise a refusé de discuter des détails de la panne, mais a déclaré en octobre qu’aucune perturbation n’avait eu d’impact sur la capacité des gens à accéder et à utiliser Twitter. « Nos équipes restent équipées des outils et des ressources dont elles ont besoin pour envoyer des mises à jour et continueront à travailler pour offrir une expérience Twitter sans faille », avait alors déclaré un porte-parole.
Alors que les centres de données de l’entreprise dans d’autres régions sont restés en ligne et que les utilisateurs ont continué à tweeter normalement, l’incident a mis en perspective la façon dont un climat changeant menace les services mêmes sur lesquels nous comptons pour garder nos entreprises en ligne et rester connectés avec nos amis et notre famille. Ce n’était même pas la première fermeture d’un centre de données liée à la chaleur cette année, après que la vague de chaleur record de juillet à Londres ait mis hors service des installations gérées par Google et Oracle. Les pannes pourraient se multiplier à mesure que le changement climatique se traduit par un monde plus chaud et un temps plus rude.
Il s’agit d’un problème majeur, car le changement climatique nous frappe de plus en plus vite. L’année 2022 devrait être la sixième année la plus chaude jamais enregistrée, les températures moyennes ayant dépassé de 1,57 degré Celsius la moyenne du XXe siècle. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations unies a prédit l’an dernier que cette hausse de température allait se normaliser chaque année, et la situation pourrait empirer si rien n’est fait.
À mesure que notre monde se réchauffe, des pannes de courant et des pénuries d’eau ont ravagé de nombreuses régions de la planète. Les centres de données pourraient être parmi les premiers à ressentir le manque de ressources. Ils ont besoin de beaucoup d’énergie pour maintenir leurs serveurs sous tension, de climatisation et souvent d’eau pour refroidir les serveurs, de capteurs pour surveiller les équipements, de systèmes d’extinction des incendies et de systèmes de secours pour absorber les pannes d’énergie ou les dysfonctionnements des logiciels – des écosystèmes de données complexes mais résilients.
Cela demande beaucoup d’énergie, si bien que les centres de données et les réseaux de transmission de données sont responsables d’environ 1 % de la demande énergétique mondiale, selon le dernier rapport de l’Agence internationale de l’énergie. Les gains d’efficacité ont permis de maintenir ce chiffre stable au cours de la dernière décennie, mais comme le changement climatique menace la disponibilité de l’énergie, Big Tech a adopté des stratégies plus durables. Il s’agit notamment de privilégier les énergies renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne, d’acheter des crédits carbone pour compenser les émissions, de recycler davantage d’eau et de mettre au point d’autres options de refroidissement. L’industrie technologique a également collaboré avec les gouvernements suédois et finlandais pour placer une poignée de nouveaux centres de données dans des environnements plus frais, où l’air ambiant peut aider à garder les choses sous contrôle.
Mais il n’est pas possible de stocker tous les centres de données près du cercle polaire, car ils doivent être géographiquement proches des utilisateurs et des entreprises clientes afin de réduire le temps nécessaire pour demander et recevoir des données, ce que l’on appelle la latence. C’est la raison pour laquelle le secteur financier continue de louer des centres de données à Manhattan, à proximité de la Bourse de New York, afin de réduire au minimum le temps de latence entre les transactions, et pour laquelle Netflix a installé des instances de centres de données Amazon Web Services dans les grandes villes, afin que les gens n’aient pas à attendre longtemps avant de pouvoir visionner le prochain épisode de Stranger Things.
Nous avons besoin que les centres de données soient proches des populations, mais cela signifie que leur impact climatologique est également local.
« Si nous ne nous attaquons pas au changement climatique, nous serons vraiment grillés », a déclaré l’ancien PDG et président de Google, Eric Schmidt, à CNBC en avril. Il a quitté le géant de la technologie en 2017 pour lancer sa propre entreprise philanthropique afin de soutenir la recherche dans des domaines d’avenir — et a trouvé le changement climatique plus difficile à ignorer. « Nous mettons vraiment en danger nos petits-enfants, arrière-petits-enfants et arrière-arrière-petits-enfants ».
Les experts affirment que les centres de données peuvent être construits de manière à être plus respectueux du climat. Mais ce sera difficile à réaliser.
Les centres de données ont amélioré leur efficacité au fil des ans, mais ils consomment toujours beaucoup d’énergie et d’eau.
Construire pour le changement
Le changement climatique joue déjà un rôle important dans le fonctionnement des entreprises technologiques. Lorsqu’elles choisissent un site pour leurs centres de données, des entreprises comme Microsoft et Amazon donnent la priorité à l’accès à une énergie à faible coût, qu’elles ont toujours trouvée dans des endroits comme la Silicon Valley, le nord de la Virginie et Dallas/Fort Worth, bien qu’Atlanta et Phoenix soient en pleine expansion. Ils recherchent également des infrastructures Internet auprès des opérateurs de télécommunications AT&T, Verizon et CenturyLink, ainsi que des fournisseurs de fibre optique tels que Charter et Comcast, pour assurer la circulation des données. Ils évaluent également le risque d’inondations, d’ouragans, de tremblements de terre et d’autres catastrophes naturelles.
Qu’elles se préparent à des catastrophes naturelles ou à des pannes de courant, les entreprises qui fournissent des services par l’intermédiaire de leurs centres de données prévoient une redondance au niveau du réseau.
« La façon dont nous avons conçu et exploité nos centres de données en tenant compte de la disponibilité et de la sécurité nous a réellement préparés à un risque accru lié au climat », a déclaré Chris Wellise, directeur de la durabilité et du carbone au niveau mondial chez Amazon Web Services.
Pour les centres de données, la redondance des systèmes de secours et des générateurs d’électricité permet de s’assurer que les choses peuvent mal tourner sans que le centre entier ne s’arrête. En utilisant des réseaux de centres de données, comme avec AWS ou Microsoft Azure, la redondance permet de s’assurer que les données des clients sont synchronisées afin que leur site web ou leur service ne soit pas perturbé si un centre de données tombe en panne. Amazon et Microsoft disposent tous deux de « zones de disponibilité », un système tel que si une zone tombe en panne dans une région, les services sont pris en charge par d’autres zones connectées, qui sont suffisamment éloignées pour ne pas être affectées par la même catastrophe naturelle.
Amazon adapte ses zones aux environnements locaux, a expliqué Chris Wellise. « Ce qui peut être vrai dans un endroit comme le nord-ouest des États-Unis ne l’est pas dans un endroit comme l’Inde ou Singapour. Les préoccupations relatives au temps de fonctionnement et à la résilience peuvent être davantage liées à l’approvisionnement en énergie dans une région particulière qu’aux inondations qui se produisent », précise Chris Wellise. Jusqu’à présent, cette attention a permis de maintenir les serveurs et les services en ligne. Alors que des problèmes de logiciel mettent occasionnellement les centres de données hors service, comme un trio d’événements en décembre 2021, AWS n’a pas connu de panne majeure liée à la météo depuis l’ouragan Sandy en 2012.
« Le temps de fonctionnement et la résilience que nous avons enregistrés parlent d’eux-mêmes », souligne Chris Wellise.
Après avoir fait des bonds en avant en matière d’efficacité en passant de petits centres de données à des centres plus grands, les grandes entreprises technologiques cherchent de manière plus abstraite à réduire leur empreinte carbone.
Cela a conduit les entreprises à prendre en compte le concept de « carbone incorporé », c’est-à-dire le carbone libéré lors de la fabrication des matériaux utilisés pour construire leurs installations. Par exemple, elles ont opté pour un autre type d’acier fabriqué à partir d’énergies renouvelables et pour un béton qui émet moins de carbone lors de sa fabrication.
Mais l’examen de l’impact des centres de données révèle le système global qui assure la circulation de nos données. Si l’on fait un zoom arrière sur le bâtiment, on constate que la dépendance des centres de données à l’égard de l’eau et de l’énergie a une incidence sur leur capacité à s’adapter à un monde en mutation.
Les centres de données utilisent beaucoup d’eau locale, ce qui est inquiétant pour les communautés où ils sont construits.
L’eau ne sert pas qu’à l’agriculture
L’eau est non seulement un élément essentiel de la vie sur Terre, mais aussi un atout important pour nos données.
Bien que les centres de données puissent ressembler à n’importe quel autre bâtiment industriel, ils consomment plus d’eau pour le refroidissement que votre bureau moyen. Ce n’est pas énorme, d’autant que les gains d’efficacité permettent aux centres de données de recycler une grande partie de l’eau qu’ils utilisent, mais il s’agit tout de même d’une ressource qui deviendra de plus en plus précieuse au fil du temps. Les besoins locaux suscitent des inquiétudes, car un cinquième des centres de données du pays s’approvisionnent en eau dans des régions soumises à un stress modéré à élevé, qui fournissent de l’eau dans l’ouest sec des États-Unis, selon un rapport publié en avril par Virginia Tech. Les villes américaines s’inquiètent déjà.
Selon Aaron Wemhoff, professeur associé et directeur du Center for Energy-Smart Electronic Systems de l’université de Villanova, il est utile d’examiner la consommation d’eau en fonction de la région environnante. L’examen de ce qu’il appelle l’empreinte de la rareté de l’eau permettrait de prendre en compte non seulement la quantité d’eau utilisée par les centres de données, mais aussi – dans le cas où les centres de données sont construits avec de l’air conditionné et ont donc besoin de plus d’énergie – la quantité d’eau consommée par la centrale électrique voisine pour maintenir les lumières du centre de données allumées.
L’équilibre délicat de ce compromis a conduit à des conclusions surprenantes. Les recherches de M. Wemhoff ont montré que, dans certains endroits, il est préférable que les centres de données soient refroidis par eau plutôt que par air. « Vous utilisez plus d’eau sur place, mais au final, c’est mieux. L’empreinte de la pénurie est réduite », lance Aaron Wemhoff.
Comme l’eau devrait se raréfier au fil du temps, cela pourrait changer. Les centres de données peuvent se préparer aux inondations ou aux ouragans, mais les sécheresses sont difficiles à éviter lorsque vous devez également être aussi proche que possible des clients que vous servez. « C’est un véritable défi pour un centre de données existant de faire face à la question des pénuries d’eau. Si votre centre de données a besoin de cette eau pour rester froid, alors cela pose vraiment un problème », a déclaré Aaron Wemhoff.
Les entreprises s’efforcent d’atténuer l’impact de leur utilisation de l’eau. Meta, la société mère de Facebook, et le géant des logiciels Microsoft ont déclaré qu’ils prévoyaient de reconstituer plus d’eau locale qu’ils n’en utilisent (ce qu’ils appellent être « positifs en matière d’eau ») d’ici 2030. Selon Meta, l’entreprise est passée d’une fraction du million de mètres cubes d’eau qu’elle a utilisé en 2018 à 2,3 des 2,6 millions de mètres cubes d’eau utilisés en 2021, selon le rapport annuel de durabilité de l’entreprise pour l’année dernière.
Les grandes entreprises technologiques ont testé des alternatives à la climatisation qui ne dépendent pas de l’eau. Microsoft expérimente l’utilisation d’un liquide totalement différent, mais il s’agit d’un processus encore plus avancé que l’utilisation d’eau circulant dans des tuyaux pour faire transiter la chaleur. La méthode de Microsoft consiste à immerger complètement les serveurs dans le liquide breveté, puis à faire circuler le liquide pour évacuer la chaleur. Cela permet aux serveurs de fonctionner à des vitesses de traitement plus élevées (ce qu’on appelle l’overclocking) sans risque de surchauffe. Microsoft essaie également de stocker des serveurs dans des centres de données sous-marins, qui sont scellés sous vide pour maintenir une température interne constante.
La chaleur émise par les serveurs peut également être réutilisée. Facebook a expérimenté le recyclage de la chaleur de son centre de données danois pour réchauffer des milliers de maisons voisines, rapporte la publication sœur de CNET, ZDNet. Les entreprises ont également trouvé des utilisations pour l’eau après le refroidissement de leurs systèmes/ordinateurs/centres de données. Par exemple, Amazon détourne l’eau de ses centres de données autour d’Umatilla, dans l’Oregon, vers un canal que les communautés locales peuvent utiliser pour irriguer l’agriculture, comme le décrit le rapport de durabilité de l’année dernière. L’eau n’est cependant pas potable.
Alors que le monde se réchauffe, les experts veulent que les grandes entreprises fassent plus qu’acheter des crédits carbone.
Les choses sérieuses
Le récent sommet des Nations unies sur le climat (COP27) a révélé un mécontentement croissant, les pays qui devraient supporter le poids du changement climatique exigeant que les responsables – principalement occidentaux – commencent à payer des compensations. Ce scepticisme a également été ressenti dans l’industrie technologique. Les experts examinent de plus près les promesses de durabilité des grandes entreprises technologiques et constatent qu’elles ne sont pas tout à fait à la hauteur de leurs nobles communiqués de presse.
Les organisations à but non lucratif veulent que les grandes entreprises technologiques soient honnêtes, en mettant la pression même sur les entreprises qui se vantent d’être « neutres en carbone » ou « zéro émission » sans expliquer ce que cela signifie. Il y a un manque de transparence.
« En tant que société, nous devrions être transparents non seulement sur l’impact environnemental des centres de données et des technologies, mais aussi sur l’impact social et économique », assure Max Schulze, cofondateur de la Sustainable Digital Infrastructure Alliance, un groupe industriel qui propose une feuille de route pour la durabilité des centres de données. Il a comparé YouTube, qui ne partage pas le nombre total de minutes de vidéo ou de flux par mois ou d’autres mesures de performance commerciale, à l’industrie sidérurgique, qui est tenue par la loi d’expliquer combien de tonnes d’acier sont fabriquées et combien de pollution et de carbone il a fallu pour les produire.
Le fait que certaines entreprises aient mis en avant leurs propres mesures de lutte contre le changement climatique en soutenant les énergies renouvelables plutôt qu’en cherchant à éliminer les émissions de gaz à effet de serre n’aide pas. Google a fortement fait la promotion de son utilisation des compensations de carbone pour être « 100% neutre en carbone » depuis 2007, en achetant suffisamment de crédits pour « compenser tous nos GES », comme le dit son rapport de durabilité de 2022. Depuis 2017, l’entreprise a également acheté une quantité d’énergie verte égale à la consommation de ses opérations mondiales. En fait, elle essaie d’annuler ses émissions en achetant des crédits et de l’énergie propre.
Certaines entreprises ont installé des cellules solaires ou des éoliennes pour produire de l’énergie verte sur place, ce qui est prometteur, mais jusqu’à présent, elles n’ont pu produire qu’une fraction de ce dont elles ont besoin, a déclaré M. Wemhoff. Il faudrait construire un parc solaire ou éolien complet à côté de votre centre de données, comme Google prévoit de le faire avec sa prochaine installation solaire dans le Nevada, une prouesse qui ne peut être réalisée que dans des zones reculées et à grands frais.
De nombreuses entreprises technologiques préfèrent simplement acheter une partie de leur énergie à des sources plus vertes lorsqu’elles sont disponibles, mais la production ou l’achat d’énergie à partir de sources vertes n’élimine pas les émissions en premier lieu. Pour prévenir certaines des conséquences les plus extrêmes du réchauffement climatique, il faut réduire les émissions de carbone, point final, ce qui fait des « compensations » une distraction plutôt qu’une solution.
« Si l’idée que vous pouvez simplement investir un peu d’argent et faire disparaître votre empreinte carbone semble trop belle pour être vraie, c’est parce qu’elle l’est absolument », précise John Oliver dans un récent segment de Last Week Tonight couvrant les compensations carbone.
Certaines entreprises ont pris d’autres mesures pour un avenir plus durable. Samsung et Apple se disputent chaque année la suprématie des smartphones, mais toutes deux ont lancé de nouvelles initiatives en 2022 pour planter et protéger des champs de palétuviers, qui comptent parmi les plus efficaces pour capturer le carbone et reconvertir le dioxyde de carbone en oxygène. Samsung prévoit de planter 2 millions d’arbres à Madagascar, tandis qu’Apple fournira des poêles biologiques à des communautés en Inde pour les empêcher de couper des forêts de mangroves pour se chauffer.
Mais, selon les experts, Big Tech devrait cesser de se soucier de la compensation des émissions et se concentrer sur leur prévention ou leur suppression.
« À mon avis, la seule option viable est l’élimination, c’est-à-dire l’investissement dans la suppression du carbone de l’air », a déclaré Philipp Von Bieberstein, cofondateur et directeur des recettes de Climatiq, qui conseille les entreprises technologiques sur la durabilité et calcule leurs émissions de carbone. Il a cité deux solutions viables : la capture directe de l’air, qui consiste à aspirer littéralement le carbone de l’air, ou l’utilisation de filtres pour extraire le carbone des vecteurs d’émission.
Que Big Tech prenne des mesures directes contre le carbone qu’elle émet ne change rien au fait qu’elle contribue à un monde plus chaud. Les rapports de durabilité montrent clairement que les entreprises savent que leurs installations physiques ont un impact sur le climat, et se soucier du carbone créé lors de la fabrication de l’acier et du béton des centres de données n’est qu’une partie du tableau. Il faut également tenir compte de l’énorme quantité de déchets électroniques provenant de tous les serveurs et ordinateurs qui traitent les données elles-mêmes.
Les entreprises qui fournissent des services d’informatique en nuage et d’autres services de données ont besoin des meilleurs équipements, ce qui les amène à remplacer les serveurs tous les trois ans environ. Étant donné l’ampleur des centres de données dans le monde, cela représente un volume stupéfiant de serveurs construits, expédiés, installés et remplacés en moins de temps que l’intervalle entre deux Coupes du monde de football.
Pire encore, ces serveurs sont généralement mis au rebut plutôt que réutilisés. En raison de problèmes de confidentialité et de sécurité concernant les données qui y sont stockées, les disques durs des serveurs sont parfois déchiquetés.
Les grandes entreprises technologiques ne se sont pas encore penchées sur le rôle qu’elles jouent dans la production de déchets de serveurs, même si certaines d’entre elles l’ont inclus dans leurs objectifs de développement durable. Un peu plus d’un quart des mises à niveau de serveurs de Google provenaient de stocks remis à neuf et la société a revendu 4,9 millions de composants à d’autres entreprises. Il y a un an, Microsoft a lancé le premier des six Circular Centers prévus, qui réutilisent toute une série de matériaux et de composants électroniques provenant des centres de données, dans le but de réutiliser 90 % de ses serveurs et de ses composants d’ici 2025, et elle commencera à utiliser ses serveurs pendant six ans avant de les remplacer au lieu de quatre.
Si Amazon, Microsoft et Google représentent la moitié des plus grands centres de données « hyperscale » du monde, leurs priorités en matière de durabilité restent essentielles pour l’autre moitié, car ils donnent l’exemple. « Les gens suivent ce qu’ils font, et ils ont un impact important sur les politiques et les autres acteurs du secteur », a déclaré M. von Bieberstein.
Ce n’est peut-être pas le cas pour l’ensemble de Big Tech.
Il est difficile de savoir ce qui se passe chez Twitter ces jours-ci, alors que le nouveau PDG Elon Musk met en œuvre des mesures d’économie qui réduisent le personnel et les projets. Ses décisions arbitraires, aussi divertissantes qu’un accident de voiture, font bouger les politiques de l’entreprise de médias sociaux dans un sens ou dans l’autre, et plus récemment, il a supprimé les microservices qu’il considérait comme des « logiciels superflus » et qui auraient conduit à la désactivation de l’authentification à deux facteurs et au verrouillage des comptes des abonnés.
On ne sait pas encore si les réductions de personnel et les changements d’orientation chez Twitter entraîneront des dysfonctionnements dans les centres de données. À l’heure où d’autres entreprises technologiques accordent une plus grande attention à la manière dont leur infrastructure de données fonctionne dans un monde plus chaud et y contribue, les économies réalisées pourraient conduire à des résultats encore plus désastreux dans les centres de données, aujourd’hui ou dans un avenir marqué par le changement climatique.
