Quelle part d’énergie renouvelables pour les data centers IA?

Signal de marché. La demande électrique des centres de données dopés à l’intelligence artificielle (IA) explose, tandis que l’Agence internationale de l’énergie (IEA) estime que les renouvelables ne couvriront qu’environ 24% de leurs besoins d’ici 2030. Pour les entreprises, le risque est double: hausse des coûts et exposition réputationnelle si l’empreinte carbone progresse malgré des objectifs climatiques ambitieux.

Ce que dit l’IEA sur la trajectoire 2030

Dans les faits, l’IEA projette que la consommation électrique mondiale des centres de données pourrait doubler, voire plus, d’ici 2030. Les charges liées à l’IA, aujourd’hui minoritaires, grimperaient jusqu’à 35–50% de l’électricité consommée par les centres de données à la fin de la décennie. L’analyse agrégée du secteur anticipe qu’environ un quart seulement de cette électricité sera d’origine renouvelable, faute d’infrastructures et de raccordements suffisants au rythme requis. L’étude de référence de l’IEA décrit ces tendances et leurs implications système pour le numérique et le climat ( analyse IEA ).

Pourquoi l’énergie devient un sujet de direction générale

Le sujet n’est plus technique: il engage le directeur des systèmes d’information (DSI), le directeur financier (CFO) et la responsabilité sociétale des entreprises (RSE). D’un côté, la montée en puissance des processeurs graphiques (GPU) fait grimper la densité énergétique et la facture. De l’autre, les équipes achats doivent sécuriser des garanties d’origine crédibles et des contrats d’achat d’électricité (PPA) stables dans des marchés devenus volatils. Enfin, les critères environnementaux, sociaux et de gouvernance (ESG) ainsi que les nouvelles obligations de reporting poussent à documenter l’empreinte carbone et hydrique de l’IA.

Ce que montrent les chiffres: demande en explosion, réseau sous tension

Selon des projections citant l’International Energy Agency, la consommation annuelle des centres de données pourrait atteindre 600 à 1 000 TWh en 2030. Aux États‑Unis (US), le Department of Energy (DOE) estime que les centres de données représentaient environ 4,4% de l’électricité en 2023, avec un possible doublement voire triplement d’ici 2028 ( note du DOE ). Cette dynamique se concentre dans quelques bassins (Virginie du Nord, Texas, Midwest), créant des tensions locales fortes.

En pratique, les files d’attente de raccordement des projets éoliens, solaires et de stockage atteignent des niveaux records, ralentissant la mise en service. L’Autorité fédérale de régulation de l’énergie, la Federal Energy Regulatory Commission (FERC), a adopté en 2023 une réforme majeure pour accélérer les études d’interconnexions (Ordre 2023), mais sa mise en œuvre prendra du temps ( ordre 2023 de la FERC ). Résultat: même avec des achats record de PPA par les géants du numérique, l’offre de renouvelables raccordée et dispatchable ne suit pas la pente de la demande IA.

Renouvelables: un plafond à court terme, pas une panacée

Les géants du cloud – au sens d’« informatique en nuage (cloud) » – comme Amazon, Microsoft, Google et Meta tirent la demande: ils représentent environ 40% des achats mondiaux de PPA d’électricité verte, et certains sites atteignent une couverture horaire très élevée. Google revendique par exemple des accords « 24/7 » en Europe du Nord, une approche qui aligne production et consommation heure par heure ( engagement 24/7 de Google ).

Toutefois, l’intermittence du solaire et de l’éolien, la saturation des réseaux de transport, et les délais d’autorisations freinent la progression. Les projets de stockage longue durée restent encore modestes au regard des volumes nécessaires. À court terme, c’est la logique de portefeuille qui prévaut: renouvelables maximisées, complétées par du nucléaire là où disponible, du gaz avec captage et stockage du carbone (CCS), et du stockage stationnaire pour lisser la volatilité des charges IA.

Solutions complémentaires testées par les acteurs

Plusieurs voies avancent en parallèle.

• Nucléaire: accords d’achat auprès de sites redémarrés ou prolongés, afin d’apporter une base décarbonée stable.
• Géothermie « améliorée »: déploiement derrière‑compteur pour contourner les files d’attente et fournir une puissance ferme sur certains bassins.
• Gaz avec CCS: conversion d’unités existantes pour profiter des réseaux et réduire de 70–80% les émissions par rapport au gaz non capté.
• Stockage de longue durée: batteries à flux destinées à lisser en millisecondes la volatilité spécifique des charges IA et assurer plusieurs heures d’autonomie.

Comme le résume Fatih Birol, directeur exécutif de l’IEA: « Nous devons accélérer à la fois les renouvelables, les réseaux et les solutions de flexibilité, sinon l’essor de l’IA se heurtera à des limites physiques et climatiques. »

Coûts, délais, empreinte: ce que cela change côté entreprise

Pour les équipes projets, le choix d’hébergement – sur site (on‑premises), hébergement mutualisé (colocation) ou cloud – doit intégrer une donnée nouvelle: la disponibilité énergétique locale et son mix. Là où l’électricité est fortement carbonée ou volatile, le coût total de possession (TCO) d’une infrastructure IA devient sensible au prix du MWh et aux surcoûts de refroidissement. Les contrats doivent évoluer: intégrer des clauses énergétiques explicites dans les accords de niveau de service (SLA), négocier la priorité de capacité et une latence garantie quand des arbitrages de réseau surviennent.

Côté finances, l’arbitrage entre dépenses d’investissement (CAPEX) et dépenses d’exploitation (OPEX) se complexifie. Un PPA long terme indexé sur un parc éolien ou solaire peut sécuriser le prix et réduire l’exposition à la volatilité marché, mais exige un montage contractuel et comptable précis. À l’inverse, s’exposer au spot peut sembler flexible, au prix d’une imprévisibilité budgétaire croissante.

Enfin, du point de vue RSE, alimenter des charges IA sans trajectoire de décarbonation crédible élève le risque réputationnel et réglementaire. En Europe, des exigences de transparence sur les performances énergétiques et la part d’électricité renouvelable émergent, tandis que plusieurs États américains durcissent les règles d’implantation et de raccordement.

Une volatilité électrique spécifique à l’IA, à traiter en amont

Les charges IA ne sont pas seulement puissantes, elles sont volatiles. Les pics se comptent en millisecondes et déstabilisent transformateurs et sous‑stations conçus pour des profils plus lisses. D’où un besoin de conditionnement de puissance au plus près de la charge – stockage à flux derrière‑compteur, contrôle qualité du courant, et pilotage logiciel des charges. Une flexibilité de 1% consentie en période de tension réseau pourrait débloquer des capacités additionnelles substantielles, selon des analyses du secteur.

Comme l’explique Willie L. Phillips, président de la FERC: « La rapidité d’arrivée de ces nouvelles charges est inédite. Il faut moderniser les règles d’interconnexion et déployer des solutions de flexibilité pour maintenir la fiabilité du réseau. »

Raccordements et réseaux: la variable critique

Dans ce contexte, les délais d’interconnexion deviennent la première contrainte calendrier des programmes IA. Bien que la réforme de la FERC impose des études en grappes et des critères de maturité financière, les opérateurs de réseau mettront plusieurs cycles pour résorber l’arriéré. Les développeurs cherchent donc des solutions de contournement: implantations adjacentes à des sites de production (parcs solaires, éoliens, géothermie), réutilisation de postes existants sur d’anciennes centrales, ou encore campus « énergie + charge » qui mutualisent production, stockage et consommation.

Régulation: un durcissement graduel, des opportunités à saisir

L’Union européenne (UE) renforce le reporting des centres de données et prépare un paquet d’efficacité énergétique spécifique. Aux US, plusieurs États travaillent sur la transparence tarifaire, l’efficacité des nouveaux projets et l’intégration réseau. Les entreprises qui anticipent ces cadres – en adoptant des garanties d’origine horaires, des clauses de flexibilité et des trajectoires de réduction validées par des tiers – gagneront en prévisibilité et en acceptabilité locale.

Pour Melanie Nakagawa, Chief Sustainability Officer de Microsoft: « Les contrats d’électricité verte ne suffisent plus; il faut des approches 24/7, du stockage et des partenariats réseau pour aligner croissance numérique et climat. »

Ce qu’il faut retenir pour décider maintenant

À court terme, l’électricité d’origine renouvelable ne suffira pas à couvrir l’entièreté de l’essor IA; autour de 24% en 2030 selon l’IEA, le reste venant d’appoints bas carbone ou fossiles. L’ambition raisonnable consiste à construire un portefeuille: prioriser éolien/solaire, compléter par nucléaire et géothermie quand c’est possible, utiliser du gaz avec CCS en pont, et déployer du stockage pour la stabilité et l’arbitrage.

Pour les entreprises, la priorité est d’intégrer l’énergie dans l’architecture décisionnelle: siting et choix d’hébergement, PPA et clauses énergétiques, modèles TCO sensibles à l’énergie, et trajectoires RSE crédibles. Les douze à dix‑huit prochains mois se joueront dans les comités d’investissement et dans les annexes énergétiques des contrats fournisseurs – là où se fixent les coûts, les délais… et l’empreinte carbone de l’IA.

Sources: analyse IEA sur centres de données et réseaux ; DOE sur l’usage électrique des centres de données ; FERC, Ordre 2023 ; objectif 24/7 chez Google .