Si les États-Unis doivent construire des centres de données, voici où ils devraient être implantés.

Ces derniers mois, les entreprises technologiques ont investi massivement dans la construction de centres de données , stimulant ainsi l'économie américaine . La course à l'IA, quant à elle, ne montre aucun signe de ralentissement. La semaine dernière, Mark Zuckerberg, PDG de Meta, a annoncé au président Donald Trump que son entreprise investirait 600 milliards de dollars dans les infrastructures américaines, notamment les centres de données, d'ici 2028, tandis qu'OpenAI s'est déjà engagée à y consacrer 1 400 milliards de dollars.

Une nouvelle analyse approfondie examine l'empreinte environnementale des centres de données aux États-Unis afin de mieux comprendre les défis auxquels le pays pourrait être confronté à mesure que ce développement se poursuit au cours des prochaines années, et d'identifier les endroits où les États-Unis devraient construire des centres de données pour éviter les impacts environnementaux les plus néfastes.

L' étude , publiée lundi dans la revue Nature Communications, utilise diverses données, notamment la demande en puces d'IA et des informations sur la pénurie d'électricité et d'eau dans les différents États, afin de projeter les impacts environnementaux potentiels des futurs centres de données d'ici la fin de la décennie. L'étude modélise différents scénarios possibles quant à l'impact des centres de données sur les États-Unis et la planète, et souligne que les promesses de neutralité carbone des entreprises technologiques risquent de ne pas être à la hauteur des besoins énergétiques et hydriques des immenses installations qu'elles construisent.

Fengqi You, professeur d'ingénierie des systèmes énergétiques à Cornell et l'un des auteurs de l'analyse, affirme que l'étude, qui a débuté il y a trois ans, arrive à « un moment idéal pour comprendre comment l'IA influence les systèmes climatiques ainsi que l'utilisation et la consommation d'eau ».

« Le secteur de l’IA se développe beaucoup plus vite que prévu », ajoute-t-il, notamment grâce à l’attention particulière que lui porte l’administration Trump. « Il prend actuellement une ampleur considérable. »

Tous les centres de données ne présentent pas le même impact environnemental : leur empreinte hydrique et carbone dépend fortement de leur emplacement. Certains États américains disposent de réseaux électriques davantage alimentés par des énergies renouvelables, ou font des progrès considérables en matière d'intégration d'énergies propres dans leur réseau ; cela réduit considérablement les émissions de carbone des centres de données qui s'y approvisionnent. De même, les États moins touchés par la pénurie d'eau sont mieux à même de fournir les importantes quantités d'eau nécessaires au refroidissement des centres de données (le refroidissement représentant également une part importante de leur consommation énergétique). Les meilleurs emplacements pour un centre de données aux États-Unis au cours des prochaines années sont les États qui offrent un équilibre entre ces deux facteurs : le Texas, le Montana, le Nebraska et le Dakota du Sud, selon l'analyse, sont des « candidats optimaux pour l'installation de serveurs d'IA ».

Historiquement, la construction de centres de données aux États-Unis s'est largement concentrée sur des régions comme la Virginie, véritable pôle d'attraction du secteur, et le nord de la Californie. La proximité de Washington D.C. et de la Silicon Valley était un atout majeur pour les entreprises du secteur, tout comme la forte densité du réseau de fibre optique et la main-d'œuvre qualifiée de ces régions. La Virginie propose également depuis des années d'importants avantages fiscaux aux centres de données, une stratégie que d'autres États adoptent pour attirer ces investissements. Selon Data Center Map , un outil sectoriel de suivi du développement des centres de données, sur plus de 4 000 centres aux États-Unis, plus de 650 sont situés en Virginie (le plus grand nombre du pays), tandis que la Californie en compte plus de 320, se classant troisième.

Bien que la Virginie ne souffre pas de pénurie d'eau, certains affirment que les besoins énergétiques considérables des centres de données pourraient compromettre l'objectif de l'État d'atteindre 100 % d'énergie propre d'ici 2045. À l'inverse, les problèmes d'approvisionnement en eau que connaît la Californie depuis longtemps pourraient poser problème si les centres de données continuent de s'y développer. (En octobre, le gouverneur Gavin Newsom a opposé son veto à un projet de loi qui aurait obligé les exploitants de centres de données à divulguer leur consommation d'eau, affirmant que l'État est « bien placé pour soutenir le développement » de ces centres.)

Les exploitants de centres de données choisissent leurs emplacements en fonction de divers facteurs, notamment leurs besoins en énergie et en eau. Mais ce ne sont pas les seuls éléments pris en compte : l’Arizona, qui compte plus de 160 centres de données, est cité dans l’analyse comme l’un des États confrontés à de « graves problèmes de pénurie d’eau ».

Le secteur n'envisage pas de quitter ses zones de prédilection : des projets d'envergure sont toujours prévus en Virginie, dont un investissement de 9 milliards de dollars de Google annoncé en août. Mais si l'on continue à construire dans des zones déjà saturées, « on va dépasser les capacités des ressources naturelles », prévient You. Il compare l'afflux d'opérateurs de centres de données vers les zones les plus prisées à la situation de tous les habitants d'un même quartier se rendant au même supermarché au même moment. « L'expérience d'achat ne sera pas agréable, même s'il s'agit du meilleur magasin de la ville. »

Le Texas, l'un des États les plus prometteurs en matière de développement, a bâti une industrie des centres de données robuste et se classe désormais deuxième aux États-Unis pour ce secteur, selon Data Center Map. (Cette croissance est très récente : la construction de centres de données au Texas a quadruplé entre 2023 et 2024.) Cependant, d'autres États importants cités dans l'analyse – le Montana, le Nebraska et le Dakota du Sud – comptent encore relativement peu de centres de données. Leur nombre est néanmoins en augmentation, explique You, à mesure que l'industrie des centres de données se développe rapidement à travers le pays. Une entreprise basée à Los Angeles envisage de construire le premier centre de données hyperscale dans le Dakota du Sud, tandis que les 39 centres de données du Nebraska incluent des installations récemment ouvertes appartenant à Meta et Google. Ces États ont néanmoins encore un long chemin à parcourir pour rattraper des États comme la Virginie. (Selon Data Center Map, le Dakota du Sud ne compte que cinq installations , le deuxième plus faible nombre du pays.)

Comme pour toute étude sur l'IA, il est délicat de faire des prédictions sur l'avenir, quel que soit l'emplacement final des centres de données. L'étude reconnaît que de nombreux facteurs – de l'amélioration de l'efficacité des modèles aux progrès des technologies de refroidissement, en passant par l'évolution de la nature des énergies injectées dans le réseau – pourraient modifier considérablement la consommation d'énergie et d'eau au cours des prochaines années. Il est également possible que la bulle de l'IA éclate, laissant derrière elle une multitude de projets et de contrats inachevés à travers le pays. (Des problèmes d'alimentation électrique contraignent déjà certains centres de données à l'inactivité depuis des années .)

L'évolution de la situation dépendra en partie de la volonté politique d'abandonner les énergies fossiles. Le Nebraska, par exemple, possède un potentiel éolien considérable – une des raisons pour lesquelles il est cité dans l'analyse comme un site idéal pour les centres de données – mais n'a jusqu'à présent pas développé cette capacité ; les compagnies d'électricité du Nebraska ont préféré investir massivement dans le gaz naturel cette année. L'administration Trump, quant à elle, s'est employée pendant des mois à favoriser le recours aux énergies fossiles pour alimenter le boom de l'IA.

Un réseau électrique qui ne se tourne pas vers les énergies renouvelables pourrait avoir de graves conséquences sur le climat, compte tenu de l'expansion rapide des centres de données à travers le pays. Selon l'analyse, dans les scénarios les plus extrêmes, le développement des centres de données aux États-Unis pourrait générer jusqu'à 44 millions de tonnes supplémentaires d'équivalent dioxyde de carbone par an, soit plus que des pays entiers comme la Hongrie, le Portugal et la Nouvelle-Zélande n'en ont émis chacun en 2022.

Le pire scénario pour l'environnement, selon You, serait que la demande en IA dépasse les gains d'efficacité informatique dans les années à venir, tandis que la transition vers les énergies renouvelables ralentit. « Nous savons que la demande augmente très rapidement, mais elle pourrait augmenter encore plus vite avec toutes ces nouvelles applications, la multiplication des appareils, l'IA agentielle, etc. », explique You. « Cela va poser problème. »

L'étude affirme toutefois que les progrès technologiques, notamment en matière de refroidissement et d'alimentation électrique des centres de données, ainsi qu'une implantation judicieuse de ces derniers, pourraient considérablement réduire les émissions et la consommation d'eau. Parallèlement, des experts externes mettent en garde contre toute tentative de prévision des émissions d'un secteur encore en pleine évolution, caractérisé par de nombreuses variables.

« J’évite d’accorder trop d’importance aux chiffres précis », déclare Noman Bashir, chercheur en informatique et impact climatique au sein du Consortium pour le climat et le développement durable du MIT, qui n’a pas participé à l’étude. Bashir souligne que les centres de données qui produisent leur propre énergie sur site – par exemple en construisant leurs propres centrales au gaz naturel ou en installant des panneaux solaires et des batteries indépendants du réseau – ainsi que les progrès réalisés dans certaines technologies clés, comme le nucléaire , pourraient avoir un impact bien plus important sur les émissions globales que ne le calcule l’étude.

Mais Bashir salue une conclusion fondamentale de l'étude : les entreprises technologiques qui se sont engagées à atteindre la neutralité carbone auront probablement du mal à tenir leurs promesses, compte tenu de la construction massive de centres de données. Les géants de la tech comme Google et Microsoft ont discrètement reconnu dans leurs récents rapports sur le développement durable que leur priorité accordée à l'IA rendait beaucoup plus difficile la réalisation de leurs engagements en matière de réduction des émissions.

Vous espérez que son travail contribuera à une plus grande transparence sur les émissions des entreprises à l'origine de ce développement – ​​quelque chose qui, selon lui, pourrait être analogue aux étiquettes nutritionnelles sur les aliments.

« L’avenir sera bien plus rapide et bien plus vaste », affirme-t-il. « Il est donc préférable d’intégrer la durabilité dès le départ plutôt que plus tard, notamment en ce qui concerne le développement et la croissance de l’infrastructure informatique dédiée à l’IA dans notre pays. »