À l’heure où le système d’information et le développement durable représentent des enjeux importants pour la croissance des entreprises, le Datacenter est un élément-clé de cette transformation. Souvent perçu comme la partie visible de l’iceberg numérique, et pointé du doigt pour ses impacts environnementaux, le Datacenter n’en est pourtant pas réduit à un centre de coûts et de consommation énergétique.
Depuis plusieurs années, les acteurs du Datacenter développent des modèles de bâtiments capables de s’intégrer dans les territoires sur lesquels ils sont implantés. Cela vaut aussi bien pour les sources énergétiques sur lesquelles reposent leur approvisionnement (alimentation électrique, conditions de refroidissement… etc.), que pour la possible réutilisation de la chaleur qu’ils produisent pour alimenter le réseau urbain environnant.
Afin que le Datacenter soit un vecteur de la croissance durable, et non un frein, il lui faut un terreau fertile et des conditions techniques et réglementaires propices à son intégration dans le territoire.
Pour présenter ce sujet, l’Alliance Green IT a pris l’initiative de réunir des acteurs majeurs du secteur. Ce livre blanc a pour objectif de mettre en lumière le contexte et les enjeux associés au développement des Datacenter, les impacts environnementaux associés ainsi que les actions mises en œuvre par la filière pour y répondre. Nous avons également illustré des projets de R&D en cours et identifié les sujets en développement (1).
La multiplication des usages du numérique, combinée à la montée en puissance des services de cloud computing et au développement des objets connectés créent une très forte croissance du volume de données en circulation. Parvenir à concilier la transition écologique et la transition numérique représente un véritable défi pour l’ensemble des acteurs du numérique et spécifiquement pour les acteurs du Datacenter qui hébergent les données.
La France a la particularité de rassembler sur son territoire un grand nombre de compétences et d’expertise dans le domaine des centres de traitement des données. Que ce soit dans le domaine de la conception, la construction ou l’exploitation des Datacenters, la France atteint l’excellence en matière de performance énergétique.
Dans un premier temps, nous définirons ce qu’est un Datacenter, son utilité, le rôle qu’il a dans le numérique, de quels éléments il est composé et comment il fonctionne. Puis nous listerons leurs différentes caractéristiques, comme les types de Datacenter en fonction de leurs activités, leurs niveaux de redondance, leur superficie, leur densité et autres.
Afin que le Datacenter soit un vecteur de la croissance durable, et non un frein, il lui faut un terreau fertile et des conditions techniques et réglementaires propices à son intégration dans le territoire.
Pour présenter ce sujet, l’Alliance Green IT a pris l’initiative de réunir des acteurs majeurs du secteur. Ce livre blanc a pour objectif de mettre en lumière le contexte et les enjeux associés au développement des Datacenter, les impacts environnementaux associés ainsi que les actions mises en œuvre par la filière pour y répondre. Nous avons également illustré des projets de R&D en cours et identifié les sujets en développement (1).
Présentation du Groupe de Travail
Le groupe de travail est piloté par l’Alliance Green IT (AGIT), une association dont l’objectif est d’identifier et de partager les bonnes pratiques pour tendre vers un numérique plus écoresponsable. À ce titre, nous publions régulièrement des guides, rapports, livres blancs qui synthétisent et expliquent ces bonnes pratiques. Ces livrables sont proposés gratuitement et accessibles via notre site internet Alliance Green IT. Nous les relayons dès que l’occasion se présente, lors de diverses manifestations : événements, tables rondes, conférence, salon… etc.
Étant présentés sur une tonalité incitative, ils n’ont bien sûr pas le même impact qu’une législation contraignante. Ils sont cependant bien accueillis par les acteurs du numérique car ils ont vocation à expliquer de façon claire des actions concrètes à mettre en place pour s’améliorer sur différents sujets.
Pour le secteur du Datacenter, nous avons déjà publié plusieurs livres blancs :
- Le cloud est-il green - Livre Blanc : Le Cloud est-il Green ? (alliancegreenit.org)
- Le PUE est-il un bon indicateur environnemental - Position paper : le P.U.E (alliancegreenit.org)
- Les indicateurs de performance environnementale des Datacenters (Réalisé en collaboration avec France Datacenter et le Gimélec) - Les KPI des Datacenters (alliancegreenit.org)
Pour aller plus loin sur le numérique responsable, d’autres publications sont disponibles sur le site de l’Alliance Green IT : publications (alliancegreenit.org)
L’Alliance Green IT a vocation à travailler de manière ouverte avec d’autres associations, c’est pourquoi nos publications sont généralement réalisées en collaboration avec d’autres acteurs du numérique.
C’est justement l’objet de notre groupe de travail « le Datacenter levier de la transition écologique » qui réunit une vingtaine de contributeurs à la fois universitaires, hébergeurs, cabinets d’ingénierie, institutionnels et utilisateurs des Datacenters. L’objectif est d’identifier des leviers complémentaires pour des Datacenters encore plus écoresponsables et répondant aux enjeux de la transition écologique.
Nous vous invitons à retrouver ci-dessous la liste des acteurs qui ont contribué à la réalisation de ce document, répartie selon leur domaine d’expertise.
Préface
La digitalisation massive de l’ensemble de la vie professionnelle et privée vient modifier le paysage économique dans tous les secteurs d’activité. Les services numériques, innovants ou non, causent de profonds changements dans les organisations. Leur empreinte environnementale est de plus en plus analysée.
Et pour cause, un service numérique repose sur un système complexe, qui sollicite une multitude d’équipements pour fonctionner. Si l’on se concentre sur la partie relative à l’utilisation des données, les données issues de nos outils informatiques sont transportées jusqu’à un centre de traitement, le Datacenter, où elles sont stockées, traitées, analysées et partagées. Les Datacenters regroupent des équipements informatiques (serveurs, stockage, équipements réseaux) et représentent la partie centralisée des systèmes d’information. Tout comme l’activité qu’ils soutiennent, ils connaissent un fort développement, entraînant aussi une concentration des besoins en électricité sur ce secteur.
Entre 2010 et 2018 la consommation électrique des Datacenter dans l’Union européenne a augmenté de 70.18% (2).
Les centres de données sont des infrastructures élémentaires au développement de nos services numériques. Ils sont la première brique de la construction de l’économie numérique. Il est donc nécessaire de comprendre leur fonctionnement.
LES DATACENTERS ET LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE
La multiplication des usages du numérique, combinée à la montée en puissance des services de cloud computing et au développement des objets connectés créent une très forte croissance du volume de données en circulation. Parvenir à concilier la transition écologique et la transition numérique représente un véritable défi pour l’ensemble des acteurs du numérique et spécifiquement pour les acteurs du Datacenter qui hébergent les données.
Les services numériques (3) ont des impacts environnementaux conséquents. On estime qu’ils sont à l’origine de 3 à 4% (4) des émissions mondiales de gaz à effet de serre, soit plus que le transport aérien, réputé bien plus consommateur, mais dont l’empreinte s’élevait en 2018 à 2,5% (5).
En France, d’après l’étude réalisée par l’ADEME et l’ARCEP (6), l’empreinte numérique en une année représente actuellement 2,5 % du total de l’empreinte carbone annuelle de la France soit 16,9 Mt CO2 eq. La consommation électrique annuelle induite par les biens et services numériques en France est de 48,7 TWh, soit l’équivalent d’environ 10 % de la consommation électrique annuelle française.
Cependant, contrairement aux idées reçues, au cours de leur cycle de vie, les Datacenters situés en France représentent environ 14% (7) et 16% des émissions de gaz à effet de serre du secteur numérique.
Toujours selon l’étude, l’empreinte carbone du numérique est majoritairement liée aux terminaux, qui pèsent pour environ 79 % de l’empreinte, suivis par les centres de données pour plus de 16%, puis les réseaux autour de 5%. La phase de fabrication des équipements (terminaux, serveurs, box,…) concentre 78 % des impacts alors que la phase d’utilisation représente 21 %.
LES DATACENTERS LEVIERS DE LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE ?
La France a la particularité de rassembler sur son territoire un grand nombre de compétences et d’expertise dans le domaine des centres de traitement des données. Que ce soit dans le domaine de la conception, la construction ou l’exploitation des Datacenters, la France atteint l’excellence en matière de performance énergétique.
En effet, les acteurs de l’industrie française du Datacenter ont développé un savoir-faire en matière d’efficacité énergétique des équipements ou de méthodes de refroidissement permettant de construire des Datacenters performants. Par exemple, le refroidissement naturel, ou free cooling (8), consiste à refroidir les centres de données à partir de sources naturelles comme l’air ou l’eau, ce qui réduit grandement le recours à la climatisation, et donc la consommation énergétique de ces infrastructures.
Le fonctionnement durable des Datacenters apparaît aussi comme un axe de développement pour l’État français. Depuis 2008, la Commission européenne a mis en place un code de conduite sur la conception et l’opération des centres de données dans le but de réduire leur consommation énergétique. Ces derniers sont alimentés par le mix énergétique des pays où ils sont implantés.
Certains opérateurs de Datacenters choisissent même de s’approvisionner intégralement en énergies renouvelables, en souscrivant des contrats spécifiques auprès de leurs fournisseurs d’énergie.
Certains opérateurs de Datacenters choisissent même de s’approvisionner intégralement en énergies renouvelables, en souscrivant des contrats spécifiques auprès de leurs fournisseurs d’énergie.
Tous ces efforts montrent que, sur une tendance générale, la volonté de faire fonctionner de manière écoresponsable les centres de données est bien enclenchée.
L’ÉVOLUTION DES BESOINS
Il y a en 2021 plus de 70 projets de Datacenters en cours dans l’UE, qui totalisent une surface de 851 000 m2.
Les Datacenters pourront-ils, dans un futur proche, être fédérés dans les régions et intégrés aux schémas énergétiques locaux, à la fois pour optimiser l’utilisation des énergies renouvelables, en régulant la demande (par le biais de contrats négociés avec les utilisateurs de données sur le niveau de service requis à un moment donné), et pour faciliter la valorisation de la chaleur produite pour des usages voisins ? Les données seront-elles transférées vers le Datacenter le plus proche, alimenté sur un modèle énergétique cohérent par rapport au besoin de traitement de la donnée demandé ? Cela deviendrait possible grâce à des contrats spécifiques entre fournisseurs d’énergie, opérateurs de Datacenters et clients utilisateurs.
C’est en tout cas l’orientation prise par la Commission européenne, qui a clairement indiqué que les Datacenters comme les centres de télécoms « peuvent et devraient devenir climatiquement neutres d’ici 2030 » (Source : Rapport « Shaping europe’s digital future » - Commission européenne, 2020). Le Climate neutral Datacenter pact reprend cet objectif et en fait un engagement. Donc c’est un engagement repris par une bonne partie des acteurs majeurs.
Les Datacenter étant de plus en plus nombreux, ils sont devenus un enjeu de la transition énergétique. Ce livre blanc a pour but de montrer dans quelles conditions les Datacenters peuvent être les premières briques d’un numérique durable en proposant de bonnes pratiques et des retours d’expérience pour les Datacenters éco-efficient. Ceci afin d’apporter des perspectives d’évolution.
LE DATACENTER ÉCORESPONSABLE
Dans un premier temps, nous définirons ce qu’est un Datacenter, son utilité, le rôle qu’il a dans le numérique, de quels éléments il est composé et comment il fonctionne. Puis nous listerons leurs différentes caractéristiques, comme les types de Datacenter en fonction de leurs activités, leurs niveaux de redondance, leur superficie, leur densité et autres.
Dans un second temps les bonnes pratiques seront définies, tels que :
- L’utilisation d’énergie renouvelable pour l’alimentation ;
- Le recours à la virtualisation du traitement et du stockage ;
- L’utilisation des serveurs lame ;
- L’optimisation du refroidissement.
Ces bonnes pratiques sont déjà mises en place dans plusieurs Datacenter, et plusieurs projets en France sont en cours de réalisation. Ces projets consistent, entre autres, à optimiser les consommations d’énergie, récupérer la chaleur fatale ou encore réduire le PUE (9). Ces projets sont détaillés dans ce rapport.
Dans un troisième temps, pour répondre à ces enjeux, nous verrons que plusieurs actions sont possibles. L’écoconception des Datacenter est primordiale. Cela consiste à mener des réflexions dès la conception / construction du Datacenter pour réduire ses impacts environnementaux. Ces actions doivent bien sûr être poursuivies sur l’ensemble du cycle de vie du Datacenter, dès la phase de construction, jusqu’à sa fin de vie.
L’écoconstruction est aussi une solution. L’objectif est de créer un bâtiment respectant au mieux l’écologie à chaque étape de la construction et de l’utilisation.