Tout savoir de la consommation en eau des datacenters, le WUE et ses limites
Et la musique tombée du cloud sur les toits rouillés de RIO
Dans une série d’articles, nous allons vous donner les clés pour comprendre l’empreinte environnementale des datacenters, un vaste sujet bien plus complexe que simplement parler des litres d’eau et des watts d’électricité. On commence avec la consommation en eau et l’indicateur WUE : simple à comprendre, il cache néanmoins de sérieuses limitations.
D’abord, une explication : pourquoi les datacenters consomment-ils de l’eau en plus ou moins grande quantité ? Réponse simple et rapide : refroidir les serveurs. Les deux principales sources de chaleur sont les processeurs (CPU) et les GPU utilisés par milliers/millions par les intelligences artificielles génératives.
Pour un même serveur, il existe plusieurs systèmes de refroidissement possibles, plus ou moins consommateurs d’eau : le free cooling avec l’air extérieur (ou une climatisation) qui consomme peu d’eau, le watercooling en boucle fermée qui consomme également assez peu, mais aussi l’évaporatif et les tours aéroréfrigérantes qui consomment énormément.
On parle aussi souvent de refroidissement adiabatique avec la pulvérisation de micro-gouttelettes sur des « membranes » ou « cooling pad » qui permettent de refroidir l’air qui arrive aux serveurs. Ce genre de système ne consomme que peu d’eau et ne fonctionne généralement que pendant un nombre limité de jours dans l’année, lors des périodes les plus chaudes (en été dans notre cas). OVHcloud, par exemple, ne l’utilise qu’une quinzaine de jours par an à Roubaix (en durée de mise en marche cumulée).
Prélèvement, consommation et estimation : le trio du comptage de l’eau
À cause de leur taille et densité en hausse, combinées avec une forte augmentation de la demande, la consommation en eau des datacenters est un sujet de plus en plus important, d’autant plus dans les zones touchées par des pénuries d’eau.
Entre les prélèvements, les rejets et la consommation, trois mesures différentes se mélangent parfois dans les rapports environnementaux des géants du numérique, mais aussi dans la compréhension du public. Elles sont pourtant bien différentes.
Le prélèvement correspond au volume d’eau total que l’entreprise prélève, toute source confondue (potable, sources souterraines, rivières, eaux grises…). Les rejets sont les volumes d’eaux rejetés ; on ne parle que de volume, pas de « qualité ». Enfin, la consommation correspond à une soustraction entre prélèvements et rejets. La consommation est donc inférieure ou égale aux prélèvements.
Dans le cas des tours aéroréfrigérantes, l’eau est évaporée : les prélèvements et la consommation sont donc importants. Un datacenter qui détourne une rivière pour refroidir ses serveurs ne va quasiment rien consommer en eau car les rejets sont quasiment égaux aux prélèvements, mais l’eau rejetée n’est plus la même que celle en entrée.
Certaines entreprises, notamment les géants américains, distinguent prélèvement, consommation et rejet dans leurs rapports. Sur le papier, c’est toujours utile d’avoir ce genre de détail, mais il y a un gros problème : les volumes ne sont pas toujours mesurés, ils sont parfois estimés.
« En l’absence de données réelles sur les rejets d’eau potable, nous appliquons un coefficient de rejet standard de 90 % du prélèvement d’eau potable de l’installation », explique le plus naturellement du monde Google dans son rapport de soutenabilité. Si on ne regarde que la consommation, on peut parfois être loin de la réalité. À l’opposé, OVHcloud reconnait qu’il « ne dispose pas de mesure pour l’eau qui retourne au bassin versant, par conséquent, OVHcloud considère que toute eau prélevée est « consommée » ».
Autre point important, l’eau prélevée est généralement potable (même très souvent), mais celle rejetée ne l’est plus forcément. Pour les prélèvements dans des sources souterraines ou des rivières, l’eau est traitée avant de passer dans des circuits de refroidissement. On pourrait se dire que la consommation est presque nulle et que cela n’aurait donc pas de conséquences pour l’environnement, mais ce n’est pas le cas : l’eau rejetée est plus chaude, sans oublier que les entreprises peuvent ajouter des produits chimiques (biocides, antitartre, etc.) pour limiter la corrosion des équipements et protéger les installations.
Le WUE, ses limites et angles morts
Voilà pour les grands principes des indicateurs de l’eau pour les datacenters. C’est très important de bien comprendre la manière dont ils sont faits car ils servent de base de calcul à un acronyme que l’on retrouve souvent : le WUE ou Water Usage Effectiveness. Premier point : effectiveness se traduit par efficacité, mais le WUE ne donne pas vraiment d’indication sur l’efficacité de l’usage de l’eau, c’est plus un ratio d’intensité d’usage.
Commentaires (10)
Le 20 mai à 14h49
C'est un ratio qui, par définition, masque (volontairement ?) la mise à l'échelle. On est en train de parler de centaines TWh d'énergie __en plus__ consommées par an (plusieurs GW de puissance prévue d'être installée). Même si (de façon optimiste) ton indicateur est amélioré d'un facteur 2, ça fait toujours des centaines de TWh de plus consommées et l'eau qui va avec.
... oui comme si ça a avait un sens de ne pas compter l'eau consommée par les chiottes du datacenter. (autant ne pas compter l'éclairage dans l'électricité pendant qu'on y est). L'occupation du lieu fait partie intégrante de l'empreinte du bazar.
Le 20 mai à 16h23
En outre, asséner des chiffres bruts, forcément très impressionnants n'apporte pas grand chose au débat si on ne remet pas tout cela en perspective.
Petite erreur sur l'adiabatique, avec confusion consommation électrique / eau : le refroidissement adiabatique est justement la techno qui consomme le plus d'eau, en échange d'une consommation énergétique parmi la plus faible.
Quitte à mentionner la spécificité du cas français (du fait du nucléaire, en ayant en à l'esprit que ce n'est pas du prélèvement en nappe phréatique & eau potable) en matière d'impact hydrique, cela aurait été bien de préciser qu'il n'y a pratiquement aucune tour aéroréfrigérante sur les DC en France.
Un DC en refroidissement circuit fermé eau glacée, c'est moins de 10 m3 par an pour 100 MW en France.
Et pour ceux qui consomment un peu (ok, pas mal) plus d'eau que la moyenne (les DC adiabatiques en particulier), cela reste rien par rapport à ce que peuvent consommer les piscines publiques. Par exemple, la consommation annuelle (environ 24 000 m3) de DC5 d'Opcore - un hyperscale dans lequel est logée l'IA dont la moindre requête consomme des verres d'eau dixit les rapports alarmistes truffés de cherry picking - représente ce que consomment chaque année les piscines municipales rien que pour le nettoyage de leurs filtres (6m3/an par piscine municipale).
C'est à peu près la consommation de 160 foyers.
En tout état de cause, cela reste un millième de ce qu'il faut chaque année pour 1 golf.
Ah, sinon, les données publiées par les acteurs FR sont auditées.
Le 21 mai à 11h03
C'est bien d'avoir comparé avec quelque chose de plus commun, ça recadre un peu. Ceci dit c'est aussi une question de service rendu a la communauté. Personnellement je prefère qu'on claque de la flotte pour des piscines que pour du DC.
Le 21 mai à 22h34
Pour les données, c’est prévu. J’ai justement combiné les données de Scaleway, OVHcloud, Google, Meta, Microsoft (Amazon s’est circulez il y a rien à voir), mais ça arrive dans une prochaine actualité. Là, je voulais poser les bases du WUE (et du PUE dans le second article). Donc oui, ça arrive, semaine pro si tout va bien :)
Concernant l'adiabatique, mauvaise formulation de ma part en effet. L’adiabatique consomme bcp s’il est utilisé en continue, mais dans les exemples données en France il n’est utilisé que peu de temps et donc sa conso annualisée est faible. Je vais reformuler.
Pour le reste, je dirais rendez-vous aux prochains articles
Le 20 mai à 20h26
Le 21 mai à 14h49
Modifié le 21 mai à 20h11
Comme souligné par d'autres commentaires, est-ce qu'il serait possible d'avoir une approche d'ingénierie avec une mise en perspectives et en graphique des usages ?
Graphique, comparison à un foyer français, zone d'implantation des gros serveurs en France, EU vs stress hydrique, littérature sur les Wh pour une requête LLM basé sur des tests avec les modèles open source dispo.
C'est essentiel pour comprendre et passer du sensationnel au concret.
Par exemple, dans mon cas, faire un AR en avion à New York pour des vacances était autant que de me passer de ma voiture pendant 1.5+ années (malgré du vélotaf). Ça m'a traumatisé et fait refuser des déplacements pro.
De même, j'ai mis en perspective l'arrosage de mes plantes en terrasse (zone sans stress hydrique) avec des économies de douche (une douche en moins par semaine = mon arrosage).
Il m'est même venu à l'esprit de comparer mon grille pain à mon ascenseur, et figurez-vous que monter au 7e revenait à un toast léger.
Chauffer une bouilloire pleine c'est ~0.11 kWh (donc vider l'eau en trop c'estpas trèsintéressantsi àl'évier), chauffer l'eau pour une douche de 70 litres avec un cumulus c'est ~3.3 kWh, linéaire avec le delta de température.
Jouer avec mon Desktop à 250 W c'est 0.25 kWh par heure de jeu, voire plus avec le reste (moins consommateur que ma douche chaude après le sport donc). Mais les amateurs de Stellaris, Factorio et autres drogues video ludiques sont servis 😅. J'avais mesuré en moyenne vers 400 W avec une Shelly sur Xbox + NAS + TV en jeu.
A côté de ça, manger un kg de boeuf c'est beaucoup d'eau, comme acheter un jean ou une connerie sur Temu.
J'aimerais rationaliser mes usages et habitudes basé sur des faits concrets. J'imagine que des gens ont déjà dû mener des tests avec des résultats qui pourraient être repris et étendus ici.
Désolé pour le long commentaire !
Le 21 mai à 22h58
Le 22 mai à 01h09
Le problème c'est que celle qu'on voit passer, on n'est pas sûr qu'elle revienne au même endroit, et au bon moment.
Modifié le 22 mai à 08h10
Enfin, même une eau rejetée sous forme liquide peut être non potable donc "déclassée" ou chaude et donc influencer les milieux écologiques (comme c'est le cas des centrales nucléaires qui chauffent les rivières pour se refroidir elles.
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