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.

Le calcul du WUE est simple : on divise la consommation d’eau utilisée pour le refroidissement (ou la totalité du datacenter suivant ce qui est disponible) par l’énergie consommée par les équipements IT. Attention, on parle bien de consommation, pas de prélèvement. Pour comprendre les conséquences, on vous renvoie plus haut aux estimations de rejets de Google.

On obtient un résultat en litres par kilowattheure ou L/kWh. Pour avoir une vraie signification et lisser des phénomènes de saisonnalité, cet indice doit se calculer sur 12 mois glissants. De cette manière, toutes les saisons sont prises en compte, mais il existe un effet pervers : masquer d’éventuels pics de consommation. Pour ne rien arranger, ces pics peuvent tomber pendant des périodes de stress hydrique.

Dans les zones chaudes et/ou arides, la consommation d’eau des datacenters peut facilement augmenter lors des pics de chaleur, avec pour effet d’aggraver une éventuelle pénurie. Le WUE ne permet pas d’apprécier cette subtilité car il ne donne aucune indication sur la variabilité de la consommation en eau. On pourrait croire qu’un WUE faible a un peu d’impact, alors que la consommation annuelle en eau peut être centrée sur deux mois, ceux de sécheresse et/ou de pénurie locale qui plus est.

Le WUE ne donne pas d’indication non plus sur la source de provenance de l’eau. Un litre d’eau à Dublin n’est pas comparable à un litre d’eau dans le Sahara pour ce qui est de l’impact environnemental. Nous grossissons volontairement le trait, mais c’est l’idée générale : il y a des zones de stress hydrique où l’accès à l’eau est plus difficile que dans d’autres. Y implanter des datacenters qui consomment fortement de l’eau ne fera qu’aggraver la situation. Ne pas oublier le réchauffement climatique qui accentue les problématiques : les zones stressées deviennent encore plus stressées, tandis que les zones très pluvieuses vont avoir encore plus de pluie.

Le World Resources Institute ou Institut des ressources mondiales est un organisme américain à but non lucratif qui se consacre aux enjeux environnementaux. Il propose un outil pour connaitre le niveau de stress hydrique partout dans le monde : son Aqueduct Water Risk Atlas. Cette carte est une référence dans le domaine, mais elle n’est pas utilisée par l’ensemble des acteurs, rendant difficile voire impossible les comparaisons. Google, par exemple, a son propre index des zones de stress hydrique, nous y reviendrons dans une analyse dédiée.

WUE₁ et WUE₂ sont très proches, WUE₃ ajoute l’eau de l’électricité

Baisser sa consommation en eau est « facilement » possible avec l’installation de climatisations, mais cela fait augmenter la consommation électrique et donc le PUE, nous y reviendrons dans un article dédié. Des opérateurs de datacenters peuvent donc afficher un « beau » PUE, mais avec une consommation en eau démentielle et vice-versa. Le WUE ne doit donc pas s’apprécier seul.

La norme ISO/IEC 30134 - 9 définit précisément ce qu’est le WUE, avec trois « catégories » : WUE₁, WUE₂ et WUE₃. Selon Equinix (qui exploite des datacenters), « la plupart des opérateurs s’alignent sur la méthode WUE₁ de base », qui consiste à prendre le relevé des compteurs d’eau pour avoir le total des consommations.

« L’installation de sous-compteurs sur l’ensemble du site permettrait d’obtenir des données plus précises et ainsi aux entreprises de proposer des résultats avancés sur l’utilisation de l’eau », notamment en prenant en compte uniquement l’eau consommée pour le refroidissement des serveurs, pas du reste des usages (sanitaire par exemple). Avec les sous-compteurs pour la partie IT, on parle de WUE₂, qui est par définition inférieur ou égal au WUE₁.

« Cependant, étant donné que l’amélioration du WUE obtenue grâce au sous-comptage ne dépasserait probablement que quelques points de pourcentage, de nombreux opérateurs ont décidé que la complexité supplémentaire n’en valait pas la peine », ajoute Equinix.

Enfin, le WUE₃, est la méthode de calcul la plus avancée puisqu’elle prend aussi en compte l’eau utilisée pour produire de l’électricité utilisée par les datacenters. Problème : « très peu de fournisseurs de services publics communiquent ces informations de manière fiable ».

WUE₃ est donc un indicateur qui, d’une certaine manière, dépasse le site du datacenter et prend en compte l’Energy Water Intensity Factor (EWIF) du mix électrique local. En France, où l’électricité est en très grande partie issue du nucléaire, la consommation en eau serait plus importante que dans un pays avec une électricité provenant du gaz, par exemple.

Un datacenter aurait donc un WUE₃ moins élevé s’il utilise une électricité provenant de centrales à gaz, très polluantes, à la place du nucléaire. La moyenne française de l’intensité eau (eau consommée divisée par la production électrique du parc) est de 0,87 l/kWh, selon le Groupe EDF. En France, un WUE₃ deviendrait (en moyenne) WUE₁+ 0,87.

Le WUE₃ ne prend en compte que l’électricité, pas l’eau utilisée pour la production des puces par exemple, ni l’ensemble du reste de la chaine de valeur. La consommation peut pourtant être importante, comme en atteste ce document sur l’usine d’Intel à Ocotillo aux États-Unis et les prélèvements d’eau en 2024 de TSMC, nous sommes loin de valeurs négligeables avec des dizaines ou centaines de millions de m³.

Water positive ou replenishment : qu’est-ce donc cette sorcellerie ?

Avant de terminer, un mot sur le « water positive » ou « water replenishment ». Ce sont des engagements pris par les géants – principalement américains – pour « compenser » leur consommation en eau, avec la promesse de « rendre » plus d’eau qu’ils n’en consomment. Un bel exemple de greenwashing en faisant croire qu’il est possible de « créer » de l’eau.

Spoiler : ce n’est pas possible. Il s’agit d’engagements sur des projets censés restaurer, économiser ou réinjecter dans l’environnement un volume d’eau équivalent ou supérieur à la consommation de l’entreprise. Problème, ces projets peuvent être éloignés de la zone du datacenter. Consommer de l’eau dans une zone de stress hydrique et en réinjecter dans des zones inondées serait totalement idiot, pourtant sur le papier l’entreprise serait « water positive ». C’est un peu le pendant eau des certificats d’énergie renouvelable en électricité : acheter des « bons » à des producteurs et utiliser une autre source pour sa consommation.

Microsoft donne quelques exemples de projets : « reconstitution de réserves d’eau dans les régions où nous opérons – en priorité dans les zones soumises à un fort stress hydrique. Cette reconstitution pourra se faire, par exemple, par la réhabilitation de zones humides ou le retrait du sol de matière imperméables comme l’asphalte dans des zones à risque ». Priorité aux zones avec un stress hydrique ne veut pas dire exclusivement dans ces zones, loin de là !

Rappelons un point important à ce sujet : l’eau ne disparait pas sur Terre au sens physique du terme, pas plus qu’elle se crée : elle suit un cycle. Par contre, avec le réchauffement climatique et des prélèvements massifs dans certaines zones, le cycle peut changer : certaines régions deviennent plus humides, d’autres plus sèches et les épisodes extrêmes – sécheresses et précipitations – s’intensifient.

L’enjeu n’est donc pas seulement le volume global d’eau, mais la pression exercée sur cette ressource au niveau local et son évolution au fil des années. Même en admettant que les promesses soient tenues, qui va s’occuper de vérifier les conséquences réelles des projets de réhabilitation ? Il faudrait des audits indépendants.