Centres de données : énergie, refroidissement, réseaux sous tension et une amende de 1,1 M$

Le département de l'Énergie des États-Unis a annoncé cette semaine qu'il investirait 5,25 milliards de dollars dans l'amélioration du réseau. L'enveloppe comprend 1,9 milliard de dollars de fonds fédéraux et 3,35 milliards de dollars de financement partagé, selon The Register.

Cet argent soutient 31 projets dans 26 États et vise à ajouter au moins 23 gigawatts de capacité. La part fédérale de 1,9 milliard de dollars constitue le cœur de l'annonce. Le programme ne construit pas de nouvelle production. L'essentiel des travaux consiste à remplacer les conducteurs ou à reconstruire plus de 1 500 miles de lignes de transport. Il déploie aussi des capteurs, des dispositifs de contrôle des flux de puissance et des outils analytiques sur 21 000 miles d'infrastructures électriques. Le département de l'Énergie affirme que cela améliorera la fiabilité et réduira les coûts de l'électricité pour environ 100 millions d'Américains. Le secrétaire à l'Énergie Chris Wright a déclaré que ces investissements « permettront de tirer davantage de l'infrastructure que nous avons déjà, de faire circuler plus d'électricité sur le réseau et d'aider à fournir une énergie abordable, fiable et sûre qui alimentera la prospérité américaine pour les décennies à venir ».

Ce cadrage compte. La contrainte ne porte pas seulement sur la quantité d'électricité que le pays peut produire. Elle porte sur ce que les câbles peuvent transporter et sur la vitesse à laquelle le système peut ajouter de la capacité.

The Register rapporte que Moody's a averti plus tôt ce mois-ci que la construction de centres de données dépasse la capacité du réseau à ajouter la puissance nécessaire. D'ici 2030, Moody's estime que la consommation électrique des centres de données américains atteindra 426 TWh, près du double du chiffre de 2025. Gardez ce nombre en tête à la lecture de toute annonce sur des mises à niveau du réseau. En attendant, les opérateurs achètent de l'électricité autrement. The Register note une vague d'investissements dans les petits réacteurs modulaires, la géothermie et la remise en service de centrales nucléaires vieillissantes. Les fabricants de puces poussent eux aussi vers des centres de données plus intelligents et plus connectés, capables de rendre de la capacité au réseau quand c'est nécessaire, Nvidia compris.

Le refroidissement est le problème le plus difficile

L'énergie fait les gros titres. La chaleur, elle, embarrasse la physique. Le projet Suncatcher de Google, qui vise à tester le calcul d'IA en orbite, en est l'illustration la plus claire.

Ars Technica rapporte que le premier satellite expérimental de Google, baptisé MVP, doit être lancé le 1er octobre à bord d'une Falcon 9 de SpaceX, dans le cadre du vol partagé Transporter-18. Le satellite a à peu près la taille d'un réfrigérateur et embarque quatre accélérateurs d'IA TPU conçus par Google. Ses panneaux solaires fournissent environ un kilowatt, de quoi faire tourner un four à micro-ondes ou un sèche-cheveux. Google n'a pas construit l'engin spatial de zéro. Le matériel d'IA à bord est bien celui de Google, mais le satellite vient d'une société d'imagerie satellitaire appelée Planet Labs, selon Ars Technica. Le projet initial prévoyait le lancement de deux satellites sur mesure en 2027. Google a voulu aller plus vite et a intégré ses puces dans un satellite que Planet Labs avait déjà construit pour un premier essai.

Le refroidissement explique pourquoi le test fonctionnera par courtes séquences. Ars Technica rapporte que la solution de Google utilise une couche de « matériau d'interface thermique » malléable qui relie les puces à des caloducs en aluminium et en cuivre. Ceux-ci conduisent la chaleur vers un radiateur qui la projette dans l'espace. Malgré cela, le système ne peut fonctionner que par périodes d'environ 15 minutes avant que les TPU doivent s'arrêter pour laisser les radiateurs rattraper leur retard.

Tom's Hardware a également rapporté cette limite de 15 minutes. Le site précise que le satellite traitera des requêtes d'IA pendant un an au maximum, tout en restant en orbite jusqu'à six ans avant de brûler à la rentrée dans l'atmosphère. Les deux médias divergent sur la durée de fonctionnement de la charge utile d'IA : les affirmations sur cette durée sont donc à prendre avec prudence. Les radiations posent l'autre problème. Ars Technica note qu'elles peuvent endommager les puces ou fausser les calculs en inversant des bits. Le média ajoute que les puces de Google sont les mêmes TPU que celles de ses serveurs terrestres, et non du matériel spécialement durci. Tom's Hardware rapporte que la réponse de Google, pour l'instant, consiste à redémarrer régulièrement les puces. James Manyika, vice-président senior de la recherche chez Google, a déclaré au New York Times : « Pour être tout à fait franc, nous ne nous attendons pas à avoir quelque chose d'utilement opérationnel dans les prochaines années. » Il a comparé l'effort aux voitures sans chauffeur de Google, que l'entreprise a testées « environ 15 ans avant que quoi que ce soit n'arrive ».

Les centres de données en orbite ne sont pas une réponse à court terme aux limites terrestres d'énergie et de refroidissement. C'est un programme de recherche avec un satellite de quatre puces et un panneau solaire d'un kilowatt. Google a évoqué des plans à long terme pour des flottes en réseau de plus de 80 satellites, selon Tom's Hardware. Mais le patron de la recherche de l'entreprise situe lui-même l'échéance en années, pas en trimestres.

L'exemple à 1,1 M$ du New Jersey

Sur le terrain, la répression se fait plus forte. Le New Jersey a ordonné à l'exploitant de l'un des plus grands centres de données prévus sur la côte Est de payer une amende de 1,1 million de dollars. L'État affirme que l'entreprise a installé et fait fonctionner en secret des générateurs à gaz, en violation de sa loi sur le contrôle de la pollution de l'air, rapporte Ars Technica le 24 septembre. DataOne a été condamnée après une enquête du Guardian et de Floodlight News qui avait partagé en août des images de drone thermique. Ces images montraient que 45 des 62 générateurs à gaz fonctionnaient.

Aucun des générateurs ne disposait des permis exigés pour les unités d'une capacité de 37 kilowatts ou plus, alors qu'ils tournaient à des capacités de 1 982 kW, plus de 50 fois la limite de l'État, selon Ars Technica. Le département de la protection de l'environnement du New Jersey a souligné que ces générateurs émettent du dioxyde de carbone, des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone et d'autres polluants liés à la combustion. Ceux-ci peuvent aggraver l'asthme, déclencher des crises cardiaques et causer des morts prématurées. Ed Potosnak, commissaire du département, a qualifié cette action de « de loin la plus lourde jamais prise contre un centre de données dans le New Jersey ». Il a déclaré que les centres de données ne seraient pas « construits ou exploités en toute impunité dans cet État ».

La sanction a ses limites. DataOne a eu 45 jours pour demander des permis ou cesser ses activités, mais elle peut continuer à faire tourner les moteurs à gaz pendant qu'elle les demande. Nichole Gardner, de l'association environnementale locale Sustain SJ, a déclaré à Ars que « nous estimons que c'est insuffisant, tant sur le montant que sur l'application ». Un porte-parole de DataOne a déclaré au New York Times que l'entreprise « demandera les permis d'émission atmosphérique pour les générateurs temporaires ». Le porte-parole a dit qu'elle « contestait » l'amende et ajouté que le site « passe à des piles à combustible à faibles émissions et silencieuses ».

Les riverains du site de Vineland, qui alimente les outils d'IA de Microsoft, dont Copilot, ne sont pas rassurés. Tiffany Leone-Vespa a déclaré au NYT : « Qu'avons-nous respiré depuis qu'ils font tourner ces générateurs sans permis ? » Steve Brown, un autre habitant de longue date, y voit un arrangement du type « ne demande pas la permission, demande le pardon plus tard ». Le New Jersey compte plus de 80 centres de données prévus ou en construction. L'État a récemment adopté une loi supprimant les crédits d'impôt pour les centres de données, privant les promoteurs d'un fonds qui offrait auparavant 250 millions de dollars d'incitations.

Mis bout à bout, les trois dossiers dessinent une logique claire. L'argent pour le réseau est réel, mais étalé dans le temps. L'expérience en orbite est réelle, mais minuscule. L'amende du New Jersey est réelle, mais faible au regard des capitaux en jeu, comme le soulignent les riverains. Aucun des trois ne résout la crise de l'énergie et du refroidissement que décrivent les projections de l'industrie elle-même.