Le coût caché de l’essor de l’IA : sommes-nous désormais confrontés à une explosion des prix de l’électricité ?

### L'IA consomme de l'électricité : comment les géants de la technologie poussent les réseaux électriques à leurs limites – et vous en payez le prix ### Effondrement du réseau électrique ? La soif insatiable d'énergie de l'IA met en danger notre approvisionnement ### Les géants de l'IA au détriment des citoyens ? Le débat sur la flambée des coûts de l'énergie a éclaté ### Plus d'électricité pour l'IA que pour 100 000 foyers : qui devrait la payer ? ###

Demande énergétique et évolution des coûts des centres de données d'IA aux États-Unis et en Europe

Quels changements la consommation d'électricité des centres de données subit-elle sous l'influence de l'intelligence artificielle aux États-Unis et en Europe ? Comment ces nouvelles contraintes affectent-elles les réseaux électriques, les prix et les infrastructures, et qui en supporte in fine les coûts ? Quels sont les parallèles et les différences entre les deux marchés, notamment en matière de subventions et de charge future pour les entreprises et les citoyens ?

Demande actuelle d'énergie des centres de données aux États-Unis

Quelle est la part actuelle des centres de données dans la consommation d’électricité aux États-Unis et quelle est cette tendance ?

Selon un rapport du New York Times et d'autres enquêtes, les centres de données représentaient environ 4 % de la consommation totale d'électricité aux États-Unis en 2023. Ce chiffre devrait atteindre 12 % d'ici 2028 au plus tard, grâce à l'utilisation accrue des applications d'IA et à l'installation associée de serveurs hautes performances et d'accélérateurs d'IA spécialisés. Selon les prévisions du Département de l'Énergie des États-Unis (DOE) et du Lawrence Berkeley National Lab, la demande d'électricité des centres de données américains est passée de 76 TWh en 2018 à 176 TWh en 2023. Des valeurs comprises entre 325 et 580 TWh sont prévues pour 2028, en fonction du rythme de développement de l'IA et des gains d'efficacité liés aux nouvelles technologies. Le taux de croissance moyen se situe donc entre 13 et 27 % par an.

Évolution de la consommation d'énergie et impacts sur le réseau électrique

Que signifie l’augmentation rapide de la consommation d’énergie des centres de données d’IA pour les réseaux électriques et les prix américains ?

Cette évolution exerce une pression considérable sur les réseaux électriques existants, initialement conçus pour une demande modérée. Les centres de données nécessitent des niveaux d'électricité élevés et constants, la consommation d'un grand centre de données d'IA étant déjà comparable à celle de centaines de milliers de foyers. En Virginie, un haut lieu de l'industrie américaine des données, les centres de données représentent jusqu'à 25 % de la consommation électrique locale.

Aux États-Unis, les prix de l'électricité ont augmenté d'environ 30 % depuis 2020, sous l'effet de la réhabilitation des infrastructures de réseau, des projets de modernisation et des mesures de protection contre les intempéries. Les investissements des entreprises technologiques dans leurs propres centrales électriques et l'expansion nécessaire des infrastructures électriques pour accompagner l'essor de l'IA devraient être en partie répercutés sur les petites entreprises et les consommateurs. Si le gouvernement américain n'oblige pas les fournisseurs de technologies à prendre en charge ces coûts, de nouvelles hausses de prix pouvant atteindre 25 % sont à prévoir dans les régions particulièrement touchées, comme la Virginie.

Investissements dans les infrastructures et les centrales électriques

Comment les entreprises technologiques réagissent-elles à la demande croissante d’électricité et quel rôle jouent leurs propres centrales électriques ?

Des entreprises comme Microsoft, Google, Amazon et d'autres investissent de plus en plus dans leurs propres centrales électriques conventionnelles et renouvelables afin de couvrir leurs besoins énergétiques indépendamment du réseau public. Ces investissements répondent également à la forte utilisation et aux potentiels goulots d'étranglement du réseau électrique. La tendance est aux centrales nucléaires et aux petits réacteurs modulaires, ainsi qu'aux nouvelles centrales au gaz, pour sécuriser l'approvisionnement et réduire l'empreinte carbone. Néanmoins, le défi demeure : les délais d'extension et de conversion des infrastructures de réseau dépassent souvent les courts délais de construction des nouveaux centres de données.

Augmentations de prix et répartition des coûts entre les consommateurs

Comment se répartissent les coûts de l’extension du réseau électrique et de l’augmentation des prix de l’électricité aux États-Unis, et quelles solutions politiques existent ?

Les services publics américains ont tendance à répercuter les coûts d'expansion du réseau sur plusieurs décennies en augmentant les prix pour tous les clients connectés. Un débat est actuellement en cours sur la mesure dans laquelle les grandes entreprises technologiques devraient contribuer au financement des infrastructures, par exemple par le biais de tarifs spéciaux ou de surtaxes pour les gros clients. Dans des États comme la Virginie, les prix de l'énergie pourraient augmenter jusqu'à 75 % si des investissements supplémentaires s'avéraient nécessaires et si les coûts étaient répartis entre tous les consommateurs d'électricité.

Parallèlement, de nouvelles approches réglementaires émergent, comme la charge ciblée des entreprises technologiques par le biais de leurs propres contributions à l’expansion du réseau qui en résulte, ou l’introduction de programmes de réponse à la demande dans lesquels les centres de données réduisent leur propre demande d’électricité en cas d’urgence.

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Situation et tendances parallèles en Europe

Peut-on observer des évolutions similaires en Europe ?

Une évolution similaire se dessine en Europe. La Commission européenne a annoncé un financement de 20 milliards d'euros pour la construction de quatre à cinq gigafactories d'IA, dont jusqu'à 35 % des coûts seront couverts par des fonds publics. Fin juin 2025, 76 manifestations d'intérêt pour des sites de gigafactories dans 16 États membres avaient été reçues. Les centres de données prévus seront équipés d'au moins 100 000 GPU hautes performances.

Selon les estimations d'experts et d'études sectorielles, la demande énergétique des centres de données d'IA en Europe pourrait augmenter d'un tiers d'ici 2030, notamment en raison du regroupement du traitement des données et de l'entraînement de grands modèles d'IA. Les réseaux de points névralgiques comme Francfort et Berlin atteignent déjà leurs limites.

Extension du réseau et répartition des coûts en Europe

Comment sont financés les coûts d’extension du réseau et les subventions en Europe ?

L'extension du réseau électrique en Europe est essentielle pour répondre à la demande énergétique croissante des nouveaux centres de données. Les coûts de cette expansion sont principalement couverts par les recettes fiscales et les subventions de l'UE. Cependant, là encore, le risque existe qu'une partie des subventions et des coûts supplémentaires soient répercutés sur les contribuables, à moins que les opérateurs privés ne participent davantage au financement.

Parallèlement, l'Europe est en concurrence avec les États-Unis et la Chine, où les coûts de l'électricité pour les centres de données sont souvent nettement inférieurs. En Allemagne, les prix moyens de l'électricité industrielle sont environ deux fois plus élevés qu'aux États-Unis. Afin de garantir des prix compétitifs, des propositions préliminaires, émanant notamment du ministre bavarois du Numérique, visent à introduire un « prix de l'électricité IA » européen ou des tarifs spéciaux pour les centres de données IA durables.

Le défi des infrastructures de réseau et du mix énergétique

Quels problèmes se posent lors de l’extension des infrastructures et comment le mix énergétique évolue-t-il ?

En Allemagne, de nombreuses régions – dont Francfort et Berlin – souffrent de congestion et de longs délais d'attente pour le raccordement au réseau. Doubler, voire tripler, la capacité des centres de données d'IA en Europe d'ici 2030 paraît donc ambitieux ; en réalité, un doublement est considéré comme plus probable. L'expansion des réseaux est soutenue par d'importants investissements dans les énergies renouvelables, mais les centrales à combustibles fossiles et à gaz resteront nécessaires pour la charge de base. L'Europe étudie également l'intégration de réacteurs nucléaires modulaires (SMR) et de solutions de batteries pour alimenter les centres d'IA énergivores.

Agenda politique en matière d'efficacité énergétique et de durabilité

Quelles mesures politiques et techniques existent pour limiter les impacts environnementaux et tarifaires ?

Les innovations en matière d'efficacité énergétique – telles que des technologies de refroidissement plus performantes, des matériels et logiciels économes en énergie et l'intégration de la récupération de chaleur résiduelle – peuvent contribuer à réduire l'impact environnemental et à stabiliser les coûts d'exploitation. La promotion de centres de données durables par le biais de tarifs préférentiels, d'incitations fiscales et de programmes de recherche est à l'étude dans plusieurs pays.

De plus, de nouvelles exigences réglementaires jouent un rôle, comme la loi allemande sur l'efficacité énergétique, qui impose des exigences d'efficacité accrues aux opérateurs et favorise la transition vers l'informatique de pointe. Le discours politique appelle de plus en plus à une approche plus durable et globale, prenant en compte l'empreinte CO₂, la consommation de ressources et l'ensemble du cycle de vie des infrastructures.

IA contre approvisionnement énergétique : la course contre la hausse des coûts et la complexité

À quoi peut-on s’attendre à moyen terme en termes de prix de l’électricité, de réseau et de contrôle politique ?

Le développement de la demande énergétique des centres de données d'IA aura un impact significatif sur les infrastructures de réseau et les prix de l'énergie aux États-Unis et en Europe dans les années à venir. Si les décideurs politiques n'imposent pas de plus grandes obligations aux grandes entreprises technologiques pour financer ces investissements, les petites entreprises et les particuliers seront confrontés à un fardeau considérable sous la forme d'une hausse des prix de l'électricité et des taxes. Parallèlement, les réseaux électriques doivent être massivement étendus, modernisés et rendus résilients et flexibles face aux conditions météorologiques extrêmes et aux pics de consommation.

À long terme, seul un mélange équilibré de contrôle politique, de modèles de coûts innovants, d’exigences réglementaires et d’innovation technologique peut garantir la compétitivité et assurer une répartition équitable des charges selon le principe du pollueur-payeur.

La délocalisation d'une grande partie de l'infrastructure numérique vers des centres de données d'IA énergivores pose des défis majeurs aux réseaux électriques et aux structures tarifaires aux États-Unis et en Europe. Les pratiques de financement actuelles reportent de plus en plus les coûts sur les petites entreprises et les ménages, à moins que des mesures politiques ne soient prises pour y remédier. L'Europe doit également défendre la sécurité d'approvisionnement et la compétitivité de ses industries face à la hausse des prix de l'énergie et à la longueur des projets d'extension du réseau. Des solutions durables et efficaces sont nécessaires pour éviter l'effondrement des infrastructures de réseau et une perte de compétitivité. Les années à venir montreront si et comment les politiques nationales et européennes peuvent s'adapter à cette nouvelle réalité.

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