Pollution des data centers : comment la réduire ?

Margaux Achite-Henni
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Sommaire
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Tout savoir sur la pollution liée aux data centers !

  • Qu'est-ce qu'un data center ?
    Les data centers sont des lieux physiques qui rassemblent divers outils informatiques et systèmes d’information permettant de stocker de la donnée immatérielle grâce à des serveurs, des routeurs, des disques durs ... Ces installations informatiques ont comme rôle de conserver les données et de distribuer ces données.
  • Comment les data centers fonctionnent ?
    Pour stocker et distribuer les données, les data centers dégagent de la chaleur et surchauffent. Leur refroidissement est donc nécessaires pour éviter leur dégradation.
  • Pourquoi les data centers polluent ?
    La pollution des data centers provient essentiellement de leur besoin en électricité continu puisqu'ils fonctionnent 24h/24 et 7j/7 et des systèmes de refroidissement dont ils ont besoin.
  • La pollution des data centers en quelques chiffres :
    - Les data centers consomment 2% de l'électricité mondiale
    - 2 tiers des data centers chinois fonctionnent à partir d’énergies fossiles, comme le gaz ou le charbon
    - 77% des serveurs des data centers sont suréquipés selon une étude de Control Up
  • Quelques méthodes pour améliorer le refroidissement :
    1. Méthode "couloir froid"
    2. Méthode "free cooling"
    3. L'huile

Data centers : qu’est-ce que c’est ?

Les data centers se multiplient dans les entreprises depuis les années 90. Nous en avons tous entendu parler, ainsi que de leur impact sur l’environnement. Pollution data centers : de quoi s’agit-il précisément ? C’est ce que nous allons voir…

Définition d’un data center

Les data centers sont des lieux physiques qui rassemblent divers outils informatiques et systèmes d’information permettant de stocker de la donnée (immatérielle). Par exemple, un data center se compose de : routeurs, commutateurs, ordinateurs, équipements réseaux et télécommunications, serveurs, des contrôleurs d’interface réseau, baies de stockage ou disques durs. Ces installations informatiques ont comme rôle de conserver les données et de distribuer ces données. Cela s’effectue à travers l’usage d’internet ou d’un réseau interne. Les data centers peuvent aussi s'appeler des centres de données ou centres informatiques. 

Rôle des data centers

Toute entreprise ou organisation qui souhaite stocker une masse de données importantes doivent faire appel à des data centers en interne ou en externe.

Cela permet d’héberger leurs sites internet et leurs services de cloud computing. Les data centers peuvent prendre différentes formes. Cela peut-être des petites pièces avec quelques serveurs, comme des grandes salles, avec des milliers de mètres carrés d’équipement informatique.

🖐 Dans le monde on compte environ 500 hyperscale, c’est-à-dire des data centers très important en surface et en contenu. Et en tout, il existe en 4798 dans le monde, répartis entre 122 pays. En France il y en aurait 149 dont 40% situés en Ile de France.

Les géants du numérique comme les GAFAM  (Google, Facebook, Microsoft, Amazon ou Apple) ont les data centers les plus puissants du monde. Découvrez comment passer à un hébergeur vert grâce à cet article.

Toutes les entreprises ne possèdent pas leurs propres data centers. En fonction de leur besoin, elles peuvent acheter ou louer des espaces de stockage. 

Data Centers

Fonctionnement des data centers

Pour garantir l’efficacité et la sécurité des data centers, leurs fonctionnements ne doivent pas s'interrompre. C’est-à-dire qu’il faut maintenir une certaine température (20 degrés) pour éviter les pannes, pour éviter les dysfonctionnements et les dégradations des installations. En effet, les installations informatiques peuvent émettre beaucoup de chaleur et doivent ainsi être refroidies. Un data center fonctionne donc 24h/24 et 7j/7. Si jamais il y a une panne dans le data center, par exemple à cause d’une coupure d’électricité, elle doit être réglée d’urgence.

🖐 Il faut aussi veiller à l’alimentation des data centers et éviter les amas de poussière.

L’efficacité des data centers se mesure à l’aide de Power Usage Effectiveness, un outil qui calcule le ratio d’énergie totale au sein d’un data center divisée par l’énergie utilisée par l’équipement informatique.

En général, les entreprises protègent bien leurs data centers, à l’aide de portes, d’alarmes, de portails ou de pare-feu. Les adresses des data centers se tiennent parfois secrètes. Les données numériques des entreprises doivent être cachées, pour éviter le piratage informatique.

Le data center peut se situer dans un bâtiment de l’entreprise en elle-même, dans un endroit loué (installation de colocation, appelée colo) ou bien l’entreprise peut faire appel aux services publics. De plus, un seul data center peut servir à plusieurs entreprises en même temps.

Comment s'explique la pollution des data centers?

Les data centers sont responsables de 0,3 % des émissions de gaz à effet de serre à échelle mondiale. Les data centers ont donc un impact non négligeable sur notre environnement. Mais à quoi est-ce dû ?

Consommation thermique et électrique des data centers

Les onduleurs et la climatisation représentent la moitié de la consommation énergétique d’un data center.

Effectivement, le refroidissement des data centers nécessite beaucoup d’eau et d’électricité pour la climatisation. L’eau finit dans les égouts. Cela représente des ressources environnementales et financières très importantes. Le refroidissement nécessite des substances chimiques polluantes et des batteries contenant des éléments toxiques.

“Les 800 data centers implantés en Californie nécessitent, annuellement, pour fonctionner, la même quantité d’eau que l’équivalent de 158 000 piscines olympiques. À l’échelle d’un data center, c’est l’équivalent des besoins en eau annuels de trois hôpitaux” prend comme exemple Inès Leonarduzzi, dans son livre Réparer le futur, du numérique à l’écologie.

Les data centers consomment 2% de l’électricité mondiale.

Comme expliqué précédemment, les data centers émettent beaucoup de chaleur. Dans la majorité des cas, cette chaleur se gaspille et se rejette dans l’environnement. C'est de là que vient la pollution des data centers.

🖐 2 tiers des data centers chinois fonctionnent à partir d’énergies fossiles, comme le gaz ou le charbon.

Data Centers

La pollution liée à la production des data centers à partir de métaux rares 

Les data centers ont de multiples composants dont les métaux rares. Comme nos ordinateurs par exemple. Cependant qui dit métaux rares, dit limité dans le temps, ce ne sont pas des ressources illimitées. 

De plus, la plupart du temps ces métaux rares s’extraient dans des régions assez pauvres comme en République Démocratique du Congo, dont les conditions de travail sont difficiles et quand les travailleurs, parfois des enfants, sont mal payés.

Enfin, ce sont des matières qui ne se recyclent pas.

🖐 Par exemple, les data centers on besoin de l’extraction de cobalt situé majoritairement en Afrique.

Les serveurs font des tâches inutiles 

Souvent les techniciens oublient de désactiver des fonctionnalités des serveurs inutiles. Ces fonctionnalités se traduisent sous forme d’actions et vont donc consommer. C’est du gaspillage car ce sont des fonctionnalités inutiles, qui travaillent dans le vent. Cela représente en moyenne, ¼ des serveurs d’un data center (fait observé par le chercheur et professeur Jonathan Koomey, en 2018). 

A cela s'ajoutent les résultats de l'enquête de Control Up, qui montre que 77% des serveurs des data centers sont suréquipés. C’est-à-dire qu’il y a plus de matériel en activité que nécessaire. Ainsi ils consomment plus que les tâches ne le demandent. Découvrez dans cet article comment passer au numérique responsable.

La pollution liée à la fabrication des bâtiments qui abritent les datas centers

La fabrication des bâtiments des data centers épuisent des énergies non renouvelables. De plus, la fabrication d’un data center va émettre beaucoup d'émissions de gaz à effet de serre. Cela s’explique par l'émission des déchets des équipement électroniques et électriques utiles pour la construction du bâtiment. 

Ensuite, les data centers peuvent prendre la place de milieux naturels. Leur construction modifie l’écosystème présent à l’origine sur le lieu, car les data centers prennent beaucoup d’espace et donc chassent la faune et éradique la flore.

Comment évaluer la pollution des data centers ?

Pour mesurer l’empreinte carbone de votre usage numérique, rien de plus simple. Il suffit de faire le bilan carbone de votre entreprise ! Justement Carbo vous propose une application pédagogique pour réaliser votre calcul. Sautez sur l’occasion !

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Les solutions pour passer des data centers aux green data centers

Avec le big data, l’évolution des technologies numériques, la téléphonie mobile, les vidéogrammes, les objets connectés, les intelligences artificielles et les crypto-monnaies, on doit s’attendre au fait que les données vont augmenter avec le temps. Plus il y aura de données, plus il y aura de pollution liée aux data centers...

C’est pour cela que les entreprises doivent se mettre à chercher des solutions. En voici quelques unes :

Organiser, optimiser et partager les ressources des data centers

Les serveurs virtuels

Un serveur virtuel ne fonctionne que lorsque quelqu'un l'utilise. Le reste du temps il est dans une sorte de “veille”, c’est-à-dire qu’il ne consomme pas. Donc, plus les serveurs virtuels remplaceront les serveurs “classiques”, moins il y aura de pollution liée aux data centers. Actuellement il y a en moyenne 50% de serveurs virtuels dans un data center (versus 50% de serveurs “classiques”).

Relocaliser les petits datas center

Si 80% des entreprises avec des petits serveurs, relocalisent leurs serveurs dans des data centers plus efficaces et importants, 25% de leur consommation d’énergie serait économisée, d’après une étude du Berkeley National Laboratory. En effet, les plus grands proposent une meilleure optimisation des ressources. Il s'agit juste de déménager les petits et les faire profiter d’une meilleure organisation.

💡 Pensez à réduire la consommation énergétique de vos appareils informatiques grâce à une stratégie Green Computing.

Chaque détail compte

Nous l’avons expliqué tout à l’heure, la sécurité est un enjeu majeur pour leur maintien. Ainsi, chaque outil nécessaire pour renforcer leur sécurité peut consommer. Et donc peut être repenser pour éviter de polluer. Par exemple, nous pouvons utiliser des systèmes anti-incendies chimiques, plutôt que des systèmes anti-incendies électroniques ou électriques qui s’ajoutent à la consommation et qui polluent plus. 

L’intelligence artificielle

L’arrivée des intelligences artificielles est aussi un nouveau moyen de gérer les ressources d’un data center. Les intelligences artificielles peuvent analyser le taux d’humidité, par exemple et de trouver le moyen de le rééquilibrer. Cependant c’est une méthode qui commence à peine à se développer donc il faut encore du temps avant de pouvoir l’utiliser dans tous les data centers.

Utiliser des énergies renouvelables, pour éviter de puiser nos ressources

Certains data centers utilisent seulement des énergies renouvelables pour se fournir en électricité.  

💡 Par exemple, le plus grand data center au monde (il fait plus de 668900 mètres carré de surface) fonctionne entièrement à l’aide d’énergies renouvelables. Ce data center, appelé Citadelle, se situe aux États-Unis.

Les énergies renouvelables peuvent alimenter et servir au refroidissement. Les ressources peuvent venir d’éoliennes, de centrales hydrauliques ou de plaques solaires par exemple.

La récupération d’énergie, pour ne pas gaspiller

La chaleur dégagée par les data centers peut être récupérée pour chauffer des bâtiments et/ou produire de l’eau chaude.

C’est depuis les années 2010 que des expériences ont été menées pour pouvoir recycler la chaleur des data centers. Et depuis nous savons que c’est possible !

💡 Par exemple, la chaleur émise par le data center de la Zac du Prieuré, est récupérée par le réseau de chauffage Dalkia, pour pouvoir chauffer un centre aquatique intercommunal à Marne-la-Vallée.

Les méthodes pour améliorer le refroidissement

Le refroidissement consomme trop d’énergies, mais ce n’est pas l’unique moyen.

  1.  Méthode “couloir froid”. Il suffit de bien positionner des serveurs, pour qu’ils ne mélangent pas l’air chaud et l’air froid. Ensuite, ces serveurs pourront absorber l’air froid sur leur face avant et rejeter cet arrière par leur face arrière.
  1. Méthode "free cooling" est d’utiliser des ressources naturelles fraîches. Si le data center se situe dans un pays froid ou en altitude, l’air frais ou l’eau froide (en mettant les serveurs directement dans les profondeurs des océans et des lacs) peuvent s’utiliser.
  1. Immerger les serveurs dans l’huile. “l’huile est un liquide non conducteur et non corrosif, qui absorbe jusqu’à 1 500 fois plus de chaleur que l’air.” d’après Inès Leonarduzzi. L’entreprise Alibaba utilise cette méthode par exemple.

Dans notre monde sous l’égide de la Big Data, les data centers sont rois. Si la démultiplication de la donnée a permis des innovations majeures ces 40 dernières années, elle soulève des enjeux écologiques que nous devons intégré. De nombreuses solutions sont accessibles pour réduire la pollution émise des data centers. Mais parfois la solution la plus simple reste la plus efficace : la data qui ne pollue pas est la data qu’on ne produit pas.

Margaux Achite-Henni
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