Empreinte carbone du cloud : des approches et des technologies qui changent la donne

Au-delà du "green washing" que certains arguent à propos des initiatives lancées par les grands acteurs du cloud public pour réduire leur empreinte carbone, force est de constater que leurs investissements dans des technologies de nouvelle génération et dans des approches innovantes en matière de maîtrise énergétique de leurs centres de données vont bien au-delà : elles se traduisent par des actions concrètes qui devraient porter leurs fruits dans les prochaines années. Elles peuvent inclure la mise en place de fonds d'investissements de plusieurs centaines de millions d'euros dédiés au soutien de ces efforts. Microsoft en a lancé un s'élevant à 1 milliard de dollars sur quatre ans.

Les projets énergétiques associés sont ambitieux, avec des résultats souhaités se projetant entre 5 et 20 ans pour les plus lointains. Une des premières étapes est le plus souvent :

• La mise en place d'un objectif "bilan carbone neutre" ou "net zero carbone". Pour Google Cloud et Microsoft, celui-ci a été fixé à 2030 et pour AWS à 2040 ;
• La création en interne d'un rôle de leadership dédié aux sujets de l'environnement et de la durabilité ("sustainability").

En analysant les approches de chacun de ces grands acteurs, voici quelques-unes des démarches innovantes identifiées ce jour et à suivre dans leurs effets positifs en matière d'impact environnemental :

• Microsoft investit dans les piles à hydrogène pour ses alimentations de secours et teste, dans le cadre du projet Natick avec Naval Group, l'immersion sous-marine d'un centre de données en Ecosse avec l'usage d'énergie 100% renouvelable (marémotrice, houlomotrice, solaire et éolien) ;
• OVH utilise le "free cooling", système optimisé de refroidissement à eau qui permet de baisser la température des équipements hébergés et d'éviter de recourir à des systèmes de climatisation, très consommateurs en énergie ;
• AWS est engagé, comme d'autres acteurs du cloud, dans des projets de parcs éoliens. Les 3 derniers annoncés en 2019 (Irlande, Suède et États-Unis) ont comme objectif de produire 670 000 mégawattheures (MWh) d'énergie renouvelable par an ;
• Chez Google, la technologie de l'intelligence artificielle (IA) contribue à réduire de 30% l'énergie utilisée pour refroidir ses centres de données ;
• Pour son 5ème centre de données en France, Scaleway a investi dans le refroidissement adiabatique, approche qui permettrait de consommer jusqu'à 40% d'énergie en moins par rapport aux systèmes classiques de climatisation.

De son côté, IBM souhaite accélérer la découverte de nouveaux matériaux pour un avenir plus durable avec un axe dédié aux émissions de CO2 et un autre aux batteries et au stockage de l'énergie. Pour les 5 prochaines années, la société mobilise sa R&D sur des projets permettant notamment de capter le CO2 plus efficacement et de le transformer ensuite en quelque chose d'utile grâce au recours à de nouveaux matériaux et procédés.

Par leurs effets induits, d'autres recherches pourraient avoir des impacts positifs. Par exemple, NVIDIA Research utilise l'IA pour réduire la bande passante des appels vidéo en améliorant leur qualité grace au GAN (Generative Adversarial Network - Réseau Antagoniste Génératif). Cette approche pourrait potentiellement aider à réduire aussi l'énergie consommée par les serveurs des centres de données dédiés à ces usages. Les opérateurs de cloud ayant des accords forts avec NVIDIA devraient pouvoir en tirer parti.

Ces initiatives éco-responsables et innovantes se déclinent aussi à travers des partenariats croisés avec des clients comme celui entre Microsoft (services du cloud Azure) et BP (énergie renouvelable). Une telle collaboration est mise en place afin d'utiliser des innovations technologiques et numériques pour aider à atteindre les objectifs de durabilité de chacune des entreprises (inc. la réduction de la consommation d'énergie et des émissions de carbone).

L'empreinte carbone des acteurs du cloud doit aussi être considérée en dynamique et non uniquement à instant T, en intégrant :

• Les efforts qu'ils consentent en matière d'investissements et de recherche technologiques qui pourraient radicalement changer la donne dans ce domaine ;
• Leur évolution vers des centres de données de nouvelle génération en matière de consommation énergétique ;
• Les apports des solutions numériques qu'ils développent (cf. IA) à la réduction de leur empreinte carbone, et au-delà de leur consommation en eau.

C'est aussi sans oublier que le modèle même du cloud, et tout particulièrement celui du cloud public, repose sur la mutualisation des ressources informatiques à la source d'une amélioration généralisée du rendement énergétique, qui entraîne elle-même une diminution des émissions de gaz carbonique, par rapport à d'autres modèles plus anciens de consommation de ressources. Les clients de solutions de cloud public consommeraient moins de serveurs que ceux d'autres solutions, moins d'énergie à isopérimètre et réduiraient drastiquement leurs émissions de carbone pour un même usage. A titre d'exemple, le PUE [1] du parc mondial des centres de données de Google a atteint le record de 1,10 en 2019, contre 1,67 en moyenne dans le secteur.

[1] PUE = efficacité annuelle moyenne de la consommation d'énergie