Quand les centres de données génèrent des îlots de chaleur inquiétants

Une étude de l’Université de Cambridge révèle que les centres de données alimentant l’IA créent des zones de surchauffe locale, augmentant les températures de surface de 2°C en moyenne et affectant 340 millions de personnes dans le monde. Ce phénomène, baptisé « effet d’îlot de chaleur des données », persiste jusqu’à 10 kilomètres des installations et pourrait avoir des conséquences environnementales et sociales majeures.

Les infrastructures numériques qui soutiennent l’intelligence artificielle génèrent des perturbations thermiques significatives à l’échelle locale. Selon une analyse menée par l’Université de Cambridge, ces installations massives produisent des augmentations de température de surface atteignant en moyenne 2 degrés Celsius, avec des pics à 9,1 degrés dans les situations les plus extrêmes. Environ 340 millions d’individus seraient concernés par ce phénomène à travers le globe.

Une méthodologie satellitaire révélatrice

L’équipe de recherche a exploité deux décennies de données de température de surface terrestre collectées par satellites, qu’elle a confrontées à la localisation de plusieurs milliers d’hyperscalers d’IA. Ces centres de données, pouvant s’étendre sur plus de 90 000 mètres carrés, concentrent des dizaines de milliers de serveurs. Pour isoler l’effet thermique spécifique à ces infrastructures, les scientifiques ont ciblé plus de 6 000 installations situées à distance des zones urbaines denses. « L’impact était plus important que prévu », reconnaît l’équipe, qui alerte sur le risque que ce phénomène « devienne un problème sérieux à l’avenir ».

L’empreinte thermique s’étend jusqu’à 10 kilomètres des centres de données, conservant environ 70% de son intensité à 7 kilomètres. Andrea Marinoni, professeur associé au groupe d’observation de la Terre de l’Université de Cambridge et auteur principal de l’étude, souligne que l’expansion programmée de ces infrastructures « pourrait avoir des impacts dramatiques sur la société » sur les plans environnemental, sanitaire et économique.

Des observations cohérentes à l’échelle mondiale

Le phénomène se manifeste avec une régularité troublante dans différentes régions géographiques. Dans la zone du Bajío au Mexique, pôle en développement pour l’implantation de centres de données, l’étude documente des hausses de température d’environ 2 degrés Celsius sur les vingt dernières années, inexplicables par d’autres facteurs climatiques. En Aragon, en Espagne, des augmentations similaires ont été enregistrées, sans équivalent dans les provinces limitrophes.

Des recherches complémentaires menées par l’Arizona State University corroborent ces observations à l’échelle locale. David Sailor, chercheur à l’ASU, a mesuré des élévations de température de l’air de 1,7 à 2,2 degrés Celsius dans les quartiers situés sous le vent des centres de données en Arizona. Les résultats convergent avec l’étude de Cambridge, bien que celle-ci n’ait pas encore subi le processus d’évaluation par les pairs.

Des réactions scientifiques contrastées

La communauté scientifique accueille ces conclusions avec des réserves mesurées. Ralph Hintemann, chercheur principal à l’Institut Borderstep pour l’innovation et la durabilité, estime que les effets thermiques rapportés « semblent très élevés ». Selon lui, les émissions liées à la production d’électricité nécessaire au fonctionnement des centres de données constituent « l’aspect le plus préoccupant ».

Deborah Andrews, professeure émérite à l’Université London South Bank, interprète ces résultats comme le symptôme d’une dynamique plus large. Elle observe comment « la ‘ruée vers l’or de l’IA’ semble primer sur les bonnes pratiques et la réflexion systémique ».

Un défi énergétique et thermique

L’effet d’îlot de chaleur des données s’explique par plusieurs mécanismes physiques. Les serveurs génèrent d’importantes quantités de chaleur lors de leur fonctionnement, nécessitant des systèmes de refroidissement énergivores. Ces systèmes rejettent la chaleur dans l’environnement immédiat, créant des microclimats artificiels. L’imperméabilisation des sols autour de ces installations, souvent bétonnés pour supporter les infrastructures, réduit l’évapotranspiration et amplifie le phénomène.

La consommation électrique des centres de données représente environ 1% de la demande mondiale, proportion qui pourrait tripler d’ici 2030 selon certaines projections. Cette croissance exponentielle s’accompagne d’une augmentation proportionnelle des rejets thermiques, posant des questions inédites en matière d’aménagement du territoire et de gestion des ressources énergétiques.

Les solutions techniques existent pourtant. Le recours aux énergies renouvelables, l’optimisation des systèmes de refroidissement par eau ou air naturel, et l’implantation stratégique des centres dans des zones climatiques favorables pourraient atténuer ces effets. Certaines entreprises explorent même la récupération de la chaleur fatale pour chauffer des bâtiments voisins, transformant un problème en opportunité.

La régulation peine cependant à suivre le rythme de l’innovation. Les normes environnementales applicables aux centres de données varient considérablement d’un pays à l’autre, créant des distorsions de concurrence et des risques de délocalisation des impacts environnementaux. L’Union européenne travaille actuellement à l’élaboration d’un cadre réglementaire harmonisé, mais le processus s’avère complexe face à la diversité des situations nationales.

Article : « The data heat island effect: quantifying the impact of AI data centers in a warming world » – DOI : https://doi.org/10.48550/arXiv.2603.20897