Avec l’explosion de la demande énergétique – en grande partie due à la croissance des centres de données soutenant une industrie de l’IA en plein essor – des inquiétudes sont apparues quant à savoir où le pays trouvera la capacité énergétique nécessaire pour répondre à ses besoins en énergie.
Un nouveau rapport de la Fondation pour les technologies de l’information et l’innovation (ITIF) affirme que la capacité peut être trouvée à court et à moyen terme, ce qui donnera aux fournisseurs d’électricité le temps dont ils ont besoin pour ajouter des infrastructures au réseau existant et répondre à la demande d’électricité à plus long terme.
« Cependant, une telle solution n’arrivera pas d’elle-même », a écrit l’auteur du rapport, Robin Gaster, directeur de recherche au Centre pour l’énergie propre de l’ITIF à Washington, DC. « Sans une action significative sur plusieurs fronts et à une échelle substantielle, le réseau existant sera soumis à une pression croissante – et nous pouvons nous attendre à une lutte massive pour y accéder. »
« Les régulateurs seront pris entre la croissance soudaine de la demande et la pression politique pour servir d’abord les clients commerciaux et résidentiels existants, tout en maîtrisant les prix », a-t-il expliqué.
L’un des principaux moteurs de la demande croissante d’électricité semble être les centres de données, note le rapport, ce qui incite à ralentir leur croissance, voire à les empêcher complètement de se connecter au réseau.
« Ralentir la croissance des centres de données ou interdire la connexion au réseau est une approche à courte vue qui adopte une mentalité de rareté », a déclaré Wannie Park, PDG et fondateur de Pado AI, une société de gestion de l’énergie et d’orchestration de l’IA, à Malibu, en Californie.
« La croissance explosive de l’IA et des infrastructures numériques est un moteur majeur du progrès économique, scientifique et industriel », a-t-il déclaré à TechNewsWorld. « L’accent ne doit pas être mis sur l’étouffement de cette innovation essentielle, mais sur la nécessité de faire des centres de données des acteurs actifs et solidaires de l’écosystème énergétique. »
« Les centres de données sont le moteur de l’économie de l’IA, mais ils ne peuvent plus être des charges passives », a-t-il déclaré. « Les centres de données peuvent et doivent être des partenaires actifs qui contribuent à la stabilité et à la résilience du réseau, et ne se contentent pas de consommer de l’énergie. Interdire la croissance limiterait simplement l’innovation nécessaire pour résoudre la crise énergétique en premier lieu. »
Intégration intelligente nécessaire
La réalité est que les États-Unis ont considérablement sous-investi dans la mise à niveau et la planification du réseau à long terme, a affirmé Scotty Embley, associé chez Hi-Tequity, une société de développement et d’investissement de centres de données, à Melbourne Beach, en Floride. Le ralentissement de la construction des centres de données équivaut à un ralentissement des applications vitales telles que les banques, le gouvernement fédéral, les soins de santé et les transports, a-t-il déclaré à TechNewsWorld.
Cependant, il a reconnu qu’une coordination précoce avec les services publics est nécessaire pour garantir que les nouveaux emplacements d’installations sont stratégiquement planifiés et alimentés de manière responsable, là où un soutien adéquat du réseau est disponible.
Au lieu de restreindre le développement des centres de données, l’accent devrait être mis sur une intégration plus intelligente avec le réseau, a ajouté Allan Schurr, directeur commercial chez Enchanted Rock, un fournisseur de micro-réseaux alimentés au gaz naturel, à Houston.
Il est essentiel de planifier le cycle de vie complet des besoins en énergie d’un centre de données, depuis la construction jusqu’aux opérations à long terme, a-t-il poursuivi. Cette approche implique la mise en place de solutions permettant de maintenir les installations opérationnelles pendant les périodes de disponibilité limitée du réseau, d’événements météorologiques majeurs ou de pressions inattendues de la demande, a-t-il déclaré.
Schurr a expliqué que la production sur site, y compris les micro-réseaux de gaz naturel, peut fournir une alimentation de transition pendant les retards d’interconnexion, une capacité flexible pour prendre en charge les régions limitées par le réseau et une alimentation de secours fiable lorsque le réseau est stressé ou hors ligne. Avec ce type d’approche coordonnée, les centres de données peuvent continuer à se développer tout en renforçant, sans mettre à rude épreuve, notre infrastructure électrique, a-t-il soutenu.
Les centres de données sont la source d’informations pour tout ce que nous faisons sur Internet, a ajouté Arie Brish, professeur de commerce à l’Université St. Edward’s à Austin, au Texas. Ils doivent être debout 24h/24 et 7j/7. Ces installations ne ressemblent pas à une blanchisserie qui peut être limitée aux heures creuses.
Il a également noté que l’importance de la continuité des opérations des centres de données nécessite qu’ils disposent de sauvegardes de générateurs locaux. Ces générateurs locaux peuvent en effet être utilisés pour alimenter les installations pendant les heures de pointe, équilibrant ainsi la demande du réseau, a-t-il déclaré à TechNewsWorld.
Tirer le meilleur parti de l’infrastructure existante
Rick Bentley, PDG d’HydroHash, une société de crypto-minage axée sur l’énergie propre et les opérations à haute efficacité, à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, a recommandé aux opérateurs de centres de données d’éviter complètement le réseau. Cela permet au centre de données d’économiser des coûts considérables en termes de réglementation et de frais, a-t-il déclaré à TechNewsWorld.
Une fois connectés au réseau, leur électricité peut être réduite pendant les périodes de forte demande pour garantir que le chauffage reste allumé dans les maisons pendant une vague de froid, que les hôpitaux restent opérationnels et que la climatisation fonctionne pendant une vague de chaleur, a-t-il expliqué.
Le rapport de l’ITIF appelle également les États-Unis à extraire davantage d’électricité du réseau existant sans impact négatif sur les clients, tout en construisant de nouvelles capacités.
Les nouvelles technologies peuvent augmenter l’offre des lignes de transport et des générateurs existants, explique le rapport, ce qui peut faciliter la transition vers un réseau physique étendu.
Du côté de la demande, ajoute-t-il, il existe des capacités inutilisées, mais pas aux heures de pointe. Il suggère que les grands utilisateurs, tels que les centres de données, soient encouragés à déplacer leur demande vers les périodes creuses, sans nuire à leurs clients. Les réseaux font déjà une partie de cela, a-t-il noté, mais il reste encore beaucoup à faire.
Jusqu’à 40 % des besoins des centres de données ne sont pas très sensibles au facteur temps. Ils peuvent donc être des partenaires dans la gestion des pics de demande en déplaçant de manière proactive une partie de leur utilisation à des moments différents et même à des zones géographiques différentes, explique-t-il.
La pression de l’IA sur le réseau
Ironiquement, l’IA, un moteur important de la consommation électrique des centres de données, peut également contribuer à extraire davantage d’électricité du réseau existant.
Nous devons cartographier la fourniture d’énergie avec la même visibilité sur la chaîne d’approvisionnement que celle que nous appliquons à la défense nationale – en utilisant l’IA pour cartographier les endroits où l’énergie est gaspillée, où les infrastructures sont bloquées en raison de chaînes d’approvisionnement fragiles et où la capacité est coincée derrière des systèmes existants inefficaces, a déclaré à TechNewsWorld Brandon Daniels, PDG d’Exiger, un développeur de solutions de gestion des risques, de conformité et de chaîne d’approvisionnement basées sur l’IA, à McLean, en Virginie.
Pado’s Park a convenu que l’un des meilleurs moyens de maximiser la capacité du réseau existant est d’exploiter les logiciels et l’IA/ML pour mieux équilibrer l’offre et la demande d’électricité. La mise en œuvre d’une demande orchestrée via un logiciel avancé pour une flexibilité côté demande peut coordonner intelligemment des charges importantes et flexibles – comme les centres de données – avec les signaux du réseau, a-t-il noté.
Le principal défi réside dans la rapidité de déploiement et le retard réglementaire, a-t-il déclaré. La croissance des centres de données évolue à un rythme sans précédent, et les processus traditionnels de planification des services publics et d’approbation réglementaire ont du mal à suivre, pour de bonnes raisons.
De plus, a-t-il poursuivi, les centres de données fonctionnent selon des exigences de fiabilité strictes, appelées « cinq neuf », ce qui crée des obstacles techniques et contractuels à l’intégration de la flexibilité de charge à grande échelle.
Embley, de Hi-Tequity, a affirmé que les États-Unis peuvent extraire davantage de capacité du réseau existant en mettant à profit l’énergie sous-utilisée ou bloquée – que ce soit en reconvertissant des sites industriels qui disposent déjà d’une infrastructure électrique lourde ou en exploitant des sous-stations inutilisées et des interconnexions construites pour les charges de fabrication passées.
Ces approches apportent un soulagement bien plus rapidement que la construction de nouvelles transmissions, a-t-il expliqué. Le défi est que la tension du réseau est déjà le principal obstacle cité par les services publics, et que les mises à niveau majeures s’échelonnent sur plusieurs décennies. Les files d’attente pour les interconnexions continuent de croître, et même lorsque la capacité existe sur le papier, les équipements critiques comme les transformateurs et les appareillages de commutation nécessitent des délais de livraison de 12 à 24 mois, ce qui ralentit souvent les projets plus que la construction elle-même.
Il a ajouté que la densité de calcul a radicalement changé à mesure que l’utilisation de l’intelligence artificielle continue de monter en flèche. Les clusters d’IA d’aujourd’hui consomment entre 30 et 60 kilowatts par armoire, soit deux à trois fois la charge des anciens racks de processeurs, ce qui surcharge les systèmes électriques et thermiques construits pour une autre époque, a-t-il expliqué.
Dans le même temps, l’expansion du réseau, l’interconnexion et les équipements électriques à long terme fonctionnent sur des délais de plusieurs décennies, tandis que la demande d’IA augmente sur des délais d’un an.
C’est cette inadéquation, a-t-il dit, et non un manque d’ambition ou d’innovation, qui est à l’origine de la crise actuelle du pouvoir.
