Quelle est l’importance des métriques WUE dans les centres de données ?

À mesure que le nombre de centres de données augmente, la demande en électricité augmente également. Les équipements informatiques consomment beaucoup d’énergie, ce qui peut générer trop de chaleur. De nombreux centres de données dépendent principalement de l'eau pour refroidir leur infrastructure. L’eau est généralement considérée comme plus abondante et plus rentable que l’électricité. En 2011, Green Grid a créé la métrique WUE (water usage effective) pour mesurer la durabilité des centres de données en termes d'utilisation de l'eau et sa relation avec la consommation d'énergie.

Pour comprendre l’impact sur l’environnement, les opérateurs de centres de données prennent les PUE très au sérieux. Étant donné que le calcul du PUE n’implique pas la consommation d’eau, le fait de déplacer la charge de refroidissement de l’électricité vers l’eau peut améliorer le PUE. Même si cela permet aux centres de données de réduire leur consommation d’énergie, la traduction en un moindre impact environnemental reste difficile à réaliser. De nombreux serveurs dans des centres de données hyperscale nécessitent une plus grande capacité de refroidissement, ce qui impose une charge énorme aux ressources en eau locales. Étant donné que les centres de données sont souvent situés dans des zones où une pénurie d’eau est probable à l’avenir, le WUE devient un indicateur clé. Lorsqu'il est combiné avec un PUE, le WUE peut fournir un aperçu complet de l'efficacité des installations.

Pour calculer le WUE, la formule est la suivante :

Pour les centres de données équipés de systèmes de climatisation refroidis par eau, la consommation d'eau comprend principalement l'évaporation de l'eau de refroidissement, l'évacuation de l'eau de refroidissement, l'eau d'humidification des salles informatiques, l'eau d'adoucissement des équipements, l'eau d'entretien des équipements et l'eau de fonctionnement et d'entretien du système de refroidissement.

Un WUE inférieur indique une utilisation plus efficace de l’eau dans le centre de données. Le système de refroidissement par évaporation d'eau dans le système de réfrigération peut réduire la valeur du PUE, mais il entraîne également une augmentation de la consommation d'eau, et il existe une certaine corrélation négative entre le PUE et le WUE.

On estime que l’industrie des centres de données représente 1 % de la consommation mondiale d’électricité (Jones 2018). En moyenne, les centres de données utilisent 1,8 litre d’eau douce pour chaque kWh d’énergie informatique consommé (Shepherd et al., 2016,28). À titre de comparaison, il faut 57 litres d’eau pour produire 1 kWh d’électricité aux États-Unis (Dieter et al. 2018,42). Traditionnellement, les ODD se sont concentrés sur l’énergie plutôt que sur l’eau, mais cette tendance est en train de changer.

Pour obtenir la solution de refroidissement de centre de données la plus durable, il faut équilibrer l’utilisation de l’électricité et de l’eau. Une technologie de refroidissement qui n'utilise pas du tout d'eau (WUE 0) se fait au détriment de la consommation d'électricité et ne constitue donc pas la solution la plus durable. À mesure que la technologie évolue, les solutions les plus durables sont celles basées sur l’efficacité énergétique globale, la gestion de l’eau et le coût total de possession. Par exemple, si l'eau est traitée avec un acide tel que l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique ou l'acide ascorbique au lieu d'un équipement de traitement de l'eau supplémentaire, l'eau peut être réutilisée plusieurs fois, réduisant ainsi la quantité d'eau supplémentaire requise.

"Il est plus important de considérer la qualité de l'eau utilisée. Les eaux usées traitées conviennent-elles aux centres de données pour refroidir et tirer la chasse d'eau de nos toilettes ou arroser nos pelouses ? Nous disposons d'un modèle d'infrastructure d'eau ponctuel qui traite l'eau de la plus haute qualité, puis utilise cette eau à des fins qui ne nécessitent pas d'eau potable, comme le refroidissement des centres de données. ", A déclaré le Dr Newsha K. Ajami, responsable de la stratégie et du développement pour la recherche au Berkeley Lab Earth and Environmental Sciences Area.

De grands noms comme Microsoft et Google tentent désormais d’ouvrir la voie au secteur des centres de données pour qu’il s’oriente vers les énergies renouvelables et des méthodes de travail plus durables. Google s'engage à utiliser autant que possible des alternatives à l'eau douce, qu'il s'agisse d'eaux usées, d'eaux industrielles ou d'eau de mer. Jusqu'à présent, plus de 25 % des campus de centres de données de l'entreprise utilisent de l'eau recyclée ou non potable.

Quant à Microsoft, Noel Walsh, vice-président des opérations cloud et de l'innovation, a blogué l'année dernière sur la manière dont l'entreprise recherche actuellement des solutions créatives et innovantes pour les opérations des centres de données afin de l'aider à atteindre ses objectifs de développement durable. Il existe désormais un engagement à réduire la consommation d'eau dans les opérations des centres de données de 95 % d'ici 2024, ce qui signifie que tous les aspects de l'entreprise doivent être revus pour réduire et éliminer la consommation d'eau. Par exemple, une nouvelle approche de gestion de la température des centres de données a été introduite pour permettre d'économiser environ 5,7 milliards de litres de stockage par an. En outre, des recherches sur le refroidissement par immersion liquide sont en cours pour contribuer à un avenir de refroidissement sans eau.

En raison du changement climatique et de la croissance démographique mondiale, l’eau douce deviendra de plus en plus rare à l’avenir. Les centres de données construits aujourd’hui fonctionneront encore dans 30 ans. Les opérateurs de centres de données doivent élaborer des plans d’urgence pour comprendre comment maintenir leurs opérations sans dépendre de l’eau. De nombreuses entreprises de centres de données ont fait un excellent travail en améliorant les pratiques durables en elles-mêmes et dans l'industrie dans son ensemble. Mais ils doivent adopter une vision à plus long terme des défis auxquels l’industrie et le monde seront confrontés dans les années à venir.