L'IA et les exigences imposées à l'infrastructure du réseau électrique

Face à l'énorme demande énergétique des centres de données d'intelligence artificielle (IA) aux États-Unis, les entreprises technologiques telles que Microsoft, Google, Amazon et Meta ont toutes investi massivement dans l'énergie nucléaire pour atteindre leurs objectifs de développement durable.

Microsoft, ainsi que Google et Amazon, investissent massivement dans les centres de données. – Photo : Reuters

Cependant, une enquête récente de Bloomberg News révèle que le réseau électrique américain est soumis à une forte pression en raison de la demande énergétique liée à l'intelligence artificielle. De fait, elle démontre la nécessité d'améliorations majeures de l'infrastructure du réseau afin de garantir la sécurité et la stabilité de l'approvisionnement en électricité, parallèlement au développement de l'IA.

Se précipiter vers l'énergie nucléaire

Selon le département de l'Énergie américain, la consommation mondiale d'électricité pourrait augmenter de 75 % d'ici 2050, principalement en raison des ambitions liées à l'intelligence artificielle. Les centres de données dédiés à l'IA pourraient bientôt devenir si vastes qu'ils consommeront plus d'électricité que des villes entières.

Le cabinet de conseil américain Bain & Co. a averti que la demande d'électricité aux États-Unis pourrait dépasser l'offre dans les prochaines années, obligeant les compagnies d'électricité à augmenter leur production de 26 % d'ici 2028.

Face à cette pression, les géants de la technologie se tournent vers l'énergie nucléaire, une source d'électricité propre, stable et disponible 24h/24 et 7j/7, suffisamment puissante pour alimenter les centres de données d'IA, selon Forbes.

En octobre dernier, Amazon a signé des accords pour soutenir la construction de plusieurs petits réacteurs modulaires (SMR), exploités par la société de services publics américaine Energy Northwest, capables de produire suffisamment d'électricité pour alimenter plus de 770 000 foyers américains.

Parallèlement, Google a annoncé un partenariat avec la start-up Kairos Power, qui pourrait fournir 500 MW d'électricité d'ici 2035. L'accord récent de Microsoft avec Constellation Energy pour relancer la centrale nucléaire de Three Mile Island est particulièrement notable.

Microsoft a investi 1,6 milliard de dollars pour remettre l'usine en service d'ici 2028 et garantir une énergie sans carbone pour les 20 prochaines années.

Les actions de sociétés liées au nucléaire comme NuScale Power, Oklo, Cameco et Centrus Energy ont également grimpé en flèche ces derniers mois, principalement grâce à des accords novateurs conclus avec des entreprises technologiques.

Compte tenu de tout ce qui précède, on s'attend à ce que 2025 connaisse une augmentation record de la production d'énergie nucléaire, dont plus de la moitié proviendra de Chine et d'Inde, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

Menacant la stabilité du réseau électrique

La prolifération rapide des centres de données d'IA aux États-Unis engendre un grave problème de qualité de l'électricité fournie à des millions de personnes. Bloomberg a analysé les données d'environ 770 000 capteurs installés dans des foyers américains.

Les résultats ont montré que, parmi les ménages ayant une alimentation électrique instable ou perturbée, plus de 75 % étaient situés à proximité de grands centres de données, dans un rayon d'environ 80 km.

Cette instabilité électrique est comparable aux craquements que l'on entend dans les haut-parleurs lorsque le volume est trop élevé. En termes d'ingénierie, on parle alors de « mauvaises harmoniques ».

Les harmoniques sont des ondes parasites indésirables qui perturbent le système électrique. Au lieu de circuler de manière stable, le courant électrique alimentant la maison est distordu et affecte les appareils.

En conséquence, les appareils électriques de la maison peuvent devenir anormalement chauds, les moteurs des réfrigérateurs et des climatiseurs peuvent vibrer, et même tomber en panne plus tôt que prévu, les dommages totaux pouvant se chiffrer en milliards de dollars.

Dans la « vallée des centres de données » du nord de la Virginie, qui abrite la plus grande concentration mondiale de centres de données (deux fois la capacité de Pékin), le problème est particulièrement aigu. Le comté de Loudoun affiche un taux de distorsion du réseau électrique quatre fois supérieur à la moyenne nationale.

La raison principale est que les centres de données d'IA consomment une quantité énorme d'électricité, équivalente à celle de 10 000 foyers. De plus, cette consommation est très instable et sujette à de fortes fluctuations.

Les compagnies d'électricité mettent en œuvre plusieurs solutions, comme la construction de sous-stations dédiées aux centres de données et l'installation de filtres et de condensateurs. Cependant, la surveillance et la mesure du problème au niveau des ménages restent limitées en raison des coûts élevés.

Les harmoniques anormales sont un signe précoce de tension sur le système électrique et pourraient entraîner des problèmes plus graves à l'avenir, prévient l'expert Bob Marshall, PDG de Whisker Labs.

Quelle quantité d'électricité consomme l'IA ?

D'après un récent rapport de l'Electric Power Research Institute, les centres de données pourraient consommer jusqu'à 9 % de l'électricité américaine d'ici 2030, soit le double de leur consommation actuelle, selon Forbes. Certains centres de données de nouvelle génération pourraient consommer autant d'électricité qu'un million de foyers américains.

La demande d'électricité aux États-Unis augmentera de près de 16 % au cours des cinq prochaines années, soit plus de trois fois les estimations d'il y a un an, principalement en raison de la construction de nouveaux centres de données, selon un récent rapport de Grid Strategies.

Cela représente une quantité d'électricité énorme, ce qui nous oblige à réfléchir sérieusement à la manière de répondre à cette demande de façon fiable et durable.

Source : https://tuoitre.vn/ai-va-nhung-doi-hoi-ve-ha-tang-luoi-dien-2024123010285253.htm