Les centres de données et l’eau bleue

Révisé par Sylvain Amoros, professeur invité au Département de marketing de HEC Montréal.

Les centres de données sont l’épine dorsale invisible de l’économie numérique mondiale. Ce sont des infrastructures physiques qui supportent les services numériques tels que l’Internet. Même s’ils sont peu visibles pour le grand public, ils consomment d’énormes quantités d’eau pour refroidir leurs serveurs. L’eau, qui est une ressource rare, inégalement distribuée, et de moins en moins disponible dans les régions où ces infrastructures s’implantent et la consommation d’eau par ces centres de données risque de s’augmenter. Aux États-Unis, leur consommation d’eau peut quadrupler d’ici 2030.¹

L’objectif de développement durable no.6 des Nations Unies (ODD 6) stipule de garantir l’accès à l’eau et à l’assainissement pour tous et ce, durablement. La cible 6.1 de l’ODD 6 vise un accès équitable et abordable à l’eau potable pour tous d’ici 2030.²

Alors que la demande explose avec l’IA générative, peut-on encore concilier croissance numérique et préservation des ressources en eau ? Trois perspectives ont été explorées en panel à ce sujet : le découplage, le paradoxe de la croissance verte, et la décroissance numérique.

Il est à noter que notre périmètre d’analyse couvre uniquement la consommation d’eau des centres de données durant leur exploitation, principalement l’eau utilisée pour le refroidissement des serveurs et l’électricité consommée pour les opérer.

Pourquoi les centres de données ont besoin d’eau?

Avant de rentrer dans le vif du sujet, il faut comprendre que les centres de données ont besoin de l’eau pour refroidir les serveurs.

Il existe différents systèmes de refroidissement utilisés par ces derniers. Le système de refroidissement liquide utilise un liquide de refroidissement qui passe à travers les composantes ce qui inclut le système de refroidissement direct sur puce qui consiste à faire circuler directement le liquide de refroidissement sur les processeurs. Le système de refroidissement par évaporation utilise l’évaporation de l’eau par l’air chaud pour diminuer la température des serveurs. Tous ces types de systèmes de refroidissement repose sur l’eau comme liquide de refroidissement.³

L’eau est également une ressource utile pour produire l’électricité et donc l’énergie pour alimenter les centres de données. Comme la consommation par ces derniers va potentiellement augmenter, l’utilisation de l’eau va aussi suivre la même tendance.³

Le découplage entre la croissance numérique et la consommation d’eau bleue est-il possible?

La question du découplage entre la croissance numérique et la consommation d’eau bleue est aujourd’hui l’une des plus urgentes que pose le développement de l’infrastructure numérique mondiale. Elle oppose deux réalités que l’industrie technologique préfère maintenir séparées dans ses communications : d’un côté, des gains d’efficacité réels et mesurables et de l’autre, une trajectoire de consommation totale qui ne cesse de s’aggraver. Comprendre pourquoi ces deux tendances coexistent simultanément, c’est comprendre pourquoi le découplage absolu reste structurellement hors d’atteinte.

Il faut d’abord admettre que le découplage relatif est réel. Les centres de données américains ont sensiblement amélioré leur Water Use Effectiveness (WUE) au cours de la dernière décennie, consommant moins d’eau par unité de calcul produite.¹ Cependant, la demande mondiale en eau bleue a atteint 560 milliards de litres en 2023 et devrait dépasser 1 200 milliards de litres d’ici 2030, ce qui représente une augmentation de 2,1 fois en seulement sept ans.⁴ Cette trajectoire révèle immédiatement la limite du raisonnement. Bien que la quantité d’eau utilisée par requête diminue, le nombre de requêtes augmente considérablement, annulant ainsi tout gain éventuel en termes d’économies d’eau. Ceci est expliqué par l’effet rebond ⁵ : plus un service numérique est efficace, plus il devient abordable, ce qui accroît la demande et annule entièrement les économies d’eau initiales.

Cette réalité prend une dimension géographique particulièrement préoccupante. En effet, près de la moitié des centres de données mondiaux sont situés dans des bassins hydrographiques déjà considérés comme étant à risque hydrique élevé.⁶ Cela signifie que l’industrie ne prend pas en compte la disponibilité de l’eau, mais plutôt du coût de l’énergie et des opérations, ce qui aggrave les conflits dans les régions déjà les plus tendues. L’Arizona Department of Water Resources a récemment documenté le cas le plus préoccupant : le niveau de l’aquifère du Grand Phoenix baisse chaque année d’un à trois mètres, avec une prévision de déficit de 6 km³ d’ici un siècle.⁷ Ce volume est irremplaçable à l’échelle humaine, il s’agit d’une ressource fossile accumulée sur des millénaires, que des décennies de pompage industriel suffisent à épuiser définitivement.

Le découplage absolu est donc impossible à atteindre et aucune économie nationale n’a jamais atteint durablement ce découplage sans externaliser ses impacts environnementaux.⁸

Sur le plan de la gouvernance, il y a un enjeu de transparence. Seulement 43 % des opérateurs de centre de données collectent des données sur leur propre consommation d’eau.⁹ Sans mesure publique et contraignante, aucun découplage ne peut être vérifié ou même imposé. Il a été révélé que des grands joueurs du numérique ont fait pression sur la Commission européenne pour garder secrets leurs indicateurs de performance hydrique, empêchant ainsi tout contrôle démocratique. Cette action intervient alors qu’elles annoncent 176 milliards d’euros d’investissements dans les centres de données en Europe.¹⁰ Atteindre un découplage absolu, qui semble pourtant impossible à réaliser, est compromis tant que la croissance numérique est considérée comme une fin en soi et que la transparence reste facultative.

Paradoxe de la croissance verte : les engagements d’efficacité hydrique des géants du numérique constituent-ils une réponse crédible à la crise de l’eau, ou masquent-ils des paradoxes qui aggravent la situation?

La croissance verte postule qu’on peut maintenir la croissance économique tout en réduisant les pressions environnementales grâce à l’innovation technologique. Si on applique ce même principe aux centres de données, elle se traduit par des engagements de type « Water Positive 2030 » de Microsoft¹¹ ou « énergie 100 % renouvelable » de Amazon¹². Il faut alors examiner si ces engagements constituent une réponse structurelle à la crise hydrique ou s’ils génèrent de nouveaux paradoxes.

Un élément important à relever est que les déclarations et les implications réclamées « vertes » ne couvrent souvent pas la consommation de l’eau. Un centre de données peut afficher un bilan carbone positif tout en prélevant des millions de litres d’eau potable, car les indicateurs carbone et les indicateurs hydriques sont dissociés.

De plus, il faut reconnaître un autre paradoxe lié à la compensation géographique. L’engagement « Water Positive » de Microsoft repose sur des projets de conservation en Oregon ce qui ne résolvent pas les tensions sur l’eau en Arizona, où ses centres de données pompent l’eau. Bref, l’eau économisée à 3 000 km de distance ne restaure pas les aquifères locaux.¹³

La croissance verte crée aussi une asymétrie sociale. Les communautés locales supportent les pressions hydriques pendant que les bénéfices des engagements verts sont communiqués globalement dans des rapports de durabilité. En Espagne, le collectif « Tu Nube Seca Mi Río » s’est mobilisé contre Amazon qui a investi dans la région d’Aragon pour construire des centres de données même si cet emplacement est une zone de stress hydrique.¹⁴

La croissance verte permet aux opérateurs d’externaliser le coût réel de l’eau sur la collectivité. Si l’eau était tarifée à sa valeur de rareté en Arizona, le coût opérationnel des centres de données augmenterait de 12 à 35 %.¹⁵

Il ne faut aussi pas négliger la contamination chimique de l’eau. L’eau usée industrielleest déversée dans les réseaux municipaux sans compensation financière pour les coûts de traitement de l’eau en aval.¹

La décroissance numérique constitue-t-elle la seule réponse structurelle à la crise hydrique des centres de données ?  Et quels acteurs ont la légitimité et le pouvoir de l’imposer ?

L’Agence Européenne pour l’Environnement a conclu que le découplage absolu de la croissance économique et de la consommation de ressources n’est pas possible, elle recommande donc de changer les modes de consommation comme alternative.¹⁶ En France, la quantité de données échangées double tous les 3 ans sans aucune régulation de la sobriété.¹⁷ Une requête à un LLM consomme 0,7 L d’eau en Afrique contre 0,1 L en Islande ¹⁸ ce qui est une inégalité environnementale que seule une réduction des usages non essentiels peut corriger. La décroissance implique de prioriser les services à haute valeur sociale sur ceux à faible utilité collective comme la génération de contenus jetables ou de deepfakes.

La décroissance pose une question de justice territoriale fondamentale. L’eau bleue consommée par les data centers en 2025 aurait couvert les besoins de base de 600 millions de personnes en Afrique subsaharienne.⁵ Les communautés locales qui subissent les pressions hydriques n’ont généralement pas accès aux services numériques qui les causent et qui servent majoritairement des usagers étrangers. Comme solution potentielle, la décroissance exige un consentement préalable, libre et éclairé des communautés impactées comme le revendique la Nation Cree de Sturgeon Lake en Alberta.^{19, 20} Elle suppose aussi une négociation démocratique sur la hiérarchie des usages numériques, ce que ni le marché ni les certifications volontaires ne permettent.

La décroissance numérique est économiquement rationnelle dès lors qu’on internalise les coûts hydriques externalisés. Sans la sous-tarification de l’eau, de nombreux data centers implantés dans des zones de stress hydrique ne seront pas viables sans cette subvention implicite. Les 10 à 58 milliards de dollars investis pour construire de nouvelles infrastructures hydriques aux États-Unis d’ici 2030 ²¹ représentent un coût que les entreprises technologiques ne supporteront pas, mais que les collectivités devront financer. La décroissance, via la taxation de la rareté hydrique, permettrait de réorienter ces coûts vers les opérateurs.

La décroissance est le seul paradigme qui s’attaque directement à la source de l’effet rebond. Comment le fait- elle? C’est en limitant les usages eux-mêmes au lieu de les rendre plus efficaces. En effet, toute amélioration du WUE sera absorbée par la croissance du secteur. L’effet rebond ne peut être maîtrisé que par des quotas d’usage, des moratoires géographiques ou une tarification qui rende l’expansion coûteuse, trois mécanismes relevant de la décroissance régulée plutôt que de l’innovation technologique.

Pour ce qui est de la gouvernance, trois niveaux d’action de décroissance régulée existent. Au niveau réglementaire : le moratoire d’Amsterdam (2019-2028) est le premier exemple mondial de décision politique de décroissance sectorielle dans le numérique.²² Le Dublin moratoire, valide jusqu’en 2028, confirme que même des pays technophiles peuvent choisir la limite.²³ Le Data Centre Energy Efficiency Package de l’UE (2026) introduira des seuils WUE contraignants.²⁴ Au niveau économique : une taxe sur les prélèvements d’eau bleue calquée sur la fiscalité carbone forcerait les opérateurs à internaliser le coût de la rareté de l’eau. Au niveau démocratique, le principe du consentement préalable, libre et éclairé, reconnu en droit canadien pour les droits autochtones, devrait s’appliquer à toute communauté dont les ressources en eau sont affectées par un projet des centres de données.

Désormais, la décroissance numérique reste le seul levier qui agit sur le volume brut de consommation, mais sa mise en œuvre exige une légitimité démocratique avec une régulation contraignante que ni les entreprises ni les États seuls ne peuvent s’arroger unilatéralement sans reproduire exactement le déficit de gouvernance qu’ils prétendent corriger.

Retour sur les échanges au panel

À la suite des interventions des panélistes, nous avons principalement échangé avec les participants autour de deux questions et réflexions.

Avec les différentes données présentées lors du panel comme la limite planétaire des 4 000 km³ qu’on s’apprête à dépasser²⁵, les 4 milliards de personnes²⁶ qui vivent déjà en stress hydrique sévère, la consommation des centres de données qui pourrait quadrupler d’ici 2030¹, la question s’est posée naturellement par un participant : est-ce qu’on se dirige vraiment vers une catastrophe ? L’efficacité technologique n’a pas inversé la tendance, pas plus que les engagements volontaires des entreprises comme nous l’avons démontré dans le panel. Alors, la réponse est oui si on se base sur ces deux paramètres. Toutefois, la décroissance numérique a été avancée comme la seule réponse vraiment structurelle. Mais pour y parvenir, celle-ci doit être munie d’un cadre règlementaire contraignant, d’une tarification réelle de la ressource hydrique ainsi que d’une volonté politique et d’une saine gouvernance.

Le Québec : un futur eldorado pour les centres de données?

Le débat s’est ensuite ramené ici, au Québec. Nous avons demandé aux collègues de classe s’ils considéraient le Québec comme un endroit propice à l’implantation de centres de données puisque nous avons, entre autres, beaucoup de réserves d’eau douce ainsi qu’une énergie à faible empreinte carbone. Il fut fort pertinent que Sylvain vienne ajouter un élément à la réflexion, celui que la tarification de l’eau, par le gouvernement, est dérisoire. Des collègues ont soulevé des exemples concrets, comme le Mexique, et aussi dans des régions du Québec. Leurs propos se sont principalement articulés autour des éléments suivants : des centres de données ne s’implantent pas dans une abstraction territoriale : ils s’implantent dans un bassin versant précis, dans une localité avec ses écosystèmes et ses communautés. Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte, et oui, on pourrait croire que le Québec est bien positionné, mais dans les faits, il ne faut pas le voir comme un eldorado.

Pour conclure, il y a trois constats à retenir par rapport aux questions posées initialement. Premièrement, un découplage absolu n’a jamais été atteint. L’effet rebond empêche le découplage absolu entre la croissance numérique et la consommation d’eau. Deuxièmement, la croissance masque des paradoxes. Troisièmement, une réduction régulée des usages est une solution optimale face à cette crise d’eau. Nos échanges dans le panel nous ont permis de conclure que le Québec ne peut être considéré en ayant une abondance de ressources pour les centres de données.

Notre panel se limitait à la consommation d’eau pour le refroidissement des serveurs des centres de données. Toutefois, une recherche sur l’eau utilisée pour la fabrication des serveurs et des infrastructures qui les composent serait très pertinente à ajouter pour avoir un meilleur portrait de la consommation totale d’eau par ces centres de données.

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