L'IEA met en évidence les opportunités et les défis de l'IA dans le secteur mondial de l'énergie

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) s'est penchée sur l'interaction dynamique entre l'IA et l'énergie mondiale, mettant en lumière à la fois les opportunités et les défis que cette technologie apporte. La soif d'énergie de l'IA est palpable, en particulier dans les vastes centres de données où ces modèles sophistiqués sont entraînés et déployés. Selon l'AIE, un centre de données typique axé sur l'IA consomme autant d'électricité que 100 000 foyers. Et préparez-vous — les plus grands centres de données actuellement en construction devraient exiger 20 fois ce montant. C'est une réalité stupéfiante qu'il est difficile d'ignorer.

Investissements croissants dans les centres de données

L'appétit mondial pour les centres de données a explosé, avec des investissements qui ont presque doublé depuis 2022, atteignant la barre des 500 milliards de dollars en 2024. Cette montée en flèche suscite des inquiétudes quant aux besoins en électricité croissants. En 2024, les centres de données ont consommé environ 1,5 % de l'électricité mondiale, soit environ 415 térawattheures (TWh). Mais ne vous laissez pas tromper par ce pourcentage — leur impact local est bien plus marqué. Depuis 2017, la consommation augmente d'environ 12 % par an, dépassant de loin la croissance globale de la demande d'électricité.

Les États-Unis mènent la charge, représentant 45 % de cette consommation, suivis par la Chine à 25 % et l'Europe à 15 %. Fait intéressant, près de la moitié de la capacité des centres de données aux États-Unis est concentrée dans seulement cinq clusters régionaux. À l'avenir, l'AIE prévoit que la consommation mondiale d'électricité des centres de données doublera d'ici 2030, atteignant environ 945 TWh. Pour mettre cela en perspective, c'est légèrement plus que la consommation totale d'électricité actuelle du Japon.

L'IA est le moteur de cette croissance. Les États-Unis devraient connaître la plus forte augmentation, les centres de données pouvant représenter près de la moitié de la croissance de la demande d'électricité d'ici 2030. D'ici la fin de la décennie, les centres de données aux États-Unis devraient consommer plus d'électricité que l'ensemble des industries manufacturières à forte intensité énergétique comme l'aluminium, l'acier, le ciment et les produits chimiques.

Le scénario de référence de l'AIE prévoit environ 1 200 TWh de consommation d'électricité mondiale des centres de données d'ici 2035. Cependant, il existe une large gamme d'incertitudes, avec des projections variant de 700 TWh dans le scénario "Contre-vents" à 1 700 TWh dans le scénario "Décollage", en fonction des taux d'adoption de l'IA, des améliorations d'efficacité et des contraintes du secteur énergétique.

Fatih Birol, directeur exécutif de l'AIE, a souligné l'importance de l'IA dans le paysage énergétique : « L'IA est l'une des plus grandes histoires dans le monde de l'énergie aujourd'hui – mais jusqu'à présent, les décideurs politiques et les marchés manquaient d'outils pour comprendre pleinement les impacts de grande envergure. Aux États-Unis, les centres de données sont en passe de représenter presque la moitié de la croissance de la demande d'électricité ; au Japon, plus de la moitié ; et en Malaisie, jusqu'à un cinquième. »

Répondre à la demande mondiale d'énergie pour l'IA

Pour alimenter cet essor de l'IA, un mix énergétique diversifié est essentiel. L'AIE suggère que les énergies renouvelables et le gaz naturel seront à l'avant-garde, mais les technologies émergentes comme les petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) et les systèmes géothermiques avancés ont également un rôle à jouer. Les énergies renouvelables, soutenues par le stockage et les infrastructures de réseau, devraient répondre à la moitié de la croissance de la demande des centres de données à l'échelle mondiale d'ici 2035. Le gaz naturel sera crucial, en particulier aux États-Unis, avec une augmentation attendue de 175 TWh pour répondre aux besoins des centres de données d'ici 2035 dans le scénario de référence. L'énergie nucléaire contribuera également de manière significative, notamment en Chine, au Japon et aux États-Unis, avec les premiers SMR attendus autour de 2030.

Cependant, augmenter simplement la production ne suffit pas. L'AIE souligne le besoin urgent de moderniser les infrastructures, en particulier les investissements dans les réseaux. Les réseaux existants sont déjà sous pression, ce qui pourrait retarder environ 20 % des projets de centres de données prévus à l'échelle mondiale en raison de files d'attente de connexion complexes et de longs délais pour les composants critiques comme les transformateurs.

Le potentiel de l'IA pour optimiser les systèmes énergétiques

Au-delà de son appétit énergétique vorace, l'IA a un potentiel immense pour révolutionner le secteur énergétique lui-même. L'AIE décrit plusieurs applications :

• Approvisionnement énergétiquerobot> : L'industrie pétrolière et gazière, adoptante précoce, exploite l'IA pour optimiser l'exploration, la production, la maintenance et la sécurité, y compris la réduction des émissions de méthane. L'IA peut également améliorer l'exploration des minéraux critiques.
• Secteur de l'électricité : L'IA peut améliorer les prévisions pour les énergies renouvelables variables, réduisant les interruptions. Elle améliore l'équilibrage du réseau, la détection des pannes (réduisant la durée des interruptions de 30 à 50 %) et peut libérer une capacité de transmission significative grâce à une gestion plus intelligente — potentiellement 175 GW sans construire de nouvelles lignes.
• Usages finaux : Dans l'industrie, une adoption généralisée de l'IA pour l'optimisation des processus pourrait générer des économies d'énergie équivalentes à la consommation énergétique totale du Mexique aujourd'hui. Les applications dans les transports, comme la gestion du trafic et l'optimisation des itinéraires, pourraient économiser l'énergie équivalente à 120 millions de voitures, bien que les effets de rebond des véhicules autonomes nécessitent une surveillance. Le potentiel d'optimisation des bâtiments est significatif mais entravé par une numérisation plus lente.
• Innovation : L'IA peut accélérer considérablement la découverte et les tests de nouvelles technologies énergétiques, comme les chimies de batteries avancées, les catalyseurs pour les carburants synthétiques et les matériaux de capture du carbone. Cependant, le secteur énergétique sous-utilise actuellement l'IA pour l'innovation par rapport à des domaines comme la biomédecine.

La collaboration est essentielle pour surmonter les défis

Malgré ce potentiel, des obstacles significatifs entravent l'intégration complète de l'IA dans le secteur énergétique. Ceux-ci incluent les problèmes d'accès et de qualité des données, une infrastructure numérique et des compétences inadéquates (la concentration de talents en IA est plus faible dans les secteurs énergétiques), des obstacles réglementaires et des préoccupations de sécurité. La cybersécurité est une arme à double tranchant : bien que l'IA renforce les capacités de défense, elle fournit également aux attaquants des outils sophistiqués. Les cyberattaques contre les services publics ont triplé au cours des quatre dernières années.

La sécurité de la chaîne d'approvisionnement est une autre préoccupation critique, en particulier concernant les minéraux critiques comme le gallium (utilisé dans les puces avancées), où l'approvisionnement est très concentré. L'AIE conclut qu'un dialogue et une collaboration plus approfondis entre le secteur technologique, l'industrie énergétique et les décideurs politiques sont essentiels. Relever les défis d'intégration au réseau nécessite un positionnement plus intelligent des centres de données, l'exploration de la flexibilité opérationnelle et la simplification des autorisations.

Bien que l'IA offre des opportunités de réductions substantielles des émissions grâce à l'optimisation, ces gains ne sont pas garantis et pourraient être compensés par des effets de rebond. « L'IA est un outil, potentiellement extrêmement puissant, mais c'est à nous – nos sociétés, gouvernements et entreprises – de décider comment l'utiliser », a déclaré le Dr Birol.

« L'AIE continuera de fournir les données, les analyses et les forums de dialogue pour aider les décideurs politiques et les autres parties prenantes à naviguer sur la voie à suivre alors que le secteur énergétique façonne l'avenir de l'IA, et que l'IA façonne l'avenir de l'énergie. »