Mesurer l’empreinte environnementale de l’IA
Pour certains commentateurs environnementaux, l’IA est l’incarnation d’Érysichthon, le mythique roi grec puni à ressentir une faim insatiable et destructrice.
Selon eux, les besoins en ressources de cette technologie sont si importants que sa prolifération entraînera une augmentation de la demande en électricité, un épuisement des réserves d’eau douce de la planète et une hausse des émissions mondiales de carbone. Un développement incontrôlé de l’IA ne fera qu’accélérer le changement climatique.
À première vue, l’argument semble suffisamment convaincant. La quantité d’énergie nécessaire pour faire fonctionner les modèles d’IA est loin d’être négligeable.
Un rapport financé par le Département américain de l’Énergie prévoit que la consommation d’électricité de l’IA aux États-Unis pourrait passer de plusieurs dizaines de térawattheures par an actuellement à entre 165 et 326 térawattheures d’ici 2028, ce qui suffirait à alimenter un foyer américain sur cinq.
La réalité est toutefois plus nuancée quand on creuse davantage les données. Non seulement l’impact environnemental de l’IA est relativement faible et devrait rester gérable – en particulier comparé à celui d’autres secteurs – mais cette technologie a également le potentiel d’atténuer les causes du réchauffement climatique.
Au niveau des centres de données
Les centres de données – les fondements de l’économie numérique et de l’IA – sont au centre des préoccupations, notamment en raison de la quantité d’énergie qu’ils consomment.
Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), leur consommation électrique pourrait augmenter de jusqu’à 15% par an d’ici 2030.
Leur consommation d’eau est une autre source d’inquiétude. Pour éviter la surchauffe des semi-conducteurs, les centres de données font circuler en continu de l’eau à travers ce qui s’apparente souvent à d’immenses systèmes de refroidissement. Les plus grands peuvent utiliser plus de 20 millions de litres d’eau par jour, ce qui équivaut à la consommation quotidienne d’une ville de 50’000 habitants.
À ces préoccupations s’ajoutent les émissions de carbone. Des recherches de la London School of Economics révèlent que les centres de données produisent actuellement environ 400 millions de tonnes de carbone par an, un chiffre qui pourrait plus que doubler pour atteindre un milliard d’ici la fin de la décennie.
Pourtant, l’infrastructure de l’IA n’est pas aussi nuisible pour l’environnement que le suggèrent les chiffres annoncés. Le débat public manque souvent d’informations contextuelles cruciales.
D’une part, sa consommation d’énergie est modeste comparée à celle de la plupart des autres industries. Les États-Unis représentent une exception, ce qui n’est pas surprenant étant donné qu’ils abritent les trois quarts de la capacité informatique mondiale. L’AIE indique qu’outre-Atlantique, plus de la moitié de l’augmentation prévue de la consommation électrique du pays jusqu’en 2030 sera due à l’IA.
À l’échelle mondiale, cependant, la situation est très différente. Dans le monde, les centres de données ne représentent qu’environ 1% de la consommation totale d’électricité, l’IA ne constituant qu’un quart de ce chiffre. Et même si la consommation d’énergie des centres de données continue de croître au rythme actuel, ils ne contribueront qu’à environ 10% de l’augmentation globale de la demande d’électricité au cours de cette décennie, selon l’AIE.
Fait révélateur, ce chiffre est inférieur à la contribution attendue des transports électriques, de la climatisation et de nombreuses autres industries jusqu’en 2030 (voir Figure 1).
Leur consommation d’eau semble également maîtrisable. Les centres de données représentent bien moins de 1% de la consommation mondiale totale d’eau, et les utilisations de à l’IA seulement un quart de ce chiffre.
Bien que ces chiffres globaux masquent les tensions d’approvisionnement qui apparaissent chaque fois qu’une infrastructure informatique est implantée dans une zone confrontée à des pénuries d’eau, même dans ces cas, les problèmes peuvent être évités grâce à une planification plus intelligente et à des règles de développement plus strictes.
L’empreinte carbone des centres de données ne devrait pas non plus poser de problème.
Ils sont responsables d’environ 0,5% des émissions mondiales de gaz à effet de serre, l’IA n’en représentant à nouveau qu’une fraction.
Pris dans leur ensemble, ces éléments suggèrent que la contribution de l’IA aux émissions de gaz à effet de serre et, par extension, au changement climatique, semble maîtrisable et ne constitue pas la principale raison pour laquelle les gouvernements et les régulateurs devraient surveiller de près son expansion.
Prévisions de l’AIE* de la croissance de la demande d’électricité entre 2024 et 2030, en TWh
Impact relatif et absolu
Rien ne souligne ce point plus clairement qu’une comparaison de l’empreinte carbone de l’IA avec celle de nombreuses activités quotidiennes que les populations tiennent pour acquises. Lorsque nous voyageons, mangeons et utilisons des appareils pour nous réchauffer en hiver ou nous rafraîchir en été, les émissions sont bien plus importantes que celles générées par une recherche effectuée par une IA.
Générer le même volume de carbone que la production et la préparation d’un steak, par exemple, nécessiterait de réaliser 617’000 requêtes d’IA sur le moteur de recherche Google AI Gemini. Un vol aller-retour en classe affaires depuis une ville européenne vers la côte ouest des États-Unis émet, quant à lui, autant de carbone (3,8 tonnes) que 6’000 requêtes d’IA par jour pendant 60 ans.
L’utilisation d’énergie renouvelable par les centres de données joue un rôle tout aussi important dans n’importe quelle évaluation de l’empreinte carbone de l’IA.
Les centres de données sont de gros consommateurs d’électricité propre. Actuellement, ils représentent plus de 30% de tous les accords d’achat d’électricité (PPA), des contrats spéciaux par lesquels les utilisateurs d’énergie s’engagent à acheter de l’électricité renouvelable à des prix préalablement convenus pour une durée pouvant aller jusqu’à 20 ans. À mesure que les PPA deviennent le choix par défaut pour les centres de données, on peut raisonnable s’attendre à ce que l’empreinte de l’IA diminue plutôt qu’augmente.
Empreinte carbone positive et négative
Un autre problème qui se perd dans le débat public sur l’empreinte environnementale de l’IA est le rôle potentiel de la technologie dans la réduction des émissions. Déployée intelligemment, l’IA peut aider des industries entières à réduire leur empreinte carbone. C’est le cas même pour les secteurs fortement polluants et difficiles à décarboner tels que l’industrie lourde, le BTP, l’agriculture et les transports.
Prenons l’aviation. Ce secteur est responsable actuellement d’environ 3% des émissions mondiales. Une grande partie de l’impact d’un avion sur le climat se manifeste sous la forme de traînées de condensation – ces panaches de vapeur blanche, semblables à des nuages, émis par les moteurs à réaction. Pourtant, des chercheurs ont découvert qu’en utilisant l’IA pour prédire et éviter les trajectoires qui produisent des traînées persistantes, la formation de ces panaches peut être réduite de plus de moitié. Cette seule application se traduit par une réduction estimée du potentiel de réchauffement climatique d’environ 0,5%, ce qui pourrait éventuellement compenser l’empreinte actuelle de l’IA elle-même.
L’empreinte positive de l’IA est potentiellement très importante. Non seulement cette technologie peut être utilisée pour développer de meilleurs modèles climatiques, mais elle peut également aider les entreprises à utiliser les ressources de manière plus efficace et à réduire les déchets.
La capacité inhérente de l’IA à réduire les émissions est ce que le secteur des produits environnementaux appelle l’empreinte carbone positive d’une technologie. Contrairement à l’empreinte carbone, l’empreinte positive décrit une technologie dont le déploiement généralisé peut avoir un effet systémique positif sur les émissions de gaz à effet de serre. L’empreinte positive de l’IA est potentiellement très importante. Non seulement cette technologie peut être utilisée pour développer de meilleurs modèles climatiques, mais elle peut également aider les entreprises à utiliser les ressources de manière plus efficace et à réduire les déchets.
Tous ces arguments ne cherchent pas à rejeter entièrement les préoccupations soulevées à propos de l’IA.
Il est important en effet d’attirer l’attention sur la quantité d’énergie qu’elle consomme. Notamment parce que l’utilisation croissante d’agents d’IA autonomes, par exemple, risque de provoquer une forte augmentation de la demande en calcul et en électricité.
De plus, il est impossible de savoir avec certitude quand l’efficacité énergétique commencera à être une caractéristique du développement de l’IA. Dans un scénario extrême, si l’investissement en capital et l’utilisation de l’IA agentique s’accélèrent, la consommation d’électricité pourrait dépasser les meilleures prévisions disponibles.
Pourtant, ce qui est également clair, c’est que la technologie n’est pas destinée à se transformer en un monstre insatiable. Grâce à l’utilisation des énergies renouvelables et au développement de réseaux électriques plus efficaces, l’empreinte carbone de l’IA devrait rester maîtrisable. Tout aussi important, et contrairement au destin tragique du roi de la mythologie grecque, sa puissance peut être déployée pour protéger la planète plutôt que pour lui nuire.
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