Les data centers sont au cœur de la société numérique actuelle, alimentant chaque recherche, chaque vidéo en streaming et chaque modèle d’IA. La consommation énergétique des data centers augmente au fur et à mesure que la demande en services cloud, en intelligence artificielle et en services numériques s’intensifie. L’Agence internationale de l’énergie a ainsi rapporté que les opérations des data centers consomment près de 1 à 2 % de l’électricité mondiale, la demande devant tripler d’ici 2030 en raison des charges de travail de l’IA, grosses consommatrices d’énergie.
Au cours des dix dernières années, les systèmes de stockage par batterie (BESS) ont évolué, passant de dispositifs expérimentaux à des actifs matures capables d’interagir avec le réseau électrique. Leur rôle évolue lui aussi rapidement : auparavant cantonnés à l’alimentation de secours, ils jouent désormais un rôle clé dans la flexibilité énergétique, l’optimisation des coûts et l’intégration des énergies renouvelables.
Cette évolution reflète une transformation plus large du modèle énergétique des data centers. Ce qui était auparavant une infrastructure statique et protectrice devient une infrastructure dynamique, intelligente et interconnectée avec le réseau électrique. La nécessité de maîtriser les coûts énergétiques, de maintenir la disponibilité et de répondre aux objectifs de décarbonation dans un paysage énergétique volatil fait peser une pression croissante sur les opérateurs. L’électricité peut représenter jusqu’à 40 à 60 % des dépenses d’exploitation, faisant de la gestion intelligente de l’énergie un facteur clé de compétitivité.
Dans ce contexte, l’infrastructure électrique elle-même évolue, passant d’une protection statique à une intelligence énergétique dynamique. Les responsables d’installations doivent désormais garantir la continuité du service tout en optimisant l’efficacité, en intégrant les énergies renouvelables et en contribuant à la stabilité du réseau électrique.
Pourquoi le stockage d’énergie est primordial pour les data centers
Le défi énergétique croissant
L’ampleur de la consommation énergétique des data centers est impressionnante. Aux États-Unis seulement, les data centers consomment près de 2 % de l’approvisionnement national en électricité, une consommation comparable à celle du secteur de l’aviation dans son ensemble. L’Europe connaît une croissance similaire, la consommation des data centers basés en Irlande représentant déjà plus de 17 % de la demande nationale en électricité.
Les charges de travail de l’IA contribuent dans une large mesure à cette augmentation. Les grands modèles d’entraînement peuvent consommer des mégawatts par projet tandis que les systèmes de refroidissement représentent souvent 38 à 40 % de la consommation énergétique totale. Un fonctionnement continu 24 h sur 24, 7 j sur 7, étant devenu une exigence essentielle, la priorité stratégique a changé : la gestion de la demande en énergie est désormais autant une question d’économie que d’ingénierie.
Selon le cabinet BloombergNEF, le marché mondial du stockage d’énergie devrait augmenter de plus de 25 % par an jusqu’en 2030 sous l’effet des objectifs de durabilité et de la volatilité des prix de l’énergie. Cette tendance montre que le stockage de l’énergie n’est plus une niche, mais une composante essentielle de la stratégie de gestion des coûts des data centers modernes.
Découvrez comment l’IA accélère la nécessité d’une telle transition en lisant l’article : Demanding, power hungry & coming to a data centre near you (en anglais).
D’un système de secours traditionnel à un dispositif de stockage avancé
Le rôle des systèmes ASI et des groupes électrogènes diesel est de plus en plus limité à assurer la continuité de l’alimentation en cas d’urgence. Les batteries des ASI fournissent généralement seulement quelques minutes d’autonomie, juste assez pour tenir jusqu’au démarrage du générateur.
Les BESS vont plus loin :
- Ils permettent un stockage longue durée de l’énergie.
- Ils peuvent charger et décharger l’énergie en toute flexibilité pour soutenir les opérations quotidiennes.
- Ils permettent aux opérateurs d’interagir avec le réseau électrique et de gérer les coûts de manière dynamique.
En passant d’un rôle passif d’alimentation de secours à un rôle actif d’élément de stratégie énergétique, les BESS aident les opérateurs à transformer l’infrastructure électrique d’un passif à un actif créateur de valeur.
Libérer la valeur économique en optimisant les coûts énergétiques et le coût total de possession
L’électricité est pour la majorité des opérateurs la principale dépense d’exploitation. Le stockage d’énergie répond directement à cette réalité financière en permettant une consommation plus intelligente, un arbitrage énergétique et une maîtrise des coûts à long terme.
Écrêtage et réponse à la demande
Les coûts de l’électricité dépendent non seulement de la consommation, mais également du moment où celle-ci a lieu. Les fournisseurs d’énergie appliquent des frais liés à la demande élevés lors des pics de consommation, ceux-ci pouvant représenter une part importante de la facture d’électricité.
Les BESS aident à :
- Couvrir les pics de consommation à l’aide de l’énergie stockée plutôt qu’avec l’électricité du réseau électrique.
- Optimiser la consommation pendant les heures où les prix sont bas et décharger lorsque les prix augmentent.
- Participer aux programmes de demande-réponse afin de générer des revenus supplémentaires.
Sur les marchés matures comme celui du Royaume-Uni, les opérateurs mettant en œuvre des mécanismes de flexibilité réalisent des économies d’énergie pouvant aller jusqu’à 10 à 15 % tout en améliorant l’efficacité globale.
Extension de la durée de vie des actifs
En lissant les profils de charge, les BESS réduisent l’usure des batteries des ASI et des générateurs. Cela réduit les interventions de maintenance et le coût total de possession et allonge la durée de vie des actifs.
Selon la configuration, le stockage sur site peut améliorer de manière significative l’autonomie à pleine charge, de manière suffisante pour atténuer les transitoires ou retarder le démarrage du générateur lors d’une brève interruption.
En bref, le stockage d’énergie des data centers transforme l’énergie d’un centre de coûts en une ressource contrôlable et optimisable. Parallèlement à cette optimisation des coûts, le stockage intelligent transforme également la façon dont les installations utilisent et entretiennent leurs actifs critiques.
Des opérations plus intelligentes et une maintenance prédictive
Alors que le stockage d’énergie devient une composante essentielle des infrastructures de data center, la visibilité sur les performances et les informations relatives à l’état de santé des actifs deviennent les nouveaux piliers de la résilience.
Les approches de maintenance prédictive, basées sur des analyses et des données en temps réel, permettent désormais aux opérateurs de détecter des signaux d’alarme précoces sur les batteries et les systèmes électriques, garantissant ainsi une disponibilité continue et prolongeant la durée de vie des actifs.
En passant d’une maintenance planifiée à une supervision basée sur les données, les responsables d’installations peuvent optimiser à la fois la disponibilité et les coûts d’exploitation. Cette évolution constitue un pas en avant vers des infrastructures électriques totalement intelligentes dans lesquelles surveillance, analyse et optimisation œuvrent ensemble pour améliorer les performances et l’efficacité.
La résilience a toujours été un principe fondateur des opérations de data center, mais sa signification évolue. Avec les systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS), la résilience va au-delà de la simple alimentation de secours, transformant l’énergie stockée en une ressource intelligente créatrice de valeur.
Le stockage moderne permet aux opérateurs de gérer de manière active et flexible les flux d’énergie, maintenant la disponibilité tout en améliorant l’efficacité. Au lieu de compter uniquement sur des générateurs et des systèmes ASI statiques, les installations peuvent désormais utiliser l’énergie stockée pour anticiper les événements survenant sur le réseau électrique, pour optimiser les transitions et pour sécuriser la qualité de l’alimentation en temps réel.
La continuité n’est plus réactive : elle est désormais proactive et axée sur les données, ce qui constitue le fondement d’une gestion de l’énergie plus intelligente et plus résiliente.
Stabilité du réseau électrique et régulation de la fréquence
Cette nouvelle forme de résilience ne se limite pas à l’installation elle-même.
Grâce à leur capacité de réponse de l’ordre de quelques millisecondes, les BESS peuvent injecter ou absorber l’énergie afin de réguler la fréquence, de stabiliser la tension et d’atténuer le caractère intermittent des énergies renouvelables.
En participant aux marchés de la flexibilité, les data centers évoluent et de consommateurs d’énergie, deviennent des actifs stabilisateurs du réseau électrique. Ils peuvent fournir des services système tels qu’une capacité de réserve, un service de soutien de la tension, voire même des capacités de couplage à l’arrêt (« black start »).
En agissant ainsi, les data centers renforcent à la fois leur propre fiabilité et la résilience du système électrique qui les entoure, prouvant que la résilience est aujourd’hui de façon croissante aussi bien une question de flexibilité et de rentabilité que de protection.
Utilisation des BESS en association avec les énergies renouvelables : gains économiques et environnementaux
Les engagements en faveur de la durabilité sont désormais la norme dans le secteur. Les opérateurs hyperscale tels que Google, Microsoft et AWS se sont engagés à faire fonctionner leurs data centers avec une énergie 100 % renouvelable. Les énergies solaire et éolienne sont cependant intermittentes par nature.
Les BESS jouent à cet égard un rôle déterminant en :
- Stockant l’énergie renouvelable excédentaire lorsque la production est supérieure à la demande pour les data centers.
- Déchargeant l’énergie pendant les pics de demande ou lorsque la production d’énergie renouvelable est faible.
- Contribuant à la fourniture continue d’une énergie propre, y compris lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas.
Pour les opérateurs de data centers en colocation et les grandes entreprises, pour lesquels la nécessité de réduire les émissions et d’atteindre les objectifs ESG devient de plus en plus pressante, les BESS peuvent également être un facteur de différenciation concurrentielle leur permettant de proposer des services plus « verts » à leurs clients.
Réduction de l’empreinte carbone liée à la consommation énergétique des data centers
Parallèlement à l’intégration d’énergies renouvelables, les BESS contribuent directement à la réduction des émissions. En limitant le recours aux générateurs diesel et en privilégiant la consommation d’énergies non fossiles pendant les périodes de forte demande, les data centers peuvent réduire leurs émissions de Scope 2 et atteindre leurs objectifs de durabilité.
Alors que l’infrastructure énergétique évolue, le stockage devient un pilier de la décarbonation. En stabilisant le réseau électrique et en permettant une plus grande intégration des énergies renouvelables, les data centers contribuent activement à réduire de manière systématique les émissions de carbone dans le secteur énergétique tout en gérant les trajectoires des coûts énergétiques.
Conclusion
Les data centers entrent dans une nouvelle ère caractérisée par la résilience et la durabilité. L’approche traditionnelle qui consistait à s’appuyer uniquement sur des systèmes de secours n’est plus suffisante dans un monde façonné par l’accélération numérique et la volatilité énergétique.
Les BESS jouent désormais un rôle central dans cette transformation en renforçant la fiabilité et en permettant aux data centers de réduire leurs coûts et de participer aux nouveaux flux de valeur énergétiques.
Alors que l’intelligence énergétique devient le fondement de l’infrastructure numérique, les data centers évoluent et des consommateurs passifs, se transforment en des acteurs de l’écosystème énergétique mondial.
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FAQ – Stockage d’énergie des data centers
Quelle est la consommation d’électricité des data centers ?
Les data centers représentent 1 à 2 % de la consommation d’électricité mondiale. Dans certains pays comme l’Irlande, cette part est déjà supérieure à 15 %. Avec l’essor de l’IA, la demande mondiale pourrait tripler d’ici 2030.
Pourquoi le stockage par batterie est-il important pour les data centers ?
Le stockage par batterie améliore la résilience, réduit la dépendance à l’égard des générateurs diesel, intègre les énergies renouvelables et réduit les coûts d’exploitation via l’écrêtage (peak shaving) et la réponse à la demande.
Comment le stockage d’énergie améliore-t-il l’efficacité du refroidissement ?
En aplanissant les pics de consommation et en permettant une gestion plus intelligente des charges, le stockage réduit les contraintes pesant sur les systèmes de refroidissement, ce qui améliore le PUE (Power Usage Effectiveness, ou efficacité de la consommation énergétique) global.