Datacenter refroidissement : l'eau en jeu face aux besoins en IA

Le datacenter refroidissement occupe une place centrale dans les débats sur l'impact environnemental du numérique, à mesure que les besoins en calcul explosent avec l'intelligence artificielle. Un serveur qui chauffe trop s'arrête par sécurité, ce qui oblige les exploitants à maintenir une plage de température stricte, généralement comprise entre 18 et 27 degrés Celsius selon les recommandations de l'ASHRAE, l'association américaine des ingénieurs en chauffage, réfrigération et climatisation, citée par Covalba et Sirenergies.

Pourquoi refroidir un datacenter est devenu un sujet sensible

La chaleur, ennemi numéro un des serveurs

Un data center fonctionne comme une centrale thermique inversée : il consomme de l'électricité pour calculer, et rejette presque toute cette énergie sous forme de chaleur. Selon la note pédagogique du Gimelec, au-delà d'un certain seuil, les serveurs s'éteignent automatiquement par mesure de sécurité, ce qui impose de maintenir en permanence une température de fonctionnement stable. Cette contrainte technique explique pourquoi le refroidissement reste, après les serveurs eux-mêmes, le deuxième poste de consommation électrique d'un site, et pourquoi certains exploitants cherchent désormais à valoriser cette chaleur perdue plutôt qu'à la rejeter.

L'eau, ressource sous tension

Le refroidissement adiabatique, très efficace pour absorber les pics de chaleur, repose sur l'évaporation d'eau : plus il fait chaud dehors, plus il en consomme. Dans un contexte de sécheresses répétées et de restrictions locales, cette dépendance à l'eau devient un point de friction avec les riverains et les collectivités, qui voient les datacenters comme des concurrents directs pour une ressource partagée avec l'agriculture et l'alimentation en eau potable, au point d'alimenter les recours juridiques contre certains projets.

Les grandes familles de refroidissement en 2026

Le refroidissement à air, CRAC et CRAH

Les unités CRAC (Computer Room Air Conditioner) et CRAH (Computer Room Air Handler) restent la solution la plus répandue pour refroidir l'air d'une salle serveur, selon Schneider Electric. Elles combattent activement une chaleur déjà entrée dans le bâtiment, ce qui les rend précises mais énergivores, puisqu'elles fonctionnent en continu, indépendamment de la météo extérieure.

Le free cooling, gratuit mais dépendant du climat

Le free cooling consiste à exploiter directement l'air extérieur pour refroidir la salle plutôt que de produire du froid mécanique en permanence. D'après la note du Gimelec, tant que la température extérieure reste inférieure à 25 degrés Celsius, l'air frais peut être injecté directement dans les salles informatiques, l'air chaud des serveurs étant évacué à l'extérieur. Cette méthode ne consomme quasiment pas d'eau, mais son efficacité chute dès que le mercure grimpe, ce qui limite son usage en période de canicule.

Le refroidissement adiabatique, le talon d'Achille de l'eau

Lorsque le free cooling ne suffit plus, l'adiabatique prend le relais par évaporation d'eau, comme le détaille Covalba. Le principe est simple : l'évaporation absorbe de la chaleur et abaisse la température de l'air avant qu'il n'entre dans la salle. Efficace lors des pics estivaux, cette technique est aussi la plus consommatrice en eau, ce qui pousse aujourd'hui certains exploitants à la limiter aux seuls jours de canicule plutôt qu'à l'utiliser en continu.

Liquid cooling et immersion, la réponse à la densité de l'IA

La hausse des densités de calcul liée à l'intelligence artificielle pousse les opérateurs vers des solutions plus proches des composants, comme le Direct-to-Chip, qui place des échangeurs au plus près des puces qui chauffent le plus, CPU et GPU en tête. L'immersion, où les composants baignent directement dans un liquide diélectrique, constitue une deuxième voie pour les charges très denses. Selon GMinsights, le marché mondial du refroidissement liquide des centres de données est passé de 4,8 milliards de dollars en 2025 à 6 milliards de dollars en 2026, avec une croissance annuelle attendue de 18,2 % jusqu'en 2035, portée par les investissements des fournisseurs cloud hyperscale et la construction de datacenters conçus pour l'IA.

Comparatif des méthodes de refroidissement

Comment réduire la consommation d'eau sans surchauffer les serveurs

Augmenter la température de consigne

Selon la note pédagogique du Gimelec, de nombreux datacenters conservent des habitudes d'exploitation héritées de générations technologiques plus anciennes, avec une température de consigne qui pourrait être relevée de 1 à 5 degrés sans perturber le fonctionnement des serveurs. Un passage de 21 à 23 degrés Celsius, par exemple, est susceptible de diminuer la consommation électrique de l'ordre de 7 à 10 %, toujours selon cette même source. Relever la consigne réduit mécaniquement le recours au refroidissement mécanique et donc à l'eau.

Confiner les allées chaudes et froides

Le confinement consiste à compartimenter l'avant et l'arrière des serveurs pour souffler l'air frais d'un côté et récupérer l'air chaud de l'autre, sans que les deux flux se mélangent. Ce mélange parasite, encore fréquent dans les installations existantes équipées de systèmes soufflant indistinctement dans la salle, dégrade fortement l'efficacité énergétique, rappelle le Gimelec.

Passer au refroidissement liquide pour les charges IA

Pour les racks à très haute densité, le liquid cooling permet d'évacuer la chaleur directement au contact des composants, avec un circuit fermé qui limite les pertes d'eau par évaporation. C'est l'une des raisons pour lesquelles Evolvance Market Research anticipe une croissance de 24,7 % par an pour le refroidissement liquide et de 32,4 % pour l'immersion, alors que le refroidissement par air, encore dominant avec 54,8 % des revenus du marché en 2026 selon la même étude, devrait progressivement perdre du terrain sur les charges les plus denses.

Miser sur le cool roof et la protection passive

Agir en amont, avant même que la chaleur n'entre dans le bâtiment, constitue un levier complémentaire. Le cool roof réfléchit le rayonnement solaire et réduit la charge thermique à traiter sans consommer d'énergie, selon Covalba, qui y voit une voie solide pour alléger la facture froid sans multiplier les prélèvements d'eau.

Voici les leviers concrets que les exploitants combinent le plus souvent :

• Relever la température de consigne des salles, en restant dans la fenêtre de 18 à 27 degrés Celsius recommandée
• Généraliser le confinement en allées chaudes et froides sur les installations existantes
• Privilégier le free cooling direct dès que la météo le permet, sans recourir à l'évaporation
• Réserver l'adiabatique aux seuls pics de chaleur plutôt qu'à un usage continu
• Basculer les racks à forte densité, notamment ceux dédiés à l'IA, vers du liquid cooling en circuit fermé
• Installer un cool roof pour limiter la charge thermique à la source

Ce que ça change pour les opérateurs et les riverains

Le poids économique du refroidissement reste considérable. Selon Covalba, il représente encore 30 à 40 % de la consommation électrique totale d'un site datacenter, juste derrière les serveurs eux-mêmes. Cette part explique l'essor rapide du marché mondial dédié à ces technologies : Mordor Intelligence l'évalue à 12,41 milliards de dollars en 2026, avec une progression attendue jusqu'à 28,54 milliards de dollars en 2032, tandis que ResearchNester avance un chiffre plus élevé de 31,2 milliards de dollars pour 2026, ce qui illustre les écarts méthodologiques entre cabinets d'analyse.

À l'échelle mondiale, la consommation électrique des datacenters a progressé de 17 % en 2025 pour atteindre environ 485 TWh, selon l'Agence internationale de l'énergie citée par Brightlio, qui prévoit un quasi-doublement à 950 TWh d'ici 2030, soit environ 3 % de la demande mondiale d'électricité, un mouvement dont on retrouve l'ampleur jusque dans l'électricité consommée par une seule requête ChatGPT. Plus de 11 700 datacenters étaient recensés dans le monde en mai 2026, dont 5 427 aux États-Unis, soit 46 % du total mondial, toujours selon les données Statista relayées par Brightlio. Cette croissance du parc, couplée à la montée des charges liées à l'IA, met une pression supplémentaire sur les ressources en eau et en électricité, et pousse les régulateurs à s'intéresser de plus près à l'efficacité des installations.

Questions frequentes

Quelle est la température idéale dans un datacenter ?

Les documents techniques convergent vers une plage de référence comprise entre 18 et 27 degrés Celsius pour l'air entrant dans les baies de serveurs, une recommandation portée par l'ASHRAE et reprise par Covalba comme par Sirenergies. Certains exploitants conservent toutefois des consignes plus basses, autour de 21 degrés, par habitude plutôt que par nécessité technique.

Le refroidissement d'un datacenter consomme-t-il beaucoup d'eau ?

Cela dépend de la technologie utilisée. Le free cooling n'en consomme quasiment pas, puisqu'il repose sur l'air extérieur. À l'inverse, le refroidissement adiabatique, qui évapore de l'eau pour abaisser la température de l'air, est la technique la plus gourmande, en particulier lors des pics de chaleur estivaux.

Qu'est-ce que le free cooling exactement ?

Le free cooling consiste à utiliser directement l'air extérieur pour refroidir une salle informatique, sans produire de froid mécanique en continu. Selon la note pédagogique du Gimelec, tant que la température extérieure reste inférieure à 25 degrés Celsius, l'air frais peut être injecté directement dans les salles, l'air chaud des serveurs étant rejeté dehors.

Le liquid cooling va-t-il remplacer totalement le refroidissement par air ?

Pas dans l'immédiat. Le refroidissement par air conserve 54,8 % des revenus du marché mondial en 2026 selon Evolvance Market Research, mais le liquid cooling progresse beaucoup plus vite, avec une croissance annuelle de 24,7 %, portée par les charges de calcul très denses associées à l'intelligence artificielle, qui nécessitent d'évacuer la chaleur au plus près des puces.

Quelle part de l'électricité d'un datacenter sert au refroidissement ?

Selon Covalba, qui s'appuie sur la littérature technique relayée par le Lawrence Berkeley National Laboratory, le refroidissement représente couramment 30 à 40 % de la consommation électrique totale d'un data center, ce qui en fait le deuxième poste de dépense énergétique après les serveurs eux-mêmes.