Les data centers américains ont consommé 17,4 milliards de gallons d’eau en 2023. D’ici 2028, ce volume atteindra entre 38 et 73 milliards de gallons selon les projections du rapport Shehabi et al. (2024) du Lawrence Berkeley National Laboratory, commandité par le Département de l’Énergie américain. Un doublement garanti, un quadruplement possible. Pendant que le débat public s’est focalisé sur les térawattheures, c’est une autre ressource qui s’amenuise silencieusement dans les aquifères sous les campus de Microsoft et de Google.

L’eau est l’angle mort du débat sur l’empreinte environnementale de l’IA. Elle n’a pas de compteur sur les factures d’électricité, elle ne génère pas de certificats verts, elle ne figure pas dans les engagements carbone des grandes entreprises technologiques. Et pourtant, le Royaume-Uni vient de créer un précédent institutionnel qui devrait attirer l’attention : en accordant aux data centers le statut d’infrastructure critique nationale, Londres a réduit de facto la capacité des compagnies des eaux à restreindre leur approvisionnement en période de sécheresse. La physique du refroidissement est en train de remodeler le droit de l’eau.

L’essentiel

  • Les data centers américains ont consommé 17,4 milliards de gallons d’eau en 2023 ; les projections du rapport Shehabi et al. (LBNL, 2024) situent ce volume entre 38 et 73 milliards de gallons en 2028.
  • Au Royaume-Uni, le statut d’infrastructure critique nationale réduit de facto la capacité de Thames Water à restreindre l’approvisionnement des data centers en cas de sécheresse, selon un rapport du gouvernement britannique de 2025.
  • Le dilemme thermodynamique est réel : le refroidissement par évaporation consomme peu d’énergie mais beaucoup d’eau ; le refroidissement en boucle fermée fait l’inverse.
  • Microsoft, Google et quelques acteurs européens expérimentent des systèmes à faible consommation d’eau, mais leur déploiement à grande échelle reste non démontré.
  • La pression réglementaire monte : plusieurs États américains exigent désormais une déclaration de consommation d’eau des data centers, et l’Union européenne prépare des obligations de reporting.

Pourquoi l’IA boit plus que les serveurs classiques

Un data center ordinaire consomme de l’eau principalement pour maintenir ses serveurs sous un seuil de température acceptable. La logique est simple : l’électricité qui alimente les puces se transforme en chaleur, la chaleur doit partir, et l’eau évaporée emporte cette chaleur avec elle. C’est le même principe qu’une tour de refroidissement industrielle ou qu’un radiateur de voiture.

Ce qui change avec l’IA générative, c’est l’intensité. Entraîner un grand modèle de langage sollicite les processeurs graphiques à des niveaux proches de leur capacité maximale pendant des semaines ou des mois. L’inférence — c’est-à-dire répondre à une question sur ChatGPT ou générer une image sur Midjourney — mobilise des grappes de GPU en continu, vingt-quatre heures sur vingt-quatre. Des chercheurs de l’Université de Californie à Riverside ont estimé que chaque conversation de vingt à cinquante questions sur ChatGPT-3 consomme environ 500 millilitres d’eau. Une bouteille de plastic. Multipliée par les millions d’utilisateurs quotidiens, l’arithmétique devient vertigineuse.

Le rapport de l’Agence internationale de l’énergie sur l’IA et l’énergie confirme la tendance : la consommation en eau des data centers devrait croître plus vite que leur consommation électrique dans les années à venir, précisément parce que les architectures d’accélération IA concentrent la chaleur sur des surfaces plus petites et nécessitent un refroidissement plus intense. Les mégawatts et les gallons ne progressent pas au même rythme, mais les gallons accélèrent.

Le dilemme physique que personne ne résout par décret

Il existe deux grandes familles de systèmes de refroidissement pour les data centers. La première utilise la vaporisation de l’eau : l’eau absorbe la chaleur des serveurs, s’évapore dans des tours de refroidissement, et cette vapeur emporte la chaleur vers l’atmosphère. C’est efficace sur le plan énergétique — cela réduit la facture électrique du site — mais cela consomme beaucoup d’eau, car l’eau évaporée est perdue. La seconde famille fonctionne en circuit fermé : l’eau refroidit les serveurs, puis est elle-même refroidie par des systèmes mécaniques (chillers, pompes à chaleur) avant de repartir dans le circuit. Moins d’eau perdue, mais une consommation électrique nettement plus élevée.

Ce n’est pas un choix de valeurs. C’est un choix d’ingénierie avec des contraintes physiques réelles. Dans une région où l’eau est abondante et l’électricité chère, le refroidissement par évaporation est rationnel. Dans une région où l’eau est rare et l’électricité renouvelable disponible, le circuit fermé l’est davantage. Le problème est que beaucoup de data centers ont été construits dans des zones qui étaient abondantes en eau au moment de leur implantation — et qui ne le sont plus.

La Virginie du Nord héberge la plus grande concentration de data centers au monde, avec environ 35% de la capacité nationale américaine selon les estimations du secteur. Elle puise dans le bassin versant de la Chesapeake Bay et dans les aquifères locaux. Or la région connaît des épisodes de stress hydrique croissants liés aux sécheresses récurrentes. L’Arizona, autre épicentre du secteur, est directement soumis aux restrictions d’eau du Colorado. Ces localisations n’ont pas été choisies pour leurs ressources hydriques — elles ont été choisies pour la disponibilité foncière, la fiscalité avantageuse et la proximité des câbles de fibre optique.

Le précédent britannique et ce qu’il révèle

En 2025, le gouvernement britannique a publié un rapport sur la consommation d’eau des data centers dans le cadre de sa politique d’infrastructure numérique. Sa conclusion opérationnelle était claire : les data centers accèdent au statut d’infrastructure critique nationale, ce qui leur confère les mêmes protections que les hôpitaux ou les réseaux de transport en cas de pénurie. En pratique, ce statut réduit fortement la probabilité que Thames Water — la compagnie des eaux qui dessert Londres et une grande partie du Sud-Est anglais, déjà sous tension financière et réglementaire — restreigne l’approvisionnement d’un data center lors d’un épisode de sécheresse. Aucune loi ne lui retire formellement ce pouvoir, mais le statut CNI crée une présomption forte en faveur du maintien de l’approvisionnement.

Ce choix a une logique économique. Le Royaume-Uni a décidé que les data centers sont des moteurs de croissance et qu’une coupure non planifiée dans un centre hébergeant des services financiers ou des systèmes de santé aurait des conséquences inacceptables. Mais il crée une hiérarchie implicite dans l’attribution de l’eau : les serveurs avant les jardins, peut-être avant les agriculteurs si la sécheresse s’aggrave. Aucun responsable politique ne l’a formulé ainsi, mais c’est ce que dit la loi.

Le cas britannique n’est pas isolé. En Irlande, où Dublin est devenue l’un des plus grands hubs de data centers d’Europe, les autorités de régulation de l’énergie et de l’eau ont dû revoir leurs modèles de planification après avoir sous-estimé la croissance de la demande. EirGrid, le gestionnaire du réseau électrique irlandais, a imposé un moratoire temporaire sur les nouvelles connexions de data centers dans la région de Dublin entre 2021 et 2023, précisément parce que la planification d’infrastructure n’avait pas anticipé l’ampleur de la demande. La même tension se dessine sur l’eau.

Ce que les grands opérateurs font — et ce qu’ils ne font pas encore

Microsoft a annoncé en 2024 son intention de déployer des systèmes de refroidissement en boucle fermée sur ses nouveaux sites, avec pour objectif de devenir “water positive” d’ici 2030 — c’est-à-dire de restituer plus d’eau aux bassins versants locaux qu’il n’en consomme dans ses opérations mondiales. Google a formulé un engagement similaire. Meta a publié des données détaillées sur sa consommation par site.

Ces engagements sont réels. Ils sont aussi partiels. La boucle fermée fonctionne bien sur des sites neufs, construits ab initio avec cette contrainte en tête. Elle est beaucoup plus difficile à déployer en retrofit sur des infrastructures existantes, dont la majorité a été conçue pour la vaporisation. La question que posent les ingénieurs indépendants n’est pas de savoir si la technologie existe — elle existe — mais de savoir si elle est déployable à l’échelle des dizaines de millions de mètres carrés de surface de data center déjà en opération.

D’autres pistes sont explorées. Le refroidissement liquide direct, qui place le fluide caloporteur directement au contact des puces plutôt que de refroidir l’air ambiant des salles de serveurs, réduit considérablement la consommation d’eau. Des entreprises comme Vertiv et Schneider Electric commercialisent ces systèmes depuis plusieurs années. L’immersion dans des bains de fluides diélectriques — des liquides non conducteurs dans lesquels les serveurs sont plongés intégralement — élimine quasiment toute consommation d’eau. Des opérateurs comme Submer et GRC (Green Revolution Cooling) déploient cette technologie sur des sites pilotes. La question reste celle de la maturité industrielle et du coût d’investissement, qui reste significativement plus élevé que les approches conventionnelles.

Il existe également des approches localisées qui tirent parti de la géographie. Les data centers implantés en Islande, en Norvège ou en Finlande utilisent le refroidissement par air froid extérieur pendant une grande partie de l’année, réduisant à la fois leur consommation électrique et leur consommation d’eau. Microsoft a annoncé ses data centers dans la région de Stavanger dès 2018, avec une mise en service Azure en 2019, en exploitant cette logique. La chaleur résiduelle des serveurs est réutilisée pour chauffer des bâtiments municipaux adjacents, ce qui transforme le data center d’un consommateur pur en participant à un réseau thermique urbain. C’est une voie prometteuse pour les nouvelles constructions dans les pays nordiques. Elle ne résout pas grand-chose pour les data centers de Phoenix ou de Loudoun County, Virginie.

La question de la transition énergétique est inséparable de celle de la transition hydrique : les deux ressources sont en tension simultanée sur les mêmes sites, et optimiser l’une sans considérer l’autre produit des solutions incomplètes.

La régulation commence à s’ajuster, lentement

Jusqu’en 2022, aucun État américain n’exigeait des data centers qu’ils déclarent publiquement leur consommation d’eau. La situation a commencé à changer sous la pression combinée des associations environnementales, de certains élus locaux et de la montée en puissance du sujet dans le débat sur l’IA. La Californie a adopté en 2023 une loi imposant aux data centers de déclarer leur consommation d’eau au-dessus d’un certain seuil. Le Maryland et la Virginie ont suivi avec des dispositions similaires, moins contraignantes. Ces mesures sont un premier pas vers la visibilité — mais elles n’imposent pas de limites.

L’Union européenne va plus loin sur le papier. La directive sur l’efficacité énergétique révisée impose depuis 2024 aux data centers de plus de 500 kilowatts de déclarer leur efficacité en eau (le WUE, Water Usage Effectiveness) ainsi que leur efficacité énergétique. Elle introduit également des obligations de réutilisation de la chaleur résiduelle. Ces obligations s’appliquent aux opérateurs établis en Europe, pas à ceux qui hébergent des services destinés à l’Europe depuis d’autres continents — une lacune que la Commission reconnaît et entend combler.

Le défi du reporting est réel. Le calcul de la consommation d’eau d’un data center n’est pas trivial. L’eau “opérationnelle” — celle qui s’évapore dans les tours de refroidissement — est mesurable. Mais les grands opérateurs comme AWS et Microsoft hébergent aussi leurs équipements dans des centres de colocation dont ils ne sont pas propriétaires, ce qui complique la chaîne de responsabilité. Et l’eau “incorporée” dans la fabrication des puces et des équipements — qui représente une fraction substantielle de l’empreinte hydrique totale selon certaines études — échappe entièrement aux périmètres de reporting actuels.

L’IA gouverne déjà des pans entiers de l’économie numérique, comme le montrent les données sur la productivité américaine. La question n’est plus de savoir si cette infrastructure va croître — elle va croître — mais dans quelles conditions et selon quelles règles de partage des ressources naturelles.

Géographie de la prochaine contrainte

La consommation d’eau des data centers n’est pas uniformément distribuée. Elle se concentre dans quelques zones où l’industrie a massivement investi : la Virginie du Nord, le Texas, l’Arizona, la Géorgie aux États-Unis ; Dublin en Irlande ; Francfort, Amsterdam et Stockholm en Europe. Certaines de ces zones sont déjà sous stress hydrique. D’autres le deviendront probablement sous l’effet combiné du changement climatique et de la croissance de la demande.

Ce n’est pas une fatalité. C’est une décision de localisation. Les choix faits aujourd’hui sur l’implantation des nouveaux campus — en Scandinavie plutôt qu’en Arizona, dans des zones de surplus hydrique plutôt que dans des zones sous tension — auront des conséquences pendant vingt ou trente ans, durée de vie typique d’un grand data center. Plusieurs acteurs commencent à intégrer le risque hydrique dans leurs décisions d’implantation. BlackRock et d’autres investisseurs institutionnels ont introduit des critères de stress hydrique dans leurs grilles d’analyse des investissements en infrastructure numérique.

La pression viendra aussi de la compétition avec d’autres usages de l’eau. L’agriculture irriguée représente environ 70% de la consommation d’eau douce mondiale selon la FAO. Les data centers sont encore loin de ce niveau, mais leur croissance dans des zones agricoles fragilisées — comme la Central Valley californienne ou les plaines du Texas — crée des conflits d’usage concrets, pas seulement théoriques. Plusieurs comtés de Virginie ont déjà reçu des demandes de permis de construction refusées ou conditionnées à des engagements de neutralité hydrique.

La technologie pour réduire significativement la consommation d’eau des data centers existe. Le refroidissement en boucle fermée, l’immersion diélectrique, le refroidissement par air froid, la réutilisation de la chaleur résiduelle sont tous des solutions opérationnelles. Ce qui manque, c’est le signal économique ou réglementaire qui rendrait leur déploiement systématique préférable à la solution la moins chère à court terme. L’eau reste très peu chère dans la plupart des juridictions américaines. Tant qu’une tour de refroidissement à vaporisation coûte moins cher à construire et à opérer qu’un système en boucle fermée, et tant que l’eau consommée n’est pas tarifée à son coût de rareté, le marché seul n’opérera pas cette transition.

La vraie question posée par le précédent britannique n’est donc pas de savoir si les data centers méritent d’être protégés en cas de sécheresse. C’est de savoir qui décide de la hiérarchie entre les usages de l’eau — et si cette décision se prend dans un débat public explicite ou par accumulation de précédents silencieux.

Sources

  1. UK Government — Water use in data centre and AI report (2025)
  2. Shehabi A. et al., United States Data Center Energy Usage Report — Lawrence Berkeley National Laboratory (données reprises par l’US EPA)
  3. Agence internationale de l’énergie — Energy and AI (2025), iea.org
  4. Environmental and Energy Study Institute (EESI) — Data Centers and Energy, eesi.org
  5. Consumer Reports — The Hidden Environmental Cost of AI, 2024
  6. Directive européenne sur l’efficacité énergétique (2023/1791), Journal officiel de l’Union européenne
  7. LBNL – 2024 US Data Center Energy Usage Report (Shehabi et al.)
  8. GOV.UK – Désignation CNI des data centers (sept. 2024)
  9. GDSA – Water use in AI and Data Centres (GOV.UK PDF)
  10. UC Riverside – Making AI Less Thirsty (arXiv:2304.03271)
  11. Commission européenne – EED / Règlement délégué EU/2024/1364
  12. Microsoft – Engagement Water Positive 2030
  13. Google – Water Stewardship Commitments
  14. IEA – Energy and AI (2025)
  15. Energy Connects / CRU – Fin du moratoire irlandais (déc. 2025)