Voici ci-dessous une note de Valérie Masson-Delmotte Directrice de recherche CEA au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Paris Saclay, qui présente sa synthèse des enjeux environnementaux des data centers et partage la présentation qu’elle a faite à l’invitation de la fédération Essonne Nature Environnement. N’hésitez pas à partager en commentaires vos remarques et suggestions de référence pour que cet état des lieux soit le plus précis et complet possible.
Les enjeux environnementaux des data centers sont liés à leur consommation d’électricité, d’eau, leurs émissions de gaz à effet de serre, leurs implications pour les trajectoires de décarbonation, leur emprise foncière, et leurs impacts territoriaux (pollution atmosphérique, îlots de chaleur, trames vertes).
Cette présentation a été préparée à la demande de la fédération Essonne Nature Environnement, pour son assemblée générale du 30 mai 2026.
Je suis chercheuse en sciences du climat et j’ai été sollicitée par des voisins pour répondre, dans le cadre de l’association Villejust Nature Environnement, à une enquête publique sur l’un des projets de nouveaux data centers à Nozay (Essonne).
Je fais une veille sur les publications scientifiques ainsi que sur les rapports liés à l’empreinte environnementale des data centers. J’ai eu l’occasion également d’intervenir à la demande du comité éthique et scientifique de l’agglomération Paris Saclay et j’ai construit un projet de recherche en cours d’évaluation concernant les impacts territoriaux (pollution atmosphérique et îlots de chaleur).
Les data centers sont des infrastructures associées à une forte consommation d’électricité pour le matériel informatique mais aussi pour Les enjeux environnementaux des data centersson refroidissement, et sont équipés de générateurs de secours diesel (et de stocks de combustibles) pour assurer leur fonctionnement en cas de coupure électrique.
Leur développement s’accélère au niveau mondial notamment depuis 2015, et il est tiré à la hausse par la demande de puissance pour certains aspects de l’IA. Les plus de 11 000 centres de données mondiaux consomment environ 1,5% de la consommation totale d’électricité dans le monde en 2024 (415 TWh) et un doublement est attendu d’ici 2030 (IEA). Il y a donc un enjeu sur la capacité de production d’électricité bas carbone et sa disponibilité en substitution aux énergies fossiles, avec une large incertitude au-delà de 2030 (contraintes de déploiement des data centers / gains d’efficacité / usages énergivores IA).
40% des data centers sont localisés aux USA, où ils consomment 5% de la demande électrique (9% prévu d’ici 2030) et où ils sont concentrés dans certains hubs régionaux (ex Northern Virginia). Leur approvisionnement électrique se fait à partir d’électricité produite avec du nucléaire (20%), des renouvelables (24%) mais aussi du charbon (15%) et du gaz (40%). Le goulot d’étranglement de l’IA est lié à la capacité d’implémentation de data centers, qui sont eux-mêmes conditionnés à la capacité de raccordement / production électrique, tirant à la hausse la demande d’énergies fossiles.
Pour des enjeux de maîtrise et de traitement local des données européennes, et de compétition par rapport aux technologies liées à l’IA, la Commission européenne vise à tripler les capacités d’ici 2035.
Il y déjà une forte densité de data centers en Irlande (>20% de la consommation électrique) et aux Pays-Bas (tension sur l’utilisation de l’eau pour le refroidissement).
Leur PUE (power usage effectiveness) mesure la consommation totale d’énergie par rapport à la consommation du matériel IT. La moyenne UE est de 1,6 et la moyenne en France en 2024 est de 1,42 (Arcep). Cela dépend notamment de la plage de température de fonctionnement du matériel électronique et du type de refroidissement (free cooling, liquid cooling, direct-to-chip cooling), et de la zone climatique.
L’efficacité de la consommation d’eau (WUE, en litres / kWh) reflète l’utilisation d’eau pour l’humidification, le refroidissement, le réseau incendie. Elle peut varier de <0,2 l/kWh (refroidissement air ou liquide boucle fermée) à 0,2-0,5 l/kWh (adiabatique, tours). La moyenne UE est de 0,31. Il peut y avoir des arbitrages entre PUE et WUE.
De nombreux états ont introduit une régulation de l’efficacité énergétique (Singapour, Japon, Chine, Australie, UE, Californie). Deux directives européennes encadrent le suivi (énergie, eau, renouvelables, chaleur fatale).
La réutilisation de la chaleur fatale est très difficile, et la seule obligation est une analyse coût-avantage et la mise en place d’un raccordement (pour usage potentiel ultérieur). En général, une infime fraction est réutilisée (chauffage du site) et il y a un décalage saisonnier entre le pic de production (été pour le refroidissement) et les besoins de réseaux de chaleur urbains (chauffage, eau chaude sanitaire).
Les concentrations de data centers (hubs, clusters, « campus ») liés à des conditions favorables (accès au réseau de distribution très haute tension électrique, production d’électricité, accès à la connectivité, au foncier) sont généralement liées à des exemptions fiscales, l’accès facilité au foncier, des subventions ou coûts préférentiels de l’électricité (effets d’aubaine).
Ils entraînent des tensions croissantes :
- sur les infrastructures électriques : coût des investissements dans les infrastructures reportés sur les ménages et PME (USA); priorités de raccordement pouvant freiner les trajectoires d’électrification et de décarbonation pour d’autres secteurs (y compris en France)
- tensions sur l’eau dans les contextes de stress hydrique. Il est rapporté que les data centers américains consomment 1,7 milliards de litres d’eau par jour. Des tensions ont également émergé en Espagne, au Chili et aux Pays-Bas.
- l’emprise foncière et l’artificialisation des sols est un point de tension croissante en zone rurale (concurrence avec activités agricoles) comme en zone urbaine ou péri-urbaine (préemption de friches par rapport aux projets d’aménagement lié au logement ou pour d’autres activités économiques et industrielles qui créent davantage d’emplois locaux). Des moratoires émergent (Amsterdam, Singapour).
La France est attractive du fait de sa connectivité (y compris câbles sous-marins) et sa capacité (actuellement excédentaire) de production et distribution d’électricité bas carbone. Les investissements étrangers dans le secteur des data centers sont très élevés (69 milliards de $ en 2025, nouvelles annonces cette semaine).
La loi de simplification administrative du 26 mai 2026 introduit une définition spécifique des data centers dans le code de l’urbanisme (où précédemment ils étaient traités comme des entrepôts) en plus du code de l’énergie; et la possibilité de bénéficier de la qualité de « Projet d’intérêt national majeur » avec une procédure accélérée et délivrance de l’autorisation d’urbanisme par le préfet (avec possibilités de dérogations aux règles d’urbanisme sur leur hauteur); mais aussi la possibilité de refus de permis de construire en raison de tensions structurelles sur la ressource en eau; elle met aussi en place une procédure de réservation de capacité de raccordement (avec contribution financière supplémentaire).
Les émissions de gaz à effet de serre des data centers sont liées à la fois à l’empreinte carbone de l’électricité consommée et aux effets directs des équipements IT (extraction de matières premières, fabrication, usage et fin de vie).
Les objectifs de décarbonation des Gafam ont été fortement compromis du fait de l’empreinte associée aux investissements dans les data centers pour l’IA générative (ex : augmentation de 50 à 65% des émissions de gaz à effet de serre de Google, 2019-2024). Cela entraîne une relance massive dans les centrales thermiques à gaz aux USA. En Irlande, leur consommation d’électricité remet en cause les objectifs de décarbonation.
Avant l’essor de l’IA générative, les data centers représentaient en 2022 environ 46% de l’empreinte carbone des usages du numérique en France, soit 13,5 millions de tonnes de CO2 (Ademe). Les besoins de calcul sont plus élevés et avec des puces GPU spécifiques pour l’IA (entraînement et inférence). L’empreinte carbone d’une carte Nvidia GPU (1 kg, 10 000 $) est estimée à 150 kg de CO2-équivalent.
L’Arcep et l’ADEME observent une forte augmentation du nombre de data centers, de leur puissance (>100-200 MW) et de leur utilisation entraînant une hausse rapide de leur consommation d’électricité (+12% en 2024) (estimée à 2,7 TWh), et de leurs émissions de gaz à effet de serre (+23% en 2024, + 178 000 t CO2 en scope 1 et 2, location-based).
Les effets indirects positifs (substitution, optimisation, efficacité) ou négatifs (effets d’induction, rebonds) du numérique sur l’ensemble des empreintes environnementales de notre société restent difficiles à évaluer (Arcep, 2026).
La forte hausse d’implantations de data centers est particulièrement marquée en Ile-de-France (2/3 des data centers installés) avec des concentrations autour des postes très haute tension et tout particulièrement dans l’agglomération Plaine Commune et l’agglomération Paris Saclay. Les projections de consommation électrique des data centers à Paris Saclay ou en Ile-de-France suggèrent qu’à horizon 2050, leur consommation électrique pourrait être équivalente à celle de tous les autres usages.
L’implantation territoriale fait émerger de nouvelles problématiques :
- pas de vision agrégée pour les collectivités territoriales, difficultés d’articulation avec les stratégies environnementales (PCAET)
- différents régimes (installations classées) selon leurs équipements (stockage de combustibles sous le seuil Seveso pour chaque site, pas de base de données du nombre de générateurs de secours
- les data centers sont secourus par des groupes électrogènes (diesel) de forte puissance, qui fonctionnement au gazole ou HVO, et, dans tous les cas, émettent de grandes quantités de polluants. Ils doivent être testés chaque mois (1h / générateur) pour la maintenance. J’avais noté qu’un générateur peut émettre par ex 23 kg de NOx / h, à multiplier par le nombre de générateurs et leur seule maintenance pour évaluer les implications pour la pollution de l’air, un enjeu majeur de santé en Ile-de-France, avec des dépassements récurrents des seuils actuels. J’avais noté qu’un seul projet pourrait conduire à émettre 3% de plus de NOx par an juste en maintenance. Les facteurs d’émissions en condition réelle restent mal connus (suies, CO, NOx, aromatiques, particules fines et ultra-fines). Il n’y a pas de réglementation sur le calendrier de maintenance (y compris en cas de pic de pollution), pas d’information aux riverains (écoles, crèches, activités sportives…).
- il y a des enjeux importants en cas de démarrage simultané (coupure électrique, effacement) et à ma connaissance pas d’étude permettant d’étayer la gestion de crise. Par exemple, l’Autorité environnementale a découvert fortuitement qu’un des data centers des Ulis (Essonne) a fonctionné 270 h sur secouru, suite à l’incendie d’un poste de distribution, sans information aux riverains.
- les data centers émettent une grande quantité de chaleur (panache de chaleur) pouvant produire des effets d’îlot de chaleur ou renforçant le stress thermique (en cas de conditions météorologiques défavorables type dôme de chaleur) (pouvant aussi exacerber l’assèchement des sols et de la végétation)
- cela présente des enjeux sanitaires pour les personnes exposées à la chaleur et aux polluants atmosphériques (enjeu de santé publique) ainsi que pour la végétation exposée à la pollution et la chaleur (enjeu pour les trames vertes).
- il n’y a aujourd’hui pas de cadre méthodologique pour évaluer les conséquences environnementales et locales
- les études d’impacts sont insuffisantes et n’intègrent pas le changement climatique, ni les études de danger combiné – en cascade. Il manque un cadre clair pour évaluer les impacts (pollution atmosphérique, chaleur) dans les conditions météorologiques les plus défavorables (climat actuel et futur) et de l’ensemble de leurs impacts (notamment chaleur et santé, activités agricoles, assèchement des sols et RGA).
- il manque aussi un dispositif d’évaluation des retombées économiques réelles pour le territoire, par rapport notamment aux bénéficiaires directs des investissements dans les data centers.
Une première étude (soumise) à partir de données satellitaires souligne un effet d’îlot de chaleur des data centers atteignant en moyenne +2°C avec un effet discernable sur un rayon de 10 km (voir https://arxiv.org/abs/2603.20897).
De nouvelles études émergent également (rapport universitaire) concernant l’évaluation des effets sanitaires liés aux polluants atmosphériques émis par les 10 000 générateurs diesel de Virginie du Nord (USA) (voir https://scholarscompass.vcu.edu/isee_pubs/3/).
Le fait de disposer d’études académiques, indépendantes, est important pour améliorer le cadre de transparence, de suivi et d’évaluation, éclairer les délibérations publiques territoriales et nationales, stimuler l’innovation (ne peut-on pas faire mieux que s’appuyer sur des générateurs diesel, polluants), et renforcer le cadre de régulation, pour concilier les usages pertinents du numérique, protection de la santé et de l’environnement.
J’ai aussi terminé ma présentation en soulignant l’importance d’éviter le greenwashing, y compris en lien avec les projet de recherche et développement. J’ai noté que beaucoup de projets font référence à des investissements dans des capacités de production d’électricité renouvelable (mais souvent se traduisent en contrats d’allocation de production existante), affichent la volonté d’utiliser du HVO pour les générateurs de secours (mais d’une part les capacités de production sont limitées et d’autre part cela n’affecte pas les émissions de polluants). Il y a également un enjeu à expliciter clairement le % de chaleur fatale valorisée, ainsi qu’éviter de susciter de la confusion sur d’éventuelles capacités de captage de carbone, en mettant les démonstrateurs au regard de l’empreinte carbone en cycle de vie des data centers.
