Intelligence artificielle : la hausse de la demande électrique bouleverse la planification des réseaux, selon une étude de Capgemini

La montée en puissance des data centers dédiés à l’intelligence artificielle modifie profondément les équilibres des systèmes électriques. Selon une étude du Capgemini Research Institute, l’essor de ces infrastructures rend la demande en électricité plus élevée mais aussi beaucoup plus difficile à anticiper, contraignant les énergéticiens à revoir leurs stratégies d’investissement et de gestion des réseaux. Dans le même temps, l’intelligence artificielle apparaît également comme un levier pour améliorer leur exploitation.

Une demande électrique de plus en plus difficile à anticiper

L’étude « AI meets the grid: shaping the data center power play », réalisée auprès de plus de 600 dirigeants d’entreprises du secteur de l’électricité réalisant plus de 500 millions de dollars de chiffre d’affaires, met en évidence les nouvelles difficultés auxquelles sont confrontés les opérateurs de réseaux.

L’enjeu ne réside plus uniquement dans la hausse de la consommation liée aux data centers, mais dans son caractère de plus en plus volatil et imprévisible. Selon l’étude, 77 % des dirigeants interrogés déclarent éprouver des difficultés à prévoir précisément la demande future, tandis qu’une large majorité s’attend à des pics de consommation plus fréquents et plus difficiles à anticiper.

Le rapport souligne également l’apparition de « demandes fantômes » liées aux projets de data centers. Selon 67 % des dirigeants, une partie importante des capacités demandées ne se concrétise finalement jamais. En moyenne, près d’un projet sur cinq (19 %) n’aboutit pas, ce qui complique les prévisions et accroît les risques de surinvestissement ou, à l’inverse, de sous-dimensionnement des infrastructures.

Cette situation place les énergéticiens face à un arbitrage complexe : investir suffisamment pour accompagner les besoins futurs tout en évitant la création d’actifs qui pourraient ne jamais être pleinement utilisés. Les opérateurs de data centers sont confrontés aux mêmes incertitudes lorsqu’ils doivent choisir leurs implantations en fonction des capacités disponibles des réseaux.

Des réseaux sous pression face à l’essor des data centers

Au-delà des difficultés de prévision, le rapport met en évidence les tensions croissantes sur les infrastructures électriques.

Près de 68 % des dirigeants interrogés anticipent des pénuries de capacités, estimant que la croissance de la demande des data centers dépasse le rythme de développement des moyens de production et des réseaux.

La concentration géographique de ces infrastructures constitue également un facteur de risque. Plus de la moitié des responsables interrogés considèrent que cette concentration fragilise la fiabilité de l’approvisionnement électrique en saturant localement les réseaux et en compliquant les investissements nécessaires à leur renforcement.

« L’IA transforme les systèmes électriques bien au-delà de la croissance de la demande. Elle met en lumière les contraintes structurelles des réseaux en matière de capacité, de planification et de disponibilité de l’énergie, tout en rendant la demande plus dynamique et plus difficile à prévoir », explique Claire Gauthier, responsable du secteur Énergie & Utilities chez Capgemini.

« Le défi ne réside plus seulement dans la quantité d’énergie nécessaire, mais dans la capacité à la fournir de manière fiable, au bon endroit et au bon moment. Les énergéticiens ont un rôle déterminant à jouer en tant qu’orchestrateurs du système, en tirant profit de l’IA, pour équilibrer les ressources du réseau et celles des clients, accélérer les capacités effectivement disponibles et permettre la prochaine phase de croissance des data centers », poursuit-elle.

L’intelligence artificielle, à la fois source de consommation et outil d’optimisation

Le rapport estime que l’entraînement et l’utilisation des modèles d’intelligence artificielle représenteront, dans les trois à cinq prochaines années, entre 25 % et 60 % de la consommation électrique totale des data centers, remplaçant progressivement d’autres usages informatiques.

Parallèlement, les énergéticiens voient dans cette même technologie un moyen d’améliorer le fonctionnement des réseaux. Près de six dirigeants sur dix considèrent que les analyses avancées fondées sur l’IA permettront de réduire les pannes de plus de 10 %, tout en améliorant la productivité opérationnelle ainsi que les capacités de prévention et de rétablissement des interruptions.

Malgré ces perspectives, le déploiement reste limité. Seules 45 % des organisations utilisent actuellement l’intelligence artificielle pour optimiser leurs réseaux et seulement 16 % ont mis en œuvre des solutions avancées capables d’optimiser en temps réel les flux d’énergie, la résilience des infrastructures et les performances des systèmes.

L’étude souligne également que les délais de construction des infrastructures électriques demeurent un frein majeur face à l’accélération des besoins, renforçant la nécessité d’accélérer la modernisation des réseaux.

Des systèmes énergétiques de plus en plus hybrides

Face aux contraintes de raccordement, les exploitants de data centers développent progressivement des solutions de production d’énergie sur site.

Près de 30 % des organisations déclarent déjà utiliser des solutions « behind-the-meter » ou de proximité, tandis que 39 % prévoient de les déployer dans un délai d’un à deux ans. Plus de sept dirigeants sur dix estiment que ces installations permettront de réduire fortement leur dépendance au réseau électrique dans les cinq prochaines années.

Cette évolution modifie les relations entre énergéticiens et grands consommateurs d’électricité. Selon 86 % des répondants, la capacité à fonctionner de manière autonome par rapport au réseau constitue désormais un avantage concurrentiel.

Un mix énergétique appelé à se diversifier

L’étude conclut qu’aucune source d’énergie ne pourra, à elle seule, répondre aux besoins croissants des data centers.

Ainsi, 78 % des dirigeants du secteur de l’électricité et 73 % des responsables de data centers considèrent que les énergies renouvelables ne sont pas encore en mesure d’assurer seules une alimentation continue à grande échelle. Beaucoup investissent donc dans des systèmes de stockage par batteries afin de pallier cette intermittence.

Les acteurs interrogés estiment également que les solutions de long terme, comme les petits réacteurs nucléaires modulaires, nécessiteront encore plusieurs années avant d’être disponibles. Dans cette période de transition, plus des deux tiers des dirigeants (68 %) considèrent le gaz naturel comme une solution provisoire pour accompagner la montée en puissance des énergies renouvelables et du stockage, malgré les tensions que cette option peut créer avec les objectifs de décarbonation.

« Pour les fournisseurs d’énergie comme pour les opérateurs de centres de données, le défi ne se limite plus à l’augmentation des capacités, mais consiste à orchestrer des systèmes énergétiques de plus en plus complexes, dans un contexte d’incertitude, d’exigences de réactivité et de modernisation des réseaux », conclut Claire Gauthier. « La réussite reposera sur la capacité à articuler de manière cohérente les investissements en infrastructures, les approvisionnements énergétiques et les opérations pilotées par l’IA, afin de gérer une demande à la fois croissante et volatile, tout en conciliant fiabilité, coûts et durabilité. »