D'ici 2035, les centres de données américains pourraient brûler plus de gaz naturel que l'Allemagne et le Japon réunis

La course à la construction de centres de données d'intelligence artificielle se heurte à la physique du réseau électrique américain, et ce choc se règle au gaz naturel. Dans une nouvelle prévision publiée le 14 septembre, le cabinet de recherche BloombergNEF a projeté que la consommation de gaz naturel destinée à la production d'électricité des centres de données américains augmentera de 15 milliards de pieds cubes par jour au cours de la décennie se terminant en 2035, même en écartant les nombreux projets annoncés qui ne verront jamais le jour.

À lire aussi: Google et Constellation ajoutent 890 MW de nucléaire grâce aux augmentations de puissance de réacteurs · Le JF2 AC Link de LG Energy Solution qualifié comme BESS NVIDIA DSX Ready.

Cette croissance représente plus du double de la prévision que BloombergNEF avait formulée neuf mois plus tôt, quand elle tablait sur une hausse de 6,9 milliards de pieds cubes par jour. La consommation totale de gaz des centres de données américains atteindrait environ 18 milliards de pieds cubes par jour d'ici 2035, selon cette prévision, révélée d'abord par Bloomberg et TechCrunch. Pour donner l'échelle, il s'agit de plus de gaz que n'en consomme aujourd'hui n'importe quel pays de la planète hormis la Chine, la Russie, l'Iran et les États-Unis eux-mêmes, d'après les données de l'Energy Information Administration américaine. L'Allemagne et le Japon, deux des plus grandes économies industrielles du monde, n'en utilisent pas autant à eux deux.

Ce que BloombergNEF projette réellement

Les chiffres décrivent un changement dans la manière dont les États-Unis produisent leur électricité, et non un projet isolé. Les principaux constats :

• Le gaz utilisé pour produire de l'électricité destinée aux centres de données augmentera de 15 milliards de pieds cubes par jour d'ici 2035. Ce chiffre suppose déjà qu'une part significative des projets annoncés sera annulée ou retardée.
• Le gaz naturel devrait fournir 69 % de l'électricité nécessaire aux nouvelles installations de centres de données raccordées au réseau dans la prévision.
• Les centres de données deviennent le deuxième moteur de la croissance de la demande de gaz américaine sur la décennie, derrière les nouveaux terminaux d'exportation de gaz naturel liquéfié qui entrent en service le long de la côte du Golfe.
• La production sur site, où un centre de données construit sa propre centrale au gaz plutôt que d'attendre le réseau, représente de 2,9 à 3,4 milliards de pieds cubes par jour d'ici 2035. C'est à peu près autant de gaz que tous les centres de données américains en consomment aujourd'hui, y compris le gaz brûlé sur le réseau pour les alimenter.
• Si les raccordements au réseau ne s'accélèrent pas, le pays pourrait avoir besoin d'environ 48 gigawatts de capacité de production au gaz sur site d'ici 2035.

Le secteur de l'électricité dans son ensemble consommerait environ 54 milliards de pieds cubes par jour d'ici 2035, en hausse de 18 milliards par rapport à 2025, tandis que les exportations de GNL en ajouteraient 21 milliards. Les producteurs américains devraient augmenter leur production de 35 milliards de pieds cubes par jour sur la même période, laissant un déficit d'environ 11 milliards de pieds cubes par jour que la prévision suppose comblé.

Pourquoi le gaz, et pourquoi maintenant

La prévision ne parie pas que le gaz restera bon marché pour toujours. Elle parie que le gaz est la seule technologie déployable à la vitesse requise.

Les centres de données traditionnels étaient raccordés au réseau. Les plus grands campus d'IA ont désormais besoin de centaines de mégawatts, voire de plusieurs gigawatts, et les services publics de nombreuses régions affichent des files d'interconnexion de plusieurs années. Comme l'a formulé eeNews Europe, les exploitants cherchent un accès plus rapide à une électricité ferme, et les centrales au gaz peuvent être autorisées, financées et construites en une fraction du temps, même lorsque l'équipement lui-même est en pénurie.

Cette préférence a déjà produit certains des plus gros contrats d'électricité privés de l'année écoulée. Chevron et Microsoft ont convenu de développer le projet Kilby dans l'ouest du Texas, une installation au gaz colocalisée conçue pour fournir environ 2,67 gigawatts à un centre de données exploité par Microsoft, les premiers mégawatts étant attendus en 2028. Meta, Google et Amazon ont annoncé des productions similaires en aval du compteur. Un campus Amazon prévu a été décrit comme un candidat au titre de plus grand pollueur climatique unique des États-Unis.

Les centrales sur site constituent aussi une protection contre un second goulot d'étranglement : les turbines à gaz sont vendues à l'avance pour des années. BloombergNEF soutient que les moteurs, plutôt que les grandes turbines, gagnent le marché sur site parce qu'ils peuvent être livrés plus vite et adaptés à la charge intermédiaire d'un projet. C'est un compromis coûteux en efficacité et en émissions, mais il permet de tenir le calendrier de construction.

L'ampleur du déploiement sous-jacent explique pourquoi la prévision gazière ne cesse de grimper. BloombergNEF a par ailleurs projeté 194 gigawatts de demande électrique des centres de données d'ici 2035, et note que si chaque projet du pipeline actuel était construit, il faudrait la production d'environ 100 centrales nucléaires. Une partie de cette demande sera couverte par les renouvelables, les batteries et, à terme, le nucléaire avancé, mais toutes ces options font face à leurs propres retards. Le solaire et l'éolien ont besoin de nouvelles lignes de transport, les batteries couvrent des heures et non des jours de charge, et les petits réacteurs modulaires restent à des années de l'échelle commerciale. Le gaz est la seule source pilotable que l'on peut commander, autoriser et mettre en service dans la fenêtre qui intéresse les développeurs d'IA.

Les centrales au gaz en construction ne se ressemblent pas toutes. Une centrale à cycle combiné de taille industrielle prend des années et des milliers de travailleurs qualifiés. Un ensemble de moteurs à pistons, que l'équipe technologique de BloombergNEF décrit comme l'option sur site la moins chère et la plus rapide, peut être transporté par camion sur un site et assemblé en quelques mois. La différence se voit dans l'efficacité, les émissions et le coût du combustible par mégawattheure, et elle signifie que la part sur site de la prévision pourrait basculer entre les deux technologies sans beaucoup changer la demande totale de gaz.

La facture et les émissions

Deux coûts se situent en aval de la courbe de demande. Le premier est le prix. L'auteur principal du rapport, l'analyste des marchés gaziers de BloombergNEF Henry Eaton, a déclaré à Investing.com que l'estimation pour les centres de données comportait des marges d'erreur « assez larges », « à la hausse comme à la baisse ». Malgré cela, des analystes du cabinet de recherche Noreva ont averti que la demande des centres de données et la hausse des exportations de GNL pourraient ensemble faire fortement monter les prix du gaz américain. Les entreprises technologiques peuvent absorber plus facilement une hausse du coût du combustible que les ménages et les petites entreprises qui partagent le même réseau. Une partie de l'augmentation se retrouve sur les factures d'électricité, ce qui explique pourquoi les conflits tarifaires liés aux centres de données sont devenus un enjeu politique vif dans plusieurs États.

Le second coût est le carbone. La prévision tombe au moment où le calcul climatique du déploiement de l'IA devient plus difficile à concilier avec les objectifs d'émissions américains. Brûler les volumes projetés rendrait à elle seule la contribution du secteur électrique aux émissions des centres de données comparable à celle d'une économie de taille moyenne, et figerait des décennies d'exploitation de centrales au gaz et d'infrastructures de gazoducs. Ses partisans présentent le gaz comme un combustible de transition ; ses critiques font remarquer qu'un pont construit pour porter une charge à l'échelle de l'IA pendant 15 ans ressemble beaucoup à une destination.

Une prévision qui peut se tromper dans les deux sens

BloombergNEF indique clairement que la prévision est incertaine. Une vague de résistance au niveau des États et des collectivités a mis en pause des projets de centres de données dans plusieurs juridictions, et les prix de l'électricité sont devenus un thème de campagne avant les élections de mi-mandat de novembre. Si le cycle de capitaux de l'IA refroidit, la demande de gaz refroidit avec lui. S'il s'accélère, les chiffres pourraient de nouveau être révisés à la hausse, comme cette fois-ci.

Se pose aussi la question de savoir qui paie les gazoducs, les centrales et les lignes de transport que la prévision implique. La production gazière américaine devrait augmenter de 35 milliards de pieds cubes par jour jusqu'en 2035, mais la prévision en réclame environ 11 milliards de plus que ce que les producteurs prévoient actuellement. Ce déficit devrait être comblé par de nouveaux forages, de nouvelles lignes de collecte et de nouvelles infrastructures liées à l'exportation, chacune avec son propre calendrier d'autorisation.

L'environnement politique est une autre variable. BloombergNEF a suivi une vague d'actions locales et étatiques qui suspendent ou restreignent la construction de centres de données, motivées par des préoccupations liées aux prix de l'électricité, à l'usage de l'eau et au foncier. Les tarifs pour grandes charges et les batailles sur la répartition des coûts avancent devant les commissions de régulation dans plusieurs États. Si cette résistance ralentit le développement, la courbe de demande de gaz s'aplatit. Si elle pousse les exploitants à apporter leur propre production, la part sur site augmente, ce qui change l'endroit où atterrissent les émissions, mais pas leur total.

Ce qu'il faut surveiller

Trois signaux montreront si la prévision tient. D'abord, les carnets de commandes de turbines et de moteurs, qui constituent l'indicateur avancé le plus clair de la construction gazière sur site. Ensuite, la réforme de l'interconnexion par les services publics, car des raccordements plus rapides réduiraient l'incitation à construire derrière le compteur. Enfin, le prix du gaz américain lui-même, car tout le raisonnement financier du déploiement suppose qu'il reste bon marché.

Pour l'instant, la direction est claire. La demande d'électricité de l'industrie de l'IA a dépassé la capacité du réseau à la fournir, et la réponse par défaut aux États-Unis est une centrale au gaz. La seule question ouverte est de savoir combien d'entre elles seront construites.

Image de couverture : le Sand Hill Energy Center, une centrale électrique alimentée au gaz naturel à Austin, au Texas, par Larry D. Moore, sous licence CC BY 4.0 via Wikimedia Commons.