Les forces de la nature
Updated mars 27, 2026
Retracer les origines
Demander à quelqu’un de décrire visuellement le cloud, c’est comme demander une description visuelle de l’air. Les activités courantes telles que les commandes en ligne, les applications de messagerie et les réseaux sociaux ne peuvent pas se faire sans lui, mais il est difficile de le définir clairement avec des mots.
Le cloud et l’air partagent toutefois des qualités similaires faciles à comprendre. Nous savons qu’ils nous entourent en permanence, invisibles, et qu’ils ont tous deux une valeur inestimable. L’air est essentiel à tous, et le cloud peut grandement faciliter la vie de nombreuses personnes.
Cependant, cette explication élémentaire soulève encore davantage de questions.
Comment nos données sont-elles arrivées dans le cloud ? Où vont-elles après ? Où sont-elles stockées et comment sont-elles accessibles 24h/24 et 7j/7 ? De quelles ressources avons-nous besoin pour alimenter l’IA à cette échelle ?
La réponse à ces questions est très tangible : les centres de données.
Avec les charges de travail basées sur l’IA, les centres de données constituent le pilier du cloud de Microsoft. Il s’agit de l’infrastructure physique qui héberge et entretient des milliers de serveurs, lesquels stockent et déplacent nos données dans le cloud. Les centres de données ont besoin d’une source d’énergie constante et d’un environnement propre et tempéré nécessaire au fonctionnement des serveurs.
« Nous exploitons actuellement plus de 500 centres de données dans 34 pays », déclare Noelle Walsh, vice-présidente des opérations cloud et de l’innovation chez Microsoft.
La demande de services cloud a augmenté de manière exponentielle d’année en année, en partie en raison du récent pic d’utilisation de l’IA à l’échelle mondiale. Les infrastructures des centres de données de Microsoft ont donc également dû se développer à un rythme soutenu. Cette croissance repose en grande partie sur la capacité des centres de données à répondre à la demande croissante en matière de cloud computing, tout en garantissant la durabilité et en minimisant l’impact sur l’environnement.
Être un bon voisin
Le point de départ de l’innovation dans un centre de données Microsoft s’inspire des 3,8 milliards d’années de recherche et de développement de la nature pour relever durablement les défis de conception moderne. En employant des techniques dérivées des écosystèmes existants, des dirigeants de premier plan comme Kaitlin Chuzi (directrice des baux et de l’aménagement du territoire) participent à l’élaboration de solutions. L’IA peut aider à accélérer cet effort en explorant rapidement davantage d’options de conception inspirées de la nature et en modélisant les résultats avant le début des travaux.
Les centres de données utilisent le même réseau électrique que celui qui alimente les habitations, les bureaux et les feux de circulation. Ces centres devant fonctionner en continu, les générateurs de secours alimentés au diesel ou aux batteries lithium-ion ont jusqu’à présent été le pilier des opérations en cas de coupure de courant. Par ailleurs, les centres de données pouvant être de taille considérable, leur empreinte écologique est non négligeable dans les régions où ils sont installés.
« Une partie essentielle de notre travail au quotidien consiste à améliorer la conception et l’efficacité opérationnelle de nos centres de données afin de réduire la quantité de ressources naturelles que nous utilisons », explique Noelle Walsh. « Pour ce faire, nous faisons de la durabilité notre fondement dans la réalisation de nos engagements, et nous adaptons continuellement nos activités courantes afin de minimiser notre impact sur l’environnement. »
L’innovation est au cœur de la démarche visant à améliorer la durabilité des centres de données. En collaborant avec les équipes de R&D internes et des experts externes, les pratiques et les politiques internes ont donné au secteur des exemples clairs des avantages de la mise à l’essai et de la mise en œuvre de nouvelles approches pour la construction et l’exploitation de ces sites.
« La construction d’un bâtiment a un coût écologique, c’est pourquoi nous travaillons à atténuer ces effets », explique Kaitlin. « Ce qui compte, c’est que nous concevions le site de manière holistique et systémique, en tenant compte de l’écosystème local. »
Kaitlin et son équipe sont des experts en biomimétisme. Ils utilisent et mettent en œuvre des solutions dérivées des plantes, des animaux et des éléments qui se sont naturellement manifestés au cours de millions d’années. Le recours au biomimétisme peut remodeler la place des centres de données au sein de la nature, en étant en phase avec les communautés existantes où les sites opèrent et en y contribuant positivement.
Par exemple, certains sites ont transformé des bassins de rétention d’eaux pluviales traditionnels en zones humides artificielles qui aident à filtrer et à améliorer la qualité de l’eau, créant ainsi des habitats pour les espèces locales. D’autres utilisent un verre UV spécial qui imite les caractéristiques des enzymes présentes dans les toiles d’araignées que les oiseaux sont capables de détecter et d’éviter, réduisant ainsi les cas de collision avec les bâtiments. L’IA analyse les conditions sur le site et surveille les données afin d’optimiser la performance de l’eau et de réduire progressivement l’impact sur la faune.
Les oiseaux ont évolué et sont maintenant capables de détecter et d’éviter les enzymes UV présentes dans certaines toiles d’araignées. Pour réduire le nombre d’incidents de collision d’oiseaux contre les centres de données, certains sites utilisent un verre UV spécial qui imite les caractéristiques de cette enzyme.
Des murs végétaux avec une végétation verticale favorisant la biodiversité aux chaussées perméables permettant à l’eau de pluie de s’infiltrer dans le sol, les lois de la nature ont aidé les centres de données à mieux coexister avec l’environnement. Les matériaux utilisés pour construire les centres de données ont également offert d’excellentes opportunités pour renforcer les engagements en matière de durabilité grâce à l’innovation.
« Un écosystème sain et intact a une fonctionnalité écologique de 100 %. Les conceptions standard [de centres de données] ne préservent que 37 % de l’écosystème. Nous visons une fonctionnalité écologique d’au moins 66 %.
Kaitlin Chuzi
Le béton, un matériau essentiel dans les centres de données, représente 8 % des émissions mondiales de carbone, ce qui en fait l’un des plus grands contributeurs de gaz à effet de serre sur Terre. Pour réduire davantage les émissions de carbone, Microsoft teste un mélange de béton utilisant du verre recyclé, ce qui permettrait de réduire de moitié environ les émissions de carbone des structures de dalles. Un autre projet pilote en laboratoire, réalisé en collaboration avec Prometheus Materials, utilise des matériaux structurels en calcaire et en béton à base d’algues susceptibles de réduire la quantité de carbone dans les installations à un niveau proche de zéro.
Trouver des solutions durables et innovantes pour ce qui se passe à l’extérieur d’un centre de données n’est que la moitié du travail. Ce qui se passe à l’intérieur, comme le maintien de l’alimentation électrique 24h/24 et 7j/7, est tout aussi important. Même la panne de courant la plus brève aurait des répercussions considérables sur toute l’infrastructure cloud.
Audrey Lee, directrice principale de la stratégie énergétique des centres de données, s’attaque aux aspects pratiques de cette tâche colossale. Elle supervise la planification et la stratégie complexes liées à l’approvisionnement en énergie des centres de données et détermine l’impact de cette consommation sur les communautés partageant le même réseau électrique.
« Par le passé, les centres de données de Microsoft avaient besoin d’une plus petite part du réseau. Mais à mesure que la demande a augmenté, nous avons eu besoin d’une part plus importante. Il est donc essentiel de comprendre notre impact », explique Audrey.
Pour mieux appréhender cette pression accrue sur le réseau, aujourd’hui et à l’avenir, l’équipe d’Audrey utilise une approche appelée « modélisation du réseau », qui inclut des prévisions basées sur l’IA. Cela permet d’anticiper l’utilisation du réseau de manière à pouvoir la planifier de manière appropriée, durable et opportune.
Bien que Microsoft ne soit pas une entreprise du secteur de l’énergie, elle peut être considérée comme une entreprise d’infrastructure, l’énergie étant une ressource inestimable. Les pratiques énergétiques durables et l’impact positif sur les communautés, comme la stabilisation du réseau et la contribution à celui-ci, sont des responsabilités majeures.
À mesure que la consommation d’électricité augmente, l’offre et la demande d’électricité sur le réseau peuvent ne pas toujours correspondre. Microsoft dispose de systèmes d’alimentation par batterie sans interruption en cas de panne du réseau. Ceux-ci peuvent rétablir le service sur le réseau en transférant temporairement une partie de la demande, et contribuer ainsi à la stabilisation du réseau. Grâce au développement de sources d’énergie alternatives pour ces systèmes de secours et de refroidissement des serveurs des centres de données, cette innovation majeure devient réalité.
L’IA peut aider à optimiser le moment et la manière de transférer la demande, en réagissant plus rapidement aux conditions du réseau et en améliorant l’efficacité. Microsoft utilise des batteries de secours sophistiquées (GUPS, ou Grid-Interactive Uninterruptible Power Supply) pour stabiliser les réseaux électriques locaux dans les centres de données en Irlande, ce qui permet de maintenir une fréquence de réseau stable lorsque les conditions météorologiques changent et que le flux d’électricité fluctue. Cette technologie est également mise en œuvre dans des centres de données en cours de construction en Finlande, en Suède et au Danemark.
Familiarisez-vous avec les innovations basées sur l’IA
Le biomimétisme
Le biomimétisme repose sur une idée simple : la nature résout des problèmes depuis des milliards d’années. En l’observant de plus près, vous trouverez des conceptions intelligentes et éprouvées qui peuvent être adaptées aux défis d’aujourd’hui. Cette approche montre comment les centres de données peuvent mieux s’intégrer aux écosystèmes qui les entourent et renforcer leur fonctionnalité écologique. L’IA peut rapidement tester les variables dès la conception et identifier des tendances dans les données environnementales afin d’améliorer les résultats.
L’hydrogène vert
L’hydrogène vert est produit par électrolyse, c’est-à-dire en séparant l’eau en hydrogène et en oxygène, sans produire de sous-produits nocifs. En déployant cette énergie propre à l’ensemble de son parc de centres de données, Microsoft ouvre de nouvelles perspectives pour le secteur mondial de l’énergie. L’IA améliore les performances en optimisant les commandes du système et en anticipant les besoins de maintenance, pour un hydrogène plus fiable au moment où l’on en a le plus besoin.
Stabilisation du réseau
Lors des pics de demande, le réseau électrique peut être mis à rude épreuve. La stabilisation du réseau permet de maintenir l’équilibre entre l’offre et la demande. Les centres de données disposent déjà d’une alimentation de secours en continu, qui leur permet de transférer temporairement une partie de la charge hors du réseau si nécessaire, ce qui contribue à stabiliser le système. L’IA rend ce transfert plus intelligent en anticipant les pics et en coordonnant plus précisément les variations de charge.
Un avenir nourri par l’innovation
« La technologie des piles à combustible à hydrogène a déjà été commercialisée à plus petite échelle, mais Microsoft est la première entreprise à démontrer la faisabilité d’une production de plusieurs mégawatts à grande échelle pour les centres de données lorsque les sources d’énergie renouvelables ne produisent pas d’électricité », déclare Sonia Maleky, directrice de la technologie de l’hydrogène.
L’hydrogène vert a le potentiel d’être la source d’énergie alternative durable parfaite pour les centres de données, car il ne génère pas d’émission. Les seuls sous-produits sont de l’eau propre et de la chaleur, qui peuvent être réutilisées pour refroidir les serveurs et chauffer les communautés locales. L’IA aide à acheminer et à réutiliser cette chaleur et cette eau plus efficacement en adaptant l’offre aux besoins de refroidissement et de chauffage en temps réel.
L’équipe chargée de la technologie de l’hydrogène de Microsoft met au point des innovations énergétiques qui ont le potentiel de changer le secteur de l’énergie tel que nous le connaissons. L’application de l’hydrogène vert à l’échelle industrielle apportera une plus grande durabilité en interne et aidera d’autres entreprises avec des engagements similaires à atteindre les mêmes objectifs.
D’autres innovations en cours de développement ont un impact positif. La technologie des plaques froides recycle l’eau chaude extraite des systèmes de refroidissement pour la réutiliser comme eau froide. Cela a déjà permis d’améliorer de 90 % l’efficacité des systèmes de Microsoft par rapport aux systèmes traditionnels. À terme, il s’agira d’un système en boucle fermée qui ne nécessitera aucune source d’eau extérieure. L’IA peut contrôler ces boucles de refroidissement en temps réel, en ajustant le débit et les températures pour maintenir une efficacité élevée à mesure que les charges de travail changent.
Le programme Circular Centers, le premier du genre, permet de réutiliser et de recycler le matériel informatique des centres de données. En 2024, il a atteint un taux de réutilisation et de recyclage de 90,9 % des serveurs et des composants, dépassant ainsi l’objectif de 90 % fixé pour 2025 avec un an d’avance sur le calendrier. L’IA améliore le tri et le diagnostic, en identifiant plus rapidement et avec plus de précision quels composants peuvent être réutilisés, réparés ou recyclés.
Un avenir où les centres de données peuvent avoir un impact net neutre sur l’environnement, mais aussi un impact positif, est plus proche que jamais. À mesure que le cloud computing et l’IA continuent de se développer dans le monde entier, les centres de données de Microsoft seront prêts à répondre à cette demande, de la manière la plus durable possible.
Crédits image : Matt Howard, Dave Hoefler, Ivan Bandura, Yogesh Gosavi, Josh Withers
