L'avènement et le déploiement rapide de l'IA (Intelligence Artificielle) transforment de nombreux secteurs. Le domaine de l'énergie ne fait pas exception. Cette évolution soulève une question fondamentale : quel sera l'impact d'une adoption généralisée de cette technologie sur l'industrie énergétique ? L'IA nécessite une ressource essentielle, l'électricité, notamment pour le fonctionnement des centres de données. Parallèlement, elle offre un potentiel immense pour révolutionner le fonctionnement du secteur énergétique lui-même. Jusqu'à présent, une analyse globale de ces deux aspects a souvent manqué en raison d'un déficit de données exhaustives. Un rapport récent de l'AIE (Agence Internationale de l'Énergie) tente d'y remédier. Il propose des projections sur la consommation électrique future de l'IA et examine les sources d'énergie susceptibles de répondre à cette demande. Il analyse également les conséquences de l'intégration de l'IA pour la sécurité énergétique, les émissions, l'innovation et l'accessibilité financière. Comment l'essor de l'intelligence artificielle redessine-t-il la demande énergétique mondiale ? Quelles sources d'énergie seront sollicitées pour alimenter cette croissance ? De quelle manière l'IA peut-elle devenir un outil puissant au service de la transition énergétique et de l'optimisation du secteur ? Cet article explore ces questions en s'appuyant sur les conclusions du rapport de l'AIE. Nous examinerons d'abord la montée en puissance de la demande électrique portée par l'IA. Ensuite, nous nous pencherons sur le potentiel de l'IA pour transformer les opérations et stimuler l'innovation au sein du secteur énergétique. Enfin, nous aborderons les enjeux de sécurité énergétique et les considérations environnementales liés à cette convergence technologique.
1. L'appétit énergétique croissant de l'intelligence artificielle.
L'intelligence artificielle connaît un essor remarquable. La baisse des coûts de calcul, la disponibilité massive de données et les avancées techniques sont les moteurs de cette progression. L'IA se présente comme une technologie à usage général, comparable à l'électricité. Elle excelle déjà dans la génération de texte et de vidéos, accélère la découverte scientifique dans des domaines variés, rend les robots industriels plus intelligents, pilote des véhicules autonomes et détecte les menaces pour les infrastructures critiques.
1.1. Une demande électrique en forte hausse.
Le développement rapide de l'IA et son potentiel considérable en font un élément central des stratégies d'entreprise, des politiques économiques et de la géopolitique. Cependant, l'IA existe grâce à l'énergie. L'offre d'électricité abordable, fiable et durable est un facteur déterminant pour son développement. Les pays capables de fournir l'énergie nécessaire rapidement et à grande échelle seront les mieux placés pour en bénéficier. L'entraînement et le déploiement des modèles d'IA se déroulent dans de vastes centres de données très gourmands en énergie. Un centre de données typique dédié à l'IA consomme autant d'électricité que 100 000 foyers. Les plus grands en construction aujourd'hui consommeront vingt fois plus.
1.2. Les data centers au cœur de la consommation.
L'investissement mondial dans les centres de données a presque doublé depuis 2022, atteignant un demi-milliard de dollars en 2024. Cet essor suscite des inquiétudes concernant une flambée de la demande électrique. En 2024, les centres de données représentaient environ 1,5 % de la consommation mondiale d'électricité. La croissance annuelle de leur consommation électrique depuis 2017, soit environ 12 %, dépasse largement celle de la consommation totale d'électricité. Les centres de données axés sur l'IA peuvent consommer autant d'électricité que des usines énergivores comme les fonderies d'aluminium, mais ils sont beaucoup plus concentrés géographiquement.
1.3. Projections de consommation future.
La consommation électrique des centres de données devrait plus que doubler d'ici 2030. L'IA est le principal moteur de cette croissance. Les États-Unis devraient représenter la part la plus importante de cette augmentation. D'ici la fin de la décennie, ce pays pourrait consommer plus d'électricité pour ses centres de données que pour la production d'aluminium, d'acier, de ciment, de produits chimiques et de tous les autres biens à forte intensité énergétique combinés. Les prévisions au-delà de 2030 comportent davantage d'incertitudes, mais la tendance à la hausse de la consommation électrique des centres de données semble se confirmer.
2. L'IA : un catalyseur d'optimisation et d'innovation pour l'énergie.
L'intelligence artificielle n'est pas seulement une consommatrice d'énergie. C'est également un puissant outil susceptible de transformer et d'optimiser le secteur énergétique à différents niveaux : l'approvisionnement en énergie et en minéraux, la production et le transport d'électricité, et la consommation d'énergie. Les objectifs sont multiples : réduire les coûts, améliorer l'offre, prolonger la durée de vie des actifs, diminuer les temps d'arrêt et abaisser les émissions.
2.1. Optimisation des systèmes énergétiques existants.
L'industrie pétrolière et gazière a été parmi les premières à adopter l'IA pour optimiser l'exploration, la production, la maintenance et la sécurité. L'IA permet une évaluation plus fiable des ressources et réduit l'incertitude avant le forage. En exploitation, elle optimise et automatise les processus de production, détecte les fuites, prévoit les besoins de maintenance et soutient les efforts de réduction des émissions de méthane. L'IA contribue à équilibrer les réseaux électriques, devenant plus complexes, décentralisés et numérisés. Elle améliore la prévision et l'intégration des énergies renouvelables variables, réduisant ainsi les pertes et les émissions.
2.2. Amélioration de l'efficacité et réduction des pertes.
La détection des défauts basée sur l'IA permet d'identifier rapidement et précisément les problèmes sur les réseaux, réduisant la durée des pannes. Les capteurs à distance et la gestion basée sur l'IA peuvent augmenter la capacité des lignes de transport. L'application de ces outils pourrait libérer une capacité de transport considérable sans construction de nouvelles lignes. Dans le secteur industriel, l'IA accélère le développement de produits, réduit les coûts et améliore la qualité. Une adoption généralisée des applications d'IA existantes pour optimiser les processus industriels pourrait entraîner des économies d'énergie substantielles.
2.3. Accélération de l'innovation technologique.
L'IA s'impose également dans le domaine de la découverte scientifique. Elle aide les chercheurs à trouver, tester et commercialiser les innovations plus rapidement. Dans le domaine biomédical, elle a par exemple considérablement accéléré la cartographie des structures protéiques. Réduire les délais d'innovation dans le secteur énergétique est essentiel pour atteindre les objectifs de durabilité et de compétitivité. L'IA pourrait permettre aux scientifiques d'accélérer considérablement la découverte et le test de nouveaux matériaux, de chimies de batteries et de molécules de captage du carbone.
3. Enjeux de sécurité énergétique et considérations environnementales.
La convergence de l'IA et du secteur de l'énergie soulève des questions importantes en ce qui concerne la sécurité énergétique et l'impact environnemental. Il est essentiel d'évaluer les risques et les opportunités associés à cette évolution.
3.1. Sécurité des chaînes d'approvisionnement.
Les chaînes d'approvisionnement des composants des centres de données sont complexes et mondialisées. Certains métaux, comme le gallium, deviennent de plus en plus critiques pour les puces informatiques et l'électronique de puissance. La concentration géographique de l'offre de ces minéraux critiques représente une vulnérabilité potentielle en cas de perturbation de l'approvisionnement. La croissance rapide de l'IA et des centres de données accentue la demande pour ces ressources.
3.2. Cybersécurité et résilience des infrastructures.
La numérisation et l'interconnexion croissantes du secteur énergétique le rendent plus vulnérable aux cyberattaques. L'IA agit comme un multiplicateur de force dans les deux sens. Elle améliore la détection des menaces et offre une protection plus réactive, tout en offrant aux acteurs malveillants des outils pour des attaques toujours plus sophistiquées. Le déploiement de systèmes de cybersécurité basés sur l'IA et une acculturation accrue sont essentiels pour assurer la résilience du secteur énergétique.
3.3. Impact sur le changement climatique.
L'essor des centres de données alimentés par l'IA soulève des préoccupations quant à son impact sur le changement climatique. La consommation électrique de ces infrastructures entraîne des émissions de dioxyde de carbone. Cependant, l'adoption généralisée des applications d'IA dans les secteurs consommateurs d'énergie pourrait entraîner des réductions d'émissions bien supérieures à celles générées par les centres de données eux-mêmes. Il est fondamental de surmonter les obstacles à l'adoption de ces solutions et de tenir compte des potentiels effets rebond pour maximiser leur impact positif sur le climat.
La relation entre l'intelligence artificielle et le secteur de l'énergie est complexe et dynamique. L'appétit énergétique vorace de l'IA, principalement concentré dans les centres de données, représente un défi croissant pour l'approvisionnement électrique futur. Quelles sources d'énergie privilégier pour répondre à cette demande exponentielle ? Comment concilier cette soif énergétique avec les objectifs de durabilité et de réduction des émissions ? L'étude de l'AIE met en lumière trois aspects fondamentaux de cette interaction. Premièrement, elle quantifie l'augmentation significative de la demande électrique portée par l'IA et ses infrastructures. Deuxièmement, elle explore le potentiel immense de l'IA pour optimiser les opérations énergétiques, stimuler l'innovation et potentiellement réduire l'empreinte environnementale du secteur. Troisièmement, elle soulève des questions cruciales concernant la sécurité des approvisionnements en ressources critiques et la nécessité de renforcer la cybersécurité des infrastructures énergétiques face à des menaces évolutives. La première partie de cet article a détaillé la montée en puissance de la demande électrique engendrée par le développement de l'IA et l'expansion des centres de données. La deuxième partie a exploré les multiples façons dont l'IA peut devenir un moteur d'efficacité et d'innovation au sein du secteur énergétique, touchant à l'ensemble de la chaîne de valeur. Enfin, la troisième partie a abordé les enjeux de sécurité énergétique liés à la dépendance croissante à des chaînes d'approvisionnement complexes et la nécessité de se prémunir contre les cybermenaces, tout en évaluant l'impact potentiel de l'IA sur les efforts de lutte contre le changement climatique. Face à cette imbrication croissante de l'intelligence artificielle et du secteur de l'énergie, une question demeure : comment les professionnels de l'énergie peuvent-ils intégrer au mieux les opportunités offertes par l'IA tout en gérant les défis liés à sa consommation énergétique et à ses implications en matière de sécurité et d'environnement ?
Sources :
AIE « Energy and AI » in iea.org [avril 2025] (22/04/25) [www.iea.org/reports/energy-and-ai].