D’ici 2030, l’IA pourrait consommer près de 3 % de l’électricité mondiale, produire des émissions de dioxyde de carbone comparables à celles de l’ensemble du Royaume-Uni en 2025, utiliser suffisamment d’eau pour étancher la soif de chaque personne sur Terre pendant plus d’un an et demi, et produire des déchets électroniques équivalents à la mise au rebut annuelle de 250 tours Eiffel.
Telles sont les conclusions d'un nouveau rapport inquiétant publié mercredi par l'Institut de l'eau, de l'environnement et de la santé de l'Université des Nations Unies, qui affirme fournir l'évaluation la plus complète à ce jour des coûts environnementaux de l'intelligence artificielle.
Si la plupart des calculs relatifs à l'impact de l'IA sur le climat se sont concentrés sur les émissions de carbone, les chercheurs affirment que cela ne donne qu'une vision partielle du problème. Et la seule réduction des émissions pourrait ne pas suffire à réduire significativement l'impact environnemental de l'IA.
« Une économie à faibles émissions de carbone n’implique pas automatiquement une pénurie d’eau ou des terres de faible altitude », indique le rapport, « et évaluer la résilience à l’aide d’un seul indicateur peut masquer les compromis et faire peser le fardeau sur des régions déjà confrontées à un stress hydrique ou foncier. ».
Les centres de données — d'immenses entrepôts remplis de serveurs et de systèmes de refroidissement fonctionnant en continu pour alimenter l'IA — consommeront environ 448 térawattheures d'électricité en 2025, soit l'équivalent de la consommation totale de la France. Un térawattheure équivaut à un milliard de kilowattheures, une unité de mesure utilisée pour les factures d'électricité des ménages.
Les tâches liées à l'intelligence artificielle représentaient environ 20 % de la consommation totale. Si cette part atteint les 40 % prévus d'ici 2030, la consommation d'électricité associée à l'IA pourrait atteindre 374 térawattheures. Le rapport prévoit qu'au rythme actuel, la consommation totale d'électricité des centres de données pourrait doubler pour atteindre 945 térawattheures, soit suffisamment d'énergie pour alimenter les 1,3 milliard d'habitants de l'Afrique subsaharienne pendant plus de cinq ans. La superficie nécessaire à la production de cette quantité d'électricité dépasserait 14 000 kilomètres carrés, soit environ la superficie de l'Irlande du Nord.
La consommation d'eau nécessaire au refroidissement de cette infrastructure pose également des défis supplémentaires. On estime que les centres de données utiliseront 9 300 milliards de litres d'eau en 2025, une quantité qui, selon le rapport, permettrait de couvrir les besoins en eau potable de 8,1 milliards de personnes sur la planète pendant plus d'un an et demi.
Même si une partie de cette eau est restituée à l'environnement, le prélèvement d'eau à grande échelle exerce une pression sur les nappes phréatiques et les cours d'eau, notamment dans les régions déjà confrontées à des pénuries d'eau. Aux Pays-Bas, un grand centre de données, grand consommateur d'eau durant une année de sécheresse, a suscité la colère des agriculteurs locaux.
Des manifestants se sont rassemblés devant le Capitole de l'État de l'Utah pour exprimer leur opposition à la construction d'un centre de données près du Grand Lac Salé (Getty).
L'entraînement d'un seul grand modèle d'IA comme ChatGPT-5 nécessite environ 100 gigawattheures d'électricité, soit l'équivalent de la consommation annuelle d'électricité de 770 000 personnes en Afrique subsaharienne, ainsi qu'environ un milliard de litres d'eau et des ressources terrestres couvrant une superficie d'environ 215 terrains de football.
Le rapport conclut toutefois que les coûts environnementaux de la formation, aussi importants soient-ils, sont déjà largement inférieurs aux coûts d'utilisation quotidienne. ChatGPT traite à lui seul environ 2,5 milliards de requêtes par jour. Une recherche Google classique consomme environ 0,3 wattheure d'électricité, tandis que la recherche générative basée sur l'IA consomme jusqu'à 3 wattheures, soit dix fois plus, compte tenu des quelque 5 000 milliards de requêtes de recherche annuelles.
Le rapport souligne que les choix des utilisateurs ont un impact bien plus important sur ces indicateurs qu'on ne le pense généralement. Passer en mode de réponse courte pourrait réduire les performances de ChatGPT de 30 %, permettant d'économiser entre 87 et 98 gigawattheures d'électricité par an, soit l'équivalent de la consommation annuelle de près de 760 000 personnes en Afrique subsaharienne. En supprimant les formules de politesse et en évitant les formules comme « s'il vous plaît » ou « merci », les utilisateurs formulent des demandes plus concises et réduisent ainsi leur impact environnemental global à grande échelle.
D'après une étude, la popularité croissante des vidéos générées par l'IA soulève de sérieuses préoccupations environnementales. La création d'une seule vidéo IA de haute qualité nécessite plus de 415 wattheures d'électricité, soit plus que la consommation énergétique de centaines d'images générées par l'IA. La qualité de ces vidéos s'améliore rapidement. Cependant, l'augmentation de la résolution et de la fréquence d'images entraîne une augmentation exponentielle de la consommation énergétique.
La création vidéo est devenue partie intégrante des principales plateformes de médias sociaux, et ces dernières incitent les utilisateurs à créer et à publier davantage de vidéos générées par l'IA pour surfer sur les tendances virales. Le rapport met en garde contre le risque que cela devienne un problème d'infrastructure à l'échelle de l'ensemble du système.
Le professeur Alistair Knott, du Centre des sciences des données et de l'intelligence artificielle de l'Université Victoria de Wellington, qui n'a pas participé à la rédaction du rapport, a déclaré que si l'étude note une augmentation des investissements des entreprises spécialisées en IA, elle ne démontre pas que ces entreprises dépendent de la croissance du marché de l'IA pour leur propre survie.
« Pour que les entreprises survivent, il leur faut sans cesse développer le marché des produits basés sur l'IA, mais ce n'est pas forcément ce dont le monde a besoin », a-t-il déclaré. « Les gouvernements, élus par les citoyens, sont mieux placés pour prendre les bonnes décisions quant à la quantité d'IA nécessaire et pour trouver un équilibre entre ce besoin et son impact environnemental. ».
Sur la photo, des serveurs du comté de Douglas (Institut de l'eau, de l'environnement et de la santé de l'UNU).
Le rapport conclut que l'utilisation d'énergies renouvelables pour alimenter les centres de données ne les rend pas automatiquement écologiquement durables. Le passage du charbon à la bioénergie peut réduire l'empreinte carbone de la production d'électricité de 72 %, mais l'empreinte hydrique de la bioénergie est, en moyenne, plus de 30 fois supérieure à celle du charbon, et son empreinte foncière est 100 fois plus importante. Par exemple, le réseau hydroélectrique brésilien produit de l'électricité avec 77 % d'émissions de carbone en moins que la moyenne mondiale, mais son empreinte hydrique et foncière est près de trois fois supérieure à la moyenne mondiale.
En Irlande, les centres de données représentent désormais 21 % de la consommation totale d'électricité du pays, contre 5 % il y a dix ans, dépassant ainsi la consommation électrique cumulée de tous les ménages urbains. Selon les chercheurs, cette situation est due au développement plus rapide des infrastructures d'intelligence artificielle que la planification du secteur énergétique. Le gestionnaire du réseau électrique national a suspendu la délivrance de nouveaux permis dans la région de Dublin jusqu'en 2028.
Le professeur Te Taka Keegan, de l'Institut d'intelligence artificielle de l'Université de Waikato, qui n'a pas participé à la rédaction du rapport, a déclaré que la concentration des infrastructures soulevait des préoccupations en matière de justice environnementale.
« Le fardeau environnemental pèse le plus lourd sur les communautés les moins susceptibles d'en retirer des bénéfices », a-t-il déclaré. « À mesure que l'IA s'intègre aux plateformes du quotidien et est activée par défaut, que les utilisateurs le veuillent ou non, son empreinte environnementale s'accumule à une échelle massive. ».
Des chercheurs de l'ONU exhortent les gouvernements à prendre en compte l'infrastructure d'IA dans la planification de leurs approvisionnements en eau et en énergie. Les entreprises technologiques devraient également intégrer les considérations environnementales lors de la planification du déploiement de nouvelles fonctionnalités.
« Le progrès technologique doit impérativement être géré de manière environnementale », écrivent les auteurs du rapport. « Un véritable progrès repose sur l’intégration des principes du développement durable à tous les niveaux, de la conception des équipements et des modèles à leur mise en œuvre, leur gestion et leur utilisation par le public. ».