Eaux usées pétrolières pour refroidir les data centers : simulation

Huit milliards de gallons. C'est la quantité d'eaux usées produite chaque jour par l'extraction pétrolière et gazière dans le bassin du Permien, dans l'ouest du Texas. Aujourd'hui, selon le professeur de génie mécanique Vaibhav Bahadur, cette eau est transportée sur de longues distances puis réinjectée sous terre. Pendant ce temps, les data centers, qui suscitent la colère du public à l'approche des élections de mi-mandat aux États-Unis, peuvent consommer plusieurs millions de gallons d'eau par jour pour refroidir leurs équipements.

Les data centers sont au cœur de l'économie numérique moderne, et ils sont très gourmands en énergie. L'équipe traduit leurs besoins électriques en termes concrets : la consommation de 1 000 foyers américains, pour une unité de calcul de la taille d'une bibliothèque. La chaleur dégagée par cette unité exige d'énormes quantités d'eau pour le refroidissement. Le problème n'est pas de savoir si un refroidissement est nécessaire, mais d'où vient l'eau.

L'eau des champs pétrolifères est bien trop salée pour cet usage. L'eau douce doit contenir moins de 500 parties par million de solides dissous, c'est-à-dire de sels et de minéraux dissous. L'équipe a modélisé deux technologies de dessalement parmi les plus avancées. L'osmose inverse fait passer l'eau à travers des membranes qui retiennent le sel et les impuretés. L'autre procédé est thermique : l'eau est évaporée, les impuretés restent sur place, puis la vapeur propre est condensée et récupérée. Les chercheurs ont modélisé les compromis en matière de coût et d'énergie pour le traitement de sources allant des eaux souterraines légèrement saumâtres à l'eau beaucoup plus salée produite lors du forage.

À travers trois études de cas de déploiement de data centers, le modèle a pris en compte l'interaction entre la technique de refroidissement, les conditions salines locales, le stress hydrique régional et l'élimination de la saumure. Un projet à Longview, au Texas, qui utilise des eaux souterraines saumâtres traitées par osmose inverse, affiche le plus faible score de stress hydrique local des trois. Les auteurs écrivent que le résultat est bien plus général : même l'option de dessalement la plus gourmande en énergie ne consomme qu'une fraction de la demande énergétique totale d'un data center.

Pour un exploitant de data centers dans une région où l'eau douce est sous tension, l'étude ouvre une voie qui repose sur une eau autrement réinjectée sous terre, plutôt que sur le réseau d'eau douce. Le coût est le hic, et Vaibhav Bahadur le formule lui-même : « Nous pouvons résoudre une partie de ce problème avec la technologie dont nous disposons déjà ; il y a simplement un coût. » L'article ne donne aucune date de déploiement et aucun projet de construction fondé sur ces travaux n'a été annoncé.