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Eight billion gallons. That is how much waste water the Permian Basin in West Texas produces each day during oil and gas extraction. Right now, according to mechanical engineering professor Vaibhav Bahadur, that water is transported over long distances and injected underground. Meanwhile, data centers, which draw public anger as midterm elections approach in the United States, can consume millions of gallons of water a day to cool their equipment.
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.
Data centers underpin the modern digital economy, and they are highly energy-intensive. The team puts their power needs in concrete terms: the electrical draw of 1000 US households, going into a computing unit the size of a bookshelf. The heat that unit generates requires immense amounts of water for cooling. The problem is not whether cooling is needed but where the water comes from.
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.
Oilfield water is far too salty for that use. Freshwater needs to have less than 500 parts per million of dissolved solids, the salts and minerals dissolved in it. The team modeled two leading desalination technologies. Reverse osmosis pushes water through membranes that block salt and impurities. The other is a heat-driven process: water is evaporated, leaving impurities behind, and the clean vapor is then condensed and collected. The researchers modeled the cost and energy trade-offs of treating sources ranging from mildly brackish groundwater to the much saltier water produced during drilling.
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.
Across three data center deployment case studies, the model captured how cooling technique, local saline conditions, geographic water stress and brine disposal interact. A project in Longview, Texas, which uses brackish groundwater treated by reverse osmosis, posted the lowest local water-stress score of the three. The finding, the authors write, is much more general: even the most energy-intensive desalination option consumed a fraction of a data center's total energy demand.
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.
For a data center operator in a region where freshwater is under pressure, the study points to a route that relies on water otherwise injected underground rather than on the freshwater supply. The cost is the catch, and Bahadur named it himself: "We can solve parts of this problem with the technology we already have; there's just a cost to it." The paper gives no deployment date, and no project to build on it is announced.
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.