La demande mondiale d’électricité croît à un rythme vertigineux. D’ici 2035, on s’attend à ce qu’elle augmente de plus de 10 000 térawattheures, soit l’équivalent de la consommation totale de toutes les économies avancées d’aujourd’hui.
L’essor de l’intelligence artificielle a un rôle important à jouer : la technologie de l’IA est alimentée par les centres de données et la consommation électrique d’un centre de données de taille moyenne équivaut à celle de 100 000 foyers. Selon l’Agence internationale de l’énergie, la demande en centres de données a augmenté de plus des trois quarts entre 2023 et 2024 et devrait représenter plus de 20 % de la croissance de la demande d’électricité dans les économies avancées d’ici 2030.
Aux États-Unis, où sont basées bon nombre des principales entreprises d’IA, la consommation électrique du traitement des données piloté par l’IA devrait dépasser la consommation électrique combinée des productions d’aluminium, d’acier, de ciment et de produits chimiques réunies d’ici la fin de la décennie.
En décembre de l’année dernière, des décideurs politiques, des entreprises technologiques et des dirigeants de l’industrie nucléaire du monde entier se sont réunis au siège de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) à Vienne pour explorer les possibilités offertes par l’énergie nucléaire pour permettre le développement de l’IA et, inversement, comment l’IA pourrait stimuler l’innovation dans l’industrie nucléaire.
La formation de modèles d’IA de pointe nécessite que des dizaines de milliers d’unités centrales de traitement (CPU) fonctionnent en continu pendant des semaines, voire des mois. Dans le même temps, les applications quotidiennes de l’intelligence artificielle s’étendent à presque tous les secteurs tels que les hôpitaux, l’administration publique, les transports, l’agriculture, la logistique et l’éducation.
Chaque requête, chaque simulation, chaque recommandation consomme de l’énergie. « Nous avons besoin d’une électricité propre, stable, sans carbone, disponible 24 heures sur 24 », déclare Manuel Greisinger, cadre supérieur chez Google, qui se concentre sur l’IA. « Il s’agit sans aucun doute d’un seuil extrêmement élevé, et il n’est pas réalisable uniquement avec l’énergie éolienne et solaire. L’IA est le moteur du futur, mais un moteur sans carburant est presque inutile. L’énergie nucléaire n’est pas seulement une option, mais aussi un élément essentiel indispensable de la future structure énergétique. »
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Un centre de données en Irlande.
Une industrie nucléaire haussière
Le point de vue de M. Greisinger est partagé par le directeur général de l’AIEA, Manuel Grossi, qui estime que l’industrie nucléaire est destinée à être le partenaire énergétique de la révolution de l’IA. « Seule l’énergie nucléaire peut répondre aux cinq besoins que sont la production d’électricité à faible émission de carbone, la fiabilité 24 heures sur 24, la densité de puissance ultra-élevée, la stabilité du réseau et une véritable évolutivité », a-t-il déclaré.
L’industrie nucléaire semble optimiste. Soixante et onze nouveaux réacteurs sont en construction, s’ajoutant aux 441 actuellement en service dans le monde. Dix devraient être construites aux États-Unis, qui comptent déjà 94 centrales, soit le plus grand nombre de centrales au monde.
Les géants de la technologie qui utilisent les centres de données se sont engagés à soutenir l’objectif consistant à tripler au moins la capacité nucléaire mondiale d’ici 2050. Microsoft, par exemple, a signé un accord d’achat d’électricité sur 20 ans qui permet de redémarrer la première tranche de la centrale nucléaire de Three Mile Island, en Pennsylvanie, aux États-Unis.
NOAA/OAR/Laboratoire de recherche environnementale des Grands Lacs
La centrale nucléaire Enrico Fermi, près de Monroe, Michigan, États-Unis.
Le reste du monde investit également activement dans l’énergie nucléaire, porté par la croissance de l’IA. « L’Europe possède les corridors numériques les plus denses au monde, avec Francfort, Amsterdam et Londres comme hubs », a expliqué M. Grossi.
« Les puissances nucléaires traditionnelles telles que la France et le Royaume-Uni redoublent d’efforts dans la construction d’énergie nucléaire, et les pays émergents comme la Pologne accélèrent également leur participation. »
La Russie, dotée d’une base de recherche compétente en mathématiques et en informatique, reste le plus grand exportateur mondial dans le domaine de l’énergie nucléaire et est l’un des principaux exploitants et développeurs de technologies de réacteurs avancées, tandis que la Chine réalise des progrès majeurs dans les domaines de l’IA et de l’énergie nucléaire.
« La technologie de l’IA et la construction de centres de données d’intelligence artificielle progressent simultanément, et le nombre de nouveaux réacteurs nucléaires dans le monde se classe également au premier rang mondial au cours de la même période », a déclaré le chef de l’agence nucléaire de l’ONU.
Le Japon investit massivement dans la construction et la modernisation de centres de données pour répondre à la demande croissante tandis qu’au Moyen-Orient, les Émirats arabes unis ont mis en place un programme d’énergie nucléaire et sont devenus un pôle régional d’IA.
AIEA/Dean Calma
L’AIEA soutient la formation pour assurer la sûreté des centrales nucléaires comme celle-ci en République tchèque.
Les petits réacteurs sont-ils la solution ?
Le besoin de beaucoup plus d’énergie, et bientôt, conduit également à la construction de petits réacteurs modulaires, très différents des grandes centrales électriques traditionnelles qui nécessitent d’énormes investissements et un délai d’exécution d’environ 10 ans.
« Ces types de réacteurs ont une faible empreinte au sol et des systèmes de sécurité améliorés, et peuvent être déployés dans les zones industrielles à proximité, y compris les campus de centres de données », a déclaré M. Grossi.
Les entreprises technologiques qui les utilisent n’ont pas à se soucier des contraintes d’approvisionnement du réseau régional ou des pertes de transmission. Cela constituera un avantage décisif dans les zones où les mises à niveau du réseau sont lentes et où les files d’attente d’interconnexion sont longues. »
Bien que cette forme de réacteur doive encore dépasser la phase de R&D, l’AIEA travaille en étroite collaboration avec les régulateurs et l’industrie pour en faire une proposition viable et nous pourrions bientôt voir un grand nombre de petits réacteurs être déployés pour répondre à la demande.
Google, par exemple, a signé un accord avec une société énergétique pour acheter de l’énergie nucléaire provenant de plusieurs petits réacteurs modulaires, une première mondiale. Si tout se passe bien, ils pourraient être opérationnels d’ici 2030.
Google porte également son attention sur l’espace, en explorant les réseaux solaires spatiaux pour permettre un apprentissage automatique à grande échelle en orbite, en tirant pleinement parti de l’énergie solaire non filtrée. Deux prototypes de satellites devraient être lancés début 2027 pour tester la tolérance aux radiations et les capacités de traitement des données en environnement spatial.
Qu’il s’agisse d’exploiter l’énergie solaire dans l’espace, de redémarrer d’anciens réacteurs, d’investir dans une nouvelle génération de petits réacteurs modulaires ou de construire de grands réacteurs, toutes les actions vont dans la même direction : construire un système énergétique basé en grande partie sur l’énergie nucléaire, capable de répondre aux besoins des civilisations futures.
