Au cœur de la croissance numérique des États, les data centers sont des enjeux stratégiques prioritaires. Depuis des années, les projets de centres de données sont plus gros, plus nombreux et demandent un raccordement direct au réseau de transport RTE pour alimenter les technologies liées à l’IA, au cloud, au big data, de plus en plus gourmandes. En 2024, la consommation électrique des quelque 315 centres de données1 installés sur le territoire dépassait les 460 TWh2. En moyenne, un data center consomme plus de 5 MWh d’électricité par m2 et par an3. À titre d’exemple, un centre de données de 10 000 m2 consomme autant d’électricité qu’une ville de 50 000 habitants.
A retenir :
- Le PUE (Power Usage Effectiveness) est la norme internationale de référence pour mesurer l’efficacité énergétique des data centers, calculé par la formule PUE = Consommation totale / Consommation IT.
- Plus le PUE se rapproche de 1, meilleure est l’efficacité énergétique, avec un PUE entre 1,2 et 1,4 considéré comme excellent contre une moyenne française de 1,6 en 2024.
- L’amélioration du PUE passe par l’optimisation de la climatisation, le confinement des allées, l’élévation des consignes de température et l’utilisation d’énergies renouvelables.
- Le PUE doit être complété par d’autres indicateurs comme le CUE car il ne prend pas en compte la charge informatique réelle ni l’impact carbone des énergies utilisées.
Le budget électricité d’un centre de données est donc considérable, sans oublier son impact environnemental. Et face à l’augmentation exponentielle des besoins en ressources énergétiques, en tant qu’administrateur de data center, vous avez besoin d’indicateurs performants pour piloter au mieux la performance énergétique de vos infrastructures et trouver des marges d’économies. C’est l’objet du power usage effectiveness que détaille cet article.
Qu’est-ce que le power usage effectiveness (PUE) ?
Le power usage effectiveness (PUE) est une métrique élaborée par le consortium The Green Grid4 en 2007. Cette organisation à but non lucrative, qui rassemble les grands noms de la tech (Dell, IBM, AMD, CISCO, INTEL, Google…), a mis au point des indicateurs de performance énergétique pour calculer l’efficacité énergétique d’un centre de données.
En 2016, le PUE est devenu la norme internationale ISO CEI 30134-2, faisant de cet outil l’indicateur clé de référence pour le monde entier. La transcription dans la norme française est intervenue en mars 2017, sous la référence NF EN 50600-4-2.
La métrique power usage effectiveness prend place dans les dispositifs de gestion technique du bâtiment, GTB, utilisés dans l’entreprise pour améliorer la performance énergétique des espaces tertiaires, en conformité avec la loi tertiaire.
Pourquoi le PUE est-il essentiel pour les data centers ?
Le power usage effectiveness est un indicateur essentiel pour une gestion optimale de votre data center. En quantifiant l’efficacité énergétique globale de votre centre de données et la part consommée par l’informatique, vous pouvez définir les orientations à suivre pour :
- Améliorer la performance énergétique des infrastructures,
- Mieux maîtriser vos dépenses énergétiques,
- Mettre en place les solutions afin de réduire la pollution des data centers et leur empreinte environnementale,
- Préserver les ressources consommées,
- Trouver l’équilibre entre haute disponibilité et performance énergétique du centre de données.
Bon à savoir : Un indicateur PUE élevé a des répercussions économiques et environnementales importantes, entraînant des dépenses supplémentaires et une augmentation de l’empreinte carbone du data center.
Le PUE quantifie le surcoût énergétique lié à l’infrastructure autre que la production informatique, et complète les données exploitables dans le cadre d’audit énergétique industriel.
Comment calculer le power usage effectiveness ?
Dans le but d’affiner la méthode d’évaluation du PUE grâce au partage de données de l’industrie numérique, The Green Grid a publié en octobre 2009 le PUE v2. Cette nouvelle version permet une analyse plus précise de la performance énergétique de votre data center. Elle introduit un niveau de précision croissant entre les labels PUE0 et PUE3, avec des points de mesure à respecter et une méthode de collecte. Ces modalités ainsi que des recommandations pour l’analyse et le reporting des données liées au power usage effectiveness sont détaillées dans la norme.
La formule de calcul du PUE selon la norme ISO CEI 30134-2 est la suivante :
PUE = Consommation totale du data center / Consommation des équipements IT
ou plus formellement :
PUE = EDC/EIT
PUE : power usage effectiveness.
EDC : consommation annuelle totale d’électricité du data center en kWh. La consommation des systèmes de refroidissement est comptabilisée dans cette rubrique.
EIT : consommation annuelle des équipements informatiques (IT) en kWh : serveurs, baies de stockage, équipements de sauvegarde, équipements réseaux et télécoms.
À titre d’exemple, le PUE d’un data center ayant une consommation d’électricité totale de 80 000 kWh/an, avec 40 000 kWh affectés à l’IT, sera de :
PUE = 80 000 kWh/40 000 kWh, soit un ratio de 2
Ce ratio signifie que pour 1 kWh consommé par l’IT, 1 kWh est consommé par les équipements annexes comme les dispositifs de refroidissement. Plus le ratio est élevé, plus sa performance énergétique est faible. À l’inverse, plus on s’approche de 1 et plus la performance énergétique du data center est importante.
Bon à savoir : Le power usage effectiveness moyen des data centers en France en 2024 est de 1,65, contre une efficacité énergétique moyenne annuelle de 1,09 pour les centres de données Google dans le monde sur la même période. Il est important de noter que ces valeurs peuvent varier significativement selon la méthodologie de mesure (instantanée, mensuelle ou annuelle) et les conditions climatiques.
Comment améliorer le PUE ?
The Green Grid a publié un ensemble de bonnes pratiques permettant de diminuer le PUE de votre data center. Certaines peuvent être valorisées par le dispositif des certificats d’économies d’énergie. Il s’agit de :
- Maîtriser la climatisation de la salle des serveurs.
- Mettre en place un système de confinement des allées froides et chaudes avec la séparation des flux. Cette solution améliore le refroidissement des équipements et réduit les besoins en énergie.
- Relever les consignes de température (jusqu’à 25-27°C selon les recommandations ASHRAE6)
- Avoir recours au free cooling, c’est-à-dire à de l’air extérieur pour refroidir les infrastructures.
- Utiliser des sources d’énergies renouvelables pour réduire la consommation d’énergies fossiles.
- Optimiser la consommation d’eau pour le refroidissement des systèmes.
Bon à savoir : Vous pouvez installer une centrale solaire sur votre toiture pour alimenter votre data center en énergies renouvelables (EnR), et éventuellement revendre les surplus d’énergie produits. Attention cependant : l’autoconsommation photovoltaïque améliore le bilan carbone mais n’impacte pas directement le PUE, qui mesure uniquement l’efficacité énergétique.
Limites du PUE comme indicateur et pistes d’amélioration
Pour avoir une vision exhaustive de la performance énergétique de votre data center, le power usage effectiveness n’est pas suffisant. Le PUE ne prend pas en compte par exemple les énergies renouvelables que vous produisez et injectez dans votre réseau électrique. De plus, le PUE ne reflète pas la charge informatique réelle : un data center avec des serveurs peu utilisés peut avoir un excellent PUE mais une efficacité globale médiocre.
Bon à savoir : Si le PUE est un ratio de performance énergétique des data centers, il ne participe pas directement à la décarbonation de l’activité.
Il existe aussi plusieurs paramètres qui influencent la performance énergétique d’un centre de données :
- Le niveau de disponibilité du site (classification Tiers 1 à 4). Plus la disponibilité est élevée, plus les éléments d’infrastructure sont redondants et consommateurs d’énergie.
- La localisation géographique du centre de données et les conditions climatiques locales.
- Le type et la puissance du système de climatisation.
- Les consignes de température et d’hygrométrie dans les salles informatiques.
- Le nombre d’équipements installés et leur taux d’utilisation.
- La conception du centre de données, le respect des règles d’urbanisation et des bonnes pratiques environnementales.
- L’entretien et la maintenance des équipements.
- Le recours aux EnR et les bonnes pratiques en matière de réutilisation des énergies consommées (recyclage des flux d’air chaud).
Pour compléter votre analyse de la performance énergétique de votre data center, vous pouvez associer au ratio power usage effectiveness la métrique Carbon Usage Effectiveness (CUE)7 du Green Grid. Cet indicateur prend en considération les émissions de carbone du centre de données. En le combinant avec le PUE, vous évaluez aussi la durabilité de vos infrastructures pour un pilotage éco-efficace.
Vers une transition énergétique durable des data centers
En tant qu’opérateur de data center, vous disposez de nombreux outils pour mener à bien la transition énergétique durable de votre installation. Pour avoir une vision globale de la performance énergétique de votre centre de données et mettre en œuvre un pilotage proactif de la consommation énergétique poste par poste, profitez de l’expertise de votre agence de courtage en énergie Optima Énergie. Ses experts en énergie :
- Mettent en place les outils (GTB) et KPI (PUE, CUE) nécessaires au suivi de la consommation d’énergie de votre data center.
- Vous accompagnent dans les travaux d’amélioration de vos bâtiments.
- Optimisent votre stratégie d’achat d’électricité.
- Étudient les opportunités d’installation de dispositifs de production d’énergies renouvelables.
- Identifient les aides auxquelles vous êtes éligible (CEE) et les moyens de valoriser votre production d’électricité…
FAQ :
Quel est le PUE idéal ?
Le PUE idéal est celui qui s’approche le plus de 1. En théorie, un PUE de 1,0 signifierait que 100% de l’énergie consommée par le data center est utilisée par les équipements IT. En pratique, des valeurs entre 1,2 et 1,4 sont considérées comme excellentes.
Quel est le PUE moyen ?
En France, le PUE moyen est de 1,6 en 2024. Cette valeur varie selon l’âge des installations, avec les data centers les plus récents affichant généralement de meilleures performances.
Qu’est ce qu’un bon PUE ?
Les data centers de Google affichent un PUE en moyenne inférieur à 1,1 au niveau mondial. En tenant compte de l’ancienneté des infrastructures, un PUE situé entre 1,2 et 1,6 est considéré comme un bon ratio de power usage effectiveness. Cependant, il est nécessaire de comparer des installations similaires en termes de taille, niveau de redondance et conditions climatiques pour une évaluation pertinente.
- https://fr.statista.com/statistiques/556029/nombre-centre-de-donnees-datacentres-monde/
↩︎ - https://fr.statista.com/infographie/34297/consommation-energie-des-data-centers-par-rapport-demande-nationale-dans-une-selection-de-pays/
↩︎ - https://www.telehouse.fr/blog-fr/quest-ce-qui-consomme-le-plus-denergie-dans-un-datacenter/
↩︎ - https://www.thegreengrid.org/
↩︎ - https://nationdatacenter.fr/quest-ce-que-le-pue/
↩︎ - https://www.ashrae.org/
↩︎ - https://www.thegreengrid.org/en/resources/library-and-tools/241-WP%2332—Carbon-Usage-Effectiveness-%28CUE%29%3A-A-Green-Grid-Data-Center-Sustainability-Metric
↩︎
