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Entre innovation et responsabilité écologique : l'IA générative nécessite d'énormes quantités d'énergie et d'eau
Mais le réseau américain vieillissant n'est pas en mesure de supporter la charge

Le , par Stéphane le calme

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7  0 
L’essor de l’intelligence artificielle (IA) générative a entraîné la construction rapide de centres de données pour répondre à la demande croissante. Cependant, des inquiétudes grandissent quant à notre capacité à générer suffisamment d’électricité pour alimenter cette croissance, et si le réseau électrique vieillissant pourra supporter la charge.

Grâce à l'essor de l'intelligence artificielle, de nouveaux centres de données voient le jour aussi rapidement que les entreprises peuvent les construire. Cela s'est traduit par une énorme demande d'électricité pour faire fonctionner et refroidir les serveurs qui s'y trouvent. Aujourd'hui, les inquiétudes se multiplient quant à la capacité des États-Unis à produire suffisamment d'électricité pour l'adoption généralisée de l'intelligence artificielle, et quant à la capacité du réseau vieillissant du pays à supporter la charge.

La soif d’énergie de l’IA générative
  • Formation des modèles : La création d’un modèle d’IA générative nécessite des ressources colossales. Les entreprises de technologie construisent des centres de données géants pour héberger ces modèles. La formation d’un modèle comme GPT-3 peut consommer autant d’énergie que des milliers de foyers pendant des semaines.
  • Inference en temps réel : Une fois formés, ces modèles sont utilisés pour générer du contenu en temps réel. Que ce soit pour répondre à des requêtes de recherche, générer des descriptions d’images ou créer des œuvres d’art, l’IA générative est gourmande en énergie.

En 2023, Google et Microsoft ont consommé chacun 24 TWh d'électricité, ce qui dépasse la consommation de plus de 100 pays, dont l'Islande, le Ghana et la Tunisie, selon une analyse de Michael Thomas. Si l'utilisation massive d'énergie se traduit par un impact environnemental considérable pour ces géants de la technologie, il convient de noter que Google et Microsoft génèrent également plus d'argent que de nombreux pays. En outre, des entreprises comme Intel, Google et Microsoft sont en tête de l'adoption des énergies renouvelables dans l'industrie.

Outre l’énergie, les systèmes d’IA générative nécessitent d’énormes quantités d’eau pour refroidir leurs processeurs et générer de l’électricité. Dans certaines régions, cela peut poser des problèmes, car l’eau est une ressource limitée.

L'IA ne boit pas d'eau, mais les centres de données, où sont formés les systèmes d'intelligence artificielle, en utilisent beaucoup pour refroidir leurs serveurs. Il ne s'agit là que d'une partie du puzzle en ce qui concerne la consommation d'eau numérique. Les systèmes d'intelligence artificielle tels que ChatGPT et Bard consomment bien plus d'eau et d'énergie qu'une recherche Internet classique. Selon une étude publiée par l'université de Californie à Riverside, une conversation avec ChatGPT consomme environ 50 cl d'eau, soit l'équivalent d'une petite bouteille en plastique. Avec près de 1,5 milliard d'utilisateurs par mois, l'addition est vite faite.


Impact sur le réseau électrique
  • Pic de demande : L’utilisation croissante de l’IA générative crée des pics de demande d’électricité. Imaginez des milliers d’utilisateurs interagissant avec des chatbots IA ou des applications de traitement du langage naturel simultanément. Le réseau électrique doit répondre à ces pics sans surcharge.
  • Vieillissement du réseau : Le réseau électrique américain est vieillissant. De nombreux composants ont été conçus avant l’ère de l’IA générative. Ils ne sont pas préparés pour gérer une telle demande énergétique. Les pannes de courant et les surcharges sont de plus en plus fréquentes.

Le boom de l'IA a entraîné une énorme demande d'énergie

Les modèles d'IA générative comme ChatGPT s'améliorent grâce à la puissance de calcul brute des centres de données, qui traitent d'énormes ensembles de données pour trouver des modèles et améliorer les réponses. Mais la puissance de calcul est coûteuse et, pendant des années, elle n'a pas été un investissement rentable pour de nombreux opérateurs de centres de données. Lorsque IREN, un centre de données et une société de minage de bitcoins, a cherché à utiliser ses espaces pour l'apprentissage automatique il y a quatre ans, « il n'y avait tout simplement pas assez de volume d'un point de vue commercial pour que cela ait un sens », déclare Kent Draper, directeur commercial d'IREN.

Mais le succès gargantuesque de ChatGPT à partir de la fin 2022 a changé la donne, et d'autres entreprises d'IA se sont empressées d'entraîner et d'exécuter leurs propres modèles dans l'espoir de surpasser le modèle phare d'OpenAI. Cela nécessite une quantité d'énergie considérable : une requête ChatGPT, par exemple, consomme 10 fois plus d'énergie qu'une requête Google standard. Selon le même rapport, la génération d'une image d'IA peut consommer autant d'énergie que la recharge d'un smartphone.

Les entreprises d'IA sont donc à la recherche d'un accès direct à des sources d'énergie bon marché, de vastes terrains pour abriter des entrepôts remplis de milliers d'ordinateurs et de ressources telles que de l'eau ou des ventilateurs géants pour refroidir leurs machines. Leur activité vorace fait qu'il devient de plus en plus compétitif de trouver des sites qui répondent à ces critères, en particulier en Amérique du Nord. Certaines juridictions ont mis en place de longues listes d'attente pour que les grands centres de données puissent se connecter au réseau. Et une fois que les entreprises ont obtenu l'autorisation initiale, la construction d'un centre de données à partir de zéro peut prendre des années, coûter des millions de dollars et nécessiter un long parcours à travers la réglementation et la bureaucratie.

Solutions possibles
  • Optimisation des modèles : Les chercheurs travaillent sur des modèles plus efficaces en termes de consommation d’énergie. Réduire la taille des modèles, explorer des architectures plus légères et optimiser les calculs sont des pistes prometteuses.
  • Énergies renouvelables : Investir dans des sources d’énergie renouvelable pour alimenter les centres de données est essentiel. L’énergie solaire, éolienne et hydraulique peut réduire l’empreinte carbone de l’IA générative.
  • Conscientisation : Sensibiliser les utilisateurs et les entreprises à l’impact énergétique de l’IA générative est crucial. Des choix éclairés peuvent contribuer à une utilisation plus durable.

« Si nous ne commençons pas dès maintenant à réfléchir différemment au problème de l'énergie, nous ne réaliserons jamais le rêve que nous avons », a déclaré Dipti Vachani, responsable du secteur automobile chez Arm. Les processeurs à faible consommation d'énergie de la société de puces sont devenus de plus en plus populaires auprès des grandes entreprises comme Google, Microsoft, Oracle et Amazon, précisément parce qu'ils peuvent réduire la consommation d'énergie jusqu'à 15 % dans les centres de données.

La dernière puce d'IA de Nvidia, Grace Blackwell, intègre des processeurs basés sur Arm qui, selon Nvidia, peuvent faire fonctionner des modèles d'IA générative en consommant 25 fois moins d'énergie que la génération précédente.

« Économiser la moindre parcelle d'énergie sera une conception fondamentalement différente de celle qui vise à maximiser les performances », a déclaré Vachani.

Cette stratégie de réduction de la consommation d'énergie par l'amélioration de l'efficacité du calcul, souvent appelée « plus de travail par watt », est l'une des réponses à la crise énergétique de l'IA. Mais elle est loin d'être suffisante.

Ce problème n'est pas nouveau. Des estimations réalisées en 2019 ont révélé que la formation d'un grand modèle de langage produisait autant de CO2 que la durée de vie totale de cinq voitures à essence.

Les hyperscalers qui construisent des centres de données pour répondre à cette consommation massive d'énergie voient également les émissions grimper en flèche. Le dernier rapport environnemental de Google montre que les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté de près de 50 % entre 2019 et 2023, en partie à cause de la consommation d'énergie des centres de données, bien que l'entreprise ait également déclaré que ses centres de données sont 1,8 fois plus efficaces sur le plan énergétique qu'un centre de données classique. Les émissions de Microsoft ont augmenté de près de 30 % entre 2020 et 2024, également en partie à cause des centres de données.

À Kansas City, où Meta construit un centre de données axé sur l'IA, les besoins en énergie sont si importants que les projets de fermeture d'une centrale électrique au charbon ont été mis en suspens.


À la recherche de l'énergie

Il existe plus de 8 000 centres de données dans le monde, la plus forte concentration se trouvant aux États-Unis. Et, grâce à l'IA, il y en aura beaucoup plus là-bas d'ici la fin de la décennie. Le Boston Consulting Group estime que la demande en centres de données augmentera de 15 à 20 % chaque année jusqu'en 2030, date à laquelle ils devraient représenter 16 % de la consommation totale d'énergie aux États-Unis. Ce chiffre, qui n'était que de 2,5 % avant la publication du ChatGPT d'OpenAI en 2022, équivaut à la consommation d'énergie d'environ deux tiers des foyers américains.

« Nous pensons que la demande d'applications spécifiques à l'IA sera aussi importante, voire plus importante, que la demande historique de cloud compting », a déclaré Jeff Tench, vice-président exécutif de Vantage Data Center pour l'Amérique du Nord et l'Asie-Pacifique. De nombreuses grandes entreprises technologiques passent des contrats avec des sociétés comme Vantage pour héberger leurs serveurs. Selon Tench, les centres de données de Vantage ont généralement la capacité d'utiliser jusqu'à 64 mégawatts d'énergie, soit autant d'énergie que des dizaines de milliers de foyers.

« Un grand nombre d'entre eux sont occupés par des clients uniques, qui louent la totalité de l'espace. Et lorsque nous pensons aux applications d'intelligence artificielle, ces chiffres peuvent augmenter de manière significative et atteindre des centaines de mégawatts », a déclaré Tench.

Sources : Goldman Sachs, BCG on Energy, Data Centers Around the World, Accelerating Climate action with AI

Et vous ?

Pensez-vous que les avantages de l’IA générative justifient sa consommation énergétique élevée ? Certains soutiennent que les progrès de l’IA générative dans la création artistique, la traduction automatique et d’autres domaines sont inestimables, tandis que d’autres s’inquiètent des conséquences environnementales.
Quelles alternatives pourraient réduire l’empreinte énergétique de l’IA générative ? Des approches telles que l’optimisation des modèles, l’utilisation de processeurs basse consommation et l’exploration de nouvelles sources d’énergie renouvelable pourraient-elles être la solution ?
Comment pouvons-nous équilibrer l’innovation technologique avec la durabilité ? L’IA générative est-elle un exemple de la tension entre progrès et responsabilité environnementale ? Quelles mesures pouvons-nous prendre pour trouver cet équilibre ?

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Avatar de _toma_
Membre confirmé https://www.developpez.com
Le 17/09/2024 à 21:25
Un expert prévient que l'IA générative accélère la crise climatique en raison de sa forte consommation d'énergie
Ha bah j'suis pas expert mais en échange d'un chèque je veux bien enfoncer des portes ouvertes moi aussi .
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Avatar de OuftiBoy
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 17/09/2024 à 23:20
Entre l'IA qui consomme énormément, et la voiture électrique qu'on veut nous imposer (pour 2035 en Europe si je me souviens bien), il va en falloir de l'énergie, alors qu'il y a, même dans nos pays "développés", des risques de pénurie certains mois de l'année.

Cela ne pourra, en l'état actuelle de nos connaissances, se faire qu'en renvenant à l'énergie nucléaire, dont l'Allemagne c'est débarassée. Le débât en Belgique remonte au début 2000 (on était sensé fermer toutes les centrales pour 2005, qui arrivaient en fin de vie nous disaient-on à l'époque, et remplacer le tout par du renouvellable), et 20 ans plutard, elles fonctionnent toujours sans soucis.

Je pense qu'en France au début de l'ére Macron, on voulait aussi fermer les centrales (il y en a même une qui a fermer, parce que décidée par Hollande). (c'était l'époque du "green bashing"). Mais comme bien souvent, quelques années plutard, il faut bien admettre que sans le nucléaire, tout cela ne tiendra pas route (PS: je ne dis pas que les voitures électriques tiennent moins bien la route que les thermique hein )

Le malheureux résultat, puisque les états voulaient abandonner le nucléraire, c'est qu'on y a plus investit, et qu'on a laisser le parc nucléaire devenir de plus en plus obsolète. Ce sera la double peine. Il faudra démenteller les anciennes centrales, tout en investissant dans des nouvelles. Et tout ça sans un sous, les caisses étant vident. C'est bien connus qu'on privatise les profits, mais qu'on mutualises les dépensent.

Si on veut continuer dans cette voix, et si cela est vraiment nécessaire, peut-être que des moyens gigantesques seront mis pour mettre au point la fusion nucléaire, qui est une énergie produisant très peu de déchet, mais qu'on arrive pas a mettre au point atuellement.

Je ne pense pas qu'il y ait beaucoup de solutions:

  • Les éoliennes ne fonctionnent que s'il y a du vent, et pour ce faire, on les installent en mers, ce que coûte très chers, et qu'il faut donc du temps pour rentabiliser là chose.
  • Le solaire fonctionne moins bien sans soleil qu'avec.
  • Il est difficile de stocker de l'énergie produite par le "renouvelable" (alors que l'énergie nucléaire peut être gérée), sauf a utiliser des batteries qui posent d'autres problèmes.
  • L'hydrolique nécessite des travaux faraminaux, et les états n'ont plus d'argents.


La question que je me pose, c'est pourquoi on n'utilise pas plus la géothermie ? C'est une idée qui a été abordée ici en Belgique, mais ça n'a pas décollé, pourquoi ? je ne sais pas.

En tout cas, le moins que l'on puisse dire, c'est que nos dirigeants dirigés n'ont pas su se progeter bien loin. Parant simplement au plus pressé suivant l'opinion public, l'important étant bien sûr de se faire réélire, le reste étant bien moins importants.

Vive le progrès et les datacenter qui stockent des chosent sans grande importance le plus souvent, les IA qui hallucinent malgrè les quantités d'énergies qu'elles consomment, les voiture électriques qui sont très cher une fois les aides de l'état retirées, et qui sont loin d'être adaptées à tous les besoins de déplacement, tous les gadgets électroniques qu'on nous matraque de consommer (smartphone, assistant vocaux, etc).

Je me demande ce qui va se passer dans les années qui viennent...

BàV et Peace & Love.
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Avatar de Anselme45
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 23/09/2024 à 17:34
L'ONU se propose donc d'organiser un "machin" qui ne sert à rien comme c'est déjà le cas pour...

... Le réchauffement de la planète: On a droit à des rapports du GIEC et des conférences annuelles organisées à tous les coins de la planète que des pseudo-décideurs décident de rejoindre avec leur avion personnel sans que soit prise la moindre décision pour résoudre le problème

... La résolution des conflits avec des prises de décision dont les pays concernés se "foutent" royalement

... La résolution de crise avec des envois de troupes de casques bleus qui ne servent à rien quand ce n'est pas pour ajouter des crises à la crise (exemple les troupes de l'ONU à Haïti responsables de déclenchement d’épidémies ou encore les troupes qui séparent le Sud Liban du Nord d’Israël dont la seule activité est de compter les tirs de part et d'autre qui passent au -dessus de leur tête)
3  0 
Avatar de Fluxgraveon
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 10/09/2024 à 9:53
Une étude montre que l'Intelligence artificielle générative (IA générative) pourrait être à l'origine de trois fois plus d'émissions de carbone dans les centres de données.
Alors, ce n'est pas une IA, car l'IA, c'est intelligent.
Par contre, j'ai un doute à propos des humains.
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Avatar de Fluxgraveon
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 18/09/2024 à 10:58
La résurgence de l'énergie fossile dans les centres de données pour répondre aux besoins de l'IA contraste fortement avec les engagements de durabilité des entreprises comme Microsoft, Google et Meta.
Elles prévoient de supprimer entièrement leurs émissions d'ici à 2030.
Faut un gros interrupteur quand même ...
COP ... coopération obligatoire planétaire (yottascale )
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Avatar de popo
Expert confirmé https://www.developpez.com
Le 18/09/2024 à 11:16
Citation Envoyé par OuftiBoy Voir le message
En tout cas, le moins que l'on puisse dire, c'est que nos dirigeants dirigés n'ont pas su se protéger bien loin. Parant simplement au plus pressé suivant l'opinion public, l'important étant bien sûr de se faire réélire, le reste étant bien moins importants.
Je suis tellement d'accord avec ça.
Tout est dans l'image et les politiciens qui se disent écolos ne savent en réalité pas de quoi, ils parlent.
Où s'il le savent, ils n'en parlent surtout pas, pour se faire élire.

Et vas-y que je te mets des éoliennes à proximité des côtes.
Quid de l'écosystème qui vit dans ces eaux ?
Sans parler du coup de l'entretien, de la quantité astronomique de ressources et d'énergie qu'il faut pour la construire, et pour la démonter lorsqu'il n'est plus possible de la faire fonctionner.
Et il n'y a plus d'aide de l'état quand il s'agit de la démonter et de savoir quoi faire de ces composants.

Et vas-y qu'ils veulent un parc de véhicules 100% électrique (il me semble qu'à Lyon, ils ont pour projet d'interdire les thermiques d'ici 2030).
Sauf, que la production d'une voiture électrique consomme beaucoup de ressources et d'énergie.
Que la ressource naturelle indispensable pour produire les batteries est plus rare que le pétrole.
Que la tenue en charge de ces batteries diminuent avec le temp.
Qu'elles ne sont pas totalement recyclable et que la partie non recyclable rajoute encore plus de déchets dangereux qu'on se contente d'enterrer.
Sans parler du réseau qui n'est pas en capacité de gérer un parc 100% électrique (déjà qu'on a déjà du mal à entretenir les quelques bornes disponibles).
Et lorsqu'on voit à quelle vitesse les factures d'électricité augmentent, si on continue dans cette voie, il va falloir choisir entre alimenter sa voiture ou alimenter son foyer.
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Avatar de Jules34
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 23/09/2024 à 14:56
Mouais... ça va vraiment devenir une calamité alors. L'ONU a pas la réputation de transformer en or ce qu'elle touche, ni de régler les problèmes. Pourquoi des gens payés autant résoudraient les problèmes qui les rendent riches ?

Le réchauffement climatique j'en soupe depuis tout gosse, la seule chose qu'ils ont trouvés c'est les voitures électriques et des montagnes de pile au lithium, encore plus de déchets. Mais ils jouent les clowns, entre deux vols d'avions, pour que nous on partent en vacance à vélo et qu'ils se gardent la bonne viande pendant qu'on mange des insectes dans des mobilhome tout en étant prélevé à 75% sur le peu de richesse qu'on produit (j'exagère).

Réguler l'IA... ce sera juste une façade. On ne régule pas la propagande, la subversion et la manipulation. Ce qui fait peur c'est que tout le monde à compris qu'avec l'IA la réalité du mensonge allait devenir encore plus prégnante dans nos sociétés déjà bien manipulées. Exemple au sommet de l'exécutif : Barnier à pas annoncé son gouvernement qu'on a compris que ce serait une mascarade Maconnienne ad nauseam jusqu'en 2027 qui appliquerait les consignes d'Ursula VDL. Rien ne change ! Et pour que rien ne change, tout doit changer.
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Avatar de Fluxgraveon
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 23/09/2024 à 15:26
pour en maximiser les avantages tout en minimisant les risques
Effectivement (ha ! les petites lettres ...), cela a à voir avec le business, c'est étonnant quoique il est maintenant impossible de tricher.
En fait, c'est de leur propre gouvernance dont il s'agit voilà qui est très, très intéressant.
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Avatar de Jules34
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 31/07/2024 à 9:24
« Économiser la moindre parcelle d'énergie sera une conception fondamentalement différente de celle qui vise à maximiser les performances », a déclaré Vachani.
Mais bien sûr, l'idée générale est certainement de faire des économies d'énergie, bientôt la décroissance même !

J'ai l'impression que le mouvement général, si on fait abstraction de l'écran de fumée de la pseudo écologie dans un contexte de croissance sans fin, c'est plutôt un élan supplémentaire de privatisation de la production énergétique dans un pays qui l'avait déjà bien acté en 1978 et en 1992. Après ce n'est pas un mal en soi : l'énergie y est 25 % moins chère qu'en Europe, notre grand camp de travail belle démocratie supra nationale inclusive, tolérante, porteuse d'espoir et de justice sociale. Merci la commission et Thierry Breton.

Contrairement à l'Europe, ou la concurrence est en fait toujours faussée au profit de certains acteur (allemand en ce qui concerne l'énergie), la déréglementation et la privatisation à plutôt bien fonctionnée au USA, la part de charbon est encore forte mais elle a baissé de 50 % dans le mix en vingt ans je crois grâce à des investissements privés.

Du coup les géants de la Sillicon Valley commencent à envisager la production d'énergie comme une activité connexe à la leur, ce qui est pas un très bon signal en terme d'économie d'énergie/de vraie écologie à mon sens.
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Avatar de Jules34
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 18/09/2024 à 8:56
Elle est responsable du climat chez Hugging Face, une startup qui développe des systèmes d'IA open source responsable, où elle dirige la recherche, le conseil et le renforcement des capacités afin d'améliorer la durabilité des systèmes d'IA. En outre, elle est membre fondateur de Climate Change AI (CCAI), mais aussi membre du conseil d'administration de Women in Machine Learning (WiML).
Donc elle est en charge de l'aspect "faisons semblant de parler d'environnement" au sein d'un groupe de lobbyiste pro IA.
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