Les centres de données augmentent les températures locales jusqu’à 4 °C à Phoenix

Une enquête thermique au cœur d’une métropole ardente

La zone métropolitaine de Phoenix détient le record de chaleur aux États-Unis. C’est dans ce contexte climatique extrême que des chercheurs de l’Université d’État de l’Arizona (ASU) ont mené une nouvelle étude sur une source de réchauffement urbain jusqu’alors peu mesurée sur le terrain. Selon leurs relevés, la chaleur résiduelle dégagée par les centres de données peut faire grimper la température de l’air des quartiers situés sous le vent d’un maximum de quatre degrés Fahrenheit.

Cette augmentation locale des températures modifie directement le microclimat des zones résidentielles adjacentes. L’auteur principal de cette étude, David Sailor, souligne l’importance de poursuivre ces recherches de manière méthodique. « À mesure que nous faisons plus de mesures sous différents types de conditions atmosphériques, je pense que nous allons voir des impacts plus significatifs autour des centres de données », déclare le scientifique.

Le poids énergétique des infrastructures numériques

L’infrastructure qui soutient le monde numérique nécessite une quantité colossale d’énergie. Des centaines de mégawatts de capacité de centres de données sont déjà opérationnels dans de nombreuses villes, et des milliers d’autres installations sont actuellement en projet. Les projections nationales indiquent que la capacité des centres de données aux États-Unis devrait faire plus que doubler d’ici 2030. Face à cette croissance exponentielle, David Sailor et ses coauteurs estiment que ce risque thermique négligé exige une attention immédiate de la part des urbanistes et des promoteurs industriels. Leur objectif est d’aider à développer des solutions capables de réduire considérablement les impacts sous le vent.

L’ampleur des rejets thermiques générés par ces bâtiments est massive. David Sailor précise que la chaleur résiduelle produite par un seul centre de données peut surpasser la quantité émise par 40 000 foyers. Les batteries de condenseurs refroidis par air rejettent un air chauffé de 14 à 25 degrés Fahrenheit au-dessus de la température de l’air environnant. Ce processus continu crée des panaches thermiques qui se déplacent inévitablement sous le vent au-dessus des zones voisines.

Le professeur à l’Université d’État de l’Arizona, qui occupe la fonction de directeur de l’École des sciences géographiques et de la planification urbaine de l’ASU, explique l’origine de leur démarche scientifique. « Ils sont une charge si concentrée de consommation d’électricité et donc d’émissions de chaleur que nous nous sommes inquiétés de l’impact qu’ils pourraient avoir localement, ainsi que dans les quartiers sous le vent », affirme-t-il.

Un déploiement de capteurs au cœur des quartiers

Dans le passé, d’autres chercheurs avaient tenté d’utiliser des données de télédétection provenant de satellites pour estimer historiquement l’impact thermique des centres de données. L’étude menée par l’ASU se distingue en étant la première à mesurer directement les températures de l’air sous le vent et au vent de ces installations pour enregistrer les effets en temps réel de la chaleur résiduelle sur les communautés environnantes. David Sailor et ses coauteurs, Soroush Samareh Abolhassani et Eli Martin, publient leurs découvertes dans la revue Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities.

Pour mener à bien cette mission, l’équipe a déployé un équipement de pointe. Les chercheurs ont monté des capteurs de température à réponse rapide et de haute précision, dotés de systèmes d’enregistrement de données, sur des voitures. Ces véhicules ont ensuite circulé autour des centres de données de la région de Phoenix et à travers l’ensemble des quartiers voisins sur une période s’étalant du 18 juin au 25 octobre 2025.

L’utilisation de plusieurs voitures a permis de mesurer simultanément les températures au vent et sous le vent de quatre installations rigoureusement sélectionnées. Ces sites étudiés varient d’un centre de données d’un seul bâtiment de 36 mégawatts situé à Mesa à un vaste campus de colocation de 169 mégawatts installé à Chandler. Les centres choisis reflètent la conception typique des « hyperscalers » qui abritent plusieurs milliers de serveurs et utilisent principalement des systèmes de refroidissement basés sur l’air.

La mécanique d’une réaction en chaîne climatique

Les relevés sur le terrain confirment l’influence de ces infrastructures informatiques sur la température de l’air ambiant. Les températures mesurées sous le vent des centres de données étaient en moyenne de 1,3 à 1,6 degré Fahrenheit plus chaudes que les températures enregistrées au vent. Dans certaines situations, la différence a atteint jusqu’à 4 degrés Fahrenheit au-dessus des températures au vent. Cet impact thermique a été détectable jusqu’à un tiers de mile de distance du périmètre des centres de données, ce qui correspond approximativement à cinq pâtés de maisons.

Ces variations locales de température engendrent des répercussions directes sur le quotidien des habitants et leur confort. David Sailor met en perspective l’importance de ces chiffres. « Même si ces centres de données ne contribuent qu’à une ampleur d’îlot de chaleur supplémentaire d’un degré ou deux degrés, cela peut quand même avoir un impact très significatif sur nos vies », précise-t-il. Cette réalité est d’autant plus vraie dans les endroits où la chaleur extrême pose déjà de graves risques pour la santé publique.

Le phénomène entraîne inévitablement une réaction en chaîne au sein des zones résidentielles. Une augmentation d’un degré de la température de l’air suffit, par exemple, à provoquer une utilisation accrue de la climatisation à l’échelle de quartiers entiers. Ces climatiseurs domestiques, en fonctionnant davantage, injectent à leur tour encore plus de chaleur dans l’environnement immédiat.

Penser l’urbanisme de demain autour du numérique

L’équipe de chercheurs de l’ASU planifie actuellement un effort plus vaste visant à collecter des données sur une plus grande variété de moments et de conditions météorologiques. Ces futures informations permettront d’élaborer un modèle atmosphérique précis pour étudier les effets des mesures destinées à atténuer l’impact de la chaleur sur les quartiers situés sous le vent. « Les centres de données sont intrinsèquement une partie importante de notre société, et ils vont devenir encore plus nécessaires à l’avenir », affirme David Sailor. Plutôt que de simplement souligner les conséquences néfastes, son objectif est de collaborer avec les fournisseurs de centres de données et d’autres parties prenantes pour développer les connaissances nécessaires à la réduction du problème de la pollution thermique.

Des solutions d’aménagement concrètes sont envisageables pour limiter cette empreinte thermique sans pour autant compromettre les opérations des centres de données. Des modifications de conception des installations et des équipements de refroidissement, éclairées par une modélisation du microclimat à haute résolution, font partie des pistes étudiées. La création de ceintures vertes ou de parcs pourrait faire office de tampon contre la pollution thermique. À l’échelle administrative, les municipalités pourraient exiger de tels aménagements lors du choix de l’emplacement et de l’octroi des permis pour les centres de données.

L’ensemble de ces travaux de recherche figure dans la publication intitulée « Data center waste heat as an emerging urban thermal hazard: First field measurements of neighborhood-scale air temperature impacts », rédigée par David J. Sailor et al. L’étude complète sera publiée en 2026 dans la revue scientifique ASME Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities. Elle peut être consultée en ligne grâce à son identifiant numérique (DOI : 10.1115/1.4071922).

Selon la source : techxplore.com