Comment les projets du Royaume-Uni en matière d’IA pourraient faire dérailler la neutralité carbone : les chiffres expliqués

L’objectif du gouvernement britannique de multiplier par vingt la puissance de calcul de l’intelligence artificielle contrôlée par le public d’ici 2030 augmenterait considérablement la demande d’électricité. L’approvisionnement en énergies renouvelables peut-il y répondre – et en disposer encore suffisamment pour électrifier des secteurs comme le chauffage et les transports, qui doivent être entièrement décarbonés d’ici 2050 ?

Voyons d’abord pourquoi l’IA est si gourmande en énergie. Les systèmes d’IA nécessitent une énorme quantité de puissance de calcul. La création et l’utilisation de l’IA impliquent de former les programmes sur des modèles et des algorithmes qui doivent être inventés et calibrés, ce qui nécessite de la puissance de calcul. Ensuite, ce modèle d’IA doit tirer des conclusions des nouvelles données qu’il alimente, ce qui est en soi un autre processus énergivore.

Le besoin de puissance de calcul croissante a fortement augmenté à mesure que l’IA est devenue plus sophistiquée. En conséquence, la puissance de calcul se raréfie et constitue un goulot d’étranglement majeur pour le développement et l’utilisation futurs de l’IA. En effet, la stratégie nationale du Royaume-Uni en matière d’IA publiée en 2021 reconnaît que la capacité de puissance de calcul doit être augmentée si l’on veut réaliser le potentiel de l’IA.

En général, plus l’IA est sophistiquée, plus elle est énergivore. Cela a des implications importantes pour le Royaume-Uni.

De quelle énergie le déploiement de l’IA a-t-il besoin ?

Les centres de données (installations qui stockent, traitent et distribuent des données) sont des consommateurs d’électricité importants et croissants. De la formation de modèles d’IA complexes, qui nécessitent une immense puissance de calcul et un stockage de données, à l’exécution de données via des modèles d’IA entraînés pour faire des prédictions ou résoudre des tâches, les centres de données sont au cœur de chaque étape de l’utilisation et du développement de l’IA.

Selon les estimations de l’Agence internationale de l’énergie, les centres de données représentent à l’échelle mondiale environ 1 à 1,3 % de la consommation totale d’électricité. Une observation récente suggère que le développement des systèmes d’IA les plus sophistiqués nécessite actuellement de multiplier par quatre la puissance de calcul par an. La quantité totale de données nécessaires à la formation en IA a également augmenté de 2,5 fois par an, augmentant ainsi le recours aux centres de données.

Au Royaume-Uni, l’IA et les infrastructures associées ont consommé environ 3,6 térawattheures (TWh) d’électricité en 2020. Si cette consommation est multipliée par vingt, conformément à l’objectif du gouvernement, elle pourrait atteindre 72 TWh d’ici 2030. Cela représenterait plus d’un quart de la consommation électrique. la consommation totale d’électricité du Royaume-Uni en 2021, qui était d’environ 261 TWh.

La croissance rapide de l’informatique IA nécessite une planification minutieuse. Toutefois, les centres de données ne représentent qu’une partie de l’équation. Les appareils qui utilisent l’IA, tels que les capteurs des maisons intelligentes, les compteurs de gaz et d’électricité, les routeurs, les hubs wifi, les appareils de streaming et les plateformes de médias sociaux, pourraient ajouter une demande énergétique importante, difficile à estimer.

Ces composantes supplémentaires de la consommation totale d’énergie de l’IA sont souvent négligées.

La croissance des énergies renouvelables est insuffisante

Le Royaume-Uni a fait des progrès significatifs dans la production d’énergie renouvelable, l’énergie éolienne et solaire contribuant à plus de 40 % de l’électricité ces dernières années.

Cependant, nos projections, rapportées dans la revue Politique énergétiqueindiquent que l’approvisionnement mondial en électricité renouvelable ne répondra pas à la demande croissante liée à la croissance mondiale des données numériques.

Nos recherches ont envisagé différents scénarios de consommation d’énergie de l’IA. L’objectif du Royaume-Uni d’une multiplication par vingt de la puissance de calcul de l’IA d’ici 2030 est certainement un scénario de forte consommation, dans lequel la demande d’énergie provenant à elle seule de l’infrastructure numérique pourrait dépasser la croissance de la capacité d’énergie renouvelable.

Dans le même temps, la décarbonisation du Royaume-Uni repose sur l’électrification des transports et du chauffage, secteurs traditionnellement dépendants des combustibles fossiles : remplacement des chaudières au gaz naturel par des pompes à chaleur électriques et des voitures à moteur thermique par des véhicules électriques. Cela nécessitera une augmentation substantielle de l’approvisionnement en électricité.

Toutefois, pour résoudre ce problème, il ne suffit pas d’accroître la production d’énergies renouvelables. L’efficacité énergétique des systèmes d’IA et des technologies associées doit également s’améliorer. Garantir que l’énergie nécessaire à l’IA et à d’autres avancées numériques provient de sources durables, sans compromettre les objectifs plus larges de zéro émission nette, nécessitera une combinaison de politique gouvernementale, d’innovation technologique et de sensibilisation du public.

Les besoins croissants en électricité d’IA pourraient exacerber la concurrence pour des ressources énergétiques renouvelables limitées. Cette concurrence risque d’accroître la dépendance aux combustibles fossiles, en particulier pendant les périodes de pointe de la demande énergétique. Si des capacités renouvelables supplémentaires ne peuvent pas être déployées assez rapidement, le Royaume-Uni pourrait être confronté à un scénario dans lequel la demande d’électricité induite par l’IA augmenterait les émissions globales plutôt que de les réduire.

L’engagement du Royaume-Uni de multiplier par vingt la puissance de calcul publique de l’IA d’ici 2030 constitue un immense défi pour le système électrique du pays. Pour atteindre cet objectif de manière durable, il faudra équilibrer les besoins énergétiques de l’IA avec des objectifs d’électrification plus larges et des limitations en matière d’énergies renouvelables.

Sans efforts immédiats et concertés pour développer les énergies renouvelables et améliorer l’efficacité, la demande d’électricité d’IA pourrait entraver la transition vers un avenir net zéro.