Cloud

Comment diminuer l’empreinte environnementale de votre Cloud ?

21 septembre 2022

Entretien avec notre partenaire CIV, hébergeur précurseur en matière de GreenIT

En route vers la sobriété numérique : comment diminuer l’empreinte environnementale du cloud ?

L’enthousiasme qui a accompagné la révolution numérique nous a fait oublier un peu vite le coût environnemental des technologies que nous utilisons au quotidien. La numérisation des outils de travail promettait des gains d’efficacité et de ressources : moins d’impressions papier, moins de déplacements grâce à la possibilité et collaborer et communiquer en ligne… La réalité est plus nuancée, entre effets rebond et innovations véritablement profitables à la nécessaire transition écologique.

Le numérique, qui émet aujourd’hui 4 % des gaz à effet de serre apparaît à la fois comme faisant partie du problème et de la solution pour lutter contre le réchauffement climatique. Alors que la réflexion autour de la « sobriété numérique » émerge — tout comme dans d’autres secteurs d’activité, tels que le transport ou l’alimentation —, nous souhaitons apporter, à notre échelle, quelques pistes pour bâtir des infrastructures IT et services cloud plus verts, plus raisonnés, plus sobres. Le sujet est complexe : il implique d’agir sur les différents maillons de la chaîne, depuis l’(éco)conception des services jusqu’à leurs usages, en passant par leur hébergement et les solutions déployées pour assurer leur disponibilité à toute heure du jour et de la nuit.

L’hébergement des services numériques, c’est justement ce par quoi nous allons débuter cette série d’articles. Si le concept de « cloud computing » évoque un univers abstrait, constitué d’inoffensifs nuages et de ressources disponibles en quelques clics, facturées à la demande, la floraison de datacenters sur le territoire nous ramène brutalement sur terre, face à de véritables usines, dont les systèmes de refroidissement et les serveurs exploités pour fournir les services numériques consommeraient en France entre 7 et 10 % de la production électrique nationale.

Scalair, pour déployer sa propre infrastructure Cloud, s’appuie sur un acteur régional : CIV.

Un acteur souvent cité comme référence dans la profession lorsque l’on évoque l’hébergement « green ». Et pour cause : depuis sa création, CIV n’a cessé d’améliorer l’efficience énergétique des salles serveurs qu’il met à la disposition de ses clients, en expérimentant tous azimuts. Cette volonté de maîtriser et réduire l’empreinte environnementale de son activité est d’abord le fruit d’une conviction personnelle des fondateurs de l’entreprise. Elle constitue dorénavant un avantage compétitif, et un critère de choix pour des entreprises engagées. Entretien avec Sébastien Cousin, Directeur général et Innovation de CIV.

La France compte entre 200 et 250 datacenters, ce qui la classerait au 8e rang mondial pour ce type d’infrastructure. L’explosion du nombre de ces « usines numériques » commence à inquiéter. À juste titre ?

On pointe du doigt ces monstres énergivores implantés en périphérie des villes, mais il faut dissiper un malentendu : le cloud computing, c’est-à-dire le fait d’externaliser et de mutualiser des serveurs grâce à la virtualisation plutôt que d’avoir ses propres salles, n’a pas, en soi, aggravé le problème. En concentrant en un même endroit les machines auparavant dispersées dans les entreprises, il a certes rendu le phénomène plus visible, mais cela a également permis des économies d’échelle énergétiques considérables. Un hébergement classique on-premise multiplie en moyenne par 3 la consommation électrique de base d’un serveur. Un datacenter permet de réduire ce ratio à 1.6 voir bien moins pour les plus performants : 1.3 dans le cas de CIV ! Sans parler du gain en termes de sécurité et de disponibilité des machines, puisque la mutualisation permet de déployer des moyens humains et techniques pour garantir la continuité d’activité.

Du reste, il faut être honnête : chaque fois que les coûts baissent — coût de l’hébergement, mais aussi coût de la puissance de calcul et du stockage, en vertu de la loi de Moore — les usages s’accroissent… ce qui a tendance à gommer, du point de vue environnemental, le bénéfice des économies d’échelle évoquées plus haut.

Le cloud computing permet de faire abstraction du hardware. Il permet également de faire abstraction de son coût environnemental, puisqu’il est caché. Comment s’améliorer dans ces conditions ?

Jusqu’à présent, ce que l’on attendait avant tout d’un gestionnaire/opérateur de Datacenter, c’est de garantir la sécurité physique des installations, aussi bien contre le risque d’incendie que celui d’intrusion dans les bâtiments, et d’assurer la disponibilité des serveurs évidemment, ce qui implique de garantir, en toute circonstance, l’alimentation électrique et la connexion réseau des équipements, mais aussi leur refroidissement, nécessaire à leur bon fonctionnement.

Aujourd’hui, la sécurité et la disponibilité ne sont plus des critères de choix, mais des prérequis dans notre activité. Les outils numériques sont devenus à ce point critiques pour les entreprises qu’il n’est envisageable ni de perdre des données ni de mettre ses équipes au chômage technique en raison de l’indisponibilité d’une application. C’est ce qui explique l’éclosion de normes, labels et certifications, qui viennent valider le savoir-faire des opérateurs et rassurer les clients quant aux moyens mis en œuvre par leur hébergeur. Désormais, les efforts déployés par un hébergeur pour réduire son impact environnemental commencent à intéresser les clients. Puisqu’il s’agit, indirectement, de l’empreinte de leur propre activité.

En la matière, CIV a été précurseur. Comment l’expliquez-vous ?

CIV a été fondé en 1974. Très tôt, nous avons eu la conviction de participer à une 3e révolution industrielle. Or, si les deux précédentes révolutions industrielles ont indiscutablement apporté des progrès, elles ont aussi pillé les ressources naturelles et dégradé l’état de la planète. Nous connaissons aujourd’hui mieux qu’à l’époque les facteurs du dérèglement climatique et nous sommes convaincus qu’il serait irresponsable de ne pas se soucier de l’impact environnemental du numérique. C’est ce qui nous a conduits à expérimenter et à faire évoluer nos datacenters vers une meilleure efficience énergétique, à proposer une alternative écoresponsable… avant même que ceci n’intéresse réellement les entreprises.

En même temps que l’écologie, s’ajoute un second critère de choix qui rebat doucement, mais sûrement, les cartes sur le marché de l’hébergement : la souveraineté numérique, qui implique de s’intéresser à l’endroit où sont physiquement stockées les données, et à la législation dont elles relèvent. Dès lors où le Datacenter est sur le sol français, il relève de la législation française.

Sur quels leviers un opérateur de datacenter peut-il jouer pour réduire son empreinte énergétique ?

Le refroidissement des machines représente 30 à 40 % des consommations électriques d’un datacenter. Ce poste de dépense, c’est le nerf de la guerre ; c’est là-dessus qu’il est possible d’innover, afin de faire des économies et de limiter l’empreinte environnementale de notre activité, et par extension de celle de nos clients. Le défi est donc de refroidir les serveurs en utilisant le moins d’énergie possible, mais aussi de chercher à employer la chaleur résiduelle (fatalité énergétique). N’oublions pas que la SSI/ESN a aussi son rôle puisque les 60 à 70% des consommations restantes sont directement en lien avec les systèmes IT hébergés. Le levier est également du côté de l’exploitant des systèmes IT hébergés.

Concrètement, comment agissez-vous ? En quoi votre taille intermédiaire, au regard des mastodontes du secteur, est-elle un atout dans ce combat ?

Il faut être honnête : tous les acteurs de l’hébergement ont progressé ces dernières années, y compris les GAFAM opérant leurs propres centres de données. Beaucoup ont amélioré l’efficience énergétique dans un souci d’optimisation des coûts, expliquant a posteriori qu’il s’agissait aussi de réduire leur empreinte environnementale. Peu importe la sincérité du discours ; globalement, les datacenters sont de plus en plus efficients et c’est une bonne chose.

Chacun a emprunté des voies différentes. Beaucoup de pistes ont été explorées pour climatiser les centres de données en utilisant le moins d’énergie possible. De notre côté, nous avions pour objectif non négociable de progresser sans faire de concession sur la sécurité, en particulier en matière de protection contre les incendies, ou la performance.

Notre taille nous offre un avantage sur les autres acteurs : l’agilité. Au fil de nos expérimentations, nous avons adopté plusieurs stratégies de refroidissement dont l’utilisation de groupes à récupération d’énergie fatale, complété du freecooling et de compresseurs haute performance énergétique (Turbocor), le tout étant utilisé en fonction de la saisonnalité. La mise en place de confinement d’allées pour séparer les flux d’air froid des flux d’air chaud a également été une avancée majeure, aujourd’hui également reconnue par l’ADEME et ouvrant droit à CEE (Certificat Économie Énergie). L’ensemble dispose d’une réserve inertielle basée sur le principe d’un cube de glace de 50 tonnes qui a permis d’augmenter de manière importante la température de départ de la boucle d’eau (18°C au lieu de 09°C), ce qui a eu un impact sans égal en matière de performance énergétique.

Nous veillons de plus à réemployer la chaleur fatale (résiduelle) dégagée par les serveurs qui traditionnellement se dissipe dans l’atmosphère. Cette énergie qui est perdue si on ne l’utilise pas au moment où elle est disponible. C’est une hérésie de ne pas chercher à utiliser cette chaleur, mais ce n’est pas simple à réaliser. À Valenciennes, notre datacenter chauffe en hiver le site de la Serre numérique (incubateur de startups et locaux de l’école Rubika) et du Grand Palais, ainsi que les locaux de CIV. Grâce à ce principe de chauffage (l’énergie est fournie gracieusement, mais celui qui en bénéficie participe à l’investissement initial et aux frais de fonctionnement des systèmes thermodynamiques), des bâtiments raccordés comme tels peuvent réduire de 85 % leur empreinte carbone, facilitant ainsi de surcroit l’atteinte des cibles les plus ambitieuses du décret tertiaire (cret n° 2019-771 du 23 juillet 2019 relatif aux obligations d’actions de réduction de la consommation d’énergie finale dans des bâtiments à usage tertiaire dont la cible la plus ambitieuse est une baisse de la consommation d’énergie de 60 % en 2050 par rapport à une situation de référence).

Ces projets demeurent exceptionnels, nécessitent de couteuses études, des accords… mais il y a d’autres possibilités pour valoriser l’énergie fatale : chauffer une piscine municipale (idéal, car l’eau a besoin d’être chauffée toute l’année), cultiver des végétaux qui demandent de la chaleur, élever des insectes… les pistes sont nombreuses et nous sommes passionnés pour tenter de les mettre en œuvre même si les freins sont également nombreux tant les habitudes et les comportements doivent évoluer.

CIV ne se contente pas d’améliorer la performance énergétique de ses datacenters et d’exploiter l’énergie fatale. Vous allez encore plus loin. Expliquez-nous.

Nous avons travaillé sur deux aspects complémentaires, pour offrir à nos clients le projet le mieux-disant en matière d’hébergement écoresponsable.

Tout d’abord, le volet production d’énergie : en s’approvisionnant en énergie renouvelable, produite localement (sur site) – une démarche plus exigeante et plus coûteuse que les contrats « énergie verte », qui demande à CIV des investissements financiers et en temps très lourds sur les sites concernés. L’énergie photovoltaïque ainsi produite permet un effacement de consommations aux heures où le réseau public de distribution d’énergie est le plus sollicité nationalement.

Ensuite, le volet compensation carbone : depuis 6 ans, nous travaillons pour compenser les émissions carbones. Après avoir choisi des solutions type associatives qui agissent pour la reforestation au bout du monde et permettent de bénéficier de crédits d’impôt en contrepartie, nous avons réorienté nos choix vers des organisations non associatives (coût plus important pour l’entreprise) qui agissent localement, et entrent dans l’objectif Label Bas Carbone du ministère de l’Environnement. Nos clients peuvent ainsi constater par eux-mêmes la reforestation soutenue, à moins de 100 km de nos datacenters.

Aujourd’hui, nous cherchons à nouveau à expérimenter d’autres alternatives, cette fois pour augmenter la performance des actions de décarbonation dans le temps. Là où il faut environ 20 ans pour « décarboner » le carbone émis sur une année 2019 en reboisement par exemple, des solutions alternatives permettent cette même action sur une période de 5 ans, en travaillant à la fois sur la production de matière carbonée végétale, mais également la réduction d’emploi de produits fortement carbonés comme les engrais, via les filières agricoles. Moins spectaculaire sans doute qu’une forêt, mais cela nous permettrait de réencapsuler en 5 ans le carbone émis en 2022 par notre activité. Cette action est en cours d’étude.

Nous l’avons évoqué en introduction : la question de la sobriété numérique, du numérique écoresponsable, du green IT — peu importe l’appellation tant qu’il y a des actes et qu’il ne s’agit pas de greenwashing… — implique d’agir sur tous les maillons de la chaine. De leur côté, que peuvent faire vos clients (ou encore les clients de vos clients dans le cas de Scalair) pour réduire la facture énergétique ?

De mon côté, en tant qu’opérateur de datacenter, je peux observer qu’une fois un serveur allumé, la « surconsommation » électrique engendrée par l’activité du serveur est marginale. Autrement dit, lorsqu’un serveur est alimenté, le plus écologique est de l’utiliser au maximum, de consolider les ressources. Des logiciels non intrusifs peuvent aider à monitorer l’usage des serveurs et permettre d’obtenir des éléments concrets pour identifier les leviers d’amélioration.

Bien sûr, on ne peut pas faire tourner les serveurs à 99 % de leur capacité, ne serait-ce que pour absorber d’éventuels pics de charge. On ne peut pas non plus renoncer aux serveurs miroir dans le cas d’une application critique, pour permettre un basculement immédiat et une continuité de service. Néanmoins il pourrait être intéressant de se demander si, dans bien des cas, il est vraiment nécessaire de pouvoir accéder à tout, immédiatement, en dépit du coût énergétique et environnemental de ce confort auquel on s’est habitués. On voit apparaître dans le domaine de l’archivage numérique des offres où l’on récupère un fichier sous quelques heures, après en avoir fait la demande.

Il faut également réfléchir au cycle de vie des machines, à leur rythme de renouvellement. Enfin, il y a la question de l’écoconception des applications, et l’intelligence qu’un acteur comme Scalair peut apporter dans la gestion, la mutualisation des ressources. Scalair expérimente ainsi de mixer les usages pour exploiter au mieux les capacités de serveurs mutualisés : en journée, ceux-ci sont fortement sollicités par des outils et des usages corporate, mais la nuit l’infrastructure se révèle disproportionnée par rapport aux besoins. Pourquoi ne pas y héberger des jeux en ligne, qui font le plein d’utilisateurs une fois la nuit tombée ?

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