Une ligne électrique révèle le risque des data centers IA

Résumé

La chute d’une ligne près de Washington a fait disparaître plus de 3 GW de demande de data centers, déstabilisant le plus grand réseau électrique américain et révélant un risque croissant.

Les faits

Une ligne électrique est tombée cette semaine près de Washington, D.C., provoquant un incident inhabituel sur le réseau PJM, le plus grand opérateur de réseau des États-Unis qui gère des systèmes de New Jersey à l’Illinois et dessert 67 millions de clients. Normalement, le réseau se rétablit en quelques secondes, mais cette fois il a fallu plus de 10 minutes, car plus de 3 gigawatts de data centers ont cessé de consommer de l’électricité presque simultanément. L’événement a fait grimper la tension sur le réseau PJM de la Virginie du Nord jusqu’à Chicago, selon les données de Ting Labs, une startup qui exploite un réseau de capteurs IoT installés dans les prises électriques des particuliers. Il n’a pas provoqué de blackout, mais a entraîné des clignotements de lumière dans toute la région, montrant l’impact potentiellement croissant des data centers sur la stabilité du réseau. Lorsque la ligne est tombée, les data centers ont basculé sur leurs systèmes de secours : environ 3,1 gigawatts de charge ont disparu en 30 secondes, d’après les données de PJM. Le réseau a semblé se rétablir partiellement avant que d’autres charges ne se déconnectent, jusqu’à ce que le système affiche 3,49 gigawatts d’électricité excédentaire à son pic. Il a fallu 11 minutes supplémentaires pour stabiliser la situation. Ces data centers déconnectés représentaient environ 3 % de la demande totale sur PJM au moment de l’incident, selon Reuters. Les experts rappellent que même quelques pourcents de variation peuvent suffire à déséquilibrer un réseau qui doit fonctionner dans un état d’équilibre quasi parfait entre l’offre et la demande. Quand les data centers de Virginie du Nord ont détecté la baisse de tension liée à la ligne défaillante, ils ont basculé vers l’alimentation de secours, retirant leur charge du réseau. À mesure qu’ils se déconnectaient, la demande baissait fortement, l’offre devenait excédentaire et les lampes se sont mises à clignoter. « C’est le canari dans la mine », a résumé Ricardo de Azevedo, directeur technique d’ON.Energy, en soulignant que ces événements impliquant de grandes charges comme les data centers « se produisent de plus en plus ». Selon Ali Zain Banatwala, spécialiste des modèles de marché à l’Independent Electricity System Operator, « nous devons trouver un moyen pour que ces charges situées les unes à côté des autres se déconnectent ou se reconnectent de manière séquentielle ». Aujourd’hui, la plupart des data centers prennent leur décision en une fraction de seconde et ceux impliqués cette semaine se seraient tous déconnectés dans les mêmes quelques secondes après la baisse de tension. Les gestionnaires de réseau commencent à prendre la mesure du problème : ERCOT va par exemple exiger que les grandes charges comme les data centers « résistent » aux perturbations au lieu de se déconnecter immédiatement. Le phénomène observé cette semaine fait écho à un incident survenu en 2024 sur le même réseau, lorsque 60 data centers se sont déconnectés simultanément, retirant 1,5 gigawatt de charge. À l’époque, les data centers représentaient environ 6 % de la demande de PJM, selon Synapse Energy Economics. Ils devraient atteindre 24 % en 2040. Si rien n’est fait, des déconnexions massives comme celle de cette semaine, déjà deux fois plus importantes que l’événement de 2024, pourraient provoquer des perturbations bien plus graves. Face à ce risque, des solutions techniques émergent. La startup ON.Energy a développé une alimentation sans interruption couvrant l’ensemble d’un campus de data centers, incluant les serveurs, les systèmes de refroidissement et autres équipements. L’entreprise « cache » le data center derrière un parc de batteries reliées à des systèmes de conversion sophistiqués : le réseau ne voit qu’une charge unique, stable et « bien élevée », plutôt que les pics et creux de chaque composant. Son système permet aux data centers d’augmenter ou de réduire leurs charges de calcul, y compris l’entraînement de modèles d’IA, sans perturber le réseau. Plus important encore, cette architecture permet aux data centers d’absorber les fluctuations de puissance du réseau. Plutôt que de se déconnecter, le système d’ON.Energy peut utiliser l’énergie excédentaire pour charger ses batteries et, en cas de creux, alimenter les serveurs. Il peut suivre les consignes du réseau en quelques millisecondes, évitant les creux ou les pics de tension comme ceux qui ont causé les problèmes sur PJM cette semaine. Ricardo de Azevedo indique qu’ON.Energy installe actuellement un total de 3 gigawatts de ces systèmes sur quatre campus de data centers.

Pourquoi c’est important

Cet incident met en lumière un nouveau type de risque systémique lié à l’essor des data centers, en particulier ceux dédiés aux charges IA. Une déconnexion quasi instantanée de plus de 3 gigawatts de demande, soit 3 % de la charge du plus grand réseau américain, a suffi à provoquer des perturbations de tension ressenties sur plusieurs centaines de kilomètres. À mesure que la part des data centers dans la demande totale de PJM passe de 6 % en 2024 à une projection de 24 % en 2040, ce type d’événement peut devenir un défi majeur pour la stabilité des réseaux. L’analyse des experts et les premières réponses réglementaires et technologiques montrent que la question ne se limite pas à la sécurité de chaque data center, mais à la coordination de leur comportement collectif avec le réseau. Les exigences de type « ride through » et les solutions comme l’alimentation sans interruption à l’échelle du campus proposées par ON.Energy esquissent un nouveau modèle d’intégration des infrastructures IA au système électrique : les data centers ne doivent plus « tourner le dos » au réseau à la moindre perturbation, mais contribuer activement à l’absorption des chocs, sous peine de transformer un incident local en problème régional.

Questions fréquentes

Que s’est-il passé sur le réseau PJM cette semaine ?

La chute d’une ligne près de Washington a déclenché la déconnexion de plus de 3 GW de data centers, provoquant des perturbations de tension jusqu’à Chicago.

Quelle part de la demande PJM représentait la charge déconnectée ?

Les data centers déconnectés représentaient environ 3 % de la demande totale sur le réseau PJM au moment de l’incident, selon Reuters.

Pourquoi l’incident a-t-il pris plus de 10 minutes à être résolu ?

Parce qu’en plus de la chute initiale de ligne, environ 3,1 GW de charge ont disparu en 30 secondes, puis d’autres charges ont chuté, nécessitant 11 minutes de stabilisation.

Quelle solution propose ON.Energy pour les data centers ?

ON.Energy propose une alimentation sans interruption à l’échelle du campus, basée sur des batteries et une conversion de puissance, pour lisser la charge vue par le réseau.

Comment la part des data centers dans la demande PJM évolue-t-elle ?

Elle est passée d’environ 6 % en 2024 et devrait atteindre 24 % en 2040, selon Synapse Energy Economics.

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