Lorsque l'on parle de datacenters durables, une question revient systématiquement :

« Comment savoir si un datacenter est réellement efficace ? »

La réponse ne se trouve pas dans le nombre de serveurs installés, ni dans la puissance électrique disponible.

Elle repose sur des indicateurs de performance normalisés.

Depuis plusieurs années, les exploitants de datacenters utilisent des métriques précises pour mesurer l'efficacité énergétique, la consommation d'eau et les émissions de carbone de leurs infrastructures.

Les trois plus importantes sont :

• le PUE (Power Usage Effectiveness)
• le WUE (Water Usage Effectiveness)
• le CUE (Carbon Usage Effectiveness)

Ces indicateurs sont devenus incontournables pour comparer les performances des datacenters, piloter les investissements, répondre aux exigences réglementaires et atteindre les objectifs environnementaux.

Mais que signifient-ils réellement ?

Comment sont-ils calculés ?

Et surtout, que peut-on considérer comme un bon résultat ?

Dans cet article, nous détaillons chacun de ces indicateurs et leur rôle dans la conception des datacenters modernes.

Pourquoi mesurer la performance d'un datacenter ?

Avant de parler des indicateurs eux-mêmes, il est important de comprendre pourquoi ils existent.

Pendant longtemps, les performances d'un datacenter étaient évaluées presque exclusivement sur deux critères :

• sa disponibilité
• sa capacité informatique

L'efficacité énergétique était rarement un objectif prioritaire.

Avec la hausse du prix de l'énergie, le développement massif du cloud, l'essor de l'intelligence artificielle et les engagements climatiques des entreprises, cette approche a évolué.

Aujourd'hui, un datacenter doit être capable de répondre à plusieurs objectifs simultanément :

• fournir davantage de puissance de calcul
• limiter sa consommation électrique
• réduire son utilisation d'eau lorsque cela est possible
• diminuer son empreinte carbone

Pour piloter ces objectifs, il fallait des indicateurs communs.

C'est précisément le rôle du PUE, du WUE et du CUE.

Le PUE : l'indicateur de référence de l'efficacité énergétique

Le PUE (Power Usage Effectiveness) est probablement l'indicateur le plus connu dans l'industrie des datacenters.

Développé par The Green Grid, il mesure l'efficacité énergétique globale d'une installation.

Son principe est simple.

Il compare :

• toute l'énergie consommée par le datacenter
• à l'énergie réellement utilisée par les équipements informatiques

La formule officielle est :

PUE = Énergie totale du datacenter / Énergie consommée par les équipements IT

L'énergie totale comprend notamment :

• les serveurs
• le stockage
• les équipements réseau
• le refroidissement
• les onduleurs (UPS)
• les transformateurs
• l'éclairage
• les systèmes auxiliaires

L'énergie IT correspond uniquement à la consommation des équipements informatiques.

Comment interpréter le PUE ?

Le PUE est toujours supérieur ou égal à 1.

Un PUE de 1 serait théoriquement parfait.

Cela signifierait que toute l'électricité alimente exclusivement les serveurs.

En pratique, cela n'existe pas.

Il faut toujours refroidir les équipements, distribuer l'électricité et assurer la sécurité du bâtiment.

Voici quelques repères généralement admis :

Ces valeurs restent indicatives.

Le climat, la densité informatique et les exigences de disponibilité influencent naturellement le résultat.

Pourquoi le PUE est-il aussi important ?

Le PUE permet d'identifier les pertes énergétiques.

Prenons un exemple.

Si un datacenter affiche un PUE de 1,5 :

pour 1 MW consommé par les serveurs,

0,5 MW supplémentaires sont nécessaires pour alimenter :

• le refroidissement
• les UPS
• les transformateurs
• les autres infrastructures

Autrement dit, un tiers de l'énergie consommée ne sert pas directement au calcul informatique.

L'objectif des exploitants est donc de rapprocher progressivement le PUE de 1.

Les limites du PUE

Le PUE est extrêmement utile.

Mais il ne raconte pas toute l'histoire.

Deux datacenters peuvent afficher exactement le même PUE.

Pourtant :

• l'un peut être alimenté par une électricité très décarbonée
• l'autre par une électricité fortement carbonée

Leur impact environnemental sera très différent.

Le PUE ne mesure pas non plus :

• la consommation d'eau
• les émissions de CO₂
• l'efficacité des serveurs eux-mêmes
• le taux d'utilisation des ressources informatiques

C'est pourquoi d'autres indicateurs ont été développés.

Le WUE : mesurer la consommation d'eau

Le WUE (Water Usage Effectiveness) permet d'évaluer la quantité d'eau utilisée par un datacenter.

Il est particulièrement important pour les infrastructures utilisant :

• le refroidissement évaporatif
• certaines tours aéroréfrigérantes
• des systèmes hybrides

Sa formule officielle est :

WUE = Eau annuelle utilisée sur site / Énergie consommée par les équipements IT

Le résultat est généralement exprimé en litres par kilowattheure (L/kWh).

Pourquoi le WUE devient-il stratégique ?

Pendant longtemps, l'eau était rarement prise en compte.

Aujourd'hui, la situation évolue rapidement.

Dans certaines régions soumises à un stress hydrique, l'utilisation de l'eau est devenue un critère majeur lors de la conception des datacenters.

Certaines technologies permettent de réduire fortement cette consommation :

• refroidissement liquide en boucle fermée
• dry coolers (aéroréfrigérants secs)
• free cooling
• réutilisation de l'eau industrielle ou non potable

À l'inverse, les systèmes de refroidissement évaporatif peuvent améliorer le PUE tout en augmentant le WUE.

C'est pourquoi il est essentiel d'analyser ces deux indicateurs ensemble.

Quels sont les bons niveaux de WUE ?

Contrairement au PUE, il n'existe pas de seuil universel.

Le climat influence fortement les résultats.

De manière générale :

• un WUE proche de zéro est obtenu par des installations ne consommant quasiment pas d'eau sur site
• les installations utilisant largement le refroidissement évaporatif présentent naturellement des valeurs plus élevées

Comparer deux WUE n'a donc de sens que si les contextes climatiques et les technologies de refroidissement sont comparables.

Le CUE : mesurer les émissions de carbone

Le troisième indicateur est le CUE (Carbon Usage Effectiveness).

Son objectif est simple :

mesurer les émissions de gaz à effet de serre associées à l'énergie consommée par le datacenter.

Sa formule est :

CUE = Émissions annuelles de CO₂e du datacenter / Énergie consommée par les équipements IT

Le résultat est exprimé en kilogrammes de CO₂ équivalent par kilowattheure informatique (kgCO₂e/kWh IT).

Pourquoi le CUE est devenu incontournable

Deux datacenters peuvent avoir exactement :

• le même PUE
• la même consommation électrique

Pourtant, leurs émissions peuvent être radicalement différentes.

Tout dépend de l'origine de l'électricité.

Un site alimenté principalement par :

• des énergies renouvelables
• de l'hydroélectricité
• du nucléaire
• ou d'autres sources bas carbone

présentera un CUE beaucoup plus faible qu'un site reposant sur une production majoritairement fossile.

Le CUE permet donc d'intégrer la dimension climatique que le PUE ne mesure pas.

Peut-on améliorer simultanément le PUE, le WUE et le CUE ?

Oui, mais cela demande des arbitrages.

Par exemple :

• un refroidissement évaporatif peut améliorer le PUE tout en augmentant le WUE
• un refroidissement par air peut réduire la consommation d'eau mais nécessiter davantage d'électricité selon le climat
• un datacenter très efficace énergétiquement peut malgré tout avoir un CUE élevé si son électricité est fortement carbonée

L'objectif n'est donc pas d'optimiser une seule métrique.

Il est de rechercher le meilleur équilibre entre énergie, eau et carbone.

Comment les entreprises utilisent-elles ces indicateurs ?

Le PUE, le WUE et le CUE sont devenus des outils d'aide à la décision.

Ils permettent notamment de :

• comparer plusieurs sites d'hébergement
• suivre les performances d'une infrastructure dans le temps
• identifier les axes d'amélioration énergétique
• orienter les investissements dans le refroidissement ou les équipements électriques
• alimenter les rapports RSE et ESG
• répondre aux exigences réglementaires ou contractuelles

Pour les grandes organisations, ces indicateurs sont désormais intégrés aux tableaux de bord des équipes infrastructures et développement durable.

Les limites de ces indicateurs

Même utilisés ensemble, ces trois indicateurs ne décrivent pas à eux seuls la durabilité d'un datacenter.

Ils ne prennent pas directement en compte :

• les émissions liées à la fabrication des serveurs (carbone incorporé)
• la durée de vie des équipements
• le taux réel d'utilisation des ressources informatiques
• la réutilisation de la chaleur produite
• le réemploi ou le recyclage des matériels

C'est pourquoi de nouvelles métriques, portant notamment sur l'intensité carbone des charges de travail ou l'efficacité énergétique par application, gagnent progressivement en importance.

Conclusion

Le PUE, le WUE et le CUE sont devenus les trois indicateurs de référence pour évaluer la performance environnementale d'un datacenter.

Le PUE mesure l'efficacité énergétique de l'infrastructure.

Le WUE évalue la quantité d'eau consommée pour faire fonctionner les équipements informatiques.

Le CUE traduit l'impact climatique de l'énergie utilisée.

Pris séparément, chacun apporte une information utile.

Ensemble, ils offrent une vision beaucoup plus complète de la durabilité d'une infrastructure.

À mesure que les datacenters évoluent pour répondre aux besoins croissants du cloud et de l'intelligence artificielle, ces métriques resteront essentielles. Elles permettront non seulement de comparer les infrastructures, mais aussi de guider les décisions techniques vers des architectures plus sobres, plus résilientes et mieux adaptées aux enjeux environnementaux de demain.

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