Le 10 juillet 2024, un seul coup de foudre dans le nord de la Virginie a déclenché un phénomène jamais observé par les gestionnaires de réseau : soixante centres de données se sont déconnectés simultanément du réseau électrique centres données, retirant instantanément mille cinq cents mégawatts de charge[s]. Le réseau électrique centres données est passé à quelques minutes d’une panne en cascade qui aurait plongé la région dans le noir.
Cet incident a révélé un problème fondamental : l’infrastructure électrique américaine n’a jamais été conçue pour supporter les charges concentrées et volatiles imposées par les centres de données modernes. Avec l’explosion de la demande en calcul due à l’intelligence artificielle, l’écart entre les besoins des centres de données et ce que le réseau électrique centres données peut fournir de manière fiable se creuse, menaçant de bouleverser les coûts et la stabilité de l’électricité pour des millions de foyers.
Le problème des projets fantômes
Avant qu’un centre de données ne se connecte au réseau, les promoteurs doivent soumettre des demandes de raccordement aux fournisseurs d’électricité. En théorie, cela permet aux gestionnaires de planifier la demande future. En pratique, les promoteurs inondent les fournisseurs de demandes spéculatives, soumettant souvent le même projet à plusieurs fournisseurs pour obtenir les meilleurs tarifs[s].
Ces demandes de « centres de données fantômesProjets spéculatifs de centres de données soumis aux files d'attente d'interconnexion sans plans de développement fermes. » ou « vaporwatt » ont rendu la planification de la charge extrêmement difficile[s]. John Moura, directeur des évaluations de fiabilité à la North American Electric Reliability Corporation (NERC), a confirmé que ces centres de données fantômes, présents dans les demandes de raccordement à travers le pays, compliquent considérablement la prévision des conditions futures de demande pour les gestionnaires de réseau électrique centres données[s].
L’ampleur du phénomène est stupéfiante. Au Texas seulement, plus de deux cent vingt gigawatts de projets avaient demandé un raccordement au réseau d’ici fin 2025, soit une augmentation de cent soixante-dix pour cent par rapport à janvier de la même année[s]. Si tous ces projets étaient construits, ils nécessiteraient plus d’électricité que cent cinquante-quatre millions de foyers texans n’en consomment annuellement. L’État ne compte pourtant que trente millions d’habitants.
Quand le réseau électrique des centres de données s’éteint
L’incident de juillet 2024 en Virginie a révélé ce qui se passe lorsque des charges massives de centres de données disparaissent soudainement du réseau. Lorsqu’un parafoudreDispositif qui protège l'équipement électrique en détournant la foudre et les surtensions vers la terre. a cédé sur une ligne de transport de deux cent trente kilovolts (il a provoqué six chutes de tension rapides) alors que les systèmes automatisés tentaient de compenser[s]. Les centres de données sont extrêmement sensibles aux fluctuations de tension, car même de brèves perturbations peuvent endommager des équipements coûteux. Les soixante installations ont automatiquement basculé sur leurs systèmes d’alimentation de secours internes.
Les opérateurs du réseau PJM Interconnection, qui gère l’électricité pour soixante-sept millions de personnes dans treize États, ont dû réduire rapidement l’alimentation en provenance des centrales électriques pour éviter une surtension dangereuse. Les centres de données sont restés hors ligne pendant des heures, car leur reconnexion au réseau nécessite une intervention manuelle[s].
« À mesure que ces centres de données deviennent plus grands et consomment plus d’énergie, le réseau n’est pas conçu pour supporter la perte de centres de données de mille cinq cents mégawatts, a déclaré Moura à Reuters. À un certain niveau, cela devient trop important pour être supporté sans ajouter davantage de ressources au réseau. »[s]
La pénurie à venir
Pour la première fois, la dernière enchère de capacité de PJM n’a pas réussi à sécuriser suffisamment d’électricité promise pour atteindre l’objectif de fiabilité du réseau[s]. Abe Silverman, consultant en énergie à l’université Johns-Hopkins, a décrit la situation comme « un déficit structurel à long terme où la quantité d’électricité disponible est bien inférieure à celle que nous tentons de fournir aux clients, et cela est particulièrement dû aux centres de données. »
Ce déficit équivaut approximativement à la consommation électrique d’une ville de la taille de Philadelphie. À partir de juin 2027, la région du Mid-Atlantic court un « risque accru » de pannes[s].
Au Texas, la NERC a averti que la consommation électrique constante des centres de données rendrait plus difficile le maintien d’un approvisionnement suffisant en électricité lors de conditions météorologiques hivernales extrêmes, comme la tempête hivernale Uri en 2021, qui a fait au moins deux cent dix morts[s].
Qui paie ?
L’expansion du réseau électrique centres données se répercute déjà sur le portefeuille des consommateurs. Les fournisseurs d’électricité ont demandé plus de vingt-neuf milliards de dollars d’augmentations tarifaires rien que pour le premier semestre 2025, soit le double du montant demandé sur la même période en 2024[s]. Le prix moyen de l’électricité aux États-Unis a atteint dix-neuf cents par kilowatt-heure à la fin de 2025, soit environ vingt-sept pour cent de plus qu’en 2019.
En Virginie, où se trouve la plus grande concentration de centres de données au monde, les prix de l’électricité ont augmenté jusqu’à deux cent soixante-sept pour cent en cinq ans[s]. Sur le marché de l’électricité PJM, les centres de données ont représenté une hausse estimée à neuf virgule trois milliards de dollars sur le marché de capacitéEnchère anticipée sur les marchés d'électricité en gros où les producteurs s'engagent à garantir leur disponibilité future pour couvrir la demande projetée. 2025-2026, se traduisant par une augmentation moyenne de dix-huit dollars par mois sur les factures résidentielles dans l’ouest du Maryland et de seize dollars en Ohio[s].
D’ici 2028, les centres de données pourraient consommer jusqu’à douze pour cent de l’électricité totale aux États-Unis, contre quatre virgule quatre pour cent en 2023[s]. Cette croissance du réseau électrique centres données, équivalente à l’ajout de huit villes comme New York au réseau national, ne montre aucun signe de ralentissement. La question est de savoir si l’infrastructure pourra suivre le rythme, ou si les consommateurs continueront à payer pour un réseau poussé au-delà de ses limites de conception.
Le 10 juillet 2024, vers dix-neuf heures, heure de l’Est, une défaillance d’un parafoudreDispositif qui protège l'équipement électrique en détournant la foudre et les surtensions vers la terre. sur la ligne de transport Ox-Possum de deux cent trente kilovolts (près de Fairfax en Virginie) a déclenché une série d’événements qui a failli faire s’effondrer le réseau électrique centres données desservant le nord de la Virginie. La défaillance a provoqué six chutes de tension rapides alors que les systèmes de protection tentaient de résoudre le défaut, déclenchant les commutateurs de transfert automatiqueDispositifs électriques qui basculent automatiquement l'alimentation d'une source principale vers une source de secours. d’environ soixante centres de données. En quelques secondes, mille cinq cents mégawatts de charge se sont déconnectés du réseau PJM Interconnection[s].
Cette perte soudaine de charge a fait monter la fréquence du réseau à soixante virgule zéro quarante-sept hertz, bien au-dessus de la plage cible de la NERC de soixante hertz plus ou moins zéro virgule zéro trente-six hertz[s]. Contrairement aux événements de perte de production, où la fréquence chute et les opérateurs déploient des réserves, la perte de charge nécessite une réduction rapide de la production. Les opérateurs disposaient d’outils limités : bien que les batteries répondent de manière bidirectionnelle en quelques millisecondes, PJM ne dispose que d’environ quatre cents mégawatts de capacité de stockage par batteries, contre près de huit gigawatts pour ERCOT et douze gigawatts pour CAISO.
Caractéristiques de la charge du réseau électrique centres données
Les centres de données modernes axés sur l’intelligence artificielle posent des défis uniques pour la stabilité du réseau. Alors que les baies de serveurs traditionnelles fonctionnent à sept-dix kilowatts, les baies de calcul pour l’IA exigent trente à plus de cent kilowatts par baie[s]. Les serveurs NVIDIA GB200 NVL72 consomment environ cent vingt kilowatts par baie. Les installations hyperscale dépassent désormais couramment cent mégawatts de capacité, certains campus étant prévus à l’échelle du gigawatt.
La variabilité aggrave le défi. Les grands clusters de processeurs graphiques produisent des fluctuations de puissance de plusieurs centaines de mégawatts en quelques secondes[s]. Ces charges s’interfacent avec le réseau via des systèmes électroniques de puissance, présentant une faible inertie, une dynamique de réponse rapide et des caractéristiques de distorsion harmonique fondamentalement différentes de celles des charges électromécaniques.
La concentration géographique amplifie le stress local sur le réseau. En 2023, les centres de données consommaient vingt-six pour cent de l’approvisionnement total en électricité de la Virginie, avec dix-sept pour cent au Dakota du Nord, douze pour cent au Nebraska, et onze pour cent dans l’Iowa et l’Oregon[s].
Le problème de la charge fantôme
La distorsion des files d’attente de raccordement est devenue un échec systémique de la planification du réseau électrique centres données. Les promoteurs soumettent des demandes spéculatives à plusieurs fournisseurs simultanément, cherchant les structures tarifaires les plus avantageuses[s]. Ces charges fantômes gonflent les prévisions de demande et les modèles de planification des ressources, tout en consommant les ressources limitées des études des fournisseurs et en retardant les projets légitimes dans la file d’attente.
La file d’attente d’ERCOT illustre l’ampleur du phénomène : deux cent vingt gigawatts de projets avaient demandé un raccordement d’ici fin 2025, dont soixante-treize pour cent provenaient de centres de données[s]. La capacité de raccordement approuvée n’est que de sept virgule cinq gigawatts. Ce ratio suggère que la plupart des demandes ne se concrétiseront jamais, pourtant les fournisseurs doivent étudier chacune d’elles, prolongeant des délais déjà longs.
Mécanismes du marché de capacitéEnchère anticipée sur les marchés d'électricité en gros où les producteurs s'engagent à garantir leur disponibilité future pour couvrir la demande projetée.
L’enchère de capacité de PJM de janvier 2026 pour l’année de livraison 2027-2028 n’a pas atteint les marges de réserve cibles pour la première fois à l’échelle du système[s]. L’enchère a sécurisé des engagements totalisant quatorze virgule huit pour cent au-dessus de la demande de pointe projetée, contre l’objectif de vingt pour cent. Les centres de données ont été responsables de presque toute l’augmentation de cinq mille deux cent cinquante mégawatts de la charge de pointe projetée d’une année sur l’autre.
Le mécanisme de prix du marché de capacité démontre cette pression : les centres de données ont représenté neuf virgule trois milliards de dollars de l’augmentation des coûts de capacité pour 2025-2026[s]. Le plafonnement administratif des prix à trois cent trente-trois dollars par mégawatt-jour, imposé par le gouverneur Shapiro, a empêché les prix de l’enchère d’atteindre les cinq cent trente dollars par mégawatt-jour estimés qui auraient été nécessaires pour équilibrer le marché sans intervention.
Implications pour la fiabilité
Un rapport du Lawrence Berkeley National Laboratory de décembre 2024 projette que la consommation électrique des centres de données aux États-Unis atteindra trois cent vingt-cinq à cinq cent quatre-vingts térawatt-heures d’ici 2028, représentant six virgule sept à douze pour cent de la consommation nationale totale, contre quatre virgule quatre pour cent en 2023[s]. Cette trajectoire crée un déséquilibre structurel entre l’offre et la demande sur le réseau électrique centres données.
L’évaluation de la fiabilité hivernale de la NERC a identifié les charges des centres de données comme contribuant à un risque accru de pannes lors de conditions météorologiques extrêmes au Texas. Contrairement aux ressources de réponse à la demande qui peuvent être réduites en cas d’urgence, les centres de données nécessitent une alimentation électrique constante pour le fonctionnement des serveurs. Les ressources de stockage par batteries font face à des limitationsRéduction délibérée des performances logicielles ou matérielles, souvent pour gérer la consommation d'énergie ou prolonger la durée de vie du produit. d’état de charge lors d’événements de charge élevée prolongés[s].
L’événement de juillet 2024 a révélé une vulnérabilité spécifique dans les opérations du réseau électrique centres données : bien que les systèmes d’alimentation sans interruption (UPS) s’activent automatiquement lors de perturbations de tension, la reconnexion nécessite une intervention manuelle. Les centres de données concernés sont restés hors ligne pendant des heures[s]. À grande échelle, la reconnexion manuelle de charges de l’ordre du gigawatt crée des défis de séquençage et de coordination que les opérateurs de réseau ont peu d’expérience à gérer.
Répartition économique
Les demandes d’augmentation tarifaire ont totalisé vingt-neuf milliards de dollars au premier semestre 2025, soit le double de la période correspondante de l’année précédente[s]. Les investissements dans les infrastructures pour desservir les centres de données, y compris les mises à niveau de la production, du transport et de la distribution, sont répercutés sur les consommateurs en l’absence de mécanismes spécifiques d’allocation des coûts.
L’augmentation de deux cent soixante-sept pour cent des prix de l’électricité en Virginie sur cinq ans[s] reflète à la fois les coûts directs des infrastructures et la dynamique du marché due à la croissance concentrée de la charge. Certains fournisseurs et régulateurs commencent à mettre en place des tarifs spécifiques pour les gros consommateurs afin d’isoler les coûts des centres de données des factures des résidentiels, mais la mise en œuvre est en retard par rapport au rythme de développement. La transformation du réseau électrique centres données dépasse les cadres réglementaires conçus pour garantir une répartition équitable des coûts.
