Les data centers sont un maillon essentiel de l’infrastructure qui nous permet d’accéder aux services numériques que nous utilisons au quotidien. Ces bâtiments hébergent des rangées de serveurs, mais également de nombreux équipements complémentaires pour assurer leur bon fonctionnement, notamment des systèmes de refroidissement.
Le fonctionnement de tous ces équipements 24h/24, conduit à une consommation importante d’électricité. En 2024, les data centers ont consommé à eux seuls 415 TWh, soit 1,5 % de l’électricité mondiale⁽¹⁾. Si ce chiffre peut paraître bas à première vue, cela correspond pourtant environ à la consommation d’électricité totale d’un pays comme la France (439 TWh en 2023)⁽²⁾.
De plus, la production de l’électricité qui alimente les data centers est responsable d’importantes émissions de gaz à effet de serre (GES), d’autant que les pays ayant les plus importantes consommation d’électricité pour alimenter leur data centers sont les États-Unis (45 % de la consommation mondiale d’électricité des data centers) et la Chine (25 %)⁽¹⁾, 2 pays dont les mix électriques ont une forte intensité carbone.
Enfin, les data centers consomment des quantités, parfois très importante, d’eau, pour faire fonctionner leurs indispensables systèmes de refroidissement.
Les data centers ont donc des impacts environnementaux non négligeables, et ces impacts peuvent être très variables d’un centre à l’autre et en fonction des systèmes mis en place. D’où l’intérêt d’avoir des métriques pour évaluer l’efficacité environnementale d’un data center donné.

PUE

Sur les 3 indicateurs évoqués dans cet article, le PUE, pour Power Usage Effectiveness, est probablement le plus connu et le plus largement utilisé.
Il se calcule grâce à la formule suivante :

$$ PUE = \frac{Énergie\ totale\ consommée\ par\ le\ data\ center}{Énergie\ consommée\ par\ les\ équipements\ informatiques} $$

Cet indicateur d’efficacité énergétique a été introduit par Malone et Belady en 2006⁽³⁾, avant d’être diffusé plus largement par The Green Grid, une organisation professionnelle à but non lucratif, à partir de 2007⁽⁴⁾. Depuis, le PUE a fait l’objet de normes en 2016 : ISO/IEC 30134-2 et EN 50600-4-2.

Comme indiqué dans la formule, cet indicateur prend en compte l’énergie consommée (en kWh), ce qui inclut l’électricité mais également les autres types d’énergie (gaz, diesel, ou encore les liquides de refroidissement).
L’énergie consommée par les équipements informatiques comprend l’énergie consommée par tous les équipements de stockage, traitement et transmission de données (ordinateurs, écrans, serveurs, switchs, routeurs, etc…).
L’énergie totale consommée par le data center inclut l’énergie consommée par les équipements informatiques, mais également celle consommée par tous les autres systèmes (onduleurs, refroidissement, chauffage, éclairage, systèmes de sécurité, ascenseurs, etc…).
Par définition, le PUE est donc toujours supérieur à 1, et plus sa valeur se rapproche de 1, plus le data center est efficace énergétiquement.

Le PUE permet donc d’estimer la consommation d’électricité du data center associée à celle des serveurs. Pour mesurer l’empreinte d’usage d’un serveur, il faut donc ajouter à la mesure de consommation du serveur la quote-part du data center. Ainsi, avec un PUE de 1,4, si un serveur a consommé 1KWh d’électricité il faut y ajouter 400Wh de consommé en plus dans le data center pour obtenir la quantité d’énergie totale consommée pour l’utilisation de ce serveur.

En 2023, la valeur de PUE moyenne pour les data centers de l’union européenne était de 1,6⁽⁵⁾. Mais cette valeur peut varier beaucoup d’un data center à un autre, en particulier en fonction de la méthode de refroidissement utilisée. Les meilleurs performances en technologie à air atteignent les 1,3, tandis que les technologies à refroidissement par liquide peuvent atteindre des PUE à 1,04. (NB : avec l’arrivée de l’IA, la nouvelle puissance des serveurs augmente la quantité de chaleur par m² à dissiper, au point que les refroidissements à air ne sont plus assez efficaces. C’est pourquoi l’IA demande de nouveaux data center, pour plus d’énergie et pour un refroidissement par liquide.)

Malgré son intérêt évident pour évaluer l’efficacité énergétique d’un data center, le PUE a ses limites et ne renseigne pas sur les pollutions liées aux consommation d’énergie du data center.

CUE

Le CUE, pour Carbon Usage Effectiveness, s’intéresse aux émissions de gaz à effet de serre (GES). Cet indicateur a été introduit en 2010 par The Green Grid⁽⁶⁾ et a ensuite fait l’objet d’une norme en 2022 (ISO/IEC 30134-8). Il s’agit du ratio entre les émissions annuelles de GES du data center et l’énergie consommée par les équipements informatiques.

$$ CUE = \frac{Émissions\ de\ GES}{Énergie\ consommée\ par\ les\ équipements\ informatiques} $$

L’énergie consommée par les équipements informatiques est définie de la même façon que pour le calcul du PUE. Pour ce qui est des émissions de GES, les éléments à prendre en compte varient d’un cas à l’autre.

En effet, dans la définition initiale de The Green Grid, les émissions considérées étaient toutes celles associées à l’énergie totale consommée par le data center (telle que définie pour le PUE), et tous les gaz à effet de serre étaient considérés.

Pour ce qui est de la norme ISO/IEC 30134-8, 2 catégories de CUE sont définies :

• La catégorie 1 (“basique”) ne prend en compte que les émissions de CO₂ (et aucun autre gaz à effet de serre) liées à la consommation d’électricité du data center.

• La catégorie 2 (“intermédiaire”) prend en compte les émissions de gaz à effet de serre de toutes les énergies consommées par le data center. Cela peut notamment inclure les émissions de GES causées par des fuites de liquides de refroidissement par exemple.

Le CUE s’exprime donc en kg CO₂/kWh (catégorie 1) ou en kg eq. CO₂/kWh (catégorie 2), et a une valeur idéale théorique de 0 kg eq. CO₂/kWh, qui signifierait qu’aucune émission de GES n’est associée aux activités du data center.

Et si vous entendez parler du CUE de catégorie 3 (“avancée”), ce dernier est prévu dans la norme pour les futurs développements, mais n’est pas encore défini.

On peut noter que ce critère est peu, pour ne pas dire pas, utilisé, car il ne comprend qu’une fraction des données (sans parler des discussions autour des méthodes et données utilisées pour faire le calcul).

WUE

Le WUE, pour Water Usage Effectiveness, s’intéresse pour sa part à la consommation d’eau des data centers, et utilise le même dénominateur que pour le PUE et le CUE : l’énergie consommée par les équipements informatiques.

$$ WUE = \frac{Eau\ consommée\ par\ le\ data\ center}{Énergie \ consommée \ par \ les \ équipements \ informatiques} $$

Cet indicateur a été introduit en 2011 par The Green Grid⁽⁷⁾ et a ensuite fait l’objet de normes en 2022 : ISO/IEC30134-9 et EN 50600-4-9.

L’énergie consommée par les équipements informatiques est définie de la même façon que pour le calcul du PUE et du CUE. Pour ce qui est de la consommation d’eau du data center, les éléments à prendre en compte varient d’un cas à l’autre.

Les normes définissent en effet 3 catégories de WUE :

• La catégorie 1 (“basique”) considère toute l’eau consommée par le data center.

• La catégorie 2 (“intermédiaire”) considère toute l’eau consommée par le data center, à l’exception de l’eau sortante réutilisée pour des besoins non industriels.

• La catégorie 3 (“avancée”) considère toute l’eau consommée par le data center ainsi que l’eau consommée pour la production de l’énergie qui alimente le data center. En revanche, l’eau de pluie et l’eau sortante réutilisée pour des besoins industriels ou non ne sont pas prises en compte.

Le WUE tel que défini par les normes citées ci-dessus s’exprime en m³/MWh (la version proposée en 2011 par The Green Grid s’exprime en L/kWh). Il a une valeur idéale théorique de 0 m³/MWh, qui signifierait qu’aucune consommation d’eau n’est associée aux activités du data center.

💡 Astuce !

Bien qu’ils soient rarement renseignés, les indicateurs PUE, CUE et WUE peuvent vous aider à vous orienter vers un hébergeur plus respectueux de l’environnement. Mais un indicateur seul n’est pas une information suffisante pour évaluer les impacts environnementaux d’un data center. Le PUE peut, par exemple, être moins important que l’intensité carbone du mix électrique pour choisir son hébergement. De la même façon, il est utile de considérer le niveau de stress hydrique dans la région d’hébergement en complément du WUE par exemple.

(1) IEA (2025), Energy and AI, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/energy-and-ai, Licence: CC BY 4.0
(2) IEA, World Energy Statistics and Balances, IEA, Paris https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/world-energy-statistics-and-balances, Licence: Terms of Use for Non-CC Material
(3) Malone, C., & Belady, C. (2006, September). Metrics to characterize data center & IT equipment energy use. In Proceedings of the Digital Power Forum, Richardson, TX.
(4) The Green Grid (2007, February 20). Green grid metrics: describing datacenter power efficiency. Technical committee white paper.
(5) Joint Research Center (2023)
(6) The Green Grid (2010, December 02). Carbon Usage Effectiveness (CUE): A Green Grid Data Center Sustainability Metric. White paper #32
(7) The Green Grid, (2011). Water usage effectiveness (WUE™): a Green Grid data center sustainability metric. White paper #35.

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