L'IA consomme-t-elle vraiment de l'eau, et comment ?

Une puce qui calcule chauffe : presque toute l'électricité qu'un serveur reçoit ressort sous forme de chaleur, qu'il faut évacuer hors de la salle. Pour la rejeter dans l'air extérieur, les exploitants ont 2 grandes familles de systèmes. Les uns la rejettent en réchauffant l'air, avec des ventilateurs et des échangeurs, comme un radiateur de voiture. Les autres la rejettent en évaporant de l'eau, dans des tours de refroidissement ou par brumisation de l'air entrant.

L'évaporation est efficace, parce qu'elle absorbe beaucoup de chaleur : environ 2 300 kJ par litre d'eau évaporée. Si toute la chaleur d'un kWh d'électricité était évacuée ainsi, il faudrait évaporer environ 1,6 litre d'eau, selon notre calcul. C'est un ordre de grandeur. Les valeurs réelles peuvent le dépasser : la chaleur des équipements de refroidissement s'ajoute à celle des serveurs, et la brumisation refroidit aussi l'air extérieur. Les simulations du LBNL donnent ainsi 2 à plus de 3 litres par kWh pour les refroidisseurs à eau sans économiseur. Le laboratoire national Lawrence Berkeley (LBNL), qui fait référence aux États-Unis, résume l'arbitrage : les refroidisseurs à air n'utilisent pas d'eau, mais plus d'énergie ; les systèmes à évaporation sont en général plus efficaces en énergie.

Dans une tour de refroidissement, l'eau qui s'évapore laisse ses minéraux dans celle qui reste. Pour éviter le tartre, l'exploitant en rejette régulièrement une partie, la purge, et la remplace par de l'eau neuve. La purge retourne aux égouts ou au milieu ; la vapeur, non. Selon l'équipe de Shaolei Ren, à l'université de Californie à Riverside, environ 80 % de l'eau prélevée s'évapore quand l'eau est de bonne qualité. Chez Google, les centres de données ont consommé en 2025 10 523 millions de gallons sur 13 562 prélevés, soit 78 % ; Microsoft, sur tous ses sites, 8 170 mégalitres sur 13 266 lors de son exercice 2025, 62 %.

La différence entre les 2 notions explique une partie des grands écarts entre chiffres. La même équipe projette pour l'IA en 2027, avec les facteurs de l'électricité américaine, un prélèvement de 4,2 à 6,6 milliards de m³, mais une consommation de 0,38 à 0,60 milliard de m³, 11 fois moins. Le prélèvement est gonflé par l'eau que les centrales électriques pompent puis rendent à la rivière. Un chiffre d'eau ne se compare qu'à un chiffre de la même notion, prélevée ou consommée.

Beaucoup de centres de données se branchent sur le réseau d'eau potable de leur commune. En 2025, sur les 13 562 millions de gallons prélevés par les centres de données de Google, 81 % étaient de l'eau potable, 12 % de l'eau non potable et 7 % des eaux usées recyclées. Microsoft achète presque toute son eau à des fournisseurs, 13 192 de ses 13 266 mégalitres, sans publier la part d'eau potable de ce total. En France, l'Arcep relève que le volume prélevé par les centres de données est presque entièrement de l'eau potable.

Les exploitants qui veulent épargner l'eau potable ont 2 voies : une autre source, eaux usées recyclées, eau industrielle ou eau de mer, et une eau mieux réutilisée dans la tour. L'eau de mer refroidit sans prélever d'eau douce, mais elle n'est possible que sur la côte ; les eaux usées supposent une station d'épuration proche et un accord avec elle.

L'efficacité en eau d'un site se mesure en litres par kWh consommé par les serveurs (WUE, pour « water usage effectiveness »). Les exploitants ne la définissent pas de la même façon : Google et le LBNL rapportent l'eau consommée, Microsoft et AWS l'eau prélevée, dont une partie retourne au milieu. Les valeurs publiées restent sous l'ordre de grandeur de 1,6 litre, parce que les grands sites ne recourent à l'évaporation qu'une partie de l'année et refroidissent le reste du temps avec l'air extérieur.

La moyenne annuelle masque 2 effets. L'été, quand l'évaporation tourne le plus, est aussi la saison où les rivières et les nappes sont au plus bas. Et la moyenne américaine remonte : le LBNL l'attend entre 0,45 et 0,48 litre par kWh après 2023, avec la part croissante des très grands centres et du refroidissement liquide des serveurs d'IA.

Les centrales thermiques, nucléaires, au charbon ou au gaz, se refroidissent elles aussi à l'eau. Elles en prélèvent beaucoup et en évaporent une partie. Le LBNL estime qu'en 2023, produire l'électricité des centres de données américains a consommé environ 800 milliards de litres d'eau, 4,52 litres par kWh, contre 66 milliards sur les sites eux-mêmes : environ 12 fois plus. Ce calcul compte l'eau évaporée par les retenues des barrages hydroélectriques, une convention discutée. Une étude de 2021, sur les données américaines de 2018, trouve un rapport plus faible : l'eau des sites y fait environ un quart du total. En France, l'Arcep estime elle aussi que l'eau de l'électricité des centres de données dépasse de loin leur prélèvement direct, 575 000 m³ en 2024. Ailleurs, le rapport dépend du mix électrique et de la façon de compter l'hydroélectricité.

L'eau d'un centre de données dépend donc aussi de son électricité. Un site alimenté par de l'éolien et du photovoltaïque n'a presque pas d'eau indirecte ; un site alimenté par des centrales thermiques à tours en a plusieurs litres par kWh. En France, le refroidissement des centrales nucléaires consomme environ 0,5 milliard de m³ par an, 12 % de l'eau consommée dans le pays en moyenne de 2010 à 2019, contre 58 % pour l'agriculture, selon l'estimation du SDES. Le même raisonnement vaut pour le carbone : notre carte de l'électricité par pays montre combien le pays des serveurs change le bilan.

Depuis août 2024, Microsoft conçoit ses nouveaux centres de données avec un refroidissement liquide au plus près des puces, en circuit fermé : l'eau, remplie une fois à la construction, circule entre les serveurs et des refroidisseurs sans s'évaporer. Microsoft estime que chaque centre évitera ainsi plus de 125 millions de litres d'eau par an, un chiffre calculé avec son WUE moyen de prélèvement, 0,30 litre par kWh. Microsoft écrit aussi que remplacer l'évaporation par un refroidissement mécanique augmentera l'électricité consommée par ses sites pour une même puissance de calcul.

Cette électricité supplémentaire a elle-même une eau indirecte, et un carbone, qui dépendent du réseau. Le choix entre eau et électricité se fait donc site par site : là où l'eau manque et où l'électricité est bas carbone, le refroidissement sans eau a l'avantage ; ailleurs, la réponse dépend des 2 bilans. Notre analyse des bassins montre que plusieurs projets contestés ont choisi le refroidissement à l'air.

Les usines de semi-conducteurs utilisent de l'eau ultrapure pour rincer les plaquettes de silicium, et de l'eau pour se refroidir. À Singapour, le taux de recyclage moyen de l'eau atteint 45 % dans les usines de plaquettes et 23 % dans les usines de semi-conducteurs, cités par l'équipe de Shaolei Ren.

Peu d'analyses rapportent cette eau à un usage de l'IA. L'analyse de cycle de vie de Mistral AI en est une : ses 45 mL par réponse comprennent l'eau de la fabrication des serveurs, celle de l'électricité et celle du refroidissement, sans que la répartition soit publiée. L'écart d'environ 170 avec les 0,26 mL de Google tient à ces périmètres, détaillés dans notre analyse des écarts ; Mistral AI ne publie pas la part de chaque voie.