La transformation de la puissance de calcul commence par l'IA, s'accomplit grâce à l'énergie et s'achève par la collaboration.

Auteur de l'article, source : Énergies renouvelables industrielles

Note de la rédaction :

La transformation de la puissance de calcul provient de l'énergie.

Les centres de données AI passent de simples « gros consommateurs d'électricité » à des « partenaires co-construisant » le nouveau système électrique.

Ce passage de l’« alimentation passive » à la « synergie calcul-énergie » représente non seulement un changement de paradigme technologique, mais aussi le cœur même de la stratégie nationale de nouvelles infrastructures pour le quinzième plan quinquennal.

L'auteur de cet article, Liu Yuankun, est diplômé du département d'ingénierie électrique de l'Université Tsinghua. Il a été un entrepreneur et innovateur actif dans le domaine de l'énergie et de l'électricité, et occupe aujourd'hui le poste de vice-président senior chez China Telecom, l'un des principaux fournisseurs de services AIDC en Chine.

Cette expérience rare de croisement entre « énergies nouvelles + puissance de calcul IA » lui confère à la fois une compréhension de base des systèmes électriques modernes et une perspective aiguë sur l'implication directe dans les centres de données IA.

Il estime : « Les grandes entreprises énergétiques de l'avenir pourraient naître dans le domaine de la synergie entre calcul et électricité. »

Dans son article de dix mille caractères, il répondra : comment le réseau électrique peut-il devenir plus résilient à l'ère de l'AIDC à haute densité de puissance et haute capacité ? Comment la puissance de calcul pourra-t-elle alimenter le nouveau système électrique ? Où se trouvent les opportunités pour les énergies renouvelables et le stockage ?

Voici le corps du texte :

L'évolution explosive de l'intelligence artificielle générative réstructure les fondements de l'économie numérique et du système énergétique avec une force disruptive.

Les technologies IA, représentées par les grands modèles linguistiques et les agents open source, évoluent rapidement, poussant la demande en puissance de calcul à une croissance exponentielle. Les centres de données IA ont ainsi évolué d'infrastructures d'information traditionnelles en nouvelles charges électriques à forte densité de puissance, forte variabilité et fort potentiel de contrôle.

Devenir le troisième plus grand consommateur d'électricité après l'industrie et les ménages, transformant profondément l'ensemble de la chaîne de planification, d'exploitation, de marché et de services énergétiques.

En 2026, « la coordination entre le calcul et l'électricité » est officiellement intégrée à la stratégie nationale de nouvelles infrastructures et au plan-cadre du quinzième plan quinquennal.

Marque la transition industrielle où la puissance de calcul et l'énergie passent d'une fourniture unidirectionnelle à une fusion bidirectionnelle, et d'une adaptation passive à une coordination active, apportant une nouvelle dimension à la construction du nouveau système électrique.

01 Tendance majeure : l'explosion de la puissance de calcul engendre une nouvelle vision de la transformation du système électrique. La demande en puissance de calcul explose, réorganisant le paysage de la charge électrique.

Selon les données de l'Agence internationale de l'énergie, les centres de données mondiaux ont consommé 4 150 milliards de kilowattheures en 2024, soit environ 1,3 % de la consommation électrique mondiale ;

Selon des institutions telles que BloombergNEF, ce chiffre devrait dépasser 180 000 milliards de kWh en 2030, représentant entre 6 % et 8 % de la consommation totale ; la consommation d'électricité pour le calcul devient un facteur clé dans la refonte du paysage énergétique mondial.

Les centres de calcul AI présentent une différence fondamentale par rapport aux centres de données traditionnels : la puissance par baie passe de 7 à 10 kilowatts à 30 à 100 kilowatts, certaines baies haut de gamme atteignant 120 kilowatts, voire des niveaux mégawatt ;

Les centres de calcul sont passés de quelques mégawatts dans un seul bâtiment à des dizaines de mégawatts, puis aux sites de calcul actuels de niveau GW, et même aux futurs projets supers de 10 GW.

Le déploiement à grande échelle de puces hétérogènes telles que les GPU et les TPU, avec des clusters en fonctionnement continu à pleine capacité pendant la phase d'entraînement et une charge aléatoirement fluctuante pendant la phase d'inférence, provoque des sauts de puissance à l'échelle de la milliseconde, pouvant engendrer des perturbations du réseau électrique de plusieurs centaines de mégawatts.

Du point de vue du cycle de vie de la puissance de calcul, l'entraînement des modèles présente des caractéristiques de pics continus et d'oscillations fréquentes, le réglage des paramètres génère des fluctuations intermittentes, et l'inférence en ligne est caractérisée par une forte imprévisibilité et des alternances fréquentes entre pics et creux, bouleversant complètement les règles traditionnelles de fonctionnement stable et ordonné.

Ce nouveau type de charge impose des défis sans précédent aux systèmes électriques en matière de prévision de charge, de gestion et de planification du réseau, ainsi qu'au système de tarification du marché ; le modèle traditionnel « source suivant la charge » ne peut plus s'adapter aux caractéristiques dynamiques des charges de calcul.

Un cas typique est survenu en juillet 2024 en Virginie, aux États-Unis, où des éclairs ont provoqué plusieurs baisses de tension sur les lignes de transport d'électricité, déclenchant simultanément les protections de déconnexion de dizaines de grands centres de calcul et de données dans la région, ce qui a entraîné la suppression en peu de temps d'une charge d'environ 1 500 mégawatts, provoquant d'importantes fluctuations de la fréquence et de la tension du réseau.

L'organisation de gestion a dû réduire d'urgence la production d'électricité pour éviter une instabilité du réseau, mettant en lumière les défis graves que représentent les charges de calcul à haute densité pour la sécurité du réseau électrique.

Mauvaise répartition de l'offre et de la demande en énergie, une coordination urgente est nécessaire

La demande de puissance de calcul en Chine présente un déséquilibre régional notable par rapport à l'offre d'électricité :

Les régions de l'est, telles que le Delta du Yangtsé, la région du Pékin-Tianjin-Hebei et le Delta de la Rivière des Perles, concentrent plus de 80 % de la demande de calcul en Chine, mais souffrent d'un manque de ressources énergétiques et d'une tension sur l'approvisionnement électrique ; tandis que l'ouest, riche en énergies renouvelables telles que le vent, le soleil et l'hydroélectricité, fait face à des problèmes de sous-consommation et de rejet d'énergie éolienne et solaire.

La stratégie nationale « Calcul de l'Est, Transfert vers l'Ouest » oriente la répartition des centres de calcul vers l'ouest. Au premier trimestre 2025, la capacité totale des huit nœuds nationaux de calcul atteint 215,5 EFlops, dont 80,8 % sont des capacités intelligentes ; toutefois, la gestion du calcul et de l'électricité reste encore relativement indépendante, et les mécanismes de coordination sur le marché ne sont pas encore bien établis.

Dans le monde entier, l'explosion de la puissance de calcul IA provoque également des changements profonds dans l'offre et la demande d'électricité.

Les données de la Cambridge Energy Week 2026 montrent que la consommation d'électricité mondiale des centres de données a augmenté en moyenne de 18 % par an entre 2023 et 2026, la part du calcul AI passant de 15 % à 35 %, avec une consommation totale de 1 050 TWh en 2026, équivalente à la consommation annuelle de l'Allemagne.

Les marchés électriques américains tels que PJM et ERCOT au Texas, en raison de l'installation concentrée de centres de données IA, connaissent des déséquilibres entre l'offre et la demande, entraînant une forte hausse des prix de capacité et une fréquence accrue de congestions du réseau, ce qui oblige à accélérer la révision des règles de raccordement et des mécanismes de marché.

Un exemple typique se trouve en Irlande, où les centres de calcul AI, concentrés, ont été mis en service, représentant 22 % de la consommation électrique nationale. La capacité du réseau régional est saturée et les intervalles sont insuffisants, ce qui a conduit à une suspension temporaire de l'approbation des nouveaux projets de calcul raccordés au réseau. Certains fournisseurs de cloud ont été contraints de reporter la mise en œuvre de leurs projets en raison de l'impossibilité de se connecter au réseau selon les délais prévus, mettant en évidence la contradiction aiguë entre la croissance explosive du calcul et l'offre du réseau électrique.

Dirigé par la stratégie nationale, la synergie entre le calcul et l'électricité devient un consensus industriel

Du stade de réduction axé sur l'optimisation du PUE dans le « centre de calcul vert » au stade de changement d'énergie reposant sur des certificats verts et des accords d'achat d'électricité dans le « calcul à énergie verte ».

Jusqu'à la phase de symbiose où « l'interaction bidirectionnelle entre le calcul et le réseau électrique » est réalisée, la transition énergétique des capacités de calcul en Chine a accompli trois niveaux d'ascension.

Le rapport d'activité du gouvernement précise explicitement « la mise en œuvre de nouveaux projets d'infrastructure tels que des clusters de calcul intelligent à très grande échelle et la synergie calcul-électricité ».

Le plan « Quinzième Cinq Ans » stipule explicitement de promouvoir la mise en œuvre coordonnée de l'électricité verte et de la puissance de calcul. La synergie entre l'énergie et le calcul est passée d'une question sectorielle à une stratégie nationale, devenant l'un des axes centraux de la construction du nouveau système électrique.

Actuellement, intégrer l'IA et embrasser la transformation intelligente devient une tendance inévitable pour l'industrie de l'énergie et de l'électricité.

Pour les entreprises électriques, il s'agit là d'une opportunité précieuse de transformation et de modernisation, leur permettant d'adopter activement les changements de l'époque et de progresser de manière stable du statut de fournisseur d'électricité traditionnel à celui de promoteur d'infrastructures de calcul.

En s'appuyant sur des solutions variées telles que l'approvisionnement électrique personnalisé, les transactions d'énergie verte, la planification flexible et le stockage d'énergie, nous établissons un service intégré « électricité – calcul – stockage – carbone », ouvrant ainsi progressivement une nouvelle ère de développement de haute qualité, numérique, vert et coordonné pour le secteur de l'électricité.

Pour l'avenir, le développement du secteur de l'électricité ne se limite pas à des mises à jour fonctionnelles simples, mais offre une nouvelle opportunité de réinventer profondément son architecture et de moderniser sa logique de valeur.

Les domaines de l'ingénierie informatique et de la recherche s'adaptent pleinement à la philosophie native à l'IA, et le secteur électrique connaît une fenêtre de développement exceptionnelle, avec le potentiel de devenir un réseau électrique natif à l'IA, saisissant les opportunités et réalisant une élévation de valeur dans le courant de la synergie calcul-électricité.

Par exemple, Fluence, centré sur des systèmes de stockage d'énergie à échelle réseau, offre une régulation flexible et un soutien en cas de secours au niveau mégawatt, lissant les fluctuations du réseau et accélérant la connexion des centres de calcul.

Emerald AI utilise la plateforme intelligente Conductor pour ajuster en temps réel la charge d'IA en fonction de l'état du réseau électrique, transformant ainsi une charge de calcul rigide en une ressource flexible.

Les deux construisent ensemble le système « stockage d'énergie + gestion intelligente », résolvant efficacement le conflit central entre l'augmentation soudaine de la consommation d'électricité des AIDC et l'offre du réseau.

02 Miroir mondial : Le conflit entre le calcul et l'énergie à l'étranger révèle les contradictions fondamentales et les enseignements pratiques

Les États-Unis, en tant que terrain de prédilection pour la fusion de l'infrastructure informatique IA et du marché de l'électricité, voient des régions telles que PJM et ERCOT connaître en premier lieu des conflits entre calcul et électricité, devenant ainsi le « laboratoire » mondial pour observer les problèmes centraux de la coordination calcul-électricité.

Les coûts de capacité ont fortement augmenté, aggravant la charge pour les utilisateurs

Dans la région PJM, en raison de l'installation concentrée de centres de données IA, le prix du marché de capacité a bondi de 28,92 dollars par mégawatt-jour pour l'exercice 2024–2025 à 269,92 dollars par mégawatt-jour pour l'exercice 2025–2026, entraînant une facture de capacité atteignant 16,1 milliards de dollars, dont les coûts ont finalement été transférés aux utilisateurs finaux, suscitant des controverses sociales et industrielles.

Une étude du FMI montre que, dans un contexte de retard dans l'expansion du réseau électrique, les centres de données IA pourraient faire augmenter les prix de l'électricité aux États-Unis de 8,6 %, les émissions de carbone de 5,5 %, et mettre sous pression à la fois l'équité énergétique et la transition verte.

Bouchon dans le processus de raccordement, goulot d'étranglement de l'efficacité d'approbation

Les centres de calcul aux États-Unis, en Virginie du Nord, etc., connaissent des files d'attente de 5 à 7 ans pour le raccordement des centres de données AI, avec une forte accumulation des demandes d'accès au réseau électrique.

ERCOT du Texas définit une charge supérieure à 75 MW comme une « grande charge » ; la file d'attente totale pour le raccordement en 2030 dépasse 10 GW, bien au-delà de la capacité théorique du réseau, rendant la méthode d'étude individuelle inadéquate pour gérer les demandes groupées, et les procédures normalisées ne peuvent résoudre les goulets d'étranglement systémiques.

Débat sur la flexibilité : le conflit entre la régulation fictive et la faisabilité technique

L'Organisme indépendant de surveillance du marché (IMM) estime que la « flexibilité de la charge » des centres de données IA est une « construction réglementaire », car les tâches d'entraînement à haute valeur sont difficiles à réduire activement lors d'une urgence du réseau électrique ;

PJM a relevé la note ELCC des ressources de réponse à la demande à 92 %, reconnaissant le potentiel d'ajustement de la charge de calcul.

Des tests réels à Phoenix ont démontré que, grâce à l'ordonnancement logiciel, les centres de données peuvent réduire leur charge de 25 % à 40 % sans affecter les performances essentielles, contredisant ainsi la thèse de la « flexibilité fictive ». Toutefois, la « flexibilité » véritablement quantifiable et fiable reste encore incertaine.

Les risques techniques se font plus pressants, mettant la stabilité du réseau électrique sous pression

Les centres de données AI sont fortement électrifiés ; des fluctuations de puissance à l'échelle de la milliseconde provoquent des clignotements de tension, des écarts de fréquence et peuvent même induire des oscillations sous-synchrones.

ERCOT a observé une oscillation de charge à 23 Hz, avec une amplitude crête à crête de 50 MW, et le réseau Dominion présente une oscillation régionale à 14,7 Hz, toutes deux causées par le couplage dynamique entre les onduleurs UPS, les logiciels de contrôle des serveurs et le réseau électrique ; les modèles de charge traditionnels ne peuvent pas les simuler avec précision, menaçant directement la sécurité physique du réseau.

En résumé, la bataille internationale pour l'énergie de minage révèle trois lois fondamentales :

Premièrement, la puissance de calcul n'est pas simplement une charge électrique, mais une ressource souple nouvelle, et il faut passer de la « fourniture passive d'électricité » à la « coordination active ».

Deuxièmement, la faisabilité technique nécessite un mécanisme bien établi ; la flexibilité de la puissance de calcul doit être concrétisée grâce à des incitations du marché, des normes de raccordement et des règles de planification.

Troisièmement, la coordination entre le calcul et l'électricité doit équilibrer efficacité et sécurité, tout en garantissant le développement de l'industrie du calcul et en respectant la stabilité du réseau électrique.

Cela fournit une référence pratique applicable à la construction en Chine d'un système coordonné calcul-électricité aux caractéristiques chinoises.

03 Préparer l'avenir : les problèmes clés et les stratégies de développement de la coordination calcul-électricité en Chine

Face à des chocs physiques similaires et à des déséquilibres entre l'offre et la demande, la Chine trace un chemin de développement spécifique.

Des parties prenantes multiples, telles que l'État, les autorités locales et les entreprises, unissent leurs efforts pour établir un consensus, en s'appuyant sur une planification stratégique, des innovations mécaniques, une synergie industrielle et des modèles commerciaux.

Collaborer pour résoudre le conflit entre le développement rapide de la puissance de calcul et le fonctionnement sûr et efficace du réseau électrique, afin de réaliser un développement durable de la puissance de calcul, la transition verte de l'électricité et la création de valeur partagée pour toutes les parties prenantes.

Par rapport à l’étranger, le développement coordonné de l’infrastructure de calcul et de l’électricité en Chine s’appuie pleinement sur les avantages de notre système et mécanisme, ainsi que sur les caractéristiques de nos ressources, en visant une coordination sur l’ensemble de la chaîne, une adaptation à tous les scénarios et une activation de l’ensemble du marché, afin de construire un écosystème électrique favorable au calcul.

Planification stratégique : optimiser l'espace et la répartition des ressources en calcul et en électricité

S'appuyant sur la stratégie nationale « Calcul de l'Est, Calcul de l'Ouest », promouvoir la planification conjointe des centres de calcul et des bases d'énergie verte au même emplacement, afin de permettre la consommation locale de l'énergie verte dans l'Ouest et une fourniture efficace du calcul dans l'Est ;

Établir un système de gestion intégrée du calcul et de l'électricité entre régions, en exploitant la nature spatio-temporellement transférable des tâches de calcul pour faire correspondre les flux d'offre et de demande d'électricité.

Innovation mécanique : intégration complète du processus de raccordement, de pilotage et de marché

Certaines provinces établissent des canaux dédiés au raccordement de la charge de calcul AI, simplifiant les procédures d'approbation et clarifiant les règles de répartition des coûts de modernisation du réseau électrique ;

Au niveau du commerce d'électricité, les entreprises technologiques intègrent la charge de calcul dans la régulation unifiée des centrales virtuelles, permettant une planification coordonnée du réseau électrique et des ressources de calcul ;

Établir un système de marché couplé « puissance de calcul – électricité – carbone » et ouvrir des voies pour que la puissance de calcul participe au marché spot de l'électricité, aux services auxiliaires et aux échanges d'électricité verte.

Mise à niveau des infrastructures : créer un système d'alimentation électrique résilient et compatible

La construction de réseaux électriques est un atout traditionnel de la Chine ; actuellement, les entreprises du secteur électrique développent des architectures de distribution hautement adaptatives pour répondre aux besoins en alimentation à forte densité de puissance pour le calcul.

Les acteurs du secteur associé encouragent également l'intégration des systèmes d'alimentation de secours, de stockage d'énergie et des infrastructures de calcul pour améliorer la capacité de régulation du réseau électrique ;

Une collaboration multipartite pour construire une base intégrée source-réseau-charge-stockage, renforçant la capacité de fourniture coordonnée d'électricité verte et de puissance de calcul.

04 Un avenir prometteur : la synergie entre calcul et électricité pilote la refonte du paysage industriel de la nouvelle ère de l'énergie numérique : du modèle d'approvisionnement unidirectionnel à l'activation bidirectionnelle

À l'avenir, la synergie entre l'électricité et le calcul éliminera complètement le modèle unidirectionnel selon lequel l'approvisionnement en électricité soutient le calcul et le calcul consomme de l'électricité, pour créer un écosystème symbiotique où l'électricité soutient le calcul et le calcul réinvestit dans le réseau électrique.

Le réseau électrique n'est plus simplement un « soutien logistique » pour la puissance de calcul, mais devient la compétitivité fondamentale de l'industrie de la puissance de calcul ;

Les centres de calcul ne sont plus une charge pour le réseau électrique, mais constituent la ressource flexible centrale du nouveau système électrique, leur intégration profonde formant la base commune de la révolution numérique et énergétique.

Révolution des paradigmes techniques : la collaboration full-stack devient une norme de l'industrie

La conception de puces, la planification de la puissance de calcul, l'architecture de distribution d'énergie, le contrôle du réseau électrique et les transactions de marché seront pleinement coordonnées ; les compilateurs et les planificateurs deviendront des outils centraux de l'infrastructure énergétique.

Application à grande échelle de transformateurs à état solide, de systèmes de stockage d'énergie à réseau actif et d'équipements intégrés de distribution à refroidissement liquide ; optimisation inverse de la gestion du réseau électrique par des algorithmes d'IA ;

Le taux d'intégration des énergies renouvelables et l'efficacité du fonctionnement du réseau ont considérablement augmenté, réalisant l'état optimal où « chaque kilowattheure d'électricité verte soutient le calcul, et chaque unité de calcul sert le réseau ».

Écosystème de marché complet : le marché intégré de l’énergie, du calcul et du carbone est pleinement mis en œuvre

Mécanisme de transaction coordonnée entre la puissance de calcul et l’électricité à travers les régions, permettant une quantification et une transaction unifiées de la consommation d’électricité verte, des émissions de carbone et de la valeur de flexibilité, avec une collaboration entre les traders d’électricité et les planificateurs de calcul.

Le service intégré « électricité–calcul–carbone » devient une activité centrale pour les entreprises électriques ; la demande de puissance de calcul à l'est suit activement l'offre d'électricité verte à l'ouest, et la boucle marchande « calcul à l'est, électricité à l'ouest » est entièrement établie.

Élévation de la valeur industrielle : les entreprises électriques deviennent la pierre angulaire de l'économie numérique

Les entreprises d'électricité concernées connaissent également une transition historique de « fournisseur d'utilités » à « fournisseur d'infrastructures pour l'économie numérique ».

Participez activement à la construction du réseau national de calcul en proposant une alimentation personnalisée, des services d'énergie verte, des solutions de stockage d'énergie et une gestion des ressources de calcul.

Joue un rôle irremplaçable dans la garantie de la sécurité énergétique, la promotion des objectifs de carboneutralité et le soutien à l'économie numérique, aidant notre pays à occuper une position de leader dans la compétition mondiale en matière d'IA et la transition énergétique.

05 Conclusion

Aux États-Unis, Google et Tesla, en partenariat avec de nombreuses entreprises énergétiques et technologiques, ont créé l'alliance Utilize pour améliorer l'utilisation du réseau électrique et réduire les coûts d'électricité, en réponse aux tensions énergétiques causées par les centres de données AI et l'électrification.

L'alliance s'appuie sur les technologies de stockage d'énergie Tesla, les centrales virtuelles et les énergies distribuées, combinées aux capacités de planification intelligente de Google et de gestion de la charge des centres de données, pour mobiliser les capacités inutilisées grâce à la réponse à la demande, au transfert de charge et à l'optimisation du réseau.

Pousser le réseau électrique à passer d'une expansion extensive à une réutilisation efficace, permettant aux utilisateurs et aux entreprises de réduire leurs factures d'électricité, tout en offrant un soutien électrique plus stable et économique au développement du numérique et des énergies renouvelables.

Le cœur de la compétition entre la Chine et les États-Unis réside dans la bataille pour la puissance de calcul. Derrière cette lutte pour la puissance de calcul se trouve un affrontement ultime en matière d'innovation énergétique.

En Chine, la collaboration entre les entreprises de technologie de calcul et les entreprises énergétiques et électriques est à son heure, et elles traceront inévitablement une voie d'innovation dépassant l'Europe et les États-Unis.

La transformation de la puissance de calcul commence par l'IA, s'accomplit grâce à l'énergie et s'achève par la collaboration.

La révolution de la puissance de calcul est en train de redéfinir la forme, les fonctions et la valeur des systèmes électriques ; la synergie entre puissance de calcul et électricité passe de la notion à la pratique, des pilotes à l'échelle industrielle, devenant la voie incontournable pour la construction d'un nouveau système électrique.

Une nouvelle ère où la puissance de calcul et l'électricité se rejoignent mutuellement — le spectacle vient à peine de commencer…