Résumé
Les data centers occupent une place centrale dans l’infrastructure numérique moderne, mais leur empreinte environnementale demeure préoccupante. Leur fonctionnement requiert d’importantes quantités d’énergie, contribue aux émissions de gaz à effet de serre et mobilise des ressources naturelles limitées. Leur fin de vie engendre également des déchets électroniques, accentuant leur impact écologique. Pour y remédier, de nombreux travaux ont été menés ces dernières années, notamment autour de l’amélioration de l’efficacité énergétique et de l’éco-conception. Les premières approches visent à réduire la consommation des équipements par des optimisations matérielles et logicielles, tandis que l’éco-conception intègre les enjeux environnementaux dès la phase de conception, en cherchant à limiter l’impact tout au long du cycle de vie du data center, de la fabrication au démantèlement. Dans ce contexte, cette thèse s’appuie sur une approche d’éco-conception existante : Gene- sis. Cette méthode repose sur un réseau distribué de nœuds informatiques « verts » alimentés par énergie solaire. Chaque nœud intègre un panneau solaire, une batterie, un serveur et un système de partage d’énergie, permettant une mutualisation des ressources computationnelles et énergétiques. L’objectif est de concevoir des data centers sobres et résilients, capables de maintenir leur fonctionnement malgré des pannes ou des fluctuations de production énergétique. L’un des enjeux majeurs réside dans le dimensionnement optimal des ressources (serveurs, panneaux solaires, batteries), afin d’éviter à la fois le surdimensionnement coûteux et le sous-dimensionnement pénalisant. La thèse propose un cadre de modélisation basé sur les automates temporisés, permettant d’analyser et d’optimiser cette allocation de ressources de façon rigoureuse. Ce modèle intègre également des stratégies de planification des charges de travail et de renouvellement des serveurs, afin de réduire à la fois la consommation énergétique et l’usage de matériaux nécessaires à la fabrication des équipements. Pour évaluer l’impact environnemental global de l’approche Genesis, une analyse de cycle de vie multicritère a été conduite, comparant Genesis à une architecture de data center classique. L’analyse porte sur plusieurs indicateurs environnementaux : changement climatique, épuisement des ressources abiotiques, acidification, radiations ionisantes et émissions de particules. Elle examine aussi l’influence du passage à l’échelle, du mix énergétique, et de la durée de vie des équipements. Les résultats montrent une réduction significative de l’empreinte environnementale avec Genesis selon ces critères, confirmant le potentiel de cette approche pour concevoir des data centers durables.