La défaillance d’une seule ligne électrique près de Washington, D.C., cette semaine, a fait disparaître plus de 3 gigawatts de demande de centres de données du réseau PJM en moins d’une minute, provoquant des pics de tension qui ont fait scintiller les lumières dans toute la région.

L’incident a nécessité plus de 11 minutes pour être stabilisé et a ravivé les inquiétudes concernant la résilience du plus grand réseau électrique des États-Unis, alors que les centres de données d’IA se développent rapidement et imposent de nouvelles contraintes à une infrastructure conçue pour une autre époque.

La défaillance d’une ligne électrique déclenche une chute soudaine de la charge sur PJM

PJM Interconnection, qui gère l’électricité pour 67 millions de clients du New Jersey à l’Illinois, a subi la perturbation après la chute d’une ligne électrique. Dans des conditions normales, le réseau se remet de ce type d’événement en quelques secondes. Dans ce cas, la défaillance a déclenché une réaction en chaîne plus large.

Les centres de données de Virginie du Nord, qui constituent la plus forte concentration mondiale de ce type d’installations, ont détecté la fluctuation de tension et sont passés à l’alimentation de secours presque simultanément. En environ 30 secondes, près de 3,1 gigawatts de demande ont disparu du réseau.

Le réseau a ensuite enregistré un excédent de 3,49 gigawatts avant de commencer à se rééquilibrer, selon des données recueillies par Ting Labs, une startup qui surveille la qualité du réseau au moyen de capteurs IoT résidentiels.

Aucune panne généralisée n’a eu lieu, mais l’événement a provoqué un scintillement généralisé des lumières et a montré à quelle vitesse des charges concentrées de centres de données peuvent affecter la stabilité du réseau. Ricardo de Azevedo, CTO d’ON.Energy, a décrit l’incident comme “the canary in the coal mine.”

La déconnexion a été deux fois plus importante qu’un événement similaire survenu en 2024, lorsque 60 centres de données avaient simultanément retiré 1,5 gigawatts de charge du même réseau.

Les centres de données d’IA ajoutent une nouvelle pression sur les infrastructures énergétiques

Les centres de données représentent actuellement environ 6% de la charge de PJM, selon Synapse Energy Economics. D’ici 2040, cette part devrait atteindre 24%.

Les réseaux électriques exigent un équilibre presque parfait entre l’offre et la demande. Lorsque de grandes charges se déconnectent en même temps, la tension peut chuter ou monter brusquement, ce qui peut ensuite déclencher d’autres déconnexions de protection. Le défi est particulièrement aigu lorsque de nombreuses grandes installations sont regroupées dans une même région, car les équipements automatisés peuvent réagir à la même perturbation presque au même moment.

Ali Zain Banatwala, spécialiste senior des modèles de marché à l’Independent Electricity System Operator, a déclaré à Bitcoin World que les centres de données doivent “sequentially either disconnect or reconnect” au lieu d’agir tous en même temps. Un processus plus ordonné donnerait aux opérateurs de réseau la possibilité de préparer à l’avance des procédures robustes.

Le problème ne se limite pas à PJM. Aux États-Unis, des opérateurs de réseau, notamment ERCOT au Texas, commencent à exiger que les grandes charges telles que les centres de données “ride through” les perturbations plutôt que de se déconnecter. Toutefois, la technologie nécessaire pour soutenir cette approche est encore en cours de déploiement à grande échelle.

Des systèmes soutenus par batteries visent à réduire la volatilité du réseau

Des startups, dont ON.Energy, développent des systèmes d’alimentation sans interruption conçus pour des campus entiers de centres de données, couvrant non seulement les serveurs, mais aussi les refroidisseurs et d’autres équipements.

Le système place en pratique le centre de données derrière un parc de batteries et des équipements avancés de conversion d’énergie. Du point de vue du réseau, l’installation apparaît comme une charge stable et prévisible plutôt que comme une source de volatilité soudaine.

Le système d’ON.Energy peut absorber les fluctuations de puissance en chargeant les batteries lors des surtensions et en injectant de l’énergie lors des baisses, avec des temps de réponse mesurés en millisecondes. De Azevedo a indiqué que l’entreprise installe actuellement 3 gigawatts de ses systèmes sur quatre campus de centres de données.

Cette approche peut également permettre aux centres de données d’augmenter ou de réduire leurs charges de calcul, y compris l’entraînement d’IA à forte intensité énergétique, sans perturber le réseau. Elle traduit un passage d’une conception des centres de données visant uniquement à se protéger pendant les perturbations du réseau vers une conception leur permettant de fonctionner comme des participants coopératifs au système électrique.

La coordination reste centrale dans la planification du réseau

La défaillance de la ligne électrique cette semaine n’a pas provoqué de catastrophe, mais elle a montré comment un incident localisé peut entraîner une réaction importante et rapide du réseau lorsque de grandes charges de centres de données se déconnectent simultanément.

La perte de charge de 3,1 gigawatts a été deux fois plus importante qu’un incident comparable en 2024. À mesure que les centres de données d’IA se multiplient et consomment davantage d’énergie, les opérateurs de réseau, les développeurs de centres de données et les fournisseurs de technologies subissent une pression croissante pour coordonner la manière dont les grandes charges se connectent au réseau et interagissent avec lui.

Les mesures possibles comprennent des protocoles de déconnexion et de reconnexion séquentielles, ainsi que des systèmes de maintien en service soutenus par batteries qui permettent aux installations de résister aux fluctuations du réseau sans se déconnecter immédiatement. Le prochain test pour les opérateurs et les propriétaires de centres de données sera de savoir si ces pratiques peuvent être normalisées avant que de plus grands pôles d’infrastructures d’IA ne représentent une part plus importante de la demande régionale d’électricité.

FAQ

Q1: Qu’est-ce qui a provoqué le scintillement des lumières dans la région de Washington, D.C.?

Le scintillement a été causé par un pic de tension sur le réseau PJM après que plus de 3 gigawatts de charge de centres de données se sont déconnectés presque simultanément à la suite de la défaillance d’une ligne électrique. La chute soudaine de la demande a laissé un excédent d’offre sur le réseau, entraînant une hausse de la tension.

Q2: Quelle est la fréquence des événements de déconnexion de centres de données?

Ces événements deviennent plus fréquents. L’incident de cette semaine a été deux fois plus important qu’un événement similaire en 2024, lorsque 60 centres de données avaient déconnecté 1,5 gigawatts du même réseau. Les experts cités dans le rapport ont déclaré que ces événements augmenteront à mesure que les centres de données représenteront une part plus importante de la charge du réseau.

Q3: Qu’est-ce qui peut aider à prévenir de futures perturbations du réseau causées par les centres de données?

Les solutions possibles comprennent l’obligation pour les centres de données de se déconnecter ou de se reconnecter de manière séquentielle plutôt que simultanée, ainsi que le déploiement de technologies telles que des alimentations sans interruption soutenues par batteries permettant aux installations de traverser les fluctuations du réseau sans se déconnecter.