Bien que les batteries lithium-ion (Li-ion) soient actuellement la technologie dominante dans les systèmes de stockage d'énergie par batteries (BESS) à l'échelle mondiale, d'autres technologies offrant des solutions techniques plus performantes pourraient émerger. De plus, des versions à durée de vie plus longue pourraient être adoptées à long terme afin de réduire la dépendance aux générateurs diesel et de contribuer à la stabilité du réseau électrique.
Ce nouvel article de Conrad Nichol, analyste technologique principal chez IDTechEx, examine les tendances émergentes en matière de technologies de batteries pour les centres de données.

Évolution du rôle des batteries dans les centres de données et leur impact technologique :
Avec l’essor des centres de données dédiés à l’IA, la demande en systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) sur site augmente afin de soutenir cette nouvelle infrastructure. La domination actuelle et les chaînes d’approvisionnement consolidées des technologies lithium-ion sur les marchés à grande échelle en font un choix initial logique. Cependant, la dégradation des batteries lithium-ion et les risques liés à leur sécurité ouvrent la voie à des technologies alternatives.
Une demande en BESS à durée de vie plus longue pourrait également émerger dans les centres de données dédiés à l’IA, dans le but de réduire la dépendance aux générateurs diesel et de permettre aux opérateurs de réseaux électriques d’équilibrer plus efficacement l’offre et la demande d’électricité. Selon le rapport de marché d’IDTechEx intitulé « Stockage par batteries pour centres de données, applications commerciales et industrielles 2026-2036 : marché, prévisions, acteurs, technologies », le marché des BESS pour applications commerciales et industrielles devrait atteindre 21 milliards de dollars d’ici 2036.

Applications des batteries dans les centres de données :
Un système de batteries dans un centre de données doit couvrir la charge critique (MW) afin de garantir une alimentation électrique continue en cas de coupure de courant. La charge critique comprend les équipements informatiques essentiels tels que les serveurs, le stockage et le réseau. Généralement, les batteries sont intégrées aux systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) pour prévenir les interruptions et les pertes de données.
Elles peuvent également être utilisées pour lisser les pics de consommation, optimisant ainsi les coûts d'électricité grâce à des solutions de gestion décentralisée.
Une application émergente clé est la gestion des charges volatiles liées à l'intelligence artificielle (IA). Les fluctuations de charge, de l'ordre du MW, peuvent se produire plusieurs fois par minute. Au lieu de fonctionner en permanence à une puissance élevée provenant du réseau (ce qui entraîne un gaspillage d'énergie), les batteries peuvent fournir de brèves impulsions de puissance en fonction des besoins. Elles peuvent également être rechargées lorsque la demande chute brutalement.

Limites des batteries lithium-ion et avantages des technologies alternatives
: Les batteries VRLA et lithium-ion sont traditionnellement utilisées dans les systèmes d’alimentation sans coupure (ASI) en raison de leur faible coût. Cependant, les fluctuations de charge rapides peuvent dégrader rapidement les batteries lithium-ion, avec des cas de mise hors service en seulement six mois dans les centres de données dédiés à l’IA.
Cette dégradation accélérée accroît les risques pour la sécurité, notamment les incendies, ce qui pourrait entraîner une hausse des primes d’assurance ou une limitation de la couverture.
Les batteries à flux redox (RFB) constituent une alternative intéressante, offrant des électrolytes ininflammables, une dégradation minimale et une durée de vie supérieure à 20 000 cycles. Des entreprises comme XL Batteries et FlexBase développent des projets commerciaux de RFB pour les centres de données aux États-Unis et en Europe.
Les technologies sodium-ion (Na-ion) émergent également comme une option viable pour la gestion des charges volatiles, grâce à leur taux de charge/décharge élevé et leur densité de puissance importante. Tiamat Energy, en partenariat avec Endeavour, développe des solutions de stockage d’énergie par batterie (BESS) à base de batteries Na-ion pour les centres de données européens.

Point de vue d'IDTechEx sur les batteries pour centres de données
: À court terme, la technologie lithium-ion restera dominante, notamment les solutions LFP plus économiques. Les centres de données disposant d'un espace limité pourraient privilégier les batteries NMC en raison de leur densité énergétique supérieure.
Cependant, des incidents récents et une dégradation rapide dans les environnements d'IA ont mis en évidence leurs limites. Des technologies alternatives telles que les batteries à flux et sodium-ion pourraient offrir des avantages clés : une dégradation moindre, une ininflammabilité, une densité de puissance plus élevée et de meilleurs taux de charge/décharge.
Les versions à longue durée de vie seront particulièrement pertinentes pour réduire la dépendance au diesel et faciliter l'équilibrage du réseau électrique.