Le paradoxe est saisissant. Ces substances chimiques, utilisées à la fois dans les systèmes de refroidissement des data centers et dans la fabrication des semi-conducteurs qui les équipent, sont présentées par leurs promoteurs comme une solution permettant justement de réduire la consommation d'eau exorbitante associée à l'explosion des infrastructures liées à l'intelligence artificielle. Mais pour de nombreux experts et associations environnementales, généraliser leur usage reviendrait à aggraver une pollution déjà massive et quasiment irréversible.
Les PFAS constituent une famille de substances chimiques capables de persister dans l'environnement pendant des centaines, voire des milliers d'années, en raison de la solidité exceptionnelle de leur liaison carbone-fluor, extrêmement difficile à rompre. Cette résistance leur vaut leur surnom de « polluants éternels ». Répandues dans la nature comme dans l'organisme humain en raison de décennies de pollution industrielle, certaines de ces substances ont été associées à divers problèmes de santé : cancers, troubles de la fertilité, atteintes rénales et hépatiques, ou encore dérèglements du système immunitaire. Leurs propriétés antiadhésives, imperméabilisantes, ignifuges et anticorrosives expliquent toutefois leur usage massif dans de très nombreux secteurs industriels.
Le refroidissement, premier terrain d'inquiétude
Tant l'industrie chimique que des experts indépendants confirment que ces substances peuvent être employées dans les systèmes de refroidissement des centres de données. « Beaucoup de ces systèmes de refroidissement fonctionnent en circuit fermé, ce qui signifie qu'il n'y a pas de substances fluorées qui entrent et sortent en permanence du data center. C'est un système clos », explique Kyle Doudrick, professeur de génie environnemental à l'université Notre-Dame. Il nuance toutefois immédiatement : « L'inquiétude, c'est qu'aucun système fermé n'est parfait, et que ces substances finissent par s'échapper avec le temps, ce qui est probablement vrai. […] Rien n'est étanche à 100 %. »
L'American Chemistry Council, principal groupe de pression de l'industrie chimique américaine, confirme cette tendance dans une déclaration transmise au média The Hill : « À mesure que les charges de travail liées à l'IA augmentent la chaleur générée par les serveurs et les semi-conducteurs, certains centres de données explorent des systèmes de refroidissement à base de liquide », y compris ceux recourant aux PFAS, des technologies qui « peuvent améliorer l'efficacité du refroidissement et, dans certains cas, réduire significativement la consommation d'eau » par rapport aux méthodes traditionnelles.
Interrogés séparément sur l'usage de PFAS dans le refroidissement de leurs propres centres de données, les grands acteurs du secteur ont livré des réponses contrastées. Oracle, Meta et Microsoft n'ont pas répondu aux sollicitations. Amazon affirme ne pas recourir actuellement au refroidissement par immersion liquide — principale technologie pointée du doigt dans ce débat — sans toutefois préciser si elle utilise d'autres procédés contenant des PFAS. Apple et Google, de leur côté, assurent formellement ne pas utiliser de substances à base de PFAS dans leurs procédés de refroidissement. Quant à la Data Center Coalition, le principal groupe de pression du secteur, elle n'a pas répondu directement aux questions, se contentant de transmettre une déclaration de sa vice-présidente chargée des affaires fédérales, Michele Nellenbach, selon laquelle « pratiquement toutes les industries composent avec la présence de PFAS dans leur chaîne d'approvisionnement », le secteur des data centers prenant selon elle « très au sérieux » ses obligations de conformité réglementaire.
Des scientifiques loin d'être rassurés
Cette approche ne convainc guère les spécialistes de l'environnement. Lenny Siegel, directeur exécutif du Center for Public Environmental Oversight, estime que même un système en circuit fermé ne dissipe pas ses craintes, car « ces substances finiront tôt ou tard par se retrouver dans l'environnement ». « Que vont-ils faire une fois le système en fin de vie ? », interroge-t-il. « Le "circuit fermé" est un concept séduisant, mais il ne règle pas la question des fuites ni celle de l'élimination à long terme de ces produits chimiques. »
Kate Manz, professeure adjointe en sciences de la santé environnementale à l'université du Michigan, confie que si elle vivait à proximité d'un centre de données, elle « se sentirait préoccupée » par ces substances. « Il existe une inquiétude importante concernant le devenir des produits chimiques utilisés lors du processus de refroidissement dans les data centers, car ils peuvent potentiellement se transformer en une substance à chaîne courte appelée acide trifluoroacétique », précise-t-elle — un composé sur lequel l'Autorité européenne de sécurité des aliments a déjà exprimé des inquiétudes, notamment quant à ses effets sur la thyroïde.
Washington accélère les procédures d'homologation
Dans le même temps, l'administration Trump affiche un soutien appuyé à l'essor de l'intelligence artificielle et de ses infrastructures, cherchant activement à alléger les contraintes réglementaires susceptibles de freiner la construction de nouveaux centres de données — y compris en matière chimique. L'Agence de protection de l'environnement (EPA) a ainsi annoncé l'an dernier son intention d'accélérer l'homologation de substances chimiques destinées à un usage dans les data centers.
Selon l'agence, cette priorité signifie simplement que ces substances sont placées en tête de file pour que leur examen démarre plus rapidement, sans que le processus d'évaluation des risques lui-même ne soit modifié. À ce jour, moins de dix substances chimiques auraient bénéficié de cette procédure accélérée, dont un seul PFAS. Mais l'EPA examine actuellement l'homologation de plusieurs autres substances de cette famille, dont certaines pourraient être utilisées dans les data centers ou la fabrication de semi-conducteurs.
Parmi elles, une substance baptisée Opteon 2P50, développée par le groupe chimique Chemours, suscite une opposition particulièrement vive de la part des associations environnementales. Dans des commentaires publics adressés à l'EPA, une coalition d'organisations écologistes estime que son homologation « élargirait une classe de substances à la fois extrêmement persistantes et dangereuses, qui contamine déjà l'eau potable de plus de 170 millions de personnes ainsi que le sang de la quasi-totalité de la population du pays ». Ces organisations soulignent que la substance, destinée à servir de fluide diélectrique pour refroidir des équipements électriques, entraînera nécessairement des rejets dans l'environnement. Elles précisent également que l'Opteon 2P50 appartient à une sous-catégorie de substances appelées hydrofluoroléfines (HFO), qui « se dégradent en d'autres PFAS toxiques à chaîne plus courte et persistent dans l'environnement », tout en regrettant le caractère « limité » des données disponibles sur ses effets potentiels sur la santé.
De son côté, Chemours défend son produit. Sa porte-parole, Jess Loizeaux, affirme dans un courriel qu'Opteon 2P50 constitue « une solution de refroidissement plus efficace et plus durable, capable d'aider les centres de données à réduire leur consommation d'énergie liée au refroidissement jusqu'à 90 % et à quasiment éliminer leur consommation d'eau » face à la demande croissante liée à l'intelligence artificielle et au calcul haute performance. Selon elle, les inquiétudes exprimées « ne tiennent pas compte de l'usage prévu » de la substance, conçue pour fonctionner dans un système scellé en circuit fermé, avec des rejets « strictement contrôlés » et un taux d'émission attendu ne dépassant pas 2 % par an.
Pour les défenseurs de l'environnement, l'urgence serait au contraire de restreindre l'usage des PFAS plutôt que d'en homologuer de nouveaux. « Nous ne parviendrons jamais à résoudre nos problèmes actuels liés aux PFAS ni à endiguer la contamination massive déjà causée par ces substances si nous continuons sans cesse à en approuver de nouvelles », estime Jonathan Kalmuss-Katz, avocat senior au sein de l'organisation Earthjustice. Les PFAS seraient aujourd'hui présents dans le sang de la quasi-totalité des Américains, et des études estiment qu'on en retrouve des traces dans 83 % des cours d'eau du pays.
L'EPA a par ailleurs confirmé que les six substances contenant le préfixe « fluoro » dans leur nom, soumises à examen par l'industrie dans son registre d'avril-mai, répondaient bien à la définition de PFAS, tout comme deux des trois substances inscrites au registre de mars. « Des PFAS ont été approuvés sous chaque administration depuis 2016 », a néanmoins tenu à rappeler l'agence dans une déclaration non signée transmise au média.
Les semi-conducteurs, autre maillon de la chaîne
Au-delà du refroidissement, l'essor des data centers dédiés à l'IA devrait également faire grimper la demande en semi-conducteurs, une technologie dont la fabrication repose elle aussi sur l'usage de PFAS. Selon un rapport publié en juin par la Semiconductor Industry Association, les plus grands centres de données dédiés à l'IA peuvent chacun abriter jusqu'à 45 millions de puces électroniques.
Christopher Ober, professeur de science des matériaux à l'université Cornell, estime que l'augmentation de la production de puces s'accompagnera mécaniquement d'une hausse des besoins en PFAS, même si la quantité nécessaire par puce reste relativement faible. Selon lui, la solidité de la liaison carbone-fluor propre aux PFAS en fait un composant quasiment irremplaçable dans la fabrication des semi-conducteurs. « Les matériaux fluorés ont quelque chose de presque magique », résume-t-il. « S'ils venaient à être interdits, je pense qu'à ce jour, nous ne trouverions tout simplement aucun matériau de substitution. » Il détaille leurs propriétés essentielles, notamment leur capacité de revêtement antireflet et leur rôle dans le déclenchement de réactions chimiques utilisées lors du procédé de lithographie qui permet de graver les circuits sur les puces.
Une étude publiée en 2024 a établi qu'au cours de ce procédé de lithographie, environ 47 % des PFAS utilisés finissent rejetés dans les eaux usées, une large part du reste étant incinérée — un processus censé, selon les auteurs de l'étude, garantir la destruction et la minéralisation complètes de ces substances. Une conclusion toutefois contestée par Jonathan Kalmuss-Katz, qui affirme que ni le rejet dans les eaux usées ni l'incinération ne constituent, selon lui, une méthode d'élimination réellement sûre des PFAS.
Les PFAS constituent une famille de substances chimiques capables de persister dans l'environnement pendant des centaines, voire des milliers d'années, en raison de la solidité exceptionnelle de leur liaison carbone-fluor, extrêmement difficile à rompre. Cette résistance leur vaut leur surnom de « polluants éternels ». Répandues dans la nature comme dans l'organisme humain en raison de décennies de pollution industrielle, certaines de ces substances ont été associées à divers problèmes de santé : cancers, troubles de la fertilité, atteintes rénales et hépatiques, ou encore dérèglements du système immunitaire. Leurs propriétés antiadhésives, imperméabilisantes, ignifuges et anticorrosives expliquent toutefois leur usage massif dans de très nombreux secteurs industriels.
Le refroidissement, premier terrain d'inquiétude
Tant l'industrie chimique que des experts indépendants confirment que ces substances peuvent être employées dans les systèmes de refroidissement des centres de données. « Beaucoup de ces systèmes de refroidissement fonctionnent en circuit fermé, ce qui signifie qu'il n'y a pas de substances fluorées qui entrent et sortent en permanence du data center. C'est un système clos », explique Kyle Doudrick, professeur de génie environnemental à l'université Notre-Dame. Il nuance toutefois immédiatement : « L'inquiétude, c'est qu'aucun système fermé n'est parfait, et que ces substances finissent par s'échapper avec le temps, ce qui est probablement vrai. […] Rien n'est étanche à 100 %. »
L'American Chemistry Council, principal groupe de pression de l'industrie chimique américaine, confirme cette tendance dans une déclaration transmise au média The Hill : « À mesure que les charges de travail liées à l'IA augmentent la chaleur générée par les serveurs et les semi-conducteurs, certains centres de données explorent des systèmes de refroidissement à base de liquide », y compris ceux recourant aux PFAS, des technologies qui « peuvent améliorer l'efficacité du refroidissement et, dans certains cas, réduire significativement la consommation d'eau » par rapport aux méthodes traditionnelles.
Interrogés séparément sur l'usage de PFAS dans le refroidissement de leurs propres centres de données, les grands acteurs du secteur ont livré des réponses contrastées. Oracle, Meta et Microsoft n'ont pas répondu aux sollicitations. Amazon affirme ne pas recourir actuellement au refroidissement par immersion liquide — principale technologie pointée du doigt dans ce débat — sans toutefois préciser si elle utilise d'autres procédés contenant des PFAS. Apple et Google, de leur côté, assurent formellement ne pas utiliser de substances à base de PFAS dans leurs procédés de refroidissement. Quant à la Data Center Coalition, le principal groupe de pression du secteur, elle n'a pas répondu directement aux questions, se contentant de transmettre une déclaration de sa vice-présidente chargée des affaires fédérales, Michele Nellenbach, selon laquelle « pratiquement toutes les industries composent avec la présence de PFAS dans leur chaîne d'approvisionnement », le secteur des data centers prenant selon elle « très au sérieux » ses obligations de conformité réglementaire.
Des scientifiques loin d'être rassurés
Cette approche ne convainc guère les spécialistes de l'environnement. Lenny Siegel, directeur exécutif du Center for Public Environmental Oversight, estime que même un système en circuit fermé ne dissipe pas ses craintes, car « ces substances finiront tôt ou tard par se retrouver dans l'environnement ». « Que vont-ils faire une fois le système en fin de vie ? », interroge-t-il. « Le "circuit fermé" est un concept séduisant, mais il ne règle pas la question des fuites ni celle de l'élimination à long terme de ces produits chimiques. »
Kate Manz, professeure adjointe en sciences de la santé environnementale à l'université du Michigan, confie que si elle vivait à proximité d'un centre de données, elle « se sentirait préoccupée » par ces substances. « Il existe une inquiétude importante concernant le devenir des produits chimiques utilisés lors du processus de refroidissement dans les data centers, car ils peuvent potentiellement se transformer en une substance à chaîne courte appelée acide trifluoroacétique », précise-t-elle — un composé sur lequel l'Autorité européenne de sécurité des aliments a déjà exprimé des inquiétudes, notamment quant à ses effets sur la thyroïde.
Washington accélère les procédures d'homologation
Dans le même temps, l'administration Trump affiche un soutien appuyé à l'essor de l'intelligence artificielle et de ses infrastructures, cherchant activement à alléger les contraintes réglementaires susceptibles de freiner la construction de nouveaux centres de données — y compris en matière chimique. L'Agence de protection de l'environnement (EPA) a ainsi annoncé l'an dernier son intention d'accélérer l'homologation de substances chimiques destinées à un usage dans les data centers.
Selon l'agence, cette priorité signifie simplement que ces substances sont placées en tête de file pour que leur examen démarre plus rapidement, sans que le processus d'évaluation des risques lui-même ne soit modifié. À ce jour, moins de dix substances chimiques auraient bénéficié de cette procédure accélérée, dont un seul PFAS. Mais l'EPA examine actuellement l'homologation de plusieurs autres substances de cette famille, dont certaines pourraient être utilisées dans les data centers ou la fabrication de semi-conducteurs.
Parmi elles, une substance baptisée Opteon 2P50, développée par le groupe chimique Chemours, suscite une opposition particulièrement vive de la part des associations environnementales. Dans des commentaires publics adressés à l'EPA, une coalition d'organisations écologistes estime que son homologation « élargirait une classe de substances à la fois extrêmement persistantes et dangereuses, qui contamine déjà l'eau potable de plus de 170 millions de personnes ainsi que le sang de la quasi-totalité de la population du pays ». Ces organisations soulignent que la substance, destinée à servir de fluide diélectrique pour refroidir des équipements électriques, entraînera nécessairement des rejets dans l'environnement. Elles précisent également que l'Opteon 2P50 appartient à une sous-catégorie de substances appelées hydrofluoroléfines (HFO), qui « se dégradent en d'autres PFAS toxiques à chaîne plus courte et persistent dans l'environnement », tout en regrettant le caractère « limité » des données disponibles sur ses effets potentiels sur la santé.
De son côté, Chemours défend son produit. Sa porte-parole, Jess Loizeaux, affirme dans un courriel qu'Opteon 2P50 constitue « une solution de refroidissement plus efficace et plus durable, capable d'aider les centres de données à réduire leur consommation d'énergie liée au refroidissement jusqu'à 90 % et à quasiment éliminer leur consommation d'eau » face à la demande croissante liée à l'intelligence artificielle et au calcul haute performance. Selon elle, les inquiétudes exprimées « ne tiennent pas compte de l'usage prévu » de la substance, conçue pour fonctionner dans un système scellé en circuit fermé, avec des rejets « strictement contrôlés » et un taux d'émission attendu ne dépassant pas 2 % par an.
Pour les défenseurs de l'environnement, l'urgence serait au contraire de restreindre l'usage des PFAS plutôt que d'en homologuer de nouveaux. « Nous ne parviendrons jamais à résoudre nos problèmes actuels liés aux PFAS ni à endiguer la contamination massive déjà causée par ces substances si nous continuons sans cesse à en approuver de nouvelles », estime Jonathan Kalmuss-Katz, avocat senior au sein de l'organisation Earthjustice. Les PFAS seraient aujourd'hui présents dans le sang de la quasi-totalité des Américains, et des études estiment qu'on en retrouve des traces dans 83 % des cours d'eau du pays.
L'EPA a par ailleurs confirmé que les six substances contenant le préfixe « fluoro » dans leur nom, soumises à examen par l'industrie dans son registre d'avril-mai, répondaient bien à la définition de PFAS, tout comme deux des trois substances inscrites au registre de mars. « Des PFAS ont été approuvés sous chaque administration depuis 2016 », a néanmoins tenu à rappeler l'agence dans une déclaration non signée transmise au média.
Les semi-conducteurs, autre maillon de la chaîne
Au-delà du refroidissement, l'essor des data centers dédiés à l'IA devrait également faire grimper la demande en semi-conducteurs, une technologie dont la fabrication repose elle aussi sur l'usage de PFAS. Selon un rapport publié en juin par la Semiconductor Industry Association, les plus grands centres de données dédiés à l'IA peuvent chacun abriter jusqu'à 45 millions de puces électroniques.
Christopher Ober, professeur de science des matériaux à l'université Cornell, estime que l'augmentation de la production de puces s'accompagnera mécaniquement d'une hausse des besoins en PFAS, même si la quantité nécessaire par puce reste relativement faible. Selon lui, la solidité de la liaison carbone-fluor propre aux PFAS en fait un composant quasiment irremplaçable dans la fabrication des semi-conducteurs. « Les matériaux fluorés ont quelque chose de presque magique », résume-t-il. « S'ils venaient à être interdits, je pense qu'à ce jour, nous ne trouverions tout simplement aucun matériau de substitution. » Il détaille leurs propriétés essentielles, notamment leur capacité de revêtement antireflet et leur rôle dans le déclenchement de réactions chimiques utilisées lors du procédé de lithographie qui permet de graver les circuits sur les puces.
Une étude publiée en 2024 a établi qu'au cours de ce procédé de lithographie, environ 47 % des PFAS utilisés finissent rejetés dans les eaux usées, une large part du reste étant incinérée — un processus censé, selon les auteurs de l'étude, garantir la destruction et la minéralisation complètes de ces substances. Une conclusion toutefois contestée par Jonathan Kalmuss-Katz, qui affirme que ni le rejet dans les eaux usées ni l'incinération ne constituent, selon lui, une méthode d'élimination réellement sûre des PFAS.