Pourquoi un centre de données à Lisbonne a un problème d'eau avant d'avoir un problème d'électricité
Un site hyperscale de 100 MW peut prélever jusqu'à 2 millions de litres d'eau par jour, soit la consommation quotidienne d'une petite ville (IDE, 2026). Appliqué à un site lisboète de 10 MW, ce repère donne environ 200 000 L/j d'eau d'appoint évaporative ; un projet de 20 MW atteint près de 400 000 L/j. À 4 cycles de concentration (CoC), 25 % de cet appoint sort en purge de tour de refroidissement (CTBD) : un site de 10 MW envoie donc ~50 000 L/j au réseau, un site de 20 MW ~100 000 L/j (Genesis Water Technologies, 2026). La température humide ambiante à Lisbonne impose toujours le refroidissement évaporatif pour les salles IA haute densité, si bien que pour atteindre les objectifs d'efficacité, il faut réduire le prélèvement et recycler la purge, et non renoncer au refroidissement à eau. Le plafond WUE de 0,4 L/kWh fixé par le Climate Neutral Data Centre Pact (CNDCP) est la contrainte dimensionnante pour tout nouveau centre en climat tempéré utilisant de l'eau potable après le 1er janvier 2025 (CNDCP, 2025 Water Usage Proposal – Summary). Le débit de purge en pointe de 0,03–0,17 L/s par MW (Müller et al., 2024) signifie qu'un site de 20 MW à Lisbonne peut rejeter 0,6–3,4 L/s dans le réseau municipal au plus fort de l'activité — acceptable en moyenne, mais problématique sur un collecteur local lors d'une vague de chaleur de juillet, lorsque le bassin du Tage subit déjà la pression des allocations pour l'eau potable municipale, les transferts d'irrigation de l'Alentejo et la zone logistique et industrielle de Carregado. La question de la chimie devient donc secondaire face à la question réglementaire et hydrique : toute nouvelle construction dans le bassin du Tage doit démontrer que sa conception ne prélève pas plus que ce que le CNDCP autorise et que son rejet reçoit un Título de Utilização de Recursos Hídricos de l'ARH Tejo avant que le moindre mètre cube ne soit déplacé. Pour des choix de conception comparables en climat côtier tempéré à plus haute latitude, le guide sur le traitement de la purge d'un centre de données à Seattle montre comment des contraintes WUE similaires sont satisfaites avec une température humide ambiante plus clémente et une eau d'appoint plus douce.
Les deux files d'eaux usées qu'un centre de données lisboète doit maintenir séparées
Mélanger les flux sanitaire et industriel est l'erreur de conception la plus fréquente dans les projets ibériques de centre de données, et les instructeurs de l'ARH Tejo rejettent tout dossier de Titre qui ne démontre pas la séparation hydraulique en amont du traitement biologique. Un site à Lisbonne doit exploiter deux files parallèles avec un point de séparation défini au niveau du collecteur de vidange du bâtiment, plus une troisième file optionnelle pour le soutirage des humidificateurs/adiabatiques, chimiquement plus proche de la CTBD que des eaux sanitaires.
| Paramètre | File 1 — Sanitaire/domestique | File 2 — Purge de tour de refroidissement | File 3 — Soutirage adiabatique/humidificateur |
|---|---|---|---|
| Base de débit type | ~150 L/personne/j | 25 % de l'appoint à 4 CoC ; 20 % à 6 CoC | Spécifique au site ; dirigée vers le bassin tampon de la file 2 |
| DBO | 200–300 mg/L | Faible (typiquement < 10 mg/L) | Faible |
| MES | 200–250 mg/L | 10–50 mg/L (produits de corrosion, biofilm) | < 10 mg/L |
| NH₃-N | 20–40 mg/L | Négligeable (mais présence de phosphonates/biocides) | Négligeable |
| TDS | < 1 000 mg/L | 1 200–6 000 mg/L à 4–6 CoC | Profil d'appoint adouci |
| Dureté (en CaCO₃) | Eau du réseau municipal | 800–1 500 mg/L | < 50 mg/L si adoucie |
| Silice | Eau du réseau municipal | 40–100 mg/L | Faible |
| pH | 6,5–8,0 | 8,0–9,0 (contrôlé par indice de Langelier) | 7,0–8,0 |
| Température au-dessus de l'ambiante | Négligeable | 5–15 °C — pertinent pour les limites de panache thermique du Decreto-Lei n.º 236/98 | Négligeable |
| Objectif de traitement | Decreto-Lei n.º 152/97 / contrat de prétraitement de la STEP de Beirolas | Limites de rejet du Título de Utilização de Recursos Hídricos ou réemploi comme eau d'appoint | Tampon dans la file 2 |
Les eaux sanitaires sont traitées par un module A/O ou MBR compact tel que la station d'épuration sanitaire compacte A/O WSZ, enterrée sous la cour technique, désinfectée au ClO₂ ou à l'ozone, puis rejetées dans le réseau municipal à Beirolas dans le cadre d'un contrat de prétraitement (HydropureWater, 2026). Une variante MBR est également disponible pour des objectifs plus serrés en DBO et MES du rejet. La CTBD est une autre affaire : TDS élevés, dureté, silice, résidus de biocides et phosphonates la rendent incompatible avec un traitement biologique et avec toute canalisation d'égout qui alimente une station biologique sans contrat de prétraitement. Pour une analyse plus approfondie de l'ingénierie comparée des unités sanitaires compactes, la comparaison entre STEP compacte et alternatives expose la logique de sélection.
L'empilement réglementaire lisboète : quels instruments portugais et européens autorisent réellement un rejet de centre de données
Les choix d'ingénierie doivent alimenter les bons formulaires : un dimensionnement de CTBD qui satisfait l'ARH Tejo n'est pas le même document que celui qui satisfait la STEP de Beirolas. Les instruments ci-dessous sont les textes contraignants pour tout centre de données de 5 à 50 MW dans l'aire métropolitaine de Lisbonne ou la vallée du Tage. Ils doivent être séquencés dans le calendrier de conception afin que les dossiers de Titre ne soient pas déposés avec des choix d'équipements que le régulateur refusera.
| Instrument | Portée | Autorité | Déclencheur de validation |
|---|---|---|---|
| Decreto-Lei n.º 226-A/2007 (transposition de la Lei da Água) | Rejet industriel vers les eaux superficielles ou souterraines ; usage de l'eau | ARH Tejo (Lisboa-Norte / Lisboa-Sul) ou ARH Ribatejo (Carregado / Benavente) | Título de Utilização de Recursos Hídricos requis pour tout prélèvement > ~5 m³/j ou tout rejet non domestique |
| Decreto-Lei n.º 152/97 (transpose la directive européenne 91/271/CEE sur les eaux résiduaires urbaines) | Flux sanitaire et déchets industriels biodégradables acheminés vers le réseau municipal | APA + STEP municipale (Beirolas pour Lisbonne-Nord) | Contrat de prétraitement avec plafonds de débit, DBO, MES et azote total |
| Decreto-Lei n.º 151-B/2013 (régime d'AIA) | Étude d'impact environnemental pour les projets au-delà des seuils | APA | Chapitre d'hydrologie et d'hydrogéologie de référence caractérisant la chimie du prélèvement et du rejet |
| Plano de Gestão de Região Hidrográfica do Tejo e Ribeiras do Oeste (RH5) de l'APA | Plafonds de prélèvement et règles d'allocation pour le bassin du Tage | APA | Démonstration d'absence d'impact significatif en pointe de juillet–septembre |
| Annexe qualité du Decreto-Lei n.º 236/98 | Qualité du rejet en eaux superficielles, y compris limites de panache thermique | ARH Tejo | Température de la CTBD au-dessus de l'ambiant ; charge thermique vers l'estuaire du Tage en cas de rejet direct |
| WUE 0,4 L/kWh du CNDCP (en vigueur au 1er janvier 2025 pour les sites en climat tempéré utilisant de l'eau potable) | Autorégulation européenne volontaire ; plafond de conception pour les nouveaux projets | Auto-déclaré ; renforcé par la directive européenne sur l'efficacité énergétique (refonte 2023) et la divulgation d'informations hydriques ESRS E3 (CSRD) | Ancrage pour les locataires hyperscale et tout exploitant relevant des règles européennes de durabilité |
Pour un projet lisboète de 10 à 20 MW, l'enchaînement pratique est : (1) confirmer le seuil d'AIA au titre du Decreto-Lei n.º 151-B/2013 avec l'APA avant l'ingénierie détaillée ; (2) déposer la demande de Título de Utilização de Recursos Hídricos auprès de l'ARH Tejo avec le prélèvement prévu, le débit de pointe et le plan de gestion du concentrat ; (3) négocier le contrat de prétraitement avec Beirolas pour la file sanitaire ; (4) boucler la conception sur la valeur WUE du CNDCP, car cette métrique unique est ce que les locataires hyperscale vérifieront sur la fiche technique.
Construire la file de traitement de la purge de tour de refroidissement pour un site lisboète
La file CTBD est un problème de chimie autant que d'hydraulique. Les eaux superficielles du Tage et l'eau du réseau de Lisbonne sont relativement douces par rapport aux sources du sud de la péninsule ibérique, si bien que la silice et l'alcalinité sont les principaux agents entartrants plutôt que le sulfate de calcium ; le choix de l'antitartre et l'arbitrage entre récupération conventionnelle à 80 % et conception à haute récupération à 95 % découlent de ce profil. Chaque étage ci-dessous a un rôle défini et un objectif d'abattement défini, et la file est dimensionnée pour le débit de pointe de 0,03–0,17 L/s par MW (Müller et al., 2024).
| Étage | Opération unitaire | Paramètre de conception | Abattement / sortie visée |
|---|---|---|---|
| 1 — Tampon | Cuve en acier vitrifié avec grille d'aération et correction de pH | TSH 8–24 h ; ~150–300 m³ pour 10 MW | Lisser la pointe 0,03–0,17 L/s par MW ; oxyder Fe²⁺ ; stabiliser le pH entre 7,0 et 7,5 |
| 2 — Coagulation / clarification | Unité DAF pour la coagulation de la CTBD ou décanteur lamellaire | 10–20 m³/h pour 10 MW | Abattement des MES 10–50 mg/L ; réduction partielle des phosphonates |
| 3 — Filtration latérale | Filtre spiral autonettoyant ou filtre à sable (10–25 μm) | 1–5 % du débit de circulation | SDI < 3 en amont de l'UF (Genesis Water Technologies, 2026) |
| 4 — Protection par ultrafiltration | Système UF à fibres creuses comme protection de l'OI (PVDF, 0,01–0,1 μm) | 5–10 m³/h pour 10 MW ; 10–30 psi | Récupération 90–95 % ; SDI du perméat < 2–3 ; absorbe les pics de turbidité jusqu'à 300 ppm |
| 5 — OI eau saumâtre avec contrôle de l'entartrage | Train d'OI industrielle pour le réemploi de la CTBD avec antitartre adapté à la silice | Perméat 8–12 m³/h ; 150–400 psi | Récupération conventionnelle 75–80 % (IDE, 2026) ; 95 % avec déminéraliseur de saumure / précipitation fluidisée |
| 6 — Polissage du perméat / mélange | Adoucisseur industriel ou mélange direct ; reminéralisation jusqu'à un indice de saturation de Langelier de +0,2 à +0,5 | Cible LSI +0,2 à +0,5 | TDS du perméat 10–50 mg/L renvoyé vers le réservoir d'eau d'appoint |
| 7 — Gestion du concentrat | Réseau municipal (avec contrat de prétraitement) ou filtre-presse à plaques et cadres pour les solides du concentrat ; MVC seulement à grande échelle | Filtre-presse 5–8 m³/h pour 10 MW ; enveloppe MVC 10 000–30 000 GPD | Réduction de 75–80 % du volume de boues ; CAPEX ZLD 1–3 millions USD rarement justifié à Lisbonne (Genesis Water Technologies, 2026) |
Pour un propriétaire-exploitant hyperscale qui rend compte au titre de l'ESRS E3, l'arithmétique du WUE doit être vérifiable : eau annuelle totale du site divisée par l'énergie IT, en L/kWh, et le terme de réemploi de la CTBD doit y être intégré net. La voie déminéraliseur de saumure / précipitation fluidisée permet d'atteindre 95 % de récupération (IDE, 2026) et un retour de perméat de 47 500 L/j à 10 MW ; la récupération conventionnelle à 80 % en retourne 40 000 L/j. Le premier chiffre réduit le prélèvement d'eau douce de 20 %, le second de 24 % — les deux restent dans l'enveloppe CNDCP de 0,4 L/kWh au bulbe humide de Lisbonne, mais seul le second est défendable face à un auditeur CSRD qui demande d'où provient la valeur WUE. Pour un comparateur en climat aride où le rejet est plus contraint que le réemploi, l'étude économique ZLD de la purge à Phoenix montre ce qui change lorsque l'élimination municipale du concentrat n'est pas disponible.
Dimensionnement chiffré pour un centre de données de 10 MW à Lisbonne à 4 CoC
Les valeurs ci-dessous convertissent la file conceptuelle en poste d'ingénierie défendable par un BET lors d'une réunion préalable au dépôt. Les intrants sont le repère IDE de 2 millions de L/j pour 100 MW, la plage de débit de pointe de Müller et al., et le ratio de purge à 4 CoC. Les sorties sont les débits journaliers, le débit de pointe de rejet et le retour de perméat d'OI à 80 % et 95 % de récupération.
| Terme | Valeur à 10 MW | Base |
|---|---|---|
| Charge IT | 10 MW | Entrée de conception |
| PUE | ~1,3 (objectif de conception à Lisbonne) | Norme hyperscale |
| Eau d'appoint évaporative (journalière) | ~200 000 L/j | 2 millions de L/j pour 100 MW (IDE, 2026) |
| Eau d'appoint évaporative (horaire moyenne) | ~8,3 m³/h | Journalier ÷ 24 |
| Purge à 4 CoC (journalière) | ~50 000 L/j | 25 % de l'appoint |
| Purge (horaire moyenne) | ~2,1 m³/h | Journalier ÷ 24 |
| Purge (pointe) | ~3,4 L/s à la borne haute 0,17 L/s par MW ; ~0,6 L/s à la borne basse 0,03 L/s par MW | Müller et al., 2024 |
| Perméat d'OI à 80 % de récupération | 40 000 L/j renvoyés à l'appoint | Réduction nette d'eau douce de 20 % |
| Perméat d'OI à 95 % de récupération (déminéraliseur de saumure) | 47 500 L/j renvoyés à l'appoint | IDE, 2026 |
| Concentrat d'OI à 80 % de récupération | 10 000 L/j (20 % de l'alimentation CTBD) | Acheminé au contrat de prétraitement de Beirolas ou au filtre-presse |
| Concentrat d'OI à 95 % de récupération | 2 500 L/j | Voie déminéraliseur de saumure |
| Dimensionnement du bassin tampon | ~200 m³ | TSH de 8–24 h au débit moyen CTBD |
| Dimensionnement de l'unité d'OI | 8–12 m³/h de perméat (BWRO simple passe) | Calé sur la plage de purge de pointe |
La plage de débit de pointe est la grandeur que l'ARH Tejo examinera : un débit moyen de 2,1 m³/h semble routinier dans un dossier de Titre, mais un débit de pointe de 3,4 L/s pour un projet de 20 MW (et jusqu'à 0,6–3,4 L/s pour le cas 10 MW) est la valeur qui définit le volume de tampon, la vérification hydraulique du réseau local et la conception du stockage sur site. Pour comparer avec une conception en climat plus froid à échelle équivalente, le guide sur le traitement de la purge à Seattle reprend le même calcul à 10 MW avec un bulbe humide différent.
Sélection des équipements et coût indicatif pour un site lisboète de 10 MW
Le tableau ci-dessous est la liste prête à l'achat. Les CAPEX sont exprimés en USD installés de 2026, issus des données de référence commerciales et de l'expérience terrain d'HydropureWater ; les OPEX suivent Genesis Water Technologies (2026) pour les systèmes à membranes. Les facteurs propres au site — classe sismique à Lisbonne, corrosion par embruns pour les sites côtiers, instrumentation de surveillance demandée par l'ARH Tejo — ajoutent typiquement 10–15 % aux totaux sans modifier la sélection des unités.
| Équipement | Capacité / spécification | CAPEX indicatif (USD, installé) | Notes |
|---|---|---|---|
| Bassin tampon | 200 m³, acier vitrifié, grille d'aération, correction de pH | 40 000–60 000 | TSH 8–24 h au débit moyen CTBD |
| DAF | Série ZSQ, 10–20 m³/h | 35 000–55 000 | Traite les résidus de biocides et de phosphonates mieux qu'un lamellaire dans la chimie lisboète |
| Filtre multicouche + filtre spiral autonettoyant | Filtre multicouche en amont de l'UF + spiralé 10–25 μm | 30 000–50 000 | SDI < 3 vers l'UF ; rétrolavage automatisé (Genesis Water Technologies, 2026) |
| Système UF | Fibres creuses PVDF, 5–10 m³/h, avec skid CIP | 25 000–45 000 | SDI du perméat < 2–3, récupération 90–95 % |
| OI industrielle | 8–12 m³/h de perméat, BWRO simple passe, 80 % de récupération, ERD | 80 000–150 000 | OPEX 1,50–3,00 USD par 1 000 gallons traités (Genesis Water Technologies, 2026) |
| Filtre-presse à plaques et cadres | 5–8 m³/h, réduction de 75–80 % du volume de boues | 30 000–60 000 | Gestion des solides du concentrat ; filtrat vers l'égout ou hors site |
| STEP compacte WSZ | 5–10 m³/h, ~200 salariés et visiteurs, enterrée, automatisée | 25 000–40 000 | File sanitaire ; désinfection au ClO₂ ou à l'ozone en aval |
| Décantation / cuves annexes | Spécifique au site ; cuve de décantation haute efficacité pour le rétrolavage et le clarificateur en amont de l'UF | Variable | S'associe aux vannes et médias pour les cycles automatisés de rétrolavage |
Sur l'ensemble des opérations unitaires, la file de réemploi de la CTBD à 80 % de récupération renvoie ~40 000 L/j et évite un prélèvement équivalent sur le système du Tage ou sur le réseau municipal lisboète — un poste que le dossier de Titre présentera comme une réduction de rejet, et non comme une économie. Pour les sites qui ont déjà dépassé 4 CoC et ont besoin d'un contrôle biologique en boucle fermée, le guide de diagnostic des digesteurs anaérobies couvre la gestion des biosolides de flux latéral qui intervient parfois dans les discussions CTBD sur les très grands sites. Pour un comparateur en climat plus froid à échelle équivalente et avec une humidité ambiante plus élevée, le guide sur le traitement de la purge à Varsovie présente la même file avec un bulbe humide et une eau d'appoint différents.
Questions fréquentes
Quelle autorisation portugaise valide effectivement un rejet de centre de données lisboète vers le réseau municipal ?
Le flux sanitaire exige un contrat de prétraitement avec la STEP municipale — Beirolas pour Lisbonne-Nord — au titre du Decreto-Lei n.º 152/97, qui transpose la directive européenne 91/271/CEE sur les eaux résiduaires urbaines. Le flux CTBD, s'il est rejeté en eaux superficielles ou souterraines plutôt que recyclé, requiert un Título de Utilização de Recursos Hídricos de l'ARH Tejo au titre du Decreto-Lei n.º 226-A/2007, avec vérification des limites de panache thermique au regard du Decreto-Lei n.º 236/98 pour tout rejet direct dans l'estuaire du Tage.
Quel est le plafond d'efficacité hydrique contraignant pour un nouveau centre de données lisboète utilisant de l'eau potable ?
Le Climate Neutral Data Centre Pact fixe une limite WUE de 0,4 L/kWh, en vigueur depuis le 1er janvier 2025 pour les nouveaux centres en climat tempéré utilisant de l'eau potable (CNDCP, 2025 Water Usage Proposal – Summary). Pour une charge IT de 10 MW à un PUE de 1,3, le plafond de 0,4 L/kWh correspond à environ 41 000 L/j d'eau totale sur le site — bien au-dessus du besoin d'appoint d'un système évaporatif, mais suffisamment serré pour que le réemploi de la CTBD à 80–95 % soit le levier de conception, et non la seule montée en CoC.
Quelle quantité de purge un site lisboète de 10 MW produit-il réellement ?
Au repère IDE de 2 millions de L/j pour 100 MW, un site de 10 MW prélève ~200 000 L/j d'eau d'appoint évaporative. À 4 cycles de concentration, la purge représente 25 % de l'appoint, soit ~50 000 L/j (~2,1 m³/h en moyenne), avec des pointes de 0,6–3,4 L/s sur la plage 0,03–0,17 L/s par MW de Müller et al. (2024) lors d'une vague de chaleur de juillet.
Le concentrat de CTBD peut-il être envoyé à la STEP municipale de Lisbonne, ou faut-il un rejet zéro liquide ?
À 80 % de récupération OI, le concentrat représente ~10 000 L/j pour 10 MW, ce que la STEP de Beirolas peut généralement accepter dans le cadre d'un contrat de prétraitement si la DBO est faible, les métaux lourds absents et le collecteur local dispose de la capacité hydraulique. Le rejet zéro liquide par MVC est techniquement réalisable à 95–98 % de récupération mais représente un CAPEX de 1–3 millions USD pour 10 000–30 000 GPD (Genesis Water Technologies, 2026) et reste rarement justifié à Lisbonne compte tenu de l'option municipale.
Un centre de données à Lisbonne doit-il faire l'objet d'une étude d'impact environnemental ?
Les projets dépassant les seuils définis par le Decreto-Lei n.º 151-B/2013 requièrent une AIA, comprenant un chapitre d'hydrologie et d'hydrogéologie de référence qui caractérise la chimie du prélèvement et du rejet. L'APA fixe le seuil selon la sensibilité du milieu récepteur et la sollicitation de la nappe ; le résultat de l'AIA est le document déclencheur pour la demande de Titre auprès de l'ARH Tejo et pour le contrat de prétraitement avec Beirolas.
