Pourquoi l’avenir des puces dépend de l’eau

La fabrication des semi-conducteurs est non seulement énergivore, mais aussi extrêmement consommatrice d’eau. Les usines de fabrication de puces (ou « fabs »), à la base de l’IA, des centres de données et de l’électronique moderne, dépendent fortement de l’eau ultrapure (UPW) pour le rinçage et le nettoyage lors de la gravure sur les plaquettes de silicium. Les puces hautes performances utilisées dans les modèles d’IA, l’infrastructure des centres de données et les smartphones haut de gamme nécessitent encore plus d’eau, ce qui accroît encore davantage les besoins en eau du secteur à mesure qu’il se développe.

Sans surprise, le secteur estime qu’une seule usine de semi-conducteurs consomme entre 20 et 38 millions de litres d’eau par jour, soit autant que la consommation quotidienne d’une petite ville.¹ Les grands sites regroupant plusieurs fabs peuvent dépasser cette consommation, en particulier dans les régions chaudes et en proie au stress hydrique.² Le géant taïwanais de la fabrication de puces, TSMC, a consommé 101 milliards de litres d’eau rien qu’en 2023, et cette consommation devrait encore augmenter avec l’ajout de couches supplémentaires dans les nœuds de nouvelle génération³. Ces chiffres augmentent de manière spectaculaire lorsqu’on les cumule pour l’ensemble du secteur.

Bien sûr, toute l’eau utilisée dans une « fab » ne doit pas nécessairement être ultra-pure. La fabrication de puces électroniques exige différents niveaux de qualité d’eau selon les opérations. Pour réduire les prélèvements externes auprès des services aux collectivités et des bassins versants locaux, les usines de fabrication de semi-conducteurs doivent réutiliser l’eau dans des circuits gérés de manière sécurisée. Par exemple, l’UPW, après utilisation, est recyclée pour des procédés de moindre qualité, comme les tours de refroidissement ou le lavage humide (traitement des gaz d’échappement des fabs). Les fabs veillent également à ce que l’eau rejetée à l’extérieur respecte les normes strictes de l’EPA, qui deviennent encore plus sévères avec les récentes réglementations sur les PFAS et autres substances chimiques toxiques.⁴ Le recyclage à cette échelle et intensité nécessite une gamme complète de technologies de l’eau, comprenant : des systèmes de traitement avancés pour éliminer particules, métaux et autres résidus ; des outils de surveillance en temps réel pour contrôler la pureté de l’eau à chaque étape ; et des réseaux de tuyauterie spéciaux dont les revêtements évitent la corrosion et la contamination des cours d’eau.

Aux États-Unis, la croissance des usines de fabrication de semi-conducteurs continue de bénéficier de la loi américaine CHIPS, qui a alloué 39 milliards d’USD d’incitations pour relocaliser et accroître les capacités de production de semi-conducteurs et de fabrication avancée jusqu’en 2032.⁵

L’investissement et le développement de l’IA et des centres de données ne se cantonnent pas aux États-Unis. L’Union européenne a présenté le règlement européen CHIPS, la Chine a lancé la troisième phase de son fonds d’investissement pour les circuits intégrés (CI), et de nombreux autres programmes d’incitation ont été mis en place à Taïwan, en Corée du Sud, au Japon, en Inde et ailleurs dans le monde.⁶ Outre les investissements des gouvernements, les dépenses d’investissement du secteur privé devraient atteindre environ 2 300 milliards d’USD entre 2024 et 2032.⁷ Selon la plupart des estimations, l’industrie des semi-conducteurs valait entre 630 et 680 milliards d’USD en 2024 et devrait dépasser 1 000 milliards de dollars d’ici 2030, portée principalement par l’essor de l’IA et des centres de données.⁸

Pour compliquer les choses, les usines de semi-conducteurs s’implantent de plus en plus dans des régions déjà en manque d’eau. Aux États-Unis, ces fabs, qu’elles soient existantes ou en projet, se trouvent dans des régions connaissant un stress hydrique de moyen à sévère.⁹ À l’échelle mondiale, les centres névralgiques que sont Taïwan, la Corée du Sud, Singapour et le nord de la Chine sont confrontés à des contraintes similaires. Une analyse récente a révélé qu’environ 40 % des usines de semi-conducteurs existantes – et plus de 40 % des nouvelles usines annoncées depuis 2021 – sont implantées dans des régions qui devraient connaître un stress hydrique élevé, voire extrêmement élevé, d’ici 2030.¹⁰

Cela constitue un vrai risque opérationnel pour l’une des chaînes d’approvisionnement les plus stratégiques au monde. La sécheresse qui a frappé Taïwan en 2021 a illustré comment la pénurie d’eau peut perturber la production et contraindre à prendre des mesures d’urgence (notamment des livraisons d’eau par camion). Pour atténuer ces risques, les usines de fabrication de semi-conducteurs les plus avancées visent un taux de recyclage de l’eau supérieur à 70 % et devront atteindre des niveaux encore plus élevés afin d’opérer dans des régions exposées à la sécheresse à l’horizon 2030-2035.¹¹

Pour lutter contre les problèmes croissants liés à l’eau, les principaux fabricants de puces investissent massivement dans le traitement sur site, le recyclage et les systèmes d’eau en circuit fermé. Fin 2025, TSMC a lancé la construction d’une usine de récupération des eaux industrielles de 15 acres, conçue pour recycler jusqu’à 90 % des eaux usées issues de ses installations de fabrication situées dans la Silicon Valley en Arizona.¹²

Intel investit également plusieurs centaines de millions de dollars dans les infrastructures hydriques de son site en Arizona, à la fois au sein de ses installations et dans les infrastructures municipales. Récemment, l’entreprise s’est associée à la ville de Chandler (une banlieue de Phoenix) pour construire l’installation de réduction de saumure d’Ocotillo, une usine hors site qui ajoutera une capacité de traitement de 11 millions de litres à son installation de traitement sur site de 12 acres.¹³¹⁴ Dans la même logique, Samsung s’associe à la province de Gyeonggi, en Corée du Sud, pour construire des installations de traitement qui lui permettront d’utiliser les eaux usées municipales de cinq villes pour ses usines de fabrication de puces dans la région d’ici 2029. ¹⁵

En Allemagne, dans la « Silicon Saxony », ce sont les autorités locales qui réalisent les investissements. Ce projet de 320 millions d’EUR assurera un approvisionnement en eau constant pour le pôle de semi-conducteurs en plein essor de la région, où la demande en eau devrait croître fortement dans les décennies à venir.¹⁶ Le gouvernement taïwanais construit également une grande usine de dessalement d’eau de mer pour sécuriser l’approvisionnement en eau du parc technologique de Hsinchu, un centre majeur de fabrication de puces qui abrite notamment les usines de TSMC. L’usine devrait être achevée en 2028 pour un coût de 508 millions d’EUR. Hsinchu s’inscrit dans une stratégie nationale de gestion de l’eau qui prévoit la construction de huit usines de dessalement pour soutenir la fabrication de semi-conducteurs de pointe.¹⁷

Cette expansion pluriannuelle des usines de fabrication de puces entraîne une demande accrue dans plusieurs segments de la chaîne de valeur de l’eau industrielle. Les systèmes hydriques des semi-conducteurs s’appuient sur des réseaux complexes de traitement, de purification, de refroidissement, de surveillance, de tuyauterie et de distribution, afin de fournir de l’eau ultrapure tout en maîtrisant en toute sécurité les flux d’eaux usées contaminées. Les grandes stations de traitement et de valorisation des eaux usées requièrent des membranes de pointe, l’osmose inverse et des technologies d’échange d’ions pour éliminer les particules et les contaminants dissous.

Dans l’enceinte des fabs, des étapes de purification supplémentaires produisent de l’eau ultrapure destinée au nettoyage des plaquettes, tandis que des systèmes distincts prennent en charge l’eau de refroidissement utilisée pour évacuer la chaleur générée par le fonctionnement de l’installation. Des systèmes de surveillance en continu vérifient la qualité de l’eau, tandis que des pompes, des vannes et des canalisations spécialisées transportent en toute sécurité l’eau chimiquement complexe à travers l’installation. Avec l’expansion mondiale de la production de puces IA et des infrastructures de données, la demande en solutions liées à l’eau devrait augmenter à tous les maillons de la chaîne de valeur de ce secteur.

Notes de bas de page

¹ iScience, septembre 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12510042; Semiconductor Digest, septembre 2025, https://www.semiconductor-digest.com/creating-semiconductor-manufacturing-solutions-with-sustainability-in-mind
² Août 2025, https://semiengineering.com/how-semiconductor-fabs-use-water/
³ https://www.idtechex.com/en/research-article/water-usage-in-semiconductor-manufacturing-to-double-by-2035/32746
⁴ Plongée dans le secteur manufacturier, l’industrie des semi-conducteurs confrontée à des défis liés à l’eau et à la durabilité...
⁵ America projected to triple semiconductor manufacturing capacity by 2032. Semiconductor Industry Association, mai 2024.
⁶ America projected to triple semiconductor manufacturing capacity by 2032. Semiconductor Industry Association, mai 2024.
⁷ Emerging resilience in the semiconductor supply chain. Semiconductor Industry Association, mai 2024.
⁸ https://www.mckinsey.com/industries/semiconductors/our-insights/hiding-in-plain-sight-the-underestimated-size-of-the-semiconductor-industry
⁹ Arizona, Texas, Nouveau-Mexique, Californie, Utah, Idaho et Oregon https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/drought/202513
¹⁰ TNFD, Problèmes liés à la nature dans le secteur technologique. Février 2026.
¹¹ https://energy-solutions.co/articles/sub/semiconductor-foundries-managing-extreme-power-density-water-risks
¹² TSMC breaks ground on water reclamation project. Data Center Dynamics, septembre 2025.
¹³ Intel Newsroom, Intel’s Ocotillo Campus honored for water stewardship, juillet 2023.
¹⁴ Inside Intel’s new Arizona fab, CNBC, décembre 2025
¹⁵ Salle de presse de Samsung Semiconductor, Samsung signs MOU with MoE and local governments. Décembre 2024.
¹⁶ New river waterworks on the Elbe. Silicon Saxony, septembre 2023.; TSMC: ESMC breaks ground on Dresden fab, août 2024.
¹⁷ CTCI Group Newsletter, mai 2025. Suez Press Release, juin 2024.