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Refroidir les centres de données à l’ère de l’IA

Les centres de données doivent relever un défi de plus en plus pressant : refroidir des charges informatiques toujours plus denses de manière efficace, durable et à grande échelle. Peu avaient anticipé une telle dépendance aux technologies d’immersion et de refroidissement au niveau des puces, ni le bond en avant provoqué par l’IA, le Edge computing et la montée des densités de puissance. Quelles sont les 5 tendances qui façonnent un monde plus sobre en énergie ?

À mesure que le numérique s’impose dans tous les aspects de notre vie, les centres de données soutiennent l’ensemble de nos usages, du streaming vidéo au cloud computing en passant par l’intelligence artificielle. Mais ces infrastructures clés sont aujourd’hui en surchauffe – au sens propre. L’augmentation des charges informatiques, portée par l’IA, les contenus en haute définition et le traitement des données en temps réel, génère une demande inédite en matière de refroidissement efficace. Y répondre ne se limite pas à installer de nouveaux équipements : cela exige une véritable innovation en matière de conception, d’intégration et de durabilité. Chez Deerns, nous relevons ce défi en concevant des systèmes de refroidissement hybrides et évolutifs, adaptés aussi bien aux nouveaux projets qu’aux installations existantes.

Une nouvelle ère : la montée en puissance du calcul haute densité

Les datacenters traditionnels étaient conçus pour des baies informatiques consommant environ 7 à 10 kW. Aujourd’hui, il n’est pas rare de croiser des installations atteignant 50 kW, voire 150 kW dans les cas les plus extrêmes.

" Le défi ? Gérer une production de chaleur massive dans des espaces physiques identiques, voire plus restreints.
Christopher Leahy Project Director

Le refroidissement liquide : une technologie plus intelligente

Le refroidissement liquide est plus qu’une tendance, c’est une nécessité pour les centres de données de demain. Chez Deerns, nous avons étudié et déployé toute une gamme de ces systèmes :

  • Refroidissement par immersion (comme la technologie à bain ouvert de Submer) : les serveurs sont immergés dans un fluide diélectrique qui absorbe la chaleur. Le fluide est continuellement mis en circulation, refroidi et renvoyé vers le réservoir. Avec des températures de fonctionnement comprises entre 35 et 36 °C, cette méthode est extrêmement efficace sur le plan énergétique et réduit le besoin de refroidisseurs traditionnels.
  • Refroidissement direct des puces : le liquide de refroidissement circule à travers des échangeurs de chaleur à plaques qui sont en contact direct avec les puces à forte dissipation thermique. Cela permet d’évacuer la chaleur à la source, tout en maintenant les performances sans surcharger l’ensemble du système CVC.
" Ce qui rend ces systèmes intéressants, ce n'est pas seulement leur efficacité, mais aussi leur adaptabilité. Ces deux technologies peuvent souvent être intégrées dans des installations existantes avec un minimum de perturbations, en particulier lorsqu'elles sont conçues avec prévoyance.
Christopher Leahy Project Director

Rénovation et intégration : transformer les défis en solutions

Les centres de données hérités posent leurs propres défis, qu’il s’agisse des accords de niveau de service (SLA) stricts qui limitent les plages de température ou des infrastructures qui semblent incompatibles avec les systèmes modernes. Cependant, grâce à une ingénierie intelligente et une conception réfléchie, ces lacunes peuvent être comblées efficacement.

Deerns est spécialisé dans l’intégration de technologies de refroidissement de pointe dans les nouvelles constructions et les environnements hérités en :

  • Exploitant les boucles d’eau glacée existantes pour alimenter les systèmes de refroidissement liquide.
  • Utilisant l’eau de retour des systèmes refroidis par air (généralement à environ 32 °C) pour alimenter des boucles de refroidissement liquide qui fonctionnent efficacement à environ 36 °C.
  • Mettant en œuvre des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) avancés pour une surveillance granulaire de la consommation électrique, des barres omnibus aux ventilateurs en passant par la tuyauterie.
  • Garantissant la conformité aux codes de construction locaux, quel que soit le lieu de fabrication des équipements.

Nos équipes naviguent souvent dans des codes internationaux complexes et des écosystèmes multi-fournisseurs, garantissant une compatibilité parfaite des systèmes.

Pressions réglementaires : le défi du PUE

L’efficacité énergétique (PUE) est désormais un indicateur essentiel pour les centres de données. Elle mesure la quantité d’énergie utilisée pour faire fonctionner les équipements informatiques par rapport à l’énergie totale consommée. Un PUE faible indique une meilleure efficacité énergétique.

En Europe, les directives réglementaires évoluent rapidement. L’Allemagne est en tête avec des limites de consommation d’énergie, et des réglementations européennes plus larges suivront bientôt. Alors que de nombreux centres fonctionnaient auparavant avec un PUE de 1,5 ou plus, l’objectif actuel est de 1,3 ou moins. Certains leaders du secteur visent même 1,2 ou mieux.

Deerns aide ses clients à atteindre ces objectifs non seulement grâce à un refroidissement efficace, mais aussi en appliquant des stratégies énergétiques holistiques qui incluent la surveillance de la consommation en temps réel, la modélisation prédictive de la consommation et la conception au niveau du système visant à réduire les charges parasites. Nous explorons également d’autres sources d’énergie, telles que le carburant à base d’huile végétale hydrotraitée (HVO), qui constituent des alternatives plus propres aux générateurs de secours diesel traditionnels.

Nous collaborons actuellement avec un fournisseur d’équipement reconnu à Barcelone sur des cas tests, afin d’aider à perfectionner la technologie d’immersion grâce à une mise en œuvre dans le monde réel. Cette expérience pratique nous permet, ainsi qu’à nos clients, de garder une longueur d’avance.

Perspectives d’avenir : ce que nous réservent les 5 à 10 prochaines années

Il est difficile de prédire l’avenir du refroidissement des centres de données. Il y a cinq ans à peine, rares étaient ceux qui prévoyaient la dépendance actuelle à l’immersion et au refroidissement au niveau des puces. Ce que nous savons, c’est que la prochaine avancée sera motivée par l’IA, l’Edge computing et l’augmentation de la densité de puissance informatique.

Voici cinq tendances qui, selon nous, façonneront la prochaine décennie :

  • Accélération de l’IA : les modèles d’IA nécessitent une puissance de traitement considérable, ce qui augmente encore les besoins en refroidissement. Les systèmes de refroidissement ne doivent pas seulement suivre le rythme, ils doivent anticiper la croissance.
  • Conception conjointe du refroidissement des serveurs : le refroidissement ne sera plus une réflexion après coup. Les fabricants devront concevoir les serveurs et les puces en tandem avec les systèmes de refroidissement.
  • Une alimentation de secours plus propre : le diesel est en voie de disparition. Le HVO et même les générateurs nucléaires modulaires pourraient jouer un rôle dans les stratégies énergétiques futures.
  • Réutilisation de la chaleur résiduelle : les centres de données vont de plus en plus capter et réutiliser la chaleur résiduelle. Chez Deerns, nous concevons déjà des systèmes à Milan pour fournir cette chaleur aux réseaux de chauffage urbain.
  • Suivi du carbone incorporé : nous développons des cadres de conseil qui permettent de suivre l’impact carbone depuis l’approvisionnement en matériaux jusqu’à l’exploitation à long terme.

En résumé, la prochaine décennie exigera non seulement un refroidissement plus intelligent, mais aussi une réflexion plus intelligente, où l’innovation, la durabilité et la performance sont conçues comme un tout.

Parlons-en

Wissam Mikhael

Ingénieur Principal référent génie électrique

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