Dimensionnement des Centrales de Traitement d’Air pour les Centres de Données

Les centres de données sont actuellement des infrastructures critiques qui soutiennent le fonctionnement de l’économie numérique. À mesure que les volumes d’informations traitées et stockées augmentent, sous l’impulsion de l’intelligence artificielle (IA) et du Machine Learning (ML), les besoins énergétiques de ces espaces augmentent également.

On estime que la consommation d’énergie des centres de données pourrait doubler entre 2022 et 2026, des applications comme ChatGPT consommant jusqu’à 10 fois plus d’énergie de traitement qu’un moteur de recherche classique tel que Google Search (Statista, 2024).

Dans ce contexte, les systèmes CVC (Chauffage, Ventilation et Climatisation) jouent un rôle stratégique : ils garantissent l’efficacité énergétique, protègent l’intégrité physique des équipements et contribuent à la résilience opérationnelle des centres de données.

Besoins en CVC dans les Centres de Données

Combiné à d’autres stratégies, telles que celles décrites dans l’article «Efficacité énergétique et mesures de durabilité dans les centres de données», les systèmes CVC remplissent un rôle à la fois essentiel et complexe dans les centres de données.

CTA pour les centres de données
Exemple de structure d’un centre de données

Contrairement aux bâtiments traditionnels, les data centers fonctionnent en continu, avec des équipements électroniques à forte densité thermique générant une chaleur considérable. Cela exige des systèmes de climatisation extrêmement précis, capables de maintenir des conditions stables de température et d’humidité pour assurer la performance et la longévité des équipements informatiques.

Selon les recommandations de l’ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), les paramètres idéaux pour les centres de données sont :

  • Température : entre 18 °C et 27 °C
  • Humidité relative : entre 20 % et 80 %
  • Point de rosée (dew point) : maximum 22 °C
  • Variation inférieure à 5 °C en température et 5 % en humidité

Ces valeurs peuvent varier selon la classe d’équipement, mais leur respect est fondamental. En cas de dépassement, les équipements peuvent s’arrêter automatiquement, compromettant la sécurité et la continuité des données.

Risques liés à un système CVC inefficace

Un système CVC mal dimensionné, mal contrôlé ou non adapté à la configuration et à la charge thermique de l’espace peut engendrer de graves risques opérationnels :

  • Surchauffe des serveurs, provoquant une baisse automatique de performance voire un arrêt brutal
  • Condensation sur les circuits électriques, pouvant entraîner des courts-circuits
  • Dégradation prématurée des composants sensibles à la chaleur et à l’humidité
  • Consommation énergétique excessive
  • Pannes non planifiées (downtime), avec perte potentielle de données, interruptions de service et impacts financiers et réputationnels élevés

Comment dimensionner une Centrale de Traitement d’Air pour les centres de données ?

Le mauvais choix d’un système CVC dans un environnement critique peut compromettre l’efficacité et la sécurité des opérations. Lors du choix d’une centrale de traitement d’air (CTA) pour les centres de données, il est essentiel de prendre en compte plusieurs critères pour garantir l’efficacité énergétique, la fiabilité et l’adéquation avec l’espace disponible.

Nous soulignons ci-dessous les principaux critères techniques à prendre en compte lors de la sélection d’une CTA pour les centres de données :

  • Efficacité énergétique:

Intégrer des technologies à haut rendement comme les ventilateurs EC à vitesse variable, des échangeurs de chaleur optimisés (haute performance thermique, faible perte de charge), et des filtres à faible résistance pour réduire la puissance des ventilateurs.

  • Capacité de refroidissement adaptée:

Selon le projet, les charges thermiques peuvent être supportées par la CTA seule ou partagée avec d’autres équipements de refroidissement, en maintenant toujours la température dans les paramètres définis, qui suivent normalement les recommandations de l’ASHRAE pour garantir un fonctionnement sûr et performant.

  • Qualité de l’air:

Une UTA pour centres de données doit disposer de systèmes de filtrage avancés capables d’éliminer les particules fines et les contaminants, assurant un environnement propre pour les équipements sensibles.

  • Modularité et flexibilité:

Les unités modulaires permettent une évolutivité en fonction des besoins futurs et facilitent l’intégration dans différentes configurations de data centers.

  • Intégration avec la Gestion Technique Centralisée (GTC) :

Avec une surveillance en temps réel, des ajustements automatiques aux variations de l’environnement et des alertes.

  • Maintenance préventive:

Essentiel pour prolonger la durée de vie du système et éviter les pannes coûteuses, il garantit le fonctionnement continu du centre de données.

  • Conformité aux normes et certifications:

Garantir la qualité constructive, la performance énergétique et la sécurité des équipements installés.

Une climatisation spécialisée dans les centres de données est indispensable pour assurer l’efficacité énergétique, la continuité des opérations et la durabilité des équipements. Dans un contexte où chaque degré compte, il est essentiel d’opter pour des systèmes CVC fiables, modulaires et parfaitement adaptés aux exigences techniques de chaque projet.

Chez OCRAMclima®, nous concevons des Unités de Traitement d’Air (CTA) sur mesure, intégrables dans des systèmes de Gestion Technique Centralisée (GTC), avec haute efficacité énergétique et solutions de filtration avancées. Nous proposons également d’autres équipements techniques adaptés aux environnements critiques comme les data centers.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les solutions disponibles pour votre projet, ou obtenir un soutien technique dans le processus de spécification et de sélection des équipements, notre équipe de vente sera heureuse de vous aider.


Efficacité énergétique et mesures de durabilité dans les centres de données

Les centres de données sont la colonne vertébrale de l’ère numérique et, bien qu’ils consomment déjà plus de 1 % de l’électricité mondiale, le chemin vers la durabilité est tracé.

Avec l’essor du cloud computing, de l’intelligence artificielle et de l’Internet des objets (IoT), la demande en traitement et stockage des données augmente à une vitesse sans précédent. Cependant, cette expansion massive entraîne des défis majeurs: consommation d’énergie, refroidissement efficace, impact environnemental et infrastructures adaptées.

Le monde est-il prêt à suivre le rythme rapide des centres de données?

La réduction de la consommation énergétique et de l’impact environnemental des centres de données est un enjeu crucial de l’ère numérique. En matière d’efficacité énergétique, plusieurs stratégies peuvent contribuer à atténuer ce problème.

  • Réduire le nombre de serveurs physiques en utilisant la virtualisation pour maximiser l’utilisation des ressources et adopter des serveurs économes en énergie sont deux stratégies essentielles, mais ce n’est pas tout.
  • Pour améliorer les systèmes de refroidissement, deux méthodes alternatives peuvent être utilisées à la place de la climatisation traditionnelle. Le free cooling, qui refroidit les serveurs lorsque les conditions climatiques le permettent, ou le water cooling, une méthode d’immersion dans un liquide diélectrique où les composants électroniques sont entièrement immergés en toute sécurité, permettant un contact direct avec l’équipement sans risque de court-circuit.
  • Investir dans les énergies renouvelables pour alimenter les centres de données et compenser la consommation en achetant des crédits d’énergie propre peut être une excellente mesure en matière de sources d’énergie renouvelables, mais trois autres grands stratégies existent.
  • La gestion intelligente de l’énergie peut être optimisée grâce à une surveillance en temps réel via des capteurs IoT permettant d’ajuster la consommation énergétique. De plus, la construction modulaire des centres de données devient une tendance croissante, permettant une expansion progressive et une optimisation de l’utilisation de l’énergie en fonction de l’évolution des infrastructures.
  • Une autre stratégie consiste à construire des centres de données dans des régions naturellement froides afin de réduire les besoins en refroidissement, et à les situer à proximité de sources d’énergie renouvelables pour minimiser les pertes de transmission.
  • L’implémentation de stratégies intelligentes, telles que la virtualisation, le refroidissement avancé et l’intégration aux sources d’énergie renouvelables, n’est pas seulement une nécessité, mais une opportunité de redéfinir l’avenir des infrastructures numériques.

La technologie progresse, mais il nous appartient de veiller à ce que cette évolution soit durable. Le chemin vers des centres de données plus efficaces est déjà tracé—et ceux qui le suivront ne réduiront pas seulement leurs coûts, mais mèneront également la transition vers un avenir plus vert et responsable.


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L’explosion des centres de données et les défis liés à la climatisation

Le marché des centres de données en Europe a connu une croissance significative ces dernières années et les projections indiquent que cette tendance se poursuivra. En 2024, le marché européen des centres de données devrait atteindre 12,23 milliers de MW, avec un taux de croissance annuel de 7,96 %, pour atteindre plus de 17,93 milliers de MW en 2029.

On estime qu’il existe plus de 8 000 centres de données dans le monde, le plus grand groupe se trouvant en Virginie du Nord avec plus de 300 centres de données et une capacité de consommation d’énergie de 2 552 MW.

Le Portugal, bien qu’il soit présenté comme une plaque tournante et une passerelle vers le monde en termes d’interconnexion, compte 35 centres de données, bien qu’il soit prévu d’investir davantage dans ce secteur.

En Europe, le Royaume-Uni est le pays dont l’empreinte environnementale est la plus importante. Les centres de données opérant à partir de Londres ont besoin de 1 053 MW. Sur la même liste, la deuxième ville européenne ayant la plus grande capacité installée est Francfort, avec 864 MW.

Au niveau mondial, la deuxième région ayant la plus grande capacité de calcul est Pékin, avec 1 799 MW, qui reste la seule ville asiatique à avoir besoin de plus de 1 000 MW pour alimenter ses centres de données. Les centres de données déjà installés à Tokyo, par exemple, consomment 865 MW.

CENTRE DE DONNÉES: LE MONDE PEUT-IL SUIVRE?

Cette croissance est tirée par plusieurs facteurs, notamment l’utilisation accrue des données, la demande croissante de services d’informatique en nuage et la nécessité de disposer de systèmes de commerce électronique robustes. En outre, l’expansion des technologies émergentes telles que l’intelligence artificielle (IA) et l’edge computing contribue à la mise en place d’infrastructures de centres de données de plus en plus avancées.

Toutefois, cette croissance s’accompagne de défis importants, notamment en ce qui concerne la consommation d’énergie. Selon la Commission européenne, les centres de données en Europe ont utilisé 259 TWh d’électricité jusqu’en 2020, ce qui représente 1,7 % de la consommation totale d’énergie dans le monde. Le marché devant générer 30 fois plus de données au cours des dix prochaines années, on s’attend à une augmentation correspondante de la consommation d’énergie. Par conséquent, l’accent est mis de plus en plus sur la réduction de la consommation d’énergie, la consolidation des réseaux étendus (WAN) et les exigences en matière de bande passante, ce qui crée des opportunités pour le marché de l’interconnexion des centres de données.

Surnommés « les nouveaux coffres-forts » parce qu’ils abritent des serveurs et des systèmes de stockage, les centres de données sont des infrastructures physiques conçues pour stocker, traiter et distribuer de grands volumes de données et d’applications numériques. Ils soutiennent les opérations informatiques des entreprises, des gouvernements et des fournisseurs de services internet.

En raison de leur forte consommation d’énergie et de leur impact sur l’environnement, l’efficacité énergétique et la durabilité des centres de données font l’objet d’une attention croissante, notamment par l’utilisation de sources d’énergie renouvelables et de technologies de refroidissement avancées.

L’avenir des centres de données en Europe est prometteur, avec une croissance continue stimulée par la numérisation et l’adoption de nouvelles technologies. Toutefois, il sera essentiel de relever les défis liés à la consommation d’énergie et à la durabilité pour garantir un développement équilibré et responsable du secteur.

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