Zones Sismiques: Infrastructures, Équipements et CVC

Les zones sismiques sont des régions où les séismes sont plus fréquents, et où une transcription cartographique précise de ces régions est essentielle pour l’élaboration de plans sociaux et urbains, ainsi que pour l’adoption de mesures de réduction des risques.

Les séismes résultent principalement de la libération d’énergie dans les zones de tension entre les plaques tectoniques (séismes interplaques). Une autre cause est liée à l’activité volcanique et au matériau en fusion à l’intérieur des plaques (séismes intraplaques) qui, bien que leur magnitude soit généralement plus faible, peuvent avoir de grandes conséquences car leur épicentre se trouve plus proche des zones peuplées.

Les principales zones sismiques de la planète sont:

  • La ceinture circum-pacifique, l’une des zones de plus forte activité sismique, qui entoure l’océan Pacifique;
  • La ceinture alpino-himalayenne, qui s’étend de la péninsule Ibérique et du nord de l’Afrique jusqu’à l’Indonésie;
  • La dorsale médio-atlantique, qui inclut l’archipel des Açores;
  • La vallée du Rift, en Afrique de l’Est.

Risque Sismique au Portugal

Le Portugal et l’Espagne ont montré une certaine activité sismique, étant des zones de risque supérieur par rapport à la majorité de l’Europe. Selon la Société Portugaise d’Ingénierie Sismique, le Portugal, notamment le sud du pays et les Açores, est caractérisé par une zone de sismicité notable en raison de sa localisation. La région est affectée par des séismes non seulement interplaques, mais aussi en raison de la proximité des failles actives suivantes:

  • Failles du Vale do Tejo (probable origine du séisme de 1755);
  • Failles de Gorringe (épicentre du séisme de Benavente en 1909);
  • Archipel des Açores, affecté par la rencontre de trois plaques tectoniques (américaine, eurasienne et africaine).
Activité sismique mondiale entre le 25/02/2025 et le 25/03/2025.
Source: Institut Portugais de la Mer et de l’Atmosphère (IPMA)

Pertes Financières et Dommages

Dans les zones sujettes aux séismes et aux tremblements de terre, un projet et une ingénierie adaptés sont essentiels pour garantir la stabilité des bâtiments. Cependant, les séismes peuvent affecter non seulement la structure, mais aussi les composants non structuraux, tels que les systèmes mécaniques, électriques, de plomberie et de protection contre les incendies.

Lorsqu’un tel événement se produit, les principaux impacts financiers sont les frais de réparation des équipements, le nettoyage des dommages et la perte de la fonctionnalité du bâtiment.

Particulièrement dans un bâtiment industriel, le coût de remplacement des équipements CVC, des gaines, des tuyaux, des systèmes électriques et des réseaux de lutte contre les incendies peut être plus élevé que celui de la structure elle-même, et les éléments non structuraux endommagés peuvent rendre le bâtiment inutilisable.

Protection sismique dans CVC

L’ASCE (American Society of Civil Engineers) dispose de codes de construction et fournit des instructions pour la protection sismique des éléments non structuraux à travers les minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE 7, édition 2010).

L’ASCE attribue également des facteurs d’importance à différents équipements. En simplifiant, le facteur d’importance reflète la gravité d’une éventuelle défaillance de l’équipement en question. Les équipements de CVC en général, les équipements conçus pour éliminer la fumée, les générateurs de secours dans un hôpital et les gaines transportant des matériaux dangereux auraient tous des facteurs d’importance plus élevés.

Le principal objectif du support sismique est de limiter les secousses horizontales d’un tremblement de terre. Tous les supports sismiques fixent fermement l’équipement aux éléments structurels d’un bâtiment, permettant à ces derniers de se déplacer avec la structure lors d’un séisme. Cela empêche l’équipement de basculer, de tomber de son emplacement suspendu ou de heurter d’autres objets.

Les centrales de traitement d’air (CTA) antisismiques sont essentielles dans les zones sensibles aux tremblements de terre, car elles garantissent la continuité des systèmes de climatisation et de ventilation, minimisant les risques structurels et opérationnels.

Les exigences techniques et de sécurité pour les CTA dans les zones sismiques incluent:

1. Structures Renforcées

  • Les CTA dans les zones sismiques nécessitent une structure plus robuste pour supporter les mouvements vibratoires sans compromettre leur intégrité;
  • L’utilisation de matériaux et de méthodes de construction plus résistants aide à absorber et dissiper l’énergie sismique, prévenant ainsi les ruptures, les déformations ou les défaillances;
  • Les renforts sur les soudures et les joints maintiennent la rigidité du système.

2. Fixation Adéquate et Supports Antisismiques

  • La fixation des CTA au sol ou aux structures de support doit être réalisée avec des éléments d’ancrage spéciaux, tels que des vis et des plaques de fixation capables de résister à des forces multidirectionnelles;
  • Les supports antivibrations, courants dans les CTA conventionnelles, sont ajustés pour fonctionner efficacement pendant les événements sismiques, en utilisant des amortisseurs et des isolateurs conçus pour supporter des charges dynamiques.

3. Isolation et Amortissement des Vibrations

  • Pour atténuer l’effet des secousses, un système d’isolation est utilisé pour séparer CTA de la structure du bâtiment, permettant ainsi à celle-ci de se déplacer sans causer de dommages;
  • Des systèmes d’amortissement spéciaux aident à absorber les vibrations, empêchant l’équipement de transférer des efforts à la structure du bâtiment;
  • Les isolateurs de base, qui permettent une certaine liberté de mouvement et absorbent l’énergie de l’impact, sont particulièrement utiles.

4. Tests et Certifications Antisismiques

  • Les CTA antisismiques sont testées pour respecter les normes de résistance sismique, telles que la norme ASHRAE Standard 171 (Exigences de résistance sismique pour les équipements de CVC);
  • Les essais de vibration et de résistance dynamique aident à évaluer la résilience de l’unité et à prévoir son comportement lors de véritables tremblements de terre.

5. Considérations de Conception dans des Contextes Spécifiques

  • Dans les bâtiments critiques, tels que les hôpitaux, les centres de données et les installations industrielles, où la ventilation continue est essentielle, l’utilisation de CTA antisismiques est indispensable pour maintenir l’opération;
  • Il est également courant d’intégrer des capteurs sismiques qui, en cas de détection de secousses, ajustent automatiquement le fonctionnement du système pour éviter des surcharges ou des arrêts inattendus.

6. Redondance et Sauvegarde dans les Systèmes Critiques

  • Souvent, des systèmes redondants sont installés, qui entrent en fonctionnement automatiquement en cas de défaillance ou de dommage du système principal;
  • Cela assure la ventilation et le contrôle de l’air même dans des conditions adverses, notamment dans des lieux à fonctions essentielles, comme les zones de santé.

Ces stratégies de renforcement structurel et d’isolation aident à garantir que la CTA continue de fonctionner ou puisse être rapidement restaurée après un événement sismique, maintenant la sécurité et contribuant à la fonctionnalité de l’environnement.

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

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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