L’adoption rapide de l’IA accélère à un niveau inédit l’augmentation de la puissance nécessaire pour les datacenters. Même si la performance énergétique des équipements IT et des solutions de refroidissement a permis une quasi-stagnation des consommations énergétiques des datacenters pour les applications informatiques classiques, l’arrivée de l’IA pourrait changer la donne, avec des densités et des puissances jamais vues. Les équipementiers développent des solutions pour répondre rapidement à ces nouveaux besoins qui touchent l’alimentation électrique, le refroidissement ou la gestion, tout en améliorant leur empreinte environnementale.
Depuis plusieurs semaines, la presse se fait tous les jours l’écho de nouvelles annonces de datacenters dédiés à l’IA aux quatre coins du monde. La France n’échappe pas à ces annonces depuis le sommet annuel mondial de l’IA en février dernier à Paris et l’entrée de la France dans la course à la puissance de calcul pour l’IA. Les montants d’investissement donnent le vertige, avec des promesses de 109 milliards d’euros d’investissements pour la construction de nouveaux centres de données bas carbone et le développement d’algorithmes souverains.
De nouvelles solutions techniques pour l’alimentation électrique, le refroidissement, la gestion des ressources doivent être trouvées pour faire face à la croissance exponentielle de cette demande en améliorant son efficience environnementale : optimisation énergétique, écoconception et innovation dans la construction des datacenters. …
Des projets de datacenters déjà en cours de lancement
Parmi les projets identifiés, on distingue celui de Sesterce qui prévoit un datacenter de 40 000 GPU près de Valence et un investissement de 450 millions d’euros; le projet de l’entreprise britannique Fluidstack pour un supercalculateur de 1 GW alimenté par l’énergie nucléaire et qui devrait être opérationnel en 2026, ou encore celui de Mistral AI sur le site d’Eclairion, à Bruyères-le-Châtel (Essonne), un site spécialisé dans toutes les activités de calcul haute performance (HPC). Des investissements sont aussi annoncés, comme celui du fonds canadien Brookfield qui prévoit d’investir 20 milliards d’euros d’ici 2030 en France, avec la construction, à Cambrai, d’un second datacenter de 1 GW.
Un développement de datacenter devrait aussi se faire à Grenoble. Charles-Antoine Beyney, PDG de DataOne, vient d’annoncer le démarrage du chantier de ce datacenter dédié à l’IA près de Grenoble. Sur un site de 7 hectares comprenant plus de 25 000 m2 de bâtiments (ancien site HPE et DXC Technology) seront hébergés 10 000 GPU livrés en juillet prochain et 15 000 de plus en fin d’année. La puissance d’alimentation sera de 15 MW, avec une montée en puissance qui pourrait atteindre 400 MW. Un PUE objectif de 1,1 a été annoncé avec, à terme, la récupération de chaleur fatale. Un second site en Isère est prévu près de Villefontaine.
Une carte de zones prêtes pour l’implantation de centres de données bas carbone pour l’IA dans les différentes régions françaises a été publiée. 35 sites ont été identifiés en concertation avec RTE et EDF, avec une disponibilité du foncier entre 2025 et 2028. L’Île-de-France, les Hauts-de-France et le Grand Est sont en tête pour le nombre de sites identifiés.
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Quelles caractéristiques et contraintes pour ces datacenters de demain ?
Tout le monde du datacenter – concepteurs, exploitants, fournisseurs d’équipement – se pose la question : avec l’évolution rapide des solutions d’IA, de leur incidence sur l’architecture et les équipements techniques du datacenter et de son évolution, que sera-t-il demain et en 2028-2030 ?
Sébastien Cruz-Mermy, Datacenter Innovation & Tech explore League leader de Schneider Electric, donne quelques réponses : « Le premier point est la performance de calcul avec une meilleure efficacité énergétique ; une efficacité énergétique au niveau de l’IA qui devrait aussi concerner la distribution électrique et le système de refroidissement. Le second élément est d’avoir dès la phase de conception, avec l’intégration des différents environnements, un design qui minimise l’empreinte carbone, la consommation d’eau, protège la biodiversité tout en intégrant une composante de flexibilité, notamment pour être capable de s’adapter à de nouvelles charges. Mais demain, le datacenter deviendra un acteur beaucoup plus actif et dynamique pour contribuer à la décarbonation de son infrastructure.
Aujourd’hui, on est dans un contexte d’hypercroissance tirée par le développement de l’IA générative représentant au niveau européen environ 20 GW de puissance installée. À cela s’ajoutent trois ruptures principales : une rupture liée au profil des charges, une rupture au niveau du développement durable pour minimiser l’impact environnemental de ces datacenters dès leur phase de conception, la troisième rupture étant l’accès à l’énergie. Tout cela pour des datacenters qui auront un cycle de vie de 15, 20 ou 25 ans. Au niveau mondial, 40 % de la capacité installée était déjà liée à l’IA en 2024.
Nous travaillons avec Nvidia depuis plusieurs mois pour définir les caractéristiques d’un cluster haute densité, par exemple avec leur dernière version de GPU Blackwell, pour lequel la densité peut atteindre 132 kW par rack. On s’est aussi intéressé à la typologie du système pour arriver à un PUE inférieur à 1,3, avec comme objectif 1,1 suivant les zones géographiques avec un système de refroidissement qui va évoluer vers le liquid cooling. »
L’alimentation électrique doit s’adapter à cette évolution/révolution
Le fonctionnement de tous ces équipements informatiques énergivores repose sur une alimentation électrique disponible et fiable du Grid-to-chip (du réseau à la puce).
Tous les équipements électriques (poste et cellules MT, transformateurs, équipements de distribution dans les racks-PDU, onduleurs et batteries) doivent être fiables, souvent redondants, évolutifs, peu consommateurs d’énergie, faciles à maintenir et avec l’empreinte carbone la plus réduite possible.
L’augmentation de la puissance des datacenters de l’IA demande de nouvelles solutions, comme l’explique Hatem Bouzidi, responsable du segment Data Centers France et directeur commercial Distribution Solutions d’ABB France : « Les datacenters, moteurs de l’économie numérique, connaissent une expansion rapide pour répondre aux besoins en puissance de calcul du cloud et de l’IA, ce qui entraîne une forte augmentation de la consommation d’énergie. En effet, les datacenters de l’IA demandent beaucoup de puissance. Dans un rapport de 1 à 5 par rapport à un datacenter classique, et il faut beaucoup plus de matériel électrique, de câbles, d’équipements de sécurité. Le niveau d’exigence en termes de continuité de service est le même.
Face à cette demande croissante, et pour soutenir la transition énergétique des datacenters vers un modèle plus efficace et écologique, ABB met l’accent sur la réduction de l’empreinte carbone pour laquelle nous pouvons citer deux actions : la première porte sur l’arrêt de l’utilisation du gaz sans hexafluorure de soufre (SF6) dans les produits électriques moyenne tension, le SF6 étant un des gaz nocifs à effet de serre le plus puissant que nous connaissons. Du fait des directives européennes qui imposent à partir du 1er janvier 2026 la suppression du SF6 dans les matériels électriques, ABB a développé deux gammes de tableaux électriques sans SF6 : la gamme UniSec Air conçue pour la distribution secondaire HTA jusqu’à 24 kV et la gamme SafePlus Air compacte et étanche. »
Schneider Electric a également remplacé le SF6 dans ses équipements électriques moyenne tension HTA 24 kV avec un nouveau produit : RM AirSeT. « Le RM AirSeT permet de limiter le réchauffement climatique, contribuant ainsi à atteindre les objectifs de développement durable de nos clients. Plutôt que d’utiliser le gaz SF6, nous utilisons de l’air pur et la technologie du vide pour l’isolation et la coupure. L’appareillage de commutation MT sans SF6 est un meilleur choix, non seulement pour l’environnement, mais aussi sans compromis sur les fonctionnalités ni les performances, explique Mahssa Kafai, vice-présidente de l’activité Power Systems de Schneider Electric France. Le RM AirSeT utilise de l’air pur en conservant les fonctions et les avantages des équipements moyenne tension (HTA) de la génération précédente. Sa conception innovante lui apporte plus de robustesse et de longévité et constitue une solution en ligne avec les normes de demain. »
Les transformateurs sont un élément important de l’alimentation électrique des datacenters. Pour réduire leur empreinte carbone, les transformateurs moyenne tension-basse tension de Schneider Electric sont recyclables à plus de 80 %.
Il faut aussi mesurer les consommations électriques à tous les niveaux de l’installation pour réduire sa consommation. Pour ce faire, Socomec a développé le système de mesure DIRIS Digiware. « Ce système répond aux besoins de la catégorie de mesure PUE3 de la norme EN 50600-4-2 et garantit les mesures de consommation depuis l’alimentation principale jusqu’aux serveurs, explique Denis Hoff, Area Business Developer Energy Efficiency de Socomec. Grâce à sa classe de précision 0,5, DIRIS Digiware conduit à une mesure extrêmement fine du PUE. Son intégration sur toute une installation électrique – à unités tap-off ou PDU – permet ainsi d’obtenir une cartographie détaillée de la répartition des consommations et des pertes du datacenter. »
Des onduleurs plus puissants, modulaires, plus flexibles pour une alimentation sécurisée des datacenters
Les systèmes d’alimentation sécurisés doivent faire face à ces nouvelles contraintes pour des sites de plus en plus puissants, tout en ayant une modularité et une flexibilité pour suivre l’évolution de ces sites. L’efficacité énergétique est également un point important pour limiter les pertes et réduire les coûts opérationnels.
Comme l’explique Hatem Bouzidi, « la 2e action d’ABB pour réduire l’empreinte carbone concerne nos onduleurs modulaires de forte puissance MegaFlex DPA, reposant sur une architecture parallèle décentralisée (DPA™). Avec une conception et un encombrement réduit, cette solution permet également de réduire l’empreinte carbone grâce à son haut rendement (97,4 %) et donc, de réduire la consommation d’énergie pendant toute la durée de vie du produit. Ces onduleurs ont obtenu le label PEP ecopassport qui vérifie la performance tout au long du cycle de vie du produit dans un cadre de référence international.
Ces différentes solutions sont parfaitement adaptées au secteur des datacenters ou encore dans les infrastructures critiques. Elles représentent l’avenir et ouvrent la voie à des pratiques plus vertueuses pour l’environnement. Le bilan carbone d’un datacenter avec ces solutions est positif. Nous travaillons également sur la recyclabilité de nos produits sur toute la chaîne de valeur. Nous avons notamment mis en place pour notre gamme UPS le programme ABB EcoSolutions qui intègre les principes de circularité et permet une transparence totale sur les impacts environnementaux tout au long du cycle de vie du produit.
L’augmentation de la demande en données nécessite des datacenters de plus en plus énergivores. L’arrivée massive des datacenters de l’IA change totalement l’échelle de puissance (de x1 à x5 concernant la taille des datacenters). Pour répondre à cette tendance, ABB a développé l’onduleur moyenne tension HiPerGuard, la nouvelle génération de système d’alimentation sans interruption en HTA avec une résistance accrue aux perturbations du réseau et fournissant une alimentation fiable jusqu’à 24 kV. Cette solution de rupture accroît la fiabilité et réduit les coûts de construction et d’exploitation, ainsi que l’empreinte carbone en réduisant le nombre d’onduleurs, donc les coûts de maintenance.
Ce produit est déjà installé en Australie et au Canada et l’IA devrait être un vecteur de développement pour ce type de technologie, car elle permet de repenser le type de datacenter que l’on va construire. L’économie sur le coût total de possession, en passant de plusieurs onduleurs BT basse tension à un onduleur MT moyenne tension, pourrait être de 15 à 25 % ».
Schneider Electric a présenté, lors du dernier salon Data Center World Paris (2024), son nouvel onduleur triphasé, compact et modulaire Galaxy VXL adapté aux grands et très grands datacenters. D’une puissance de 500 kW à 1 250 kW, il peut se mettre en parallèle jusqu’à 4 onduleurs pour la capacité (5 MW) ou 5 onduleurs pour la redondance (5 MW N+1).
Galaxy VXL est compatible avec les batteries lithium-ion ou VRLA classiques, offrant une autonomie flexible et prévisible pour les charges critiques.
« Sa conception compacte évoluée, sa technologie haute densité et son architecture à tolérance de panne optimisent la disponibilité, l’efficacité opérationnelle et la protection des charges critiques tout en réduisant le coût total de possession (TCO), précise Pierre-Antoine Louvot, UPS Business Development & Offer Country Manager de Schneider Electric France. Grâce à ses technologies brevetées, cet onduleur offre une efficacité énergétique allant jusqu’à 97,5 % en mode double conversion et jusqu’à 99,3 % en mode eConversion (mode activable dès 5 % de charge). Ce dernier mode haute efficacité breveté et développé par Schneider Electric garantit une protection de l’alimentation Classe 1 tout en réduisant d’un facteur de deux les émissions de carbone liées au fonctionnement des onduleurs en double conversion. Ce mode eConversion permet de recharger la batterie et d’offrir une correction de facteur de puissance et une compensation des harmoniques, ce qui en fait une solution polyvalente pour les charges informatiques et non informatiques.
L’évolutivité permet de financer au fur et à mesure de l’évolution de puissance demandée, réduisant à la fois les investissements et le coût total de possession (TCO). Un module de puissance supplémentaire pour la redondance interne N+1 permet de protéger la charge et multiplie par 10 la disponibilité du système sans encombrement supplémentaire, compatible avec le plus haut Tier de sécurité des datacenters, le Tier 4 avec une redondance maximale afin de minimiser le temps de panne (30 min maximum par an). »
Pour Clément Barthelmels, Datacenter Segment Manager de Socomec, « la croissance fulgurante des applications d’intelligence artificielle a entraîné de nouveaux besoins dans le domaine de la gestion de l’énergie au sein des centres de données. Conçu pour gérer les fluctuations rapides propres à l’IA, notre onduleur DELPHYS XM répond à ces besoins en offrant une densité de puissance inégalée. Et pour cause, il délivre jusqu’à 800 kVA/kW avec une empreinte au sol de seulement 0,8 m², ce qui en fait l’un des onduleurs les plus compacts du marché. Sa conception économe en énergie permet d’atteindre un rendement de 99 % en Smart Conversion et de 97,1 % en Double Conversion en ligne, réduisant considérablement la consommation d’énergie, les besoins en refroidissement et les émissions de CO₂. L’exploitation de l’ASI en mode Smart Conversion à une charge moyenne de 50 % permet d’économiser 42 tonnes de CO₂ par an.
Autre solution disponible sur le marché, le MODULYS XM est un onduleur moyenne puissance construit sur des modules 50 kW. Il garantit une disponibilité optimale de l’énergie électrique aux datacenters et a été conçu pour durer plus de 25 ans, soit plus longtemps que les applications qu’il alimente. Il n’y a donc plus besoin (ou presque) d’effectuer de dépenses importantes dans le remplacement des onduleurs. Constitué d’un ensemble de plus de 25 pièces préconçues et normalisées, le MODULYS XM peut être configuré dans une multitude de combinaisons afin de créer une solution sur mesure. De plus, grâce aux modules de puissance remplaçables à chaud, la puissance du système peut être augmentée à la demande, et ce, en moins de 2 minutes par le personnel sur site. Certifiés par un laboratoire indépendant, les modules du MODULYS XM ont une fiabilité éprouvée de plus de 1 000 000 heures de temps moyen entre pannes (MTBF), ce qui est au moins quatre fois supérieur aux meilleurs standards du marché ».
Le suivi de l’état et de la maintenance des équipements est important, et pour connaître à tout moment et en temps réel l’état des alimentations sans interruption, Socomec a développé une application gratuite, SoLive. Clément Barthelmebs explique : « Cette application SoLive est accessible depuis tout modèle de smartphone ou de tablette pour recevoir des notifications instantanées en cas d’événement imprévu. Avec la technologie de dépannage à distance, les experts de Socomec peuvent se connecter à l’onduleur afin d’effectuer des tests et diagnostics. Grâce à une approche intelligente et à la fonction SoLink, les anomalies sont détectées et les mesures correctives appropriées sont elles aussi prises à distance, sans nécessiter une présence physique sur l’installation en vue de limiter à la fois les pertes et les émissions de carbone liées au transport. Cette offre de services complète est inédite sur le marché. »
Pour répondre aux besoins croissants en énergie et en disponibilité des centres de données, Legrand a développé plusieurs gammes d’onduleurs triphasés de puissance avec une architecture modulaire et évolutive.
UPSaver est un onduleur évolutif jusqu’à 21 MW en système parallèle à partir d’unités de 2,67 MW, constituées de modules de 333 kW. UPSaver a un rendement atteignant 97,2 %. C’est un système polyvalent permettant d’effectuer toute maintenance ou redimensionnement de l’alimentation pendant que les unités sont en ligne.
Keor XPE est une alimentation complète et évolutive basée sur des modules de puissance de 250 ou 300 kVA permettant d’atteindre jusqu’à 2,1 MVA de puissance nominale. Pour des puissances inférieures, Legrand propose ses gammes Keor MOD (25-250 kW) et Trimod HE de 10 à 80 kW.
La nouvelle gamme Keor FLEX est une alimentation sans interruption (ASI) en ligne à double conversion triphasée conçue pour les centres de données, offrant une architecture modulaire entièrement échangeable à chaud qui assure une croissance sans interruption, optimisant le coût total de possession (TCO).
« Avec une efficacité allant jusqu’à 98,4 % en mode double conversion, le Keor FLEX réduit la consommation d’énergie et les coûts de refroidissement. Son design évolutif, prenant en charge jusqu’à 1,2 MW dans un seul cadre et extensible à 4,8 MW, permet un dimensionnement optimal de la puissance en fonction de la charge à protéger. La modularité entièrement échangeable à chaud, l’accès total par l’avant et le diagnostic prédictif permettent une maintenance et une opération de service faciles et confortables, réduisant les coûts et augmentant la disponibilité », explique Marc Marazzi, VP chez Legrand Data Center Europe.
Séverine Hanauer, directrice Segments stratégiques Télécom & Déploiement Edge, Europe du Sud de Vertiv, présente la dernière gamme d’onduleurs de puissance de la marque : « La nouvelle gamme d’ASI Vertiv Trinergy a été conçue afin d’optimiser la consommation électrique dans les datacenters, améliorant de manière significative l’efficacité énergétique tout en réduisant les coûts d’exploitation. C’est une solution intégrée qui associe performance et faible encombrement, permet d’économiser 30 % de surface au sol et offre un rendement en double conversion exceptionnel jusqu’à 97,1 % ou 99 % avec le mode Dynamic Online. Ce taux de rendement supérieur réduit le gaspillage d’énergie et les besoins de refroidissement. Ceci permet la diminution de la consommation électrique globale et des coûts d’exploitation des datacenters, tout en garantissant que les opérations critiques sont protégées en permanence par une alimentation fiable et ininterrompue.
Vertiv Trinergy se distingue par sa conception avancée et sa flexibilité inégalée. L’une de ses principales caractéristiques est l’intégration transparente avec diverses sources d’énergie, y compris les batteries lithium-ion et nickel-zinc, lui permettant d’offrir une alimentation de secours adaptable et personnalisée à une variété de besoins opérationnels. De plus, les fonctionnalités de partage d’alimentation continue de Vertiv Trinergy à travers plusieurs sources d’énergie permettent une gestion d’alimentation fiable, même pendant les charges variables. Cette fonctionnalité est entièrement optimisée pour l’intégration avec un appareillage électrique sur skids et des modules d’alimentation, offrant un niveau supérieur de flexibilité pour la gestion de l’alimentation secourue. »
Vertiv Trinergy peut également être associé à un tableau de distribution conçu pour former un bloc unique sur le site du client : Vertiv PowerNexus. « C’est une solution idéale pour les opérateurs de datacenters qui souhaitent accélérer le déploiement informatique, explique Séverine Hanauer, en particulier pour les clients de l’hyperscale et de la colocation qui mettent en œuvre des modules d’alimentation et des skids d’alimentation. Il permet de répondre à leurs principales priorités, notamment simplifier l’installation et optimiser l’encombrement des équipements techniques pour laisser plus d’espace aux salles informatiques génératrices de revenus.
Trois options d’intégrations sont possibles :
- Intégration sur site : produits conçus pour l’interconnexion électrique, mécanique et numérique ;
- intégration dans un skid : produits disposés de manière optimale sur un skid connecté électriquement, mécaniquement et numériquement ;
- intégration dans une armoire : produits préintégrés dans une armoire connectée électriquement, mécaniquement et numériquement.
L’intégration du Vertiv PowerNexus est réalisée en usine, permettant d’économiser du temps d’installation sur le site. Le système intégré Vertiv EPMS (energy and power monitoring system) avec surveillance de l’énergie intégrée rend le système plus sûr, plus fiable et plus exploitable dès sa mise en service en augmentant la visibilité et en réduisant le nombre d’interconnexions. »
Le refroidissement des datacenters doit s’adapter à l’augmentation de puissance des racks de l’IA
Comme le rappelle Jean-Pierre Tournemaine, l’évolution rapide de la puissance des racks, qui vont passer rapidement de 20-30 kW à plus de 120 kW en fonction de l’apparition de nouveaux GPU, demande de nouvelles solutions de refroidissement :
« Plusieurs approches, dans ce contexte :
- une approche courante est le refroidissement à air, où l’on utilise des échangeurs de chaleur de porte arrière en combinaison avec le refroidissement à air. Cette méthode permet de transférer la chaleur à l’extérieur des serveurs ;
- le refroidissement par immersionimplique d’immerger les serveurs et autres composants dans un liquide ou un fluide diélectrique thermoconducteur ;
- le refroidissement liquide direct-to-chipfonctionne en faisant circuler un liquide de refroidissement à travers des plaques froides situées au-dessus des sources de chaleur à l’intérieur des ordinateurs. Ces plaques évacuent la chaleur lorsque le liquide circule, permettant ainsi de refroidir plus efficacement les composants.
Face à la croissance continue de l’IA, les centres de données doivent coordonner étroitement le refroidissement par liquide et par air, en adoptant une stratégie hybride pour optimiser l’efficacité et les performances. »
Réduire les consommations d’énergie et l’empreinte environnementale
Carrier développe son offre CVC pour les datacenters en insistant sur la responsabilité environnementale et la nécessité de décarbonation de ces datacenters à prendre en compte dès leur conception.
« Plusieurs éléments sont donc à prendre en considération, tels que l’optimisation du PUE (Power Usage Effectiveness), l’utilisation intelligente de l’énergie et de la chaleur, limiter le renouvellement des équipements, mesurer la consommation instantanée du parc de machines… L’utilisation de fluide à bas GWP, la récupération de chaleur, le free cooling et l’amélioration des performances machines sont autant de technologies que Carrier met en place pour aider à réduire l’empreinte carbone des datacenters.
Carrier vient de lancer une gamme de groupes de production d’eau glacée à hautes performances pour les datacenters, étudiée pour utiliser le moins d’énergie possible et abaisser les émissions de carbone, tout en permettant aux opérateurs de réduire leurs coûts d’exploitation. Avec plusieurs tailles disponibles comprises entre 400 kW et 2100 kW, ces groupes certifiés Eurovent et AHRI reprennent la formule éprouvée des compresseurs à vis Carrier, gage de rendement, de fiabilité et de longue durée de service.
Ces nouveaux groupes de production d’eau glacée à vis et condensation par air AquaForce 30XF sont 100 % vitesse variable et équipés d’un free cooling hydraulique intégré, une association permettant des économies d’énergie pouvant atteindre 50 % en free cooling total.
Proposés avec un fluide frigorigène HFO à potentiel de réchauffement global ultra-bas, le R-1234ze(E), ces groupes sont particulièrement résilients grâce à leur système de redémarrage ultrarapide qui, en cas de coupure de courant, est capable de revenir à 100 % de la puissance frigorifique dans les 2 minutes qui suivent le rétablissement du réseau électrique. C’est la garantie que les serveurs sensibles ou critiques sont en permanence refroidis et les données protégées. »
Refroidissement par porte arrière
L’échangeur de chaleur à eau de porte arrière ou Rear Door Cooling (RDC) est conçu pour gérer le refroidissement de charges thermiques élevées dans les racks de serveurs GPU, de calcul HPC ou de stockage haute densité. La chaleur dissipée par les équipements sera évacuée par un échangeur de chaleur air-eau et transférée dans le circuit d’eau de la salle informatique. Le RDC s’installe à l’arrière des racks d’équipements.
Legrand propose des solutions de refroidissement de la porte arrière ColdLogik/USystems. Pour Scott Bailey, CE0 de Legrand-USystems, « ces solutions ColdLogik/USystems, allant du refroidissement en rangée aux RDX (Rear Door Heat Exchanges), présentent l’avantage d’être une véritable solution évolutive et flexible qui utilise la tuyauterie existante des clients, réduisant ainsi les dépenses d’investissement initiales pour établir des solutions à plus haute densité. À titre d’exemple, les RDX ont maintenant la flexibilité de refroidir une armoire de 20 kW, avec la possibilité de l’adapter à 100-200 kW, car la technologie de l’IA et les solutions de calcul élevé augmentent leur demande d’alimentation et de refroidissement à la demande.
À l’heure actuelle, la solution de porte arrière est un moyen très efficace et rapide d’avoir une véritable flexibilité sur la croissance de la demande pour les entreprises de centres de données. Au fur et à mesure que nous constatons l’augmentation de la puissance et du refroidissement avec divers modèles d’IA et fabricants de puces, vous verrez diverses solutions de refroidissement hybrides. Une solution hybride typique que nous voyons actuellement sur le marché est une solution de refroidissement direct à la puce, avec un modèle de porte arrière pour permettre une véritable croissance flexible et évolutive ».
Marc Marazzi, VP chez Legrand Data Center Europe, ajoute : « Nos refroidisseurs de porte arrière ColdLogik permettent de refroidir jusqu’à 200 kW/rack en utilisant 800 watts de puissance pour cette porte arrière particulière. Maintenant, si nous imaginons ce que coûte le fonctionnement d’une unité CRAC pour fournir cela, c’est incroyablement inefficace par rapport à ce qu’un refroidisseur de porte arrière peut réaliser. Et avec les refroidisseurs de porte arrière, vous pouvez commencer petit, donc vous refroidissez, disons, 72 racks, et si vous avez besoin de plus, vous ajoutez simplement des ventilateurs. »
Vertiv vient d’annoncer le lancement de Vertiv CoolLoop RDHx, un échangeur de chaleur (RDHx) haute densité à eau glacée conçu pour prendre en charge les exigences thermiques croissantes de l’IA, du calcul haute performance (HPC) et d’autres charges de travail informatiques à forte densité de puissance. Désormais disponible dans le monde entier avec des capacités allant jusqu’à 80 kW par rack, la solution est une extension de la famille d’échangeurs de chaleur à porte arrière Vertiv Liebert DCD.
Le Vertiv CoolLoop RDHx est un remplacement de porte de refroidissement par air compact et économe en énergie, qui peut être déployé en tant que solution autonome ou prendre en charge le refroidissement liquide directement sur puce. Le module de ventilation intégré au système offre un contrôle précis du flux d’air, réduisant la consommation d’énergie tout en optimisant les performances de refroidissement.
« Le Vertiv CoolLoop RDHx dispose d’une configuration de porte arrière peu encombrante et s’intègre parfaitement à la boucle de refroidissement liquide, simplifiant la dissipation de chaleur tout en maintenant l’efficacité et l’évolutivité pour les environnements à haute densité. », commente Séverine Hanauer.
Refroidissement liquide direct-to-chip
Le refroidissement « direct sur puce » ou « direct-to-chip » (D2C) consiste à établir une boucle de refroidissement, un liquide froid étant envoyé vers les « cold plates » montées sur les composants les plus chauds (CPU ou GPU). La chaleur absorbée est ensuite renvoyée vers une unité de distribution de liquide de refroidissement (CDU), puis vers un échangeur de chaleur.
Séverine Hanauer explique le fonctionnement de ces CDU et comment ils s’intègrent dans tout le système de refroidissement de la salle informatique : « Le refroidissement DLC (Direct Liquid To Chip) nécessite de positionner un CDU (Coolant Distribution Unit) à côté de la baie ou des baies informatiques à très haute densité qu’il doit refroidir.
Le CDU est un équipement sous forme d’armoire qui se place dans l’alignement de la baie informatique afin de réduire au maximum la longueur du circuit d’eau refroidie en sortie, qui va venir alimenter la ou les baies informatiques. Il ne remet donc pas en cause le principe d’une architecture de baies disposées en rangées.
Si le système CDU est à technologie liquide/liquide, la mise à disposition d’un réseau d’eau tempérée dans la salle informatique est nécessaire pour son fonctionnement.
Si le système CDU est à technologie air/liquide, dans ce cas, pas de réseau d’eau tempérée requis sur le site, la chaleur est rejetée directement dans la salle informatique.
Dans les deux cas, la salle informatique doit disposer également d’un système de refroidissement classique en rangée ou en périphérie (à base d’eau glacée ou à détente directe), car le système DLC ne peut assurer seul 100 % des besoins de refroidissement d’une baie en extrême densité.
La puissance de refroidissement classique en parallèle du système DLC doit représenter, en général, entre 15 % et 100 % de la puissance du CDU : ceci est fonction de la technologie DCL liquide/liquide ou DLC air/liquide appliquée dans la salle informatique et de la présence d’autres types d’équipements IT et de refroidissement dans le même espace. »
En étroite collaboration avec des hyperscalers et des OEM de serveurs, Rittal a développé une unité de distribution de refroidissement (CDU) modulaire qui offre une capacité de refroidissement de plus de 1 MW. La CDU utilise un refroidissement liquide direct basé sur l’eau – et constitue donc un exemple de nouvelles technologies d’infrastructure informatique qui sont des catalyseurs pour les applications d’IA.
Pour Luc Alsenne, Business Developer de Rittal-Efirack, « grâce à la modularisation et aux avantages de conception de l’Open Rack V3, dont Rittal a fait progresser le développement dans le cadre de l’Open Compute Project (OCP), le serveur du rack est connecté aux entrées et sorties centrales du circuit d’eau via des connexions standardisées au niveau du collecteur. L’alimentation est fournie par le jeu de barres CC standardisé du rack. Les unités fonctionnelles de la CDU, telles que l’unité de commande centrale et plusieurs unités de circulation de liquide de refroidissement (CCU), sont entièrement modulaires et peuvent être facilement glissées dans le rack. Ce concept offre un avantage majeur en termes de service : les composants tels que le contrôleur, les capteurs, les filtres et les unités de pompage de la solution In-Row peuvent être entretenus pendant le fonctionnement et facilement remplacés par “remplacement à chaud” ».
Pour Schneider Electric, « en moins de 5 ans, on est passé d’une densité de 40 kW/rack à plus de 120 kW/rack pour les GPU les plus énergivores. Le refroidissement liquide est nécessaire dès que la densité de puissance dépasse 50 kW/rack, ce qui est aujourd’hui la majorité des nouveaux datacenters en projet. Nous proposons des groupes de climatisation avec refroidissement à l’air extérieur couplé à de l’air refroidi et, associée à ces groupes, une centrale de distribution d’eau qui permettra de refroidir avec de l’eau glycolée directement sur les composants critiques tels que les GPU, dont la densité ne fait qu’augmenter ».
Schneider Electric a finalisé l’opération annoncée d’acquisition d’une participation majoritaire dans Motivair Corporation, une entreprise spécialiste du refroidissement liquide et des solutions avancées de gestion thermique pour les systèmes de calcul haute performance. Selon les termes de la transaction, le spécialiste de la transformation numérique de la gestion de l’énergie et des automatismes a fait l’acquisition d’une participation initiale de 75 % au capital de Motivair. Le groupe compte acquérir les 25 % de participation minoritaire restant en 2028.
Refroidissement par immersion
Le refroidissement par immersion consiste à immerger les serveurs dans de grands bacs remplis d’huile de synthèse diélectrique (non-conductrice d’électricité). Le système repose sur une recirculation du fluide en circuit fermé grâce à une pompe et à un échangeur thermique qui peut permettre la récupération de la chaleur fatale.
Comme l’explique Frédéric Delpeyroux, CEO de TotaLinux & ITrium, développeur de solutions de refroidissement par immersion, « la solution innovante d’ITrium est constituée de trois sous-ensembles :
- Le matériel informatique
- Le bac d’accueil du matériel informatique avec son liquide
- L’échangeur thermique qui régule la température
Ce type de refroidissement nécessite un fluide qui a des propriétés particulières (diélectrique et caloporteur). Il est de plus non toxique, ininflammable et biodégradable. Le principe consiste en une recirculation du fluide en circuit fermé par le biais d’une pompe couplée à un échangeur externe afin d’en assurer le refroidissement.
Les avantages de notre solution sont nombreux : aucune émission de CO2 et de GES, pas de consommation d’eau, aucun risque d’incendie, aucune variation de température des équipements électroniques, aucune humidité ou poussière. L’infrastructure est simple, beaucoup moins coûteuse et respectueuse de l’environnement ».
Un premier datacenter ITrium, dédié à l’IA et au HPC, d’une puissance de 1 MW est en cours d’installation à Jouy-en-Josas (Yvelines).
Une solution pour s’adapter aux températures d’eau fluctuantes des applications HPC ou IA
Vertiv a ajouté à son offre une nouvelle solution pour le refroidissement liquide et par air de l’IA : le Vertiv™ CoolLoop Trim Cooler. C’est une solution efficace et peu encombrante, conçue pour fonctionner avec des températures d’eau fluctuantes communes aux applications IA et HPC. « S’intégrant parfaitement aux environnements à haute densité refroidis par liquide, le VertivCoolLoop Trim Cooler offre une efficacité opérationnelle et s’aligne sur les besoins évolutifs du secteur pour des solutions de refroidissement compactes et efficaces en énergie. Il offre jusqu’à 70 % de réduction de la consommation annuelle d’énergie de refroidissement grâce au free cooling et au fonctionnement mécanique, et 40 % d’économie d’espace par rapport aux systèmes traditionnels. Conçu pour répondre aux défis des usines d’IA modernes, le système supporte les températures fluctuantes de l’eau fournie jusqu’à 40 °C et la fonctionnalité de la plaque froide à 45 °C.
Le Vertiv™ CoolLoop Trim Cooler utilise un réfrigérant à faible PRG et offre une puissance de refroidissement évolutive jusqu’à près de 3 MW dans la configuration refroidie par air. Grâce à des batteries de free cooling optimisées pour les températures ambiantes supérieures, le système est conçu pour fonctionner en mode free cooling dans davantage de saisons et de conditions, pour une consommation électrique et des émissions de CO2 réduites. Il est conforme aux restrictions de la réglementation européenne F-GAS de 2027, évitant de devoir procéder à des reconceptions coûteuses ou à des mises à niveau de l’infrastructure pour répondre à cette future exigence réglementaire ».
Un jumeau numérique des datacenters pour simuler les besoins en énergie des infrastructures d’IA
En s’appuyant sur le projet NVIDIA Omniverse™ pour les jumeaux numériques des infrastructures d’IA, Schneider Electric s’est associé à ETAP pour développer des jumeaux numériques qui rassemblent plusieurs sources pour les systèmes mécaniques, thermiques, électriques et de mise en réseau.
« La technologie de modélisation sophistiquée d’ETAP créera une réplique virtuelle de l’infrastructure électrique d’un centre de données, et la combinera avec des données en temps réel, des analyses avancées et des informations sur les systèmes d’énergie. Des algorithmes intelligents analysent et prédisent la consommation d’énergie et les schémas de distribution », explique Schneider Electric.
Alors que l’adoption de l’IA s’accélère, les start-ups, les entreprises, les fournisseurs de colocation et les géants d’internet doivent repenser la conception et la gestion des centres de données pour répondre au besoin croissant en efficacité énergétique.
Jean-Paul Beaudet
