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La chaleur fatale dans le data center
Les data centers, qui fonctionnent sans interruption 24 heures sur 24, 365 jours par an, présentent les caractéristiques d'exigences de densité de flux thermique, de consommation d'énergie et d'émission de carbone élevées. Ils sont à ce titre d'importants producteurs de chaleur résiduelle, provenant principalement du fonctionnement ininterrompu des équipements informatiques et des systèmes de refroidissement.
La chaleur est une énergie, dont la production est liée à la consommation dʼénergie, et qui par les émissions de carbone et de chaleur résiduelle présente un risque de détérioration de lʼenvironnement. Il est donc essentiel d'améliorer l'efficacité énergétique des data centers afin de réaliser des économies d'énergie et d'atténuer la détérioration de l'environnement.
A ce titre, les technologies de récupération de la chaleur résiduelle sont considérées comme des approches prometteuses pour améliorer l'efficacité énergétique, réaliser des économies d'énergie et de coûts énergétiques, et atténuer les impacts environnementaux.
Pour réduire la consommation d'énergie des data centers tout en garantissant leur fonctionnement sûr, deux types d'actions peuvent être prises afin de remédier aux inefficacités de charge informatique et à améliorer l'efficacité de refroidissement.
Réduire la consommation électrique des équipements informatiques, par exemple par lʼamélioration de la virtualisation des semi-conducteurs et des serveurs. Mais la course à la puissance, en grande partie avec les GPU de lʼIA, limite son efficacité.
Améliorer l'efficacité de refroidissement en CVC par :
Le remplacement ou la complémentarité des sources de refroidissement du système de climatisation conventionnel (air cooling gratuit, water cooling gratuit, refroidissement par changement de phase et par évaporation) ;
Lʼamélioration de l'efficacité énergétique (gestion du flux d'air et récupération de chaleur perdue, l'optimisation de l'équipement de refroidissement).
La consommation énergétique et la densité de flux thermique élevées des data centers permettent de les considérer comme une source de chaleur pérenne et stable, qui fournirait une quantité continue et importante de chaleur résiduelle. Traditionnellement rejettée à lʼextérieur, cette chaleur considérée comme perdue peut être réutilisée. Elle est même considérée comme l'une des méthodes les plus prometteuses de conservation de lʼénergie.
Cependant, la récupération de chaleur dans les data centers présente un défi majeur, le faible niveau de température lié à la limitation de la température de fonctionnement des équipements informatiques. Cʼest ainsi que cette chaleur est considérée comme étant de faible qualité, dont la qualité thermique doit être améliorée par des pompes à chaleur pour répondre aux besoins de chaleur. Mais dans le même temps, l'utilisation des échangeurs de chaleur et des pompes à chaleur peut servir à une variété d'utilisations.
Les méthodes de récupération et dʼexploitation de chaleur perdue possibles dans le data center comprennent le chauffage et l'approvisionnement en chauffage urbain, la production de froid dans un cycle d'absorption ou de refroidissement par adsorption, la production d'électricité, la production de combustible de biomasse, etc. Une grande partie dʼentre elles réduisent les besoins en énergie ainsi que des émissions de carbone.
