Avec plus de 7 millions de centres de données dans le monde consommant environ 2 % de la demande énergétique mondiale, tout ce qui peut accroître leur efficacité énergétique aura un fort impact environnemental. En moyenne, le refroidissement et la climatisation représentent 40 % de la consommation d’énergie d’un centre de données. Ainsi, les mesures précises du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC) sont essentielles à l’optimisation de la consommation d’énergie. Quelles mesures à mettre en place pour réduire la consommation d’énergie et améliorer la fiabilité des centres de données ? Anu Kätkä, Product Management of Global Portfolio chez Vaisala, nous livre son analyse.
Anu Kätkä Product Management of Global Portfolio chez Vaisala
Demande croissante pour les centres de données
La demande des centres de données ne fera qu’augmenter en raison des applications gourmandes en traitement comme la réalité virtuelle, l’IA et l’apprentissage automatique. En outre, le cloud computing gagne en importance et on assiste à une demande accrue de centres de données périphériques situés à proximité des utilisateurs finaux pour réduire la latence.
Cela signifie que la consommation d’énergie augmentera à mesure que davantage de centres de données seront mis en ligne et que les centres actuels se développeront. Selon les estimations d’une étude de Huawei Technologies, la consommation énergétique mondiale liée à l’informatique va probablement tripler d’ici 2030 par rapport aux niveaux actuels, aussi est-il urgent d’accroître l’efficacité énergétique des centres de données.
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La nécessité de devenir plus économe en énergie
L’efficacité énergétique (ou PUE en anglais) est l’indicateur le plus courant pour les centres de données qui se définit comme le rapport entre l’énergie totale utilisée dans le centre de données et l’énergie utilisée uniquement par l’équipement informatique. Dans le meilleur des cas, le PUE devrait être de 1. Cela signifie que toute l’énergie est dépensée pour l’équipement informatique et que l’infrastructure de support ne consomme rien. En réalité, le PUE typique des centres de données traditionnels est d’environ 2 et dans les sites à grande échelle d’environ 1,2. En 2020, le PUE moyen mondial était d’environ 1,6, ce qui signifie que près de 40 % de l’énergie utilisée dans les centres de données est consommée par des systèmes non informatiques.
Dans les centres de données, l’énergie nécessaire à alimenter le matériel constitue une part toujours plus importante de la consommation d’électricité globale. Selon des chiffres récents publiés aux États-Unis, la consommation d’électricité des data centers s’élève à 1,8 % de la consommation nationale totale. Une part importante de cette énergie (au-delà de la consommation de base des équipements informatiques) provient du refroidissement. Il faut également prendre en compte l’eau pure utilisée pour le refroidissement par évaporation, consommant toujours plus de ressources.
Le rôle critique du refroidissement et de la mesure
Le refroidissement et la climatisation absorbent la majorité de la consommation d’énergie non informatique dans les centres de données, et les coûts de refroidissement à eux seuls peuvent facilement représenter 25 % ou plus de la dépense énergétique totale. En effet, les racks de serveurs génèrent beaucoup de chaleur excessive qui doit être évacuée.
Le refroidissement peut être amélioré par une bonne conception et, surtout, par des mesures CVC précises. Si les relevés de température sont trop élevés, cela peut entraîner un refroidissement excessif et, par conséquent, une consommation d’énergie excessive. À l’inverse, si les relevés de température sont trop bas, cela peut entraîner un sous-refroidissement, ce qui augmente le risque d’indisponibilité imprévue du serveur. Même une erreur de mesure de 1 °C peut augmenter les coûts énergétiques de plusieurs millions d’euros sur une période de dix ans.
Des capteurs de qualité, un investissement modeste aux vues des risques
Des capteurs de haute qualité sont la clé pour contrôler efficacement les processus CVC et garantir des environnements intérieurs stables. Les capteurs qui offrent la meilleure durée de vie globale sont ceux qui sont précis, fournissent des mesures stables à long terme et sont faciles à entretenir. Du point de vue de la fiabilité et du coût, les capteurs CVC de haute qualité offrent de nombreux atouts. Il faut aussi tenir compte des conditions de mesure utilisées pour contrôler, la température et l’humidité étant extrêmement différentes avant et après la charge thermique (allées froides ou chaudes). Même de petites erreurs de mesure peuvent faire monter considérablement la facture énergétique, il est donc intéressant d’opter pour des instruments de qualité, tout en les positionnant de manière optimale pour avoir des résultats fiables.
Au regard des données critiques d’une valeur de plusieurs milliards de dollars traitées et stockées dans les centres de données, les serveurs énergivores doivent être maintenus dans des conditions de température et d’humidité idéales pour éviter les temps d’arrêt. L’investissement est modeste par rapport aux avantages que des mesures précises peuvent apporter. Cela s’inscrit dans la lutte contre le réchauffement et la sobriété énergétique, tous les secteurs doivent tendre vers une diminution de leur consommation et les data centers ne font pas exception.