A. L’ÉCO-CONCEPTION
Lors d’un processus classique de conception, l’une des premières étapes essentielles est l’expression du besoin : identifier quel est le besoin, où il se situe, comment souhaitons-nous y répondre et sur quelle temporalité. Ce sont les mêmes questions que nous pouvons nous poser en phase de conception d’un Datacenter, et les réponses à ces questions sont déterminantes dansle cadre d’un engagement vers une démarche Datacenter écoresponsable.
BIEN DIMENSIONNER SON DATACENTER
d’énergie importantes.
Selon une étude menée par l’AGIT auprès de plus de 367 entreprises de tout secteur d’activité, seulement 12% d’entre elles ont un taux de charge moyen qui dépasse 60%. Il est également intéressant de noter que 72% des entreprises interrogées ont répondu ne pas connaître le taux de charge de leur(s) salle(s) informatique(s). (37)
A ce titre il est possible, dès la construction, et sans surcoût, de favoriser des conceptions modulaires et flexibles (Cf BodenType DC), qui permettent de n’investir que dans les « utilités » strictement nécessaires à l’exploitation des serveurs réellement en fonctionnement. D’autant plus que, selon une étude menée par DCD Intelligence, le coût d’un Datacenter modulaire peut être 14% inférieur à celui d’un Datacenter traditionnel.
ÉTUDIER JUDICIEUSEMENT LA LOCALISATION DE SON DATACENTER
- Localiser son Datacenter dans une zone à température ambiante faible, afin d’optimiser l’utilisation des équipements de refroidissement ;
- Localiser son Datacenter dans un endroit où la chaleur perdue peut être utilisée (cf Datacenter park Stockholm). La récupération de la chaleur peut servir à chauffer des bureaux, ou des locaux industriels ;
- Localiser son Datacenter dans une zone où la production d’énergie renouvelable est efficace et complémentaire (complémentarité soleil, vent par exemple). L’implantation du Datacenter doit aussi être pensée de telle sorte à ne pas provoquer de nuisances sonores ou visuelles dans un périmètre urbain notamment.
ÉCOCONCEVOIR SES SERVICES NUMÉRIQUES
Pour réduire les impacts des centres de données, il faut également optimiser les applications et logiciels qui y tournent, et les concevoir de manière à ce qu’ils aient un impact environnemental moindre. L’écoconception s’applique donc également à ces derniers. On parle d’écoconception des services numériques.
L’écoconception appliquée aux services numériques est définie et présentée dans un livre blanc de l’AGIT « L’écoconception des services numériques » (39) . Un service numérique répond à un besoin spécifique, il a une ou plusieurs fonctionnalités et des utilisateurs. Il est considéré comme l’association :
- d’équipements permettant de stocker, manipuler, afficher des octets (serveurs, terminaux utilisateurs, box ADSL, etc.) ;
- d’infrastructures qui hébergent et relient les équipements (réseaux opérateurs et centres données notamment) ;
- de plusieurs logiciels empilés les uns sur les autres, qui s’exécutent au-dessus des équipements ;
- d’autres services numériques tiers éventuels.
Ce livre blanc est l’un des premiers à définir, à poser les bases de la conception des services numériques durables et à monter les bénéfices liés à l’écoconception. Ces dernières années, d’autres référentiels ont vu le jour et ont apporté des compléments. Il s’agit entre autres du référentiel de la DINUM (40) et plus récemment de celui de l’AFNOR (41).
Ces référentiels fournissent des critères vérifiables et permettant de réaliser un audit de conformité du service numérique, via un auto-audit ou un audit externe indépendant.
IDENTIFIER LA CONFIGURATION À DONNER À SON DATACENTER
Il convient de penser également à la configuration la plus optimale pour maîtriser les performances énergétiques de son Datacenter, et ce dès la phase de conception en menant une réflexion sur l’urbanisation des salles informatiques.
Cela comprend la notion de réaménagement de l’espace, afin de le rendre pratique et fonctionnel, tout en optimisant les performances énergétiques, en améliorant le dispositif d’alimentation électrique, et de climatisation.
L’urbanisation va majoritairement se traduire par la mise en place d’allées chaudes et d’allées froides dans la salle informatique. Le concept allées chaudes, allées froides aligne les flux d’air des équipements de manière à créer des allées dont l’air provient uniquement des équipements (allée chaude) et des allées dont l’air provient uniquement de la climatisation (allée froide).
Parmi les techniques d’urbanisation, il existe aussi le confinement en salle informatique dont le but est de confiner et de séparer l’air froid du retour d’air chauffé par les équipements IT. Cette solution peut s’effectuer pour les Datacenters refroidis à l’air ayant une densité d’équipements installés supérieure ou égale à 1kW/m².
Computational Fluid Dynamics (CFD) est une méthode de calcul numérique qui offre des possibilités d’analyse uniques pour le dimensionnement et l’optimisation du refroidissement des salles informatiques.
La CFD permet une simulation numérique des débits et températures dans les salles informatiques et accélère ainsi la prise de décision pour une solution de climatisation.
L’analyse CFD est mise en oeuvre pour le contrôle IT des salles informatiques, afin d’améliorer la disponibilité, les capacités et l’efficience ainsi que pour minimiser les risques de panne et réduire les coûts.
ANTICIPER LE CHOIX DES ÉQUIPEMENTS TECHNIQUES À MOINDRE
IMPACT POUR L’ENVIRONNEMENT
- Le choix du free cooling (free cooling à air direct/indirect, free-chilling) : pour rappel, le système de refroidissement d’un Datacenter représente entre un et deux tiers de sa facture énergétique. La mise en place d’une solution de free cooling semble être une bonne option : Le free cooling consiste à utiliser l’environnement extérieur du Datacenter comme source d’air frais. Pour le free cooling direct, l’air froid est directement injecté dans le circuit d’air de refroidissement des équipements informatiques.
- Le free cooling indirect permet de s’affranchir des problématiques hygrométriques et de particules par l’intermédiaire d’un échangeur air/air. Le free-chilling permet la production d’eau de refroidissement en utilisant directement l’air extérieur (échangeur air/eau).
- Le choix des UPS modulaires : il est maintenant possible d’acheter des systèmes UPS modulaires, donc évolutifs en fonction des besoins. L’installation physique (transformateurs, câbles) est dimensionnée pour la charge maximale du Datacenter, mais les sources de pertes d’énergies (ex : les batteries) sont installées par modules, en fonction des besoins. Cette architecture réduit sensiblement les coûts d’immobilisation et de frais généraux fixes de ces systèmes. Dans les environnements de faible puissance les modules peuvent se brancher dans un support conçu à cet effet tandis que dans les installations plus importantes, les modules peuvent être des unités UPS entières.
ZOOM SUR
PROJET BODEN TYPE DC ONELa naissance d’un site de démonstration de Datacenter très efficace
Le principal objectif de ce projet est de démontrer, à l’échelle industrielle comment la consommation d’énergie du refroidissement peut être réduite de manière significative. L’innovation apportée par ce projet est une nouvelle combinaison d’équipements techniques existants sur le marché, mais qui n’a jamais été testée.
Quels sont les principes d’écoconception pris en compte ?
Les pierres angulaires du concept Boden Type DC sont :
- Refroidissement adiabatique par air frais L’air frais direct est soutenu par un refroidissement par évaporation en remplacement des systèmes de refroidissement basés sur la réfrigération
- Processus de contrôle pour maintenir l’efficacité énergétique Conception de bâtiments modulaires Construction modulaire qui permet une expansion simple du bâtiment sans compromettre l’efficacité énergétique et réduire les coûts
- Installations de services en module pour maintenir l’efficacité à mesure que la charge nette du Datacenter augmente ou se contracte.
- Conception d’un Datacenter dans lequel différents modules peuvent avoir différents niveaux de résilience pour répondre aux exigences de niveau de service local.
- Une électricité fournie par une source d’énergie renouvelable Programme qui utilise 100% d’énergie renouvelable Gestion active de la qualité de l’énergie par le générateur afin de démontrer comment l’énergie renouvelable peut être une solution rentable aux besoins en énergie d’un Datacenter
- Évaluation de l’utilisation de la chaleur perdue afin de fournir une solution rentable pour son utilisation Un climat favorable
- Projet conçu dans un lieu où le climat est favorable : en Suède.
ZOOM SUR
L’articulation entre foncier, numérique et énergie
Stockholm Data Parks initiative
Stockholm a développé récemment un programme qui oriente la localisation des Datacenters, en exigeant la récupération de leur chaleur excédentaire. Les Data Parks de Stockholm représentent une initiative majeure en termes de maîtrise de l’énergie et d’implantation des Datacenters.
La stratégie de ce projet est de canaliser le développement à venir de Datacenters en orientant leurs implantations sur des sites existants et dans des bâtiments construits ou à construire.
Quels sont les principes d’écoconception pris en compte ?
Le projet s’articule autour de deux principes :
- Mise à disposition de quatre sites d’accueil de Datacenters offrant :
> Une électricité renouvelable à des tarifs négociés ;> Une connexion à la fibre du bâtiment ;> Des démarches rapides et accompagnées pour les autorisations réglementaires ;> L’utilisation gratuite du réseau de froid de la ville quand le Datacenter est chargé à plus de 10MW.
- En échange :
> D’une contribution du Datacenter au système énergétique local via des équipements mutualisés de récupération de chaleur, également mis à disposition ;> Ou de la possibilité pour le Datacenter de gérer lui-même son refroidissement et de permettre le rachat par l’opérateur du site de la chaleur excédentaire à un prix reflétant ses coûts de production de chaleur alternative.
Le choix de Stockholm s’explique pour plusieurs raisons :
- Marché de la colocation dans les pays scandinave fortement concentré dans la région de Stockholm car principal centre d’affaires et de finance dans les pays nordiques ;
- Réseau unique de fibres noires déjà en place et connectivité exceptionnellement facile et accessible ;
- Climat : bien qu’il ne s’agit pas ici d’améliorer les conditions pour la mise en place de système de refroidissement efficient, le climat froid à son importante puisque cela signifie que la récupération de chaleur est une réelle valeur ajoutée dans ce contexte
