la puissance absorbée (watt)
La puissance absorbée traduit la puissance nécessaire, à un instant donné, pour alimenter électriquement les systèmes informatiques. Cette valeur est fondamentale pour déterminer la capacité des dispositifs de fourniture électrique à chaque niveau de mesure. Cette puissance se mesure en Watt. Il est important de noter que la puissance des alimentations électriques des systèmes informatiques n’est pas du tout représentative en général de la puissance absorbée. Pour obtenir cette dernière, dont la valeur évolue avec la charge CPU notamment, il est indispensable de procéder à une mesure physique ou à minima d’utiliser des valeurs issues des capteurs internes des équipements concernés.
le courant résiduel (ma)
Le courant résiduel ou courant de fuite se mesure en mA. Par nature les équipements informatiques et particulièrement les alimentations électriques de ces derniers sont susceptibles de générer des courants de fuite. En France, avec l’application de la norme NF C 15 100, ces derniers sont susceptibles de générer un courant de fuite maximal de 3.5 mA ou 5% du courant nominal. Au-delà d’un certain seuil (usuellement 30 mA), celui-ci est susceptible de générer un déclenchement du disjoncteur. Avec la multiplicité du nombre d’équipements raccordés sur une même source il convient donc de s’assurer de rester en deçà de ce seuil.
L'intensité (a)
L’intensité se mesure en Ampère. Celle-ci est représentative de la charge des systèmes et l’adéquation par rapport aux seuils des équipements de distribution électrique. On notera que ces équipements ont une marge d’erreur minime et qu’un dépassement génère une disjonction. Cette mesure doit par ailleurs être consolidée en fonction des différentes sources électriques qui se cumulent en cas de rupture de l’une d’elles.
la tension (v)
Mesurée en Volt cette tension doit rester dans les plages nominales des équipements informatiques situées en général entre 220 et 240 volt en monophasé.
le facteur de puissance (cosphi)
Le facteur de puissance est une caractéristique d’un récepteur électrique. Pour un équipement électrique alimenté en régime de courant variable au cours du temps, il est égal à la puissance active consommée (en Watt), divisée par le produit du courant et de la tension (soit la puissance apparente en Volt.Ampère). Il est toujours compris entre 0 et 1, 1 étant la valeur idéale. Le facteur de puissance est un paramètre qui rend compte de l’efficacité qu’a un équipement électrique pour consommer de la puissance lorsqu’il est traversé par un courant.
Un facteur de puissance trop faible est susceptible d’entrainer des problèmes (surdimensionnement requis, échauffements …) dans le Data center. Sa surveillance permettra d’identifier les anomalies éventuelles.
les facteurs influents
La performance environnementale d’un Data center dépend de nombreux paramètres ayant un impact significatif, certains de ces paramètres sont externes, tels que le mix énergétique ou les conditions météorologiques, d’autres sont liés aux consignes de conduite des installations comme la température en salle informatique, l’hygrométrie et les débits d’air et le taux de charge.
mix énergétique
Le mix énergétique qui dans la plupart des Data centers est représenté par le mix électrique correspond à la répartition des moyens de production utilisés par le fournisseur d’électricité. Chaque mix électrique a des impacts environnementaux différents et dès lors que l’on s’intéresse à des impacts globaux, il convient de s’intéresser à plusieurs paramètres du mix énergétique du fournisseur d’électricité.
Comment le mesurer ?
Le mix énergétique n’est pas mesuré directement par l’opérateur de Data center. Depuis le 1er juillet 2004, le décret d’application de la directive européenne 2003/54/CE du 26/06/03 fait obligation aux fournisseurs d’électricité, d’indiquer à tous leurs clients les deux informations suivantes :
- Répartition entre les différentes sources d’énergie utilisées pour fournir l’électricité
- Contenu en CO2 et en déchets radioactifs par kWh fourni
conditions météorologiques
Type : Mesuré
Partie du Data Center : Infrastructure
Les conditions climatiques vont influer sur la performance environnementale du Data center, notamment la température et l’hygrométrie de la zone d’implantation.
Comment les mesurer ?
Ces données sont fournies par les stations météorologiques réparties sur le territoire, les Data centers sont parfois équipés de moyens de suivi des conditions climatiques (voir après température et hygrométrie).
taux de charge
Type : Mesuré
Partie du Data Center : Infrastructure
Partie du Data Center : Infrastructure
Le taux de charge électrique est un facteur important car il représente l’utilisation réelle des infrastructures du Data center. Le taux de charge électrique s’exprime en pourcentage. Les Data centers avec un faible taux de charge ont une moins bonne performance environnementale, les Data centers avec un taux de charge trop élevé peuvent présenter des risques opérationnels sur la charge qui est mal répartie.
Comment le calculer ?
Taux de charge (%) = P appellée/P installée
P appellée = Puissance réellement appelée par les équipements IT hébergés dans le Data center.
P installée = Puissance totale disponible pour alimenter les équipements IT. Attention à prendre en compte la redondance.
Hygrométrie
Type : Mesuré
Partie du Data Center : Infrastructure et informatique
Partie du Data Center : Infrastructure et informatique
De faibles niveaux d’humidité représentent une menace pour le Data center. Ils peuvent engendrer des défaillances d’équipement en raison d’électricité statique accumulée à des points d’humidité faible. En revanche, un trop grand taux d’humidité dans l’air peut détruire les données stockées dans les serveurs. Il est donc important de surveiller cette hygrométrie pour garantir le bon fonctionnement de son Data center.
Les sondes d’hygrométrie mesurent l’humidité relative, c’est-à-dire le rapport entre le contenu en vapeur d’eau de l’air et sa capacité maximale à en contenir dans les mêmes conditions de pression et de température.
Les directives thermiques de l’ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), préconisent des conditions environnementales applicables à l’air entrant dans chaque équipement informatique. Ces préconisations portent sur la température et l’humidité de l’air. L’air envoyé par les armoires de climatisation dans une allée froide va se réchauffer en montant (en particulier si les allées ne sont pas confinées), les conditions environnementales à l’entrée des équipements placés en haut des baies doivent donc particulièrement être surveillées. Les mesures devront être réalisées dans cette zone.
Le tableau « Thermal Guidelines for Data Processing Environments ») de l’ASHRAE préconise les limites suivantes pour les équipements IT d’un Data center de Classe 1 (se reporter au document complet pour les autres classes). La classe A1 correspond à un centre de données dans lequel les conditions environnementales sont très strictement contrôlées et où les niveaux de service requis sont critiques.
L’augmentation du taux d’humidité et de la température d’air permet de réduire la charge de travail du système de refroidissement et augmente les opportunités de faire du Free-Cooling, et donc par conséquent de faire des économies d’énergie.
Comment les mesurer ?
Pour mesurer l’hygrométrie de l’air, il existe des capteurs d’hydrométrie de différents types. Lorsqu’ils sont raccordés à un système de contrôle, on en positionne un par couloir froid au milieu de la travée, suffisamment loin des sorties de climatiseurs. Nombre de capteurs de température mesurent également l’hygrométrie de l’air. C’est le cas par exemple des enregistreurs autonomes. Les capteurs d’hygrométrie reposent sur la capacité d’un condensateur dont le diélectrique est hydrophile.
Capteur autonome (type pile) : Une minuscule ouverture utilise un filtre spécial qui permet à la vapeur d’eau de passer et d’atteindre le capteur d’hygrométrie en repoussant l’eau sous sa forme liquide.
Capteurs capacitifs : Une couche polymère sensible à l’humidité est déposée sur un substrat de verre et reliée à deux électrodes. Du fait de la prise d’eau, la capacité du condensateur se modifie. Le signal de mesure est directement proportionnel à l’humidité relative et indépendant de la pression ambiante.
la température
Type : Mesurée
Partie du Data Center : Infrastructure
Partie du Data Center : Infrastructure
Les équipements informatiques et télécom hébergés dans les salles informatiques du Data center fonctionnent en continu et dégagent de la chaleur (pour 1kWh électrique consommé, un serveur dégage 1kWh de chaleur).Afin de garantir le bon fonctionnement des équipements IT et de surveiller le process de climatisation, il est essentiel de mesurer la température de l’air à plusieurs points clés du Data center :
- Dans les salles informatiques, au niveau des baies en face avant et/ou face arrière
- Au niveau du départ et/ou du retour des climatisations
- Au niveau des prises d’air extérieures du Data center
- Au niveau des prises d’air des équipements fonctionnant en free-cooling
Il existe de nombreux dispositifs pour mesurer la température de l’air. Ces dispositifs utilisent deux principes de mesure : le thermocouple ou la sonde à résistance de platine.
On distingue différents moyens de mesure pour la température.
- Thermocouple : La mise en contact de deux matériaux différents génère une tension aux bornes de deux fils (effet Seeback). Cette tension dépend de la température mesurée.
- Sonde à résistance de platine Pt100 : Il s’agit d’une résistance à coefficient de température positif variant en fonction de la température. Plus la température est élevée, plus la valeur de la résistance est grande.
- Enregistreur autonome de température (relevés instantanés ou différés) : Un boîtier avec interface USB transfère le relevé de plusieurs enregistreurs vers un PC. Ces enregistreurs sont déposés dans les filtres des armoires de climatisation (ACU) pour suivre le fonctionnement des ACU en reprise, collés avec des pastilles adhésives sur les portes de baies, ou en sortie d’ACU etc. Ils sont utilisés dans le cadre d’audits.
- Thermomètre à sonde de température (relevés instantanés) : Une interface USB fait remonter les valeurs mesurées vers un PC. Ce dispositif est adapté aux mesures en salle lorsqu’on se déplace en plusieurs endroits, il permet une grande mobilité.
- Enregistreur autonome de température sans fil (relevés instantanés ou différés) : Les mesures sont stockées dans l’appareil et envoyées à intervalles réguliers vers l’ordinateur (en cas d’alarme, l’information est envoyée directement à l’ordinateur). Ces enregistreurs sont fixés en haut des portes de baies, sur des poteaux de la salle, pour faire remonter en temps réel les températures d’air mesurées. Ils peuvent être utilisés pour le déclenchement d’alarmes.
- Capteur de température pour remonter vers un système de surveillance (relevés instantanés) : Une connexion RJ45 permet de se connecter à une carte réseau. Ces capteurs de température sont en général fixés sur les portes des baies grâce à un petit support mécanique et surveillent régulièrement la température de l’air en des endroits précis. Reliés à une carte de gestion réseau, ils transmettent des informations qui vont servir à déclencher d’éventuelles alarmes en s’appuyant sur des protocoles de communication (SMTP, Web, ModBus, RMS etc.).
- La thermographie infrarouge : Utiliser une caméra infra-rouge (IR) pour capturer des images thermiques est une technique de mesure efficace. L’approche repose sur le fait que les ouvertures prennent la température de l’air qui les traverse. Les images IR renseignent donc sur la température de l’air, et permettent de voir non seulement les points chauds mais aussi la distribution de température à travers les baies et l’IT. Il faut malgré tout avoir à l’esprit que l’émissivité des surfaces modifie la température enregistrée par la caméra. Ceci peut conduire à des erreurs d’interprétation lors de la déduction des températures. Certaines caméras permettent de corriger la légende de température en fonction des émissivités des surfaces. Des mesures avec des capteurs de température permettent aussi de calibrer les images.
Les débits d'air
Type : Mesuré
Partie du Data Center : Infrastructure
Partie du Data Center : Infrastructure
Dans une salle classique avec un plancher surélevé, les armoires de climatisation, mises en place pour assurer le refroidissement des équipements, vont fournir un certain débit d’air global à la salle. Ce débit va se répartir au niveau des dalles perforées du plancher technique, de manière non homogène. En effet, la position des dalles, leur taux d’ouverture, l’encombrement sous le plancher technique (câblage, tuyaux etc.) va impacter le débit sortant par chaque dalle et donc la capacité à refroidir les équipements IT qui se trouvent à proximité dans les baies. Il est donc important de mesurer les débits d’air en sortie de dalles perforées pour évaluer la capacité de refroidissement dans cette zone. Un défaut de débit d’air pourrait entraîner la surchauffe d’équipements.
Comment le mesurer ?
Pour les mesures de débit d’air, on a recours à un balomètre. Le flux d’air est collecté dans la hotte du balomètre, ce qui permet de déterminer le débit moyen affiché directement sur un afficheur au niveau de l’embase. Une des méthodes utilisées repose sur la détermination du débit volumétrique par prise de vitesses et de pression différentielle type tube du Pitot. Ce dispositif en forme de croix (grille de Wilson) est aussi utilisé pour mesurer le débit d’air à travers les zones de reprise. Certains balomètres utilisent des fils chauds pour mesurer le débit.
Le balomètre se place sur chaque dalle perforée et donne le débit mesuré. Il est nécessaire au préalable de faire une calibration du balomètre pour éliminer l’effet la hotte sur la mesure.