Le liquid cooling dans les data centers : une révolution au service de l’efficacité énergétique

Epine dorsale de l’écosystème numérique moderne, les data centers hébergent des milliers de serveurs qui traitent et stockent d’énormes volumes de données. Des serveurs qui génèrent une quantité considérable de chaleur, nécessitant des solutions de refroidissement efficaces pour maintenir des performances optimales et prévenir les pannes.

Parmi les technologies émergentes, le liquid cooling (refroidissement par liquide) se distingue comme une innovation clé pour répondre aux défis thermiques et énergétiques des data centers.

Qu’est-ce que le Liquid Cooling ?

Le liquid cooling consiste à utiliser des liquides, généralement de l’eau ou des liquides de refroidissement spécialisés, pour absorber et dissiper la chaleur des composants électroniques des serveurs. Contrairement au refroidissement par air traditionnel, qui utilise des ventilateurs et des climatiseurs pour maintenir les températures basses, le liquid cooling repose sur les propriétés thermiques supérieures des liquides pour un transfert de chaleur plus efficace.

Les Principaux Types de Liquid Cooling

1. Refroidissement par eau (Water Cooling)

• Utilise de l’eau comme fluide de refroidissement.
• Comprend des systèmes où l’eau circule à travers des blocs de refroidissement attachés aux processeurs et autres composants chauds.
• L’eau chaude est ensuite transportée vers des échangeurs de chaleur où elle est refroidie avant d’être recirculée.

2. Refroidissement par immersion

• Implique de plonger directement les serveurs dans des réservoirs remplis de liquide diélectrique non conducteur.
• Le liquide absorbe la chaleur directement des composants, offrant un refroidissement très efficace.
• Ce type de refroidissement élimine le besoin de ventilateurs et de dissipateurs thermiques, réduisant ainsi le bruit et les besoins en maintenance.

3. Refroidissement direct au liquide (Direct Liquid Cooling – DLC)

• Utilise des liquides de refroidissement spéciaux qui circulent directement à travers des canalisations intégrées aux serveurs.
• Offre une capacité de refroidissement très précise et localisée, idéale pour les composants à haute densité de puissance.

Les avantages du Liquid Cooling

1. Amélioration de l’efficacité énergétique

• Les liquides ont une capacité thermique supérieure à celle de l’air, permettant de transférer plus de chaleur avec moins d’énergie.
• Réduit la dépendance aux climatiseurs énergivores et aux systèmes de refroidissement à air.

2. Augmentation de la densité de puissance

• Permet de placer davantage de serveurs dans un espace réduit sans risquer de surchauffe.
• Facilite l’hébergement de matériel à haute performance nécessitant un refroidissement intensif.

3. Réduction du bruit et de la maintenance

• Moins de ventilateurs et de composants mécaniques signifient moins de bruit et une maintenance simplifiée.
• Les systèmes de refroidissement par immersion, en particulier, sont quasi silencieux.

4. Durabilité & écologie

• Moins de consommation d’énergie conduit à une réduction des émissions de carbone.
• Certaines solutions utilisent des liquides de refroidissement respectueux de l’environnement, réduisant l’impact écologique.

Les principaux défis

1. Coût initial élevé

• L’installation de systèmes de liquid cooling peut être plus coûteuse que les solutions de refroidissement par air traditionnelles.
• Les économies d’énergie à long terme peuvent cependant compenser ces coûts initiaux.

2. Complexité de mise en oeuvre

• Nécessite des compétences techniques spécialisées pour la conception, l’installation et la maintenance.
• Les data centers existants peuvent nécessiter des modifications substantielles pour accueillir des systèmes de liquid cooling.

3. Gestion des fuites et sécurité

• Bien que les systèmes soient conçus pour minimiser les risques, les fuites potentielles de liquide peuvent représenter un danger.
• Une maintenance régulière et une surveillance constante sont essentielles pour prévenir les accidents.

Cas d’usages & perspectives

En janvier 2024, nous avons annoncé un partenariat avec OVHcloud pour héberger la solution de liquid cooling développée par le leader européen du cloud, sur notre site historique de Marcoussis (Essonne).

L’interconnexion d’OVHcloud aux systèmes de refroidissement de Data4 directement sur les boucles d’eau froide permet ainsi un gain de l’ordre de 25% sur la consommation électrique par rapport au refroidissement à l’air classique, répondant à l’objectif de réduction de l’empreinte carbone.

« En partant des besoins spécifiques de notre client, nous avons développé une solution sur-mesure pour permettre l’intégration de ses baies de serveurs refroidies à l’eau (liquid cooling). Tout comme OVHcloud, nous sommes très engagés dans la mesure et la réduction de notre empreinte carbone et nos outils dédiés sont très complémentaires (calculatrice carbone côté OVHcloud et Green Dashboard côté Data4) », explique Alexandre Delaval, Country Director France de Data4.

« En complément de la mise à disposition de solutions de colocation sur-mesure par Data4 ainsi que de la grande flexibilité des équipes, ce partenariat avec Data4 est en droite ligne avec nos objectifs liés à notre engagement environnemental », explique de son côté Grégory Lebourg, Global Environnement Director d’OVHcloud.

De nombreux géants de la technologie, tels que Google, Microsoft et Facebook, expérimentent et déploient également des systèmes de liquid cooling dans leurs data centers. Ces entreprises recherchent constamment des moyens de réduire leur empreinte carbone et d’augmenter l’efficacité de leurs opérations. Par exemple, Microsoft a testé des serveurs immergés dans des réservoirs de liquide refroidissant en Écosse, avec des résultats prometteurs en termes de réduction des coûts énergétiques et d’amélioration des performances.

Conclusion

Le liquid cooling représente une avancée significative pour l’industrie des data centers, offrant une solution viable aux défis croissants de gestion de la chaleur et de consommation d’énergie. En dépit des défis initiaux liés aux coûts et à la complexité, les avantages à long terme en matière d’efficacité énergétique, de densité de puissance et de durabilité en font une option de plus en plus attractive pour les opérateurs de data centers du monde entier. En adoptant ces technologies, les data centers peuvent non seulement améliorer leurs performances, mais aussi contribuer de manière significative à la protection de l’environnement.