Efficacité énergétique des datacenters : conception innovante, anticipation et exploitation maîtrisée
Cette tribune est proposée par Christophe Weiss, Directeur Général d’APL, qui nous explique quelles sont, selon lui, les clés pour obtenir une efficience énergétique durable au sein des centres informatiques.
Un datacenter est conçu pour durer. Or, en quelques mois, les machines et technologies qui y sont hébergées peuvent devenir obsolètes. Comment optimiser les dépenses énergétiques d’un datacenter, tout en prenant en compte l’innovation et le long terme ?
Datacenter : un investissement à long terme
Les ajouts, remplacements ou déplacement de machines informatiques au gré des besoins de l’entreprise et des évolutions technologiques, sont autant d’événements qui jalonnent la vie d’un datacenter. Or, ces modifications ont des conséquences sur son efficience énergétique. Pensés à un moment T, les installations et systèmes de refroidissement – qui représentent jusqu’à plus de 40 % de la consommation énergétique globale d’un datacenter-, peuvent s’avérer inadaptés à T+1… Et ce, même si les matériels IT les plus récents consomment moins d’électricité, et sont capables de supporter des plages de températures et d’hygrométrie plus larges qu’auparavant (jusqu’à 27° et 80 % d’hygrométrie).
A l’inverse de l’obsolescence très rapide des machines qui y sont hébergées, un datacenter est conçu pour le long terme. Les investissements sont tels (construction, création de conduites d’aération et/ou de canalisation d’eau, sécurisation, etc.) qu’il doit être « pensé pour durer ». Dès lors, comment conjuguer longévité et nécessaire évolutivité du datacenter ? Des compromis et de l’anticipation sont indispensables, qu’il s’agisse de construire un nouveau bâtiment installation, ou d’en optimiser un existant.
Construction d’un nouveau datacenter : imaginer l’avenir
Lors de la conception d’un nouveau datacenter, les possibilités pour réduire la consommation énergétique sont nombreuses : mise en œuvre des dernières technologies de refroidissement, utilisation des ressources naturelles, recyclage de la chaleur auprès de tiers, sont autant d’options qui doivent être étudiées et évaluées.
Dans l’état de l’art actuel, le principal enjeu en matière de réduction de la consommation énergétique d’un datacenter est la maîtrise de la production de froid. Jusque-là, les climatiseurs étaient la principale source de refroidissement. Dans un contexte où les nouvelles générations de serveurs sont conçues pour pouvoir résister à des températures plus élevées, le climat en France est un véritable atout : il fait moins de 20 à 22°C sur plus des deux tiers de l’année. Dans le cadre d’une construction, des solutions d’échange air intérieur / air extérieur suffisent à refroidir suffisamment les matériels au cours de ces périodes fraiches. Le reste de l’année, la climatisation traditionnelle prend le relai.
Mais quid des matériels de demain ? Il y a peu, le refroidissement des machines à l’eau semblait issu d’une autre époque. Aujourd’hui, en raison de son efficacité sur des matériels de plus en plus puissants, c’est une technologie qui revient au goût du jour. Les systèmes de refroidissement par bain d’huile ou liquide spécifique, actuellement en phase de recherche et développement, pourraient constituer d’autres solutions alternatives. Il est toutefois vraisemblable que ces technologies ne concerneront pas tous les matériels… à court terme, en tout cas.
Pour qu’un nouveau datacenter soit efficace énergétiquement pendant plusieurs années, il est donc indispensable de trouver le bon compromis : mettre en œuvre les solutions éprouvées d’aujourd’hui, tout imaginant l’avenir, en intégrant des innovations maîtrisées…
Rénovation de datacenters : des méthodes efficaces malgré des contraintes fortes
Lorsque le datacenter existe déjà depuis quelques années, la problématique est tout autre. Il faut composer avec les contraintes du bâtiment : difficile d’implanter un nouveau réseau de gaines et canalisations, à moins d’en réduire sensiblement la surface exploitable. Malgré tout, des solutions existent pour permettre à ces salles informatiques anciennes de continuer à fonctionner encore de nombreuses années, tout en diminuant la facture énergétique.
La première étape est sans aucun doute la plus évidente : il faut commencer par remplacer les matériels les plus énergivores. En particulier les plus anciens : onduleurs, climatiseurs, etc. Selon le même principe, il est indispensable d’appliquer une gestion économe de l’énergie : ne pas produire de froid pour les climatiseurs à recyclage quand la température est de 20° ou moins, par exemple.
Dans un second temps, des solutions plus complexes, qui peuvent conduire jusqu’à 40% de baisse de la consommation électrique liée à la climatisation, peuvent être envisagées. Par exemple, une réorganisation de l’espace et de l’emplacement des matériels pour réorienter les flux d’air froid vers les endroits qui en ont le plus besoin. Néanmoins, avant de mettre en œuvre ces changements, un état des lieux s’impose : comment déterminer les points d’amélioration possible si la seule donnée disponible est la consommation énergétique annuelle globale du datacenter ? Une cartographie approfondie des températures aux différents endroits des salles est indispensable. Ensuite, grâce à des logiciels spécialisés, qui s’appuient sur les lois fondamentales de la dynamique des fluides, il est possible de représenter les différents scénarios de réagencement des matériels, de simuler le comportement des flux d’air pour chaque option, et ainsi de valider les meilleures solutions de refroidissement avant leur mise en œuvre.
Dans tous les cas, l’optimisation énergétique repose sur une démarche qui obéit aux lois de la physique, lois qui sont intangibles… Aussi, avant de se lancer dans un projet de rénovation des installations et/ou de réurbanisation des salles IT, il est indispensable d’en calculer le ROI, et de garder à l’esprit que ce qui est optimal à un temps T devra évoluer pour s’adapter aux besoins et contraintes de demain.
Frédéric Bordage
Expert en green IT, sobriété numérique, numérique responsable, écoconception et slow.tech, j'ai créé le collectif Green IT en 2004. Je conseille des organisations privées et publiques, et anime GreenIT.fr, le Collectif Conception Numérique Responsable (@CNumR) et le Club Green IT.