Refroidissement des centres de données

Avec le progrès technologique, les centres de données doivent répondre à une demande croissante de puissance de calcul. L'utilisation de microprocesseurs toujours plus puissants, nécessitant beaucoup d'énergie pour fonctionner et produisant beaucoup de chaleur, menace l'opérabilité et l'efficacité des serveurs. Les développements récents dans le domaine de l'IT exigent donc des solutions avancées de gestion thermique. Le refroidissement liquide apparaît comme une réponse efficace à ce défi, offrant des avantages significatifs par rapport aux systèmes de refroidissement par air traditionnels. Son efficacité supérieure à « capturer » et dissiper la chaleur dans les zones critiques de production à l’intérieur du serveur (comme les CPU et GPU) permet non seulement un fonctionnement optimal des centres de données, mais réduit également la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir la température optimale du liquide réfrigérant (plus élevée que celle de l’eau réfrigérée utilisée pour le refroidissement par air).

De plus, une installation de refroidissement liquide permet d’intégrer des systèmes de récupération de chaleur, afin d’exploiter l’énergie thermique excédentaire pour d’autres applications telles que le chauffage urbain ou le chauffage industriel. Ainsi, le refroidissement s’avère non seulement plus efficace et durable, mais permet également de supprimer le gaspillage global du centre de données.

Refroidissement liquide : typologies et avantages

Il existe deux principales stratégies de refroidissement liquide : le D2C (Direct-to-Chip) et les systèmes par immersion.

Refroidissement liquide Direct-to-Chip (D2C)

Le système de refroidissement liquide Direct-to-Chip (D2C) est celui qui ressemble le plus au système de conditionnement standard d’un rack. Avec le D2C, il est possible de refroidir uniquement certains composants grâce à un système de tuyauterie interne au serveur, qui fait circuler le liquide réfrigérant au contact direct des composants générant de la chaleur, comme les chipsets et GPU, et l’évacue via un échangeur thermique positionné directement sur le microprocesseur. Cette approche, en capturant la chaleur directement à la source, assure une efficacité de refroidissement très élevée et est facile à mettre en œuvre, sans modifications structurelles majeures pour les centres de données existants. Elle utilise en outre des liquides simples et moins polluants pour refroidir les composants du système, même si elle peut nécessiter une maintenance plus fréquente et attentive afin d’éviter les fuites et dysfonctionnements dans les tuyauteries.

Refroidissement liquide par immersion

Avec le refroidissement liquide par immersion, toutes les composantes du serveur sont totalement immergées dans un liquide diélectrique (ayant une haute résistivité électrique mais une bonne conductivité thermique). Ce liquide spécialisé absorbe et transfère la chaleur générée par les composants critiques, pour ensuite être refroidi via un échangeur thermique externe. Il s'agit donc d’un système de refroidissement potentiellement plus complexe du point de vue de la gestion opérationnelle, car il nécessite des modifications et des mises en œuvre d’infrastructure. Toutefois, cette technologie permet une dissipation thermique extrêmement efficace et uniforme, capable de gérer des charges thermiques très élevées.

De ce fait, du point de vue de la durabilité environnementale, l’impact des liquides spécialisés (souvent moins écologiques que ceux utilisés dans le refroidissement direct-to-chip) est compensé par une réduction significative du bruit et des vibrations, ce qui améliore la fiabilité des composants. Le refroidissement liquide, dans ses deux variantes, représente de toute manière une solution avancée pour relever les défis thermiques des centres de données modernes, en particulier face à l’essor de l’intelligence artificielle (IA) et aux environnements à haute intensité de calcul.

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