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Comment ces data-centers écologiques utilisent-ils le froid hivernal pour leur refroidissement?

Les centres de données sont des infrastructures informatiques qui stockent et traitent les données numériques. Ils sont essentiels au fonctionnement du numérique car ils hébergent les serveurs, les réseaux et les applications qui permettent aux utilisateurs d’accéder à Internet, aux services en ligne et aux applications mobiles.

Avec la croissance du numérique, la quantité de données numériques produites et consommées ne cesse d’augmenter, ce qui nécessite des infrastructures plus grandes et plus puissantes. Les centres de données jouent donc un rôle essentiel dans l’économie numérique. Ils permettent aux entreprises de stocker et traiter les données de leurs clients, employés et opérations. Ils sont également essentiels au développement de nouvelles technologies, telles que l’intelligence artificielle.

Cependant, ces centres de données ont un impact environnemental significatif. Ils consomment une grande quantité d’énergie, ce qui contribue aux émissions de gaz à effet de serre, qui sont responsables du réchauffement de la planète. Selon un rapport du groupe de réflexion The Shift Project, les centres de données représentent environ 2% de la consommation mondiale d’énergie. Ils consomment également de l’eau et génèrent des déchets électroniques. Heureusement, des initiatives existent au Québec notamment.

Le Québec, l’endroit parfait pour installer ses centres de données? 

La province se positionne en tant que leader dans la production d’hydroélectricité, représentant plus de 90% de sa production totale d’électricité. Cette source d’énergie propre et renouvelable représente un atout majeur pour les centres de données, qui sont de grands consommateurs d’énergie. En outre, la province bénéficie d’une main-d’œuvre qualifiée et disponible. Cependant, la stricte réglementation environnementale en vigueur au Québec peut être un frein à la construction de nouveaux centres de données dans la province.

Les rudes hivers québécois : un atout?

Dans le monde des data centers, la chaleur et les températures élevées sont considérées comme indésirables. Les centres de données, en particulier, génèrent une quantité importante de chaleur due à l’activité constante de leurs serveurs. Traditionnellement, les systèmes de refroidissement utilisent des compresseurs qui font circuler l’air intérieur pour absorber la chaleur des serveurs. Cependant, le free cooling change la donne.

La méthode du free cooling repose sur un principe simple : dès que l’air devient chaud à proximité des serveurs, il est évacué vers l’extérieur et un nouvel air plus frais de l’extérieur prend sa place. Au Québec, où les températures extérieures sont souvent plus fraîches que celles à l’intérieur des centres de données, il devient inutile de refroidir l’air chaud à l’aide de compresseurs énergivores. Ainsi, le free cooling élimine la partie la plus consommatrice d’énergie du processus de refroidissement, ce qui en fait une norme croissante dans le monde des centres de données écologiques.

Les data-centers écologiques de Vantage sont situés dans des zones à climat modéré, où la température extérieure est généralement inférieure à 25°C pendant la majeure partie de l’année. Le data center de Montréal I de Vantage Data Centers utilise le free cooling pour refroidir jusqu’à 70 % de ses besoins en refroidissement. Cela permettrait à l’entreprise d’économiser plus d’1 million de dollars par an en coûts énergétiques permettant à Vantage Data Centers de proposer des tarifs plus compétitifs à ses clients.

Et si la chaleur émise était une ressource?

La réponse est simple : oui et c’est même une solution gagnant-gagnant pour les entreprises, les villes et l’environnement. La heat recovery des data centers consiste en la réutilisation de la chaleur dégagée par les serveurs pour des usages utiles, tels que le chauffage de bâtiments, la production d’eau chaude ou l’industrie. 

Il existe plusieurs techniques de récupération de chaleur des data centers. La technique la plus courante consiste à utiliser un échangeur de chaleur pour transférer la chaleur des serveurs à un fluide caloporteur, tel que l’eau ou l’air. Ce fluide caloporteur peut ensuite être utilisé pour chauffer des bâtiments ou produire de l’eau chaude.

Le campus Q01 de QScale, situé à Lévis, au Québec, est un exemple concret de la récupération de chaleur des data centers. Ce data center écologique de 96 mégawatts est alimenté par le réseau hydroélectrique du Québec. Sur son site web, la ville de Lévis indique que le campus Q01 est un partenaire important de son programme de transition énergétique. La ville précise que la chaleur dégagée par les serveurs du data center est utilisée pour alimenter le réseau de distribution d’eau chaude de la ville. Cet apport serait suffisante pour chauffer environ 10 000 foyers et permettrait de réduire les besoins en énergie de la ville et de contribuer à la réduction des ses émissions de gaz à effet de serre.

Conclusion

Les centres de données sont des infrastructures essentielles au fonctionnement du numérique, mais ils ont un impact environnemental significatif. Le Québec, avec ses hivers rigoureux et son abondance d’énergie hydroélectrique, est un endroit idéal pour installer des centres de données de manière durable. Le « free cooling » et la « heat reccovery » sont deux techniques prometteuses pour réduire l’empreinte environnementale des centres de données. 

Il n’existe pas de données précises à ce sujet mais on peut estimer que la part de data-centers écologiques utilisant le free cooling au Québec est d’environ 15 %. Tandis que la part de centres de données utilisant la récupération de chaleur serait d’environ 5 %. Cette répartition peut s’expliquer par le fait que le free cooling est plus facile et moins couteux à mettre en place que la récupération de chaleur. 

Quoi qu’il en soit ce sont des techniques prometteuse et qui gagnent à se démocratiser car elle permettent de réduire considérablement la consommation d’énergie des centres de données, tout en contribuant à la transition énergétique.

Sources :

https://www.easyvirt.com/green-it-pollution-optimisation-datacenters/

https://www.neowin.net/news/chatgpt-drinks-half-a-litre-of-water-for-every-20-prompts/

https://www.masterdc.com/blog/what-is-data-center-free-cooling-how-does-it-work/

https://www.cio.com/article/286628/energy-efficiency-why-putting-your-data-center-in-canada-makes-sense.html

https://vantage-dc.com/fr/data-center-locations/north-america/montreal-i-canada/

https://fr.qscale.com/campuses/sustainability

https://sustainablebiz.ca/qscale-partners-with-energir-for-waste-heat-recovery-projects

https://www.lemondeinformatique.fr/actualites/lire-exploiter-la-chaleur-des-datacenters-pour-produire-de-l-electricite-85737.html

https://www.datacenterdynamics.com/en/news/qscale-begins-construction-on-second-building-at-l%C3%A9vis-campus-in-quebec/

https://www.ville.levis.qc.ca/environnement-et-collectes/grands-dossiers/changements-climatiques/

https://www.techtarget.com/searchdatacenter/definition/green-data-center

https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1834033/centres-de-donnees-cloud-data-centers-cendrix-bouchard-stephane-paquet

https://fr.qscale.com/news/hewlett-packard-enterprise-hpe-q01-campus

https://www.cscience.ca/2021/05/10/des-centres-de-donnees-plus-verts-se-trouvent-au-quebec/

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