Free-cooling direct dans les salles serveurs

Les salles serveurs représentent, dans certains bâtiments de bureaux notamment, une part importante des consommations énergétiques. Si la première étape est de réduire la consommation des équipements informatiques, le plus gros poste ensuite est la production de froid.

Dans le cadre des projets sur lesquels nous intervenons, il nous est souvent avancé l’assertion suivante : « pour réduire globalement la consommation de notre bâtiment, nous allons équiper notre salle serveurs d’un groupe froid et récupérer la chaleur pour chauffer le bâtiment ». Sous-entendu : cette solution est vraiment performante sur le plan énergétique, ce qui est faux.

L’objectif est ici de questionner le raisonnement qui consiste à se focaliser sur la récupération de chaleur plutôt qu’à un système de production de froid économe en énergie.

Le procédé généralement employé pour refroidir une salle serveur est d’en extraire de l’air chaud, de le refroidir et de le réinjecter dans la salle. Ce refroidissement peut se faire à partir d’une pompe à chaleur sur air extérieur, de géothermie, d’un aéroréfrigérant (free-cooling indirect), ou d’une combinaison de ces solutions.

Le free-cooling direct procède différemment : au lieu d’extraire de l’air chaud, de le refroidir et de le réinjecter, il s’agit d’injecter de l’air extérieur filtré dans la salle, et de rejeter l’air chaud à l’extérieur. Selon certaines conditions climatiques, il est possible de recycler une partie de l’air extrait. En cas de forte chaleur (température extérieure très élevée), un appoint est nécessaire (l’air neuf ou l’air recyclé est refroidi par une
source de froid telle que : pompe à chaleur sur air extérieur, géothermie…).

D’un point de vue énergétique global, il faut quasi-systématiquement privilégier un système de refroidissement économe plutôt qu’une récupération de chaleur. Plus précisément, le free-cooling direct (sans récupération de chaleur) est préférable à une installation de pompe à chaleur avec récupération de chaleur pour le chauffage d’un bâtiment.

Plus généralement, le free-cooling s’avère être la solution la plus performante(devant la géothermie et le free-cooling indirect) sauf cas très particuliers. C’est aussi un système simple, robuste et peu cher. Mais attention, ce système ne se suffit pas à lui seul : quand il fait très chaud dehors (environ 15% du temps pour Grenoble), un appoint est nécessaire, et le choix de cet appoint a aussi son importance.

Rappel : pour une comparaison plus précise entre d’autres systèmes : par exemple pompe à chaleur sur air extérieur et géothermie, Amoès a conçu un outil de calcul prévisionnel du PUE (Power Usage Effectiveness) d’une salle serveur, qui permet d’effectuer ces comparaisons.

Dans le cas d’un refroidissement par free-cooling, voici quelques recommandations :

Une attention sera portée dès le début du projet à localiser la salle serveurs à proximité d’une façade extérieure ou d’une toiture de sorte à avoir de l’air extérieur disponible très proche de la salle, et à l’intégration architecturale des prises et rejets d’air.

Une régulation du ventilateur sur un ∆P constant peut permettre d’adapter le fonctionnement du ventilateur à la charge informatique, ce qui peut générer des économies d’énergie surtout si la charge est amenée à subir des variations importantes.

Une bonne diffusion d’air (diffuseurs bien choisis et bien situés, cloisonnement vraiment étanche entre allées chaudes et froides) permet de diffuser l’air à plus haute température, donc de faire fonctionner le free-cooling plus longtemps. Eventuellement, réaliser une simulation sur cet aspect.

Eviter absolument la déshumidification, et en cas de craintes, prévoir de pouvoir rajouter le système par la suite et suivre les taux d’humidité en face avant.

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