Un nouveau système développé par les Data centers

Les Data centers consomment de grandes quantités d’électricité et la transforment en chaleur. Cependant, pour que ces Data centers puissent continuer à fonctionner, cette chaleur doit être évacuée. En effet, lorsque l’on rentre dans un Data center, on remarque que les salles sont bruyantes, et que la température est constamment fraîche. La grande quantité de ventilateurs et de systèmes de refroidissement empêche les Data centers de surchauffer. 

Ces systèmes de refroidissement consomment beaucoup d’énergie. C’est pour cette raison que les chercheurs ont étudié différentes possibilités pour réduire leur consommation. Au lieu d’utiliser des systèmes de refroidissement traditionnels, la chaleur résiduelle des Data centers peut être captée pour être réutilisée pour le chauffage des villes. Cela permet de réduire l’énergie nécessaire au refroidissement des systèmes et de diminuer la production d’énergie nécessaire au chauffage des villes.

Différentes technologies peuvent être utilisées pour la récupération de la chaleur perdue. L’une des méthodes les plus courantes consiste à utiliser des systèmes de refroidissement par eau. Des tuyaux d’eau froide refroidissent l’air pour éviter la surchauffe du Data center. La chaleur perdue est absorbée, l’eau retourne dans les tuyaux et est distribuée dans les bâtiments pour le chauffage. Ce système permet à la fois de refroidir les datas centers, tout en captant la chaleur perdue. 

Les Avantages des Data Centers

Plusieurs avantages économiques et environnementaux sont associés à ce système. 

Premièrement, ce système permet aux entreprises de stockage de données d’augmenter l’efficacité des centrales électriques jusqu’à 2,2 %, tout en réduisant la consommation d’énergie nécessaire pour refroidir les Data centers.

Ainsi, les coûts énergétiques sont réduits, et la chaleur perdue peut être revendue par ailleurs. Une simulation réalisée sur un Data center de 3MW à Helsinki démontrait que les revenus annuels du chauffage pourraient avoisiner les 600 000 euros. Cette étude a également suggéré que la période d’amortissement de l’investissement dans l’équipement de refroidissement pourrait être inférieure à 2 ans. 

Ce système est également intéressant pour les villes qui sont confrontées à des défis énergétiques majeurs. En Finlande, une étude a conclu que la chaleur perdue avec un Data center ayant une puissance de 1MW et fonctionnant à la moitié de sa charge nominale, pourrait répondre à la demande de chaleur de plus de 30 000 m2 de bâtiments non domestiques par an.

Application pour les pays nordiques 

Plusieurs pays nordiques ont lancé des projets utilisant la chaleur résiduelle. Leur climat froid est très adapté à ces systèmes. En effet, il y a une forte demande de chauffage, et la chaleur perdue provenant d’autres sources est déjà utilisée dans différents processus. Ainsi, l’infrastructure nécessaire pour ce type de projet (réseau de chauffage urbain) est déjà existante. 

Stockholm a lancé une initiative pour que les Data centers puissent vendre leur chaleur résiduelle. Elle a incité ces derniers à intégrer leur chaleur résiduelle dans les systèmes de chauffage urbain. 

L’entreprise Bahnhof, par exemple, a pris ce virage il y a quelques années. La société produisait un grand nuage de vapeur visible dans le centre de Stockholm. Ce nuage était causé par leurs serveurs souterrains. En 2015, ils ont annoncé qu’ils allaient rediriger cette chaleur dans les tuyaux du système de chauffage urbain de Stockholm.

« Nous refroidissons nos Data centers avec des pompes à chaleur et nous vendons le surplus de chaleur au réseau de chauffage urbain, ce qui nous permet de réduire votre facture d’électricité. » 

Ce système est aujourd’hui rentable pour l’entreprise qui a couvert ses investissement en vendant cette énergie aux habitants. 

Cependant, il est important de souligner les limites de ce système. L’application de cette démarche dépend du développement d’un système de chauffage urbain. Dans certaines villes, et dans de nombreuses zones rurales, l’accès à ces réseaux est souvent limité. Par ailleurs, la collaboration entre les différents acteurs est souvent difficile et nécessite un cadre spécifique. 

Et demain ?

Aujourd’hui, la plupart des Data centers de nouvelle génération à haut rendement énergétique semblent être situés dans les pays nordiques. Cependant, dans la mesure ou le volume de données augmente, les Data centers du monde entier doivent s’adapter afin de réduire leur impact sur l’environnement. Les gouvernements doivent encourager l’utilisation de la chaleur résiduelle par la création de cadres appropriés permettant aux entreprises de collaborer. Enfin, il est essentiel d’intégrer les bonnes infrastructures dans nos villes afin de s’assurer que nous puissions utiliser la chaleur résiduelle. Cela permettra d’améliorer la résilience, la durabilité et l’intégration de nos villes.

Sources :

• Utilizing data center waste heat in district heating – Impacts on energy efficiency and prospects for low-temperature district heating networks. (2017, 1 décembre). ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217314548?token=28171DA43E9DABD358F473CA979A1AE78DC06C29CD9507CB77C340FC0575E537EF0BEF2B83B772C25FBF565221D01B98
• SAGE Journals : Your gateway to world-class research journals. (2017). SAGE Journals. https://journals.sagepub.com/action/cookieAbsent
• Nature Editorial. (2018, 12 septembre). How to stop data centres from gobbling up the world’s electricity. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-018-06610-y?error=cookies_not_supported&code=e125ecb2-121f-479c-a7ec-a67d0e4ae659
• Biba, E. (2017). The city where the internet warms people’s homes. BBC Future. https://www.bbc.com/future/article/20171013-where-data-centres-store-info—and-heat-homes