La consommation électrique des centres de données est une épine dans le pied de nombreux pays ou régions, mais on parle trop peu de la consommation d’eau des nouvelles installations utilisant le refroidissement par eau. Une solution potentielle pourrait être la mer refroidissant un circuit fermé.
‘Le plus grand heatsink du monde’, selon Schneider Electric. Cela a du sens. Refroidir une boucle fermée avec de l’eau de mer, puis renvoyer l’eau à la mer. Envoyer de l’eau salée directement dans le centre de données est évidemment une mauvaise idée, d’où le circuit fermé.
Schneider Electric nous a invités dans la ville ensoleillée de Sines, à une centaine de kilomètres au sud de Lisbonne. La ville est charmante, mais on remarque qu’elle s’est développée grâce à l’industrie environnante. Beaucoup d’industrie. On en oublierait presque que l’explorateur portugais Vasco de Gama y est né.
Quelle centrale à charbon ?
On ne voit souvent pas un centre de données de loin, car l’installation n’est pas particulièrement haute. À cinq kilomètres au sud de Sines, nous nous approchons selon le chauffeur du bus, mais tout ce que nous voyons est une imposante centrale à charbon. Le soussigné a immédiatement ricané à l’idée du récit ‘vert’ que ce projet allait être. Bien sûr, on installe un tel centre de données près de la source pour ne jamais manquer d’électricité.
Heureusement, il est rapidement souligné que la centrale à charbon a été déconnectée il y a environ quatre ans. Toutes les centrales à charbon au Portugal, en fait. Aujourd’hui, 71 % de toute l’électricité consommée par le pays est renouvelable. D’ici 2030, il vise 93 %. Un atout supplémentaire pour les futurs projets de centres de données au Portugal.
Il y a d’ailleurs encore beaucoup de marge de croissance pour le marché des centres de données dans la péninsule ibérique. Aujourd’hui, toutes les installations consomment 2,8 TWh, à peine un pour cent de la production totale d’électricité. L’Irlande arrive en tête en Europe avec plus de 10 %. Le Benelux se situe entre cinq et dix pour cent.
1,2 gigawatt, le plus en Europe
Il y a une raison pour laquelle le centre de données Start Campus a choisi le site de la centrale à charbon. Ceux-ci utilisaient déjà le refroidissement océanique auparavant. Le centre de données peut utiliser une partie de l’infrastructure de tuyauterie existante et des canaux d’entrée et de sortie.
Start Campus doit devenir le plus grand et le plus vert des centres de données en Europe. Le projet total est estimé à 8,5 milliards d’euros et consommera 1,2 GW (gigawatt) d’électricité. En Europe, c’est le premier site à avoir obtenu un permis de plus d’1 GW.
Aujourd’hui, seul SIN01 est en ligne, la première étape et en fait une sorte de preuve de concept de 14 MW (mégawatts) pour tester le concept d’eau de mer en pratique. Plus tard, 12 MW de capacité supplémentaire seront activés. Le premier coup de pelle pour SIN02 (180 MW) suivra plus tard cette année. SIN03, SIN04, SIN05 et SIN06 (220 MW chacun) suivront ensuite. On ne sait pas encore quand SIN06, le dernier du projet total, sera prêt. Le budget est là, tout comme l’alimentation électrique, ce qui est le plus important.
Refroidissement par eau, air ou eau de réserve
Le site a l’air très sobre avec des panneaux de contreplaqué partout dans l’espace d’accueil. À notre avis, c’est un excellent choix, il doit surtout être fonctionnel. On remarque tout au long des présentations que Schneider Electric est particulièrement fier de ce projet. Les gens de Start Campus aussi d’ailleurs. Ils peuvent raconter une belle histoire autour d’un projet qui peut devenir LA référence à l’avenir pour rechercher plus d’emplacements près de la mer.
La visite elle-même est, comme on s’y attend, très stricte. Tous les smartphones dans un sac, nous devons voler avec les yeux. Nous commençons par l’installation de refroidissement où tous les tuyaux se rejoignent. Ici, l’eau de mer devrait circuler sur des chillers en titane résistants à la corrosion. Devrait, car ce n’est pas encore le cas aujourd’hui. Dans quelques semaines, cela devrait être opérationnel selon Start Campus. Le centre de données est actif depuis le quatrième trimestre 2024.
Un centre de données a une sauvegarde pour tout, donc aussi pour le refroidissement. Il y a plusieurs installations de refroidissement à l’extérieur qui refroidissent actuellement le centre de données de manière traditionnelle jusqu’à ce que l’eau de mer circule dans les tuyaux.
Même si quelque chose devait arriver à cela, il y a encore quatre réservoirs d’eau de 150 m³ chacun qui donnent au centre de données une heure d’autonomie.
Batteries et générateurs
De l’autre côté du bâtiment, nous trouvons les batteries au lithium qui peuvent fournir une capacité de 2 MW, suffisante pour huit minutes d’autonomie. Les batteries sont souvent utilisées pendant seulement quelques secondes à une minute. En cas de panne de courant, il faut un maximum d’une minute pour que les générateurs diesel se mettent en marche. Pour combler ce laps de temps, les batteries entrent en action afin de prévenir toute interruption de service.
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Ces générateurs sont testés mensuellement pour vérifier leur bon fonctionnement. Start Campus souligne volontiers qu’ils utilisent du biodiesel de production locale. Avantage supplémentaire : celui-ci émet 90 % de moins que le diesel traditionnel. Un réservoir plein confère au centre de données 24 heures d’autonomie. Si une durée plus longue est nécessaire, il est possible de faire le plein.
Nous laissons de côté les salles de données. Selon les personnes de Start Campus, elles sont trop sensibles pour y entrer. Nous devons nous contenter de photographies pour nous faire une idée de leur aspect.
Contrôle de la température de l’eau de mer
Nous nous dirigeons vers la côte où nous allons observer comment l’eau de mer sera bientôt pompée et rejetée. Start Campus utilise pour cela l’infrastructure existante de la centrale à charbon pour SIN01. Sur la photo, on peut voir que les pompes (en bleu) sont prêtes à être installées. L’infrastructure de tuyauterie est en place, Start Campus parle de ‘quelques semaines’ avant que l’eau ne soit raccordée. Il est regrettable que nous ne puissions pas voir cette partie en fonctionnement actif.
La différence de température dans le centre de données entre l’entrée et la sortie de l’eau de mer est comprise entre 10 et 15 degrés. Le liquide de refroidissement dans le système fermé fonctionne entre 18 et 20 degrés. À la sortie vers la mer, la température aurait déjà baissé davantage. Un point de mesure en mer surveille en permanence que la différence de température ne dépasse pas trois degrés. C’est une limite stricte imposée par le gouvernement portugais.
À l’entrée de la mer, 250 litres par seconde sont pompés, soit 0,25 m³. Lorsque SIN02 et le reste ouvriront, un débit beaucoup plus important sera nécessaire en raison de la capacité accrue. Start Campus prévoit d’installer cinq tuyaux de 3,5 mètres de diamètre par unité (3 nécessaires, 2 redondants), pour un volume d’eau de 25 m³ par seconde.
Détail intéressant : la température de l’eau de mer n’est pas constante toute l’année. Pendant l’hiver, il faut pomper moins d’eau, car la température de l’eau est plus basse. Cela est également intégré dans le système pour s’ajuster automatiquement lorsque nécessaire.
Utiliser l’eau de mer, ne pas la consommer
Ce que Schneider Electric et Start Campus réalisent à Sines n’est pas anodin. Lorsque le projet sera entièrement achevé, Start Campus pourra se revendiquer comme le plus grand centre de données d’Europe. C’est impressionnant en soi, mais c’est l’approche et l’utilisation de l’eau de mer pour refroidir un circuit fermé qui renforcent encore davantage le tout.
L’approche n’est pas nouvelle : les centrales nucléaires ou les centrales à charbon utilisent cette méthode depuis des décennies. Pour un centre de données, la technologie est relativement nouvelle. Surtout à cette échelle, Start Campus est unique. De nombreuses parties dans le monde observent attentivement comment le projet de centre de données à Sines va fonctionner.
Lorsque le projet sera entièrement achevé, Start Campus pourra se revendiquer comme le plus grand centre de données d’Europe.
Nous espérons d’ores et déjà une fin réussie, car il faut que quelque chose se passe. De nombreux centres de données dans le monde consomment énormément d’eau, ce qui provoque une pénurie d’eau dans ces régions. En utilisant l’océan comme gigantesque heatsink, on construit un système qui ne consomme pas d’eau pour le refroidissement. Pas besoin de tours de refroidissement, ou pire encore : consommer de l’eau souterraine.
Espérons que Start Campus puisse devenir un important modèle pour les centres de données du futur.