Solutions électriques durables pour les centres de données

Des solutions électriques durables émergent pour garantir un approvisionnement énergétique stable, efficace et à faible empreinte carbone pour les centres de données.

Nous vivons dans une société hyperconnectée où l’échange instantané de données est devenu aussi fondamental et inconscient qu’une partie intégrante de notre quotidien. Messagerie instantanée, transactions et achats en ligne, courriels, travail, navigation internet sécurisée et consommation audiovisuelle sont devenus monnaie courante pour six personnes sur dix sur la planète. Cependant, toutes nos activités quotidiennes laissent une empreinte numérique qui, sans sécurité et gestion adéquates, peut s’avérer aussi dangereuse qu’instable. C’est là qu’interviennent les centres de données, dont la fonction est de stocker et de protéger toutes nos données (ainsi que celles de nombreuses autres personnes et organisations), et de garantir l’accès aux données de tiers (sites web, applications, etc.). Ces opérations ont lieu dans des installations dotées de tout le soutien technologique nécessaire pour assurer leur disponibilité à 99,9999 %. Ces centres de données dépendent naturellement d’un réseau électrique complexe pour garantir une alimentation électrique continue, quelles que soient les perturbations externes affectant l’installation. Le bon fonctionnement de ce réseau conditionne la disponibilité de cette immense quantité de données pour les utilisateurs finaux.

La grande quantité de données que nous traitons chaque jour –On estime qu’en 2023, un total de 59 exaoctets ont été échangés, contre 48 l’année précédente et 32 ​​en 2020, en pleine pandémie.L’exigence d’une disponibilité totale de ces données a fait des centres de données un important consommateur d’énergie électrique et, par conséquent, un émetteur majeur d’émissions de carbone, avec toutes les conséquences que cela implique à tous les niveaux. Les chiffres montrent que les centres de données consomment près de 200 TWh d’énergie par an, un chiffre qui devrait être multiplié par quinze d’ici 2030, les rendant responsables de 8 % de la consommation mondiale d’électricité. Impressionnant, n’est-ce pas ?

Les centres de données connaissent donc une transformation complète, tant au niveau de leur structure de services que de leur infrastructure électrique. Qu’il s’agisse d’installations existantes ou de projets futurs, les principaux opérateurs envisagent de plus en plus l’intégration de solutions électriques durables afin de réduire l’impact environnemental considérable de cette activité et d’assurer sa pérennité. Mais qu’entend-on par solutions électriques durables pour les centres de données ? Découvrons-le.

Comme vous le savez, l’énergie électrique que nous consommons provient de différentes sources, renouvelables ou non, puis est transportée, transformée et distribuée en plusieurs étapes jusqu’aux points de consommation. Dans ce long parcours, loin d’être linéaire et s’apparentant davantage à une immense toile d’araignée, l’énergie circule à travers différents réseaux et dispositifs technologiques appelés appareillages de commutation électrique. Ces éléments technologiques de haute valeur sont également présents dans les réseaux électriques privés, tels que ceux des centres de données, et leur efficacité et leur fonctionnement garantissent l’alimentation des équipements énergivores auxquels ils sont raccordés.

Ainsi, comme le montre l’infographie ci-dessus, la configuration du système électrique d’un centre de données nécessite une série d’équipements de commutation électrique, tels que des tableaux de distribution secondaires, des transformateurs électriques, des tableaux basse tension, des systèmes de protection et d’automatisation, des alimentations sans interruption (ASI), des systèmes de stockage d’énergie ou des générateurs. L’intégration de tous ces éléments au sein d’un réseau électrique complexe – afin de garantir l’approvisionnement énergétique même en cas de panne du réseau de distribution public – en fait un élément particulièrement sensible de ces installations.

Outre la production d’électricité elle-même, la technologie utilisée par ce tableau de distribution peut contribuer à réduire l’empreinte carbone d’un centre de données. Ce qui nous amène à nos protagonistes d’aujourd’hui :des solutions électriques durables pour les centres de données.

Solutions électriques durables pour le marché des centres de données : de quoi s’agit-il ?

L’empreinte écologique, tant constructive qu’opérationnelle, des solutions électriques dépend du type de matériaux (typologie, cycle de vie, recyclabilité…), de la technologie (utilisation d’air industriel et/ou de gaz fluorés), de la capacité de fonctionnement en surtensions (permettant de supporter des pics supérieurs aux valeurs nominales) et de la taille (surface et matériaux nécessaires). Ainsi, les appareillages électriques constituent deux atouts majeurs pour réduire l’empreinte carbone opérationnelle des centres de données :

Appareillage de distribution sans gaz fluoré

Les appareillages de distribution électrique — dont la complexité et le développement technologique en font un élément clé — peuvent être définis comme des interrupteurs de courant de grande intensité qui coupent ou laissent passer l’énergie électrique ; protégeant à la fois l’équipement électrique et l’installation elle-même, en l’occurrence le centre de données.

Ces appareillages de commutation utilisent majoritairement une technologie de pointe à base de gaz fluorés, largement employée dans l’industrie électrique comme diélectrique pour garantir la sécurité d’utilisation et de manipulation de ces équipements. Cette technologie d’appareillage isolé au gaz (GIS) est fondamentale pour l’industrie depuis des décennies, assurant la sécurité de l’alimentation électrique et des gestionnaires de réseau, ainsi que l’étanchéité au gaz et sa récupération en fin de vie. Elle évolue désormais vers un scénario où des alternatives au SF6 doivent s’imposer. La raison ? Réduire l’impact environnemental de ces solutions.

C’est là qu’intervient l’isolation par l’utilisation de l’air industriel naturel, une technologie développée notamment par Ormazabal, qui utilise les gaz présents dans l’atmosphère pour servir d’isolant aux appareillages de distribution, éliminant ainsi la présence d’humidité dans l’environnement et assurant une isolation adéquate pour éviter les surtensions ou les arcs électriques.

Quels sont ses principaux avantages ?

• Air industriel naturel : Gaz naturel à empreinte carbone nulle. Fabriqué industriellement avec des composants entièrement accessibles.
• Pression de remplissage minimale : L’étanchéité et le comportement tout au long du cycle de vie sont parfaitement connus et testés.
• Conçu dès le départ avec des capteurs et une automatisation intégrés.
• Fonctionnement et exploitation : La conception innovante du sectionneur-interrupteur, associée à la technologie éprouvée de l’interrupteur à vide, rend l’utilisation de l’équipement très simple.
• Dimensions : Dimensions optimisées pour un encombrement similaire.

Transformateurs diélectriques liquides intelligents :

Le rôle des transformateurs électriques est d’abaisser la tension provenant du réseau électrique moyenne tension à basse tension, permettant ainsi sa distribution par les tableaux basse tension pour la consommation dans les centres de données. De ce fait, l’arrivée de nouveaux transformateurs intelligents tels que le transforma.smart d’Ormazabal a révolutionné le secteur.

Examinons ici les principaux avantages des transformateurs à diélectrique liquide :

• Ils garantissent une sécurité d’installation accrue grâce à :

  • Meilleures performances sous charges élevées
  • Meilleure résistance à la chaleur
  • Durabilité accrue et meilleure résistance aux surcharges et aux transitoires de tension

• Ils réduisent les coûts d’installation et de maintenance :

  • Ils ne nécessitent pas d’enceinte de protection
  • Ils permettent un refroidissement plus important sans avoir besoin d’accessoires.
  • Ils engendrent des pertes de service moindres
  • Durée de vie prolongée grâce au remplacement du diélectrique liquide
  • Coût total de possession (CTP) inférieur

• Ils sont incontestablement plus durables :

  • Impact acoustique réduit lors de l’utilisation (niveau d’induction plus faible et isolation du liquide diélectrique)
  • Moins de risques d’être affecté par des phénomènes météorologiques extrêmes (inondations, tempêtes, etc.) grâce à une moindre sensibilité environnementale
  • ACV (analyse du cycle de vie) avec un impact moindre sur la catégorie du potentiel de réchauffement climatique (empreinte carbone)
  • Une efficacité accrue durant la phase d’utilisation, représentant l’impact principal de l’ACV (90 % du total).
  • Avec des indices de charge supérieurs à ceux considérés dans l’ACV, des performances encore meilleures sont observées grâce à leur efficacité énergétique supérieure (pertes moindres).

Étiez-vous au courant de cette véritable révolution dans les solutions électriques pour les centres de données ?

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