Refroidissement Liquide pour Data Centers
DATACUBE SYSTEMS conçoit et déploie des solutions de refroidissement liquide haute performance : immersion cooling, direct-to-chip et rear-door heat exchangers. Supportez jusqu'à 250 kW par rack avec un PUE inférieur à 1.10.
Pourquoi le refroidissement liquide est devenu incontournable
L'explosion des charges de travail IA et HPC a rendu les systèmes de refroidissement par air obsolètes pour les applications à haute densité. Un rack de serveurs GPU modernes dissipe entre 40 et 250 kW de chaleur, alors que le refroidissement par air atteint sa limite pratique autour de 15-20 kW par rack. Le liquide, avec une capacité thermique 3 000 fois supérieure à celle de l'air, est la seule solution viable pour ces densités de puissance.
Au-delà de la capacité thermique, le refroidissement liquide apporte des bénéfices majeurs en efficacité énergétique. En éliminant les ventilateurs de salle et en permettant des températures d'eau de retour élevées (40-60°C), il réduit drastiquement la consommation des systèmes de refroidissement et ouvre la voie à la récupération de chaleur fatale pour le chauffage urbain ou industriel, conformément aux objectifs de la loi REEN et de la directive européenne sur l'efficacité énergétique. Consultez notre article détaillé sur le comparatif refroidissement liquide vs air.
Technologies de refroidissement liquide
Quatre technologies principales couvrent l'ensemble des besoins, de 15 à 250 kW par rack.
Direct-to-Chip (DLC)
Des cold plates en cuivre ou aluminium sont fixées directement sur les processeurs (CPU et GPU). Un circuit d'eau tiède (30-45°C) traverse les cold plates et transfère la chaleur vers des CDU (Coolant Distribution Units) puis vers des dry coolers ou tours de refroidissement extérieures.
- Compatible avec les serveurs standard (modification minimale)
- Efficacité thermique > 95% sur les composants ciblés
- Température d'eau de retour élevée (idéale pour la récupération de chaleur)
- Maintenance accessible sans vider de fluide
Immersion Cooling - Simple Phase
Les serveurs sont entièrement immergés dans un bain de fluide diélectrique (huile synthétique ou fluide engineered). Le fluide reste liquide et circule naturellement (convection) ou par pompage vers des échangeurs de chaleur externes.
- Élimine totalement les hot spots
- Aucune pièce mobile (ventilateurs) dans le serveur
- Prolonge la durée de vie des composants (pas de poussière, pas de corrosion)
- Réduction du bruit à quasi-zéro
Immersion Cooling - Double Phase
Les serveurs sont immergés dans un fluide diélectrique à bas point d'ébullition (fluorocarbone). Le fluide s'évapore au contact des composants chauds, la vapeur monte vers un condenseur intégré au sommet de la cuve, puis retombe sous forme liquide. Ce cycle naturel d'ébullition/condensation est extrêmement efficace.
- Densité de puissance maximale du marché
- PUE le plus bas atteignable (proche de 1.0)
- Pas de pompage nécessaire (cycle thermodynamique naturel)
- Idéal pour l'overclocking et les charges GPU extrêmes
Rear-Door Heat Exchangers (RDHx)
Un échangeur de chaleur eau/air est monté sur la porte arrière du rack. L'air chaud expulsé par les serveurs traverse l'échangeur et ressort refroidi. Cette approche hybride complète ou remplace la climatisation de salle traditionnelle.
- Installation rapide sur racks existants
- Pas de modification des serveurs nécessaire
- Solution progressive (rack par rack)
- Coût d'entrée le plus bas parmi les solutions liquides
Bénéfices du refroidissement liquide
PUE < 1.10
Réduction de 30 à 50% de la consommation énergétique liée au refroidissement par rapport à l'air conditionné.
Densité 250 kW/rack
Supportez les charges GPU les plus denses du marché sans compromis sur la fiabilité thermique.
Zéro hot spot
Le contact direct liquide/composant élimine les variations de température et protège les équipements.
Récupération de chaleur
L'eau chaude de retour (40-60°C) peut alimenter des réseaux de chauffage urbain ou industriel.
Espace réduit de 40%
La suppression des allées chaudes/froides et des CRAH/CRAC libère de l'espace pour plus de racks IT.
Fiabilité accrue
Moins de pièces mobiles, pas de poussière, température stable : les composants durent plus longtemps.
Mise en œuvre et déploiement
Le déploiement d'une solution de refroidissement liquide suit un processus rigoureux pour garantir la fiabilité et les performances attendues. DATACUBE SYSTEMS vous accompagne de l'étude de faisabilité à la mise en production.
Audit thermique
Cartographie des flux de chaleur, mesure des densités de puissance actuelles et projetées, identification des contraintes structurelles du bâtiment.
Conception hydraulique
Dimensionnement des circuits primaires et secondaires, choix des CDU et dry coolers, calcul des débits et pressions, plan de tuyauterie détaillé.
Installation & intégration
Pose de la tuyauterie, installation des CDU et échangeurs, raccordement des cold plates ou cuves d'immersion, tests d'étanchéité.
Commissioning & formation
Tests de charge thermique progressive, validation du PUE, formation des équipes à la maintenance des circuits liquides.
Questions fréquentes
Quels sont les avantages du refroidissement liquide par rapport au refroidissement par air ?
Le refroidissement liquide offre une capacité d'évacuation de chaleur 3 000 fois supérieure à l'air, permettant de supporter des densités de 30 à 250 kW par rack contre 10-15 kW maximum en air. Il réduit le PUE de 1.4-1.8 (air) à 1.05-1.20 (liquide), diminue le bruit de 20-30 dB, élimine les hot spots et permet la récupération de chaleur fatale pour le chauffage urbain. Il réduit également de 40% la surface au sol nécessaire pour une même capacité IT.
Quelle technologie de refroidissement liquide choisir pour mon data center ?
Le choix dépend de votre densité de puissance et de vos contraintes. Le direct-to-chip (DLC) est idéal pour 30-80 kW/rack avec des serveurs standard modifiés. L'immersion cooling (simple ou double phase) convient aux densités extrêmes de 80-250 kW/rack. Les rear-door heat exchangers (RDHx) offrent une solution hybride pour 15-40 kW/rack, compatible avec les racks existants. Nos ingénieurs réalisent une étude thermique pour recommander la solution optimale.
Le refroidissement liquide est-il fiable et sûr pour les équipements IT ?
Oui, les technologies de refroidissement liquide sont éprouvées et déployées à grande échelle par les hyperscalers (Google, Microsoft, Meta). Les circuits direct-to-chip utilisent de l'eau déminéralisée dans des boucles fermées étanches avec détection de fuites. L'immersion cooling utilise des fluides diélectriques (non conducteurs) certifiés, éliminant tout risque de court-circuit. Les taux de défaillance sont inférieurs à ceux des systèmes de climatisation traditionnels.
Peut-on convertir un data center existant au refroidissement liquide ?
Oui, la conversion (retrofit) est possible et constitue une part importante de nos projets. Les rear-door heat exchangers s'installent sur des racks existants sans modification majeure. Le direct-to-chip nécessite l'installation de la tuyauterie et des CDU (Coolant Distribution Units) dans la salle. L'immersion cooling implique le remplacement des racks par des cuves. Nous réalisons un audit thermique préalable pour définir la stratégie de migration optimale avec un minimum d'interruption.
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