Etude d’impact d’îlot chaleur urbains des data centers
Étude de l’impact des îlots de chaleur formés par les datacenters
Nous sommes experts de l’analyse CFD et de l’évaluation de l’impact environnemental des datacenters dans leur contexte urbain.
- Identification des îlots de chaleur générés par les infrastructures numériques
- Évaluation de l’impact thermique en conditions météorologiques réelles
- Analyse des interactions entre rejets thermiques, morphologie urbaine et conditions de ventilation naturelle
- Étude des effets cumulés de plusieurs sources de chaleur dans un même quartier (datacenters, postes sources, sous-stations…)
- Simulation des dispersions thermiques selon différents scénarios d’implantation et de fonctionnement
- Comparaison de solutions d’atténuation (verdissement, façades ventilées, récupération de chaleur…)
- Aide à la décision pour les projets d’aménagement et la conception d’infrastructures numériques responsables
Nos projets Data Center :
Caractérisation des îlots de chaleur induits par les datacenters
Origine et intensité des émissions thermiques
L’effet d’îlot de chaleur urbain est l’écart de température observé entre une ville et ses zones rurales environnantes. Les matériaux de construction, l’urbanisation dense et le manque de végétation piègent la chaleur, créant la « bulle de chaleur » typique des centres-villes.
Les datacenters, avec leurs grands rejets thermiques, font partie de ces apports anthropiques de chaleur. Cette chaleur résiduelle, si elle n’est pas récupérée et réutilisée, contribue à l’effet d’îlot de chaleur urbain. Autrement dit, non seulement elle augmente les températures locales nocturnes et diurnes en ville, mais elle renchérit aussi les besoins en climatisation environnants (pour compenser la chaleur supplémentaire). Ces impacts se répercutent sur le confort des habitants, la qualité de l’air et la consommation énergétique des bâtiments voisins.
Cartographie des zones d’influence thermique
Les outils de simulation CFD développés par EOLIOS permettent une caractérisation fine des panaches de chaleur émis par les datacenters, en intégrant les spécificités du site (géométrie, topographie, aménagements) et les conditions environnementales réelles (vents dominants, orientation solaire, humidité…). Ces modélisations 3D aérauliques reproduisent avec précision la propagation de l’air chaud rejeté, sa dilution progressive dans l’atmosphère et ses interactions avec les éléments du tissu urbain (façades, rues, arbres, toitures…).
Sur la base de plusieurs études menées par EOLIOS, la portée thermique d’un panache peut s’étendre jusqu’à 150 m sous faible vitesse de vent. Ces visualisations, restituées sous forme de cartographies thermiques dynamiques, permettent aux concepteurs et urbanistes de mieux anticiper les effets croisés entre infrastructures numériques et cadre de vie urbain.
Analyse de la variabilité saisonnière et horaire
L’effet thermique induit par les datacenters n’est pas constant tout au long de l’année. Il varie en fonction de plusieurs facteurs : puissance IT mobilisée, régime de fonctionnement des groupes froids, conditions météorologiques extérieures (température, hygrométrie, direction et vitesse du vent), mais aussi densité de l’environnement urbain. En été, les périodes de forte chaleur couplées à un air stagnant peuvent provoquer une accumulation thermique significative, particulièrement en fin de journée ou en nocturne, lorsque les rejets chauds ne sont plus dispersés efficacement.
Les simulations CFD menées par EOLIOS intègrent cette variabilité en modélisant différents scénarios saisonniers et horaires (journée type caniculaire, intersaison, nuit calme sans vent…). Cette approche dynamique permet d’identifier les périodes les plus critiques pour le confort urbain et de quantifier les écarts thermiques en fonction des stratégies de gestion des rejets thermiques.
Études d’intégration urbaine des équipements de rejet thermique
Orientation et implantation des équipements
La position, l’orientation et la disposition des systèmes de rejet thermique — tels que les dry coolers, condenseurs ou tours aéroréfrigérantes — jouent un rôle déterminant dans la diffusion de la chaleur résiduelle dans l’environnement urbain. Une mauvaise implantation peut accentuer les effets d’îlot de chaleur urbains (ICU), perturber le confort thermique extérieur, ou entraîner une recirculation de l’air chaud dans les prises d’air neuf.
Les outils de simulation CFD utilisés par EOLIOS permettent d’évaluer de manière comparative plusieurs configurations d’implantation (hauteur, orientation, distance entre unités, masques proches), dans des conditions climatiques réalistes, en intégrant notamment la rose des vents annuelle du site et le rayonnement solaire.
Hauteur et géométrie des panaches
La forme et l’extension verticale des panaches d’air chaud générés par les équipements dépendent de nombreux paramètres : température de soufflage, vitesse de rejet, taille des bouches d’extraction, turbulence atmosphérique, stabilité thermique de l’air ambiant, etc.
Les simulations CFD réalisées par EOLIOS permettent de visualiser les panaches en trois dimensions, d’évaluer leur portée dans le temps et l’espace, et de déterminer leur impact sur les zones sensibles.
En fonction des résultats, nous proposons des ajustements d’ordre architectural ou technique, tels que la rehausse de l’équipement, l’ajout de déflecteurs, ou encore l’intégration d’écrans végétaux pour favoriser la dispersion thermique et limiter les effets de recirculation. Ces mesures peuvent réduire l’impact thermique local de 30 à 60 %, selon les contextes étudiés.
Isosurfaces de température d'un datacenter
Interactions avec les bâtiments environnants
L’environnement urbain dense agit souvent comme un piège thermique, en limitant la dispersion de la chaleur et en favorisant les recirculations sur les façades et les prises d’air voisines. Nos analyses CFD permettent de mettre en évidence les flux chauds qui peuvent atteindre des ouvrants, les vitrages sensibles à la surchauffe, ou les entrées d’air des CTA voisines.
Nos préconisations s’intègrent dans une démarche globale d’optimisation environnementale, en lien avec les exigences des documents d’urbanisme, des normes HQE/BREEAM, ou des recommandations issues du Plan Climat Air Énergie Territorial (PCAET). Elles permettent d’assurer une cohabitation durable entre performance énergétique des infrastructures numériques et qualité de vie urbaine.
Exemple de considération de l’environnement autour d’un datacenter
Solutions d’atténuation de l’impact thermique
Amélioration des performances de rejet
L’impact thermique des installations de refroidissement peut être significativement réduit par une combinaison de choix technologiques, d’optimisations de l’exploitation et de conceptions aéraulique. Chez EOLIOS, nos études s’appuient sur des simulations CFD de haute précision pour évaluer et comparer l’efficacité de diverses stratégies d’atténuation thermique dans un contexte urbain.
Le type d’équipement de rejet joue un rôle clé : les aéroréfrigérants à vitesse variable, par exemple, permettent une adaptation dynamique aux conditions climatiques, réduisant les rejets inutiles de chaleur en période de faible charge thermique. L’ajout de dispositifs de guidage du flux, tels que des déflecteurs ou brise-vent, permet également de canaliser les rejets thermiques vers des zones moins sensibles. Par ailleurs, certaines solutions passives comme les silencieux thermiques ou les grilles à dissipation thermique favorisent un mélange plus rapide avec l’air ambiant, abaissant localement les températures perçues de 1 à 2 °C en moyenne à 5 mètres de distance.
L’ensemble de ces approches est évalué par EOLIOS au cas par cas, à l’aide de simulations numériques intégrant les conditions climatiques réelles (vent, rayonnement, température), la géométrie du site et les cycles de fonctionnement des équipements. Ces analyses permettent de hiérarchiser les leviers d’action en fonction de leur efficacité, de leur coût et de leur compatibilité avec les contraintes opérationnelles du site.
Nos recommandations sont toujours contextualisées dans une démarche de performance globale, intégrant la limitation du PUE, le confort des usagers et les exigences réglementaires locales.
Visualisation des rejets sur un plan de température
Solutions d’atténuation de l’impact thermique
Conformité aux exigences environnementales
Dans un contexte de durcissement des réglementations liées à la transition écologique, les datacenters sont de plus en plus soumis à des exigences en matière de performance énergétique, d’intégration paysagère et de qualité de l’air. La directive européenne sur l’efficacité énergétique impose notamment aux États membres de renforcer le suivi énergétique des datacenters de plus de 500 kW dès 2024, incluant un reporting annuel sur la température de l’air rejeté, le taux d’utilisation de chaleur fatale et le PUE.
Les études CFD menées par EOLIOS permettent d’anticiper ces exigences en modélisant avec précision les panaches thermiques et leur diffusion dans l’environnement urbain, tout en identifiant les points sensibles. Nos simulations peuvent intégrer des scénarios projetés d’évolution climatique (RCP 4.5 ou 8.5), afin de garantir la conformité des installations à moyen et long terme, en tenant compte de l’augmentation attendue des températures moyennes et des phénomènes extrêmes (canicules, absence de vent, etc.).
En région Île-de-France, par exemple, les projets de datacenters sont de plus en plus évalués au regard des objectifs du Plan Climat régional (SRCAE), qui fixe une ambition de division par deux de la consommation énergétique des bâtiments tertiaires d’ici 2050. Nos études s’inscrivent dans cette dynamique en fournissant aux maîtres d’ouvrage des livrables exploitables dans les démarches de permis de construire, d’étude d’impact, ou de certifications HQE, BREEAM ou ISO 50001.
Appui à la concertation avec les riverains
L’intégration urbaine d’un datacenter n’est pas uniquement une question technique : elle est aussi sociale et territoriale. La perception des nuisances thermiques, bien que parfois invisible à l’œil nu, peut susciter des inquiétudes chez les riverains. C’est pourquoi EOLIOS développe des cartographies thermiques lisibles, des animations de panaches en 3D et des synthèses visuelles adaptées aux présentations publiques ou aux ateliers de concertation.
Ces outils permettent de traduire en éléments concrets les impacts potentiels du projet sur son voisinage immédiat : élévation locale des températures, vitesse du vent modifiée, réchauffement de façades sensibles, etc. Grâce à des indicateurs synthétiques (écarts de température à 1,5 m du sol, fréquence de dépassement de seuils de confort selon EN ISO 7730…), nos études contribuent à objectiver les débats et à rassurer les parties prenantes.
Modèle 3D
Vers des datacenters plus responsables
Réduire les rejets thermiques dans l’environnement, ce n’est pas seulement répondre à une contrainte réglementaire : c’est aussi faire le choix d’une infrastructure plus vertueuse, en phase avec les attentes sociétales et environnementales. Dans une ville comme Paris, où l’effet d’îlot de chaleur urbain peut augmenter la température moyenne de +2 à +3 °C en été, limiter les apports thermiques supplémentaires est un enjeu majeur pour le confort des habitants et la résilience climatique.
EOLIOS accompagne ainsi ses clients dans des démarches de valorisation énergétique des rejets, via la conception de solutions hybrides intégrant végétalisation, rafraîchissement passif, ou intégration architecturale. Cette approche globale positionne les datacenters non plus comme de simples consommateurs d’énergie, mais comme des acteurs responsables de la ville durable.
EOLIOS, votre partenaire pour l’intégration durable des datacenters en ville
Face aux enjeux croissants d’efficacité énergétique, de confort urbain et de réglementation environnementale, EOLIOS vous accompagne pour concevoir et exploiter des datacenters parfaitement intégrés dans leur environnement.
Grâce à nos outils de simulation CFD à la pointe de la technologie et à notre expertise reconnue en modélisation thermique et aéraulique, nous intervenons à toutes les étapes du projet : conception, dimensionnement, analyse d’impact et accompagnement réglementaire.
- Une approche sur mesure pour chaque site, tenant compte des conditions climatiques locales, de l’urbanisme environnant et des spécificités techniques.
- Des solutions concrètes pour réduire durablement les nuisances thermiques et améliorer le PUE.
Contactez-nous dès aujourd’hui pour évaluer l’impact thermique de vos installations, anticiper les exigences réglementaires et identifier les meilleures stratégies d’atténuation. Ensemble, faisons des datacenters un levier pour une ville plus durable.
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