Locaux techniques – Data Center
Étude thermique des locaux techniques de data centers
Dans un contexte où la demande en capacité de stockage et en puissance de traitement ne cesse de croître, la gestion thermique des locaux techniques des data centers se révèle être un défi majeur. L’objectif de l’étude est d’utiliser la CFD pour proposer des solutions personnalisées et innovantes afin d’assurer des performances optimales, une efficacité énergétique maximale et une fiabilité inégalée dans ces environnements critiques. Les locaux étudiés sont un local UPS, un local STS et un local de transformateurs, situés à Meudon.
Locaux techniques - Data Center
Année
2024
Client
NC
Localisation
France
Typologie
Data Center
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Utilisation de la CFD pour l’optimisation thermique
Pourquoi réaliser une étude CFD (Mécanique des fluides numérique) ?
Dans l’univers des data centers, la gestion thermique occupe une place centrale. Habituellement, les allées chaudes et froides sont aménagées dans les halls des data centers pour optimiser le refroidissement des serveurs et des équipements. Cependant, lorsqu’il s’agit des locaux techniques, la situation est bien différente. Chaque installation est unique, avec ses propres contraintes et configurations, ce qui rend les solutions de refroidissement standardisées souvent inadaptées.
Dans ce contexte, l’expertise en CFD (Computational Fluid Dynamics) joue un rôle clé. En l’absence de mesures établies et de solutions toutes faites, il est essentiel de recourir à des outils de modélisation avancés pour comprendre et optimiser la circulation de l’air, la dissipation de la chaleur et la répartition des températures. À l’aide de la CFD, une analyse approfondie des infrastructures est réalisée, afin d’identifier les zones chaudes, d’optimiser les flux d’air et de concevoir des solutions de refroidissement adaptées dans ces locaux techniques.
Processus de modélisation pour l’étude CFD
Pour réaliser le modèle 3D d’un local technique en vue de l’étude CFD, l’approche suivie est basée à la fois sur les plans des locaux et sur des visites réalisées sur site. Dans un premier temps, les plans architecturaux détaillés du local ont permis de récupérer les dimensions et la disposition des équipements. Ensuite, lors de la visite sur site, des observations plus approfondies et des mesures précises ont été réalisées et des détails spécifiques tels que les systèmes de refroidissement, les grilles d’aération et les obstacles ont été relevés.
En utilisant des logiciels de modélisation 3D, des modèles géométriques des pièces ont été créés, intégrant les équipements et les obstacles du local, en respectant leur emplacement réel. Enfin, en attribuant les propriétés physiques appropriées à chaque élément du modèle, telles que la conductivité thermique des matériaux, les rejets calorifiques des machines et les performances des systèmes de climatisation, les études CFD ont pu être réalisées.
Résultats des simulations réalisées
Détection des anomalies thermiques et phénomènes de bouclage
Solutions sur mesure pour une gestion thermique optimale
Pour éviter le phénomène de bouclage et réduire les températures excessives, de nouvelles conceptions adaptées à chaque local technique ont été proposées. Dans le local STS, un gainage des rejets calorifiques a été réalisé afin de mieux canaliser et évacuer la chaleur.
Dans le local UPS, un capotage intégral entre la partie supérieure et inférieure a été mis en place pour compartimenter les masses d’air chaudes et les masses d’air froid. Quant au local transformateur, un rehaussement des aspirations d’air des unités CRAH (Computer Room Air Handler) a été effectué afin de permettre une meilleure aspiration de l’air chargé en calories.
Simulation détaillée de redondance : Maintien de la température avec un CRAH à l'arrêt
Une analyse minutieuse de redondance a été effectuée dans les locaux techniques afin d’assurer une fiabilité inégalée des systèmes de refroidissement. Pour cela, deux unités CRAH (Computer Room Air Handler) sont implantées dans chaque pièce, fonctionnant en parallèle pour une redondance opérationnelle optimale. Cette approche permet de maintenir une capacité de refroidissement suffisante même en cas de panne d’une des unités.
Afin de valider l’efficacité de cette redondance, des simulations détaillées ont été réalisées en considérant la désactivation d’une unité CRAH. Les résultats ont montré que même avec un CRAH à l’arrêt, la température dans les locaux techniques reste dans une plage convenable, sans aucun risque de surchauffe. Cette démonstration met en évidence l’efficacité de la redondance mise en place.
Chez EOLIOS, l’importance capitale de la redondance dans les environnements critiques tels que les data centers est toujours prise en compte. L’expertise en simulation CFD permet de concevoir des solutions de refroidissement robustes et fiables, garantissant ainsi une disponibilité continue des équipements même en cas de défaillance d’une unité.
