Étude des risques climatiques et incendie d'un data center existant : modéliser la dispersion du gaz 3M™ NOVEC™ 1230 pour garantir la continuité des services.
Le principal défi de la conception d'un data center est la continuité perpétuelle des services : pannes, maintenances et incendies peuvent survenir, mais les équipements informatiques doivent continuer de fonctionner sans être endommagés.
Dans ce cadre, EOLIOS a réalisé une étude de risque climatique et une étude de risque incendie dans le data hall du SAMU 95 (CHU de Pontoise).
Les objectifs : visualiser les températures en entrée des serveurs, vérifier l'aéraulique globale de la salle, puis modéliser la dispersion du gaz 3M™ NOVEC™ 1230 en cas d'incendie.
L'essentiel. Pour le data center du SAMU 95 (CHU de Pontoise), EOLIOS a mené deux études CFD sur un jumeau numérique d'environ 10 millions de mailles : un volet climatique (températures en entrée de serveurs, recirculations) et un volet incendie modélisant la dispersion du gaz extincteur 3M™ NOVEC™ 1230. Résultat : environ 25 °C à l'aspiration des serveurs et une concentration de gaz supérieure à 5 % dans toutes les zones à risque, conforme aux recommandations.
Pour cette étude, l'intégralité du data center a été reproduite avec un logiciel 3D. Tous les systèmes CVC sont pris en compte, ainsi que les apports de chaleur à travers les parois. L'urbanisation exacte des serveurs est implémentée, en considérant le débit et la puissance de chaque serveur.
Plus le jumeau numérique est précis, plus les résultats sont proches de la réalité : le maillage compte environ 10 millions d'éléments, raffiné dans les zones à fort gradient.
Un jumeau numérique est une réplique 3D fidèle du data center et de ses installations (serveurs, CVC, faux-plancher, faux-plafond) sur laquelle tourne la simulation. On y intègre le débit et la puissance de chaque serveur ainsi que les apports de chaleur à travers les parois ; plus le modèle est précis, plus les résultats approchent la réalité.
Le bilan de puissance du groupe de traitement d'air ne révèle pas de surcharge. En revanche, l'absence de modules d'obturation dans les racks, aux emplacements de serveurs vides, crée des recirculations d'air qui peuvent être gênantes.
En conditions standard, l'élévation de température est bien maîtrisée : la température est d'environ 25 °C à l'aspiration des serveurs. Malgré la présence de bypass, les conditions climatiques sont respectées, les systèmes de refroidissement sont efficaces, y compris en conditions chaudes. La conception répond aux attentes.
La recirculation d'air désigne le retour d'air chaud rejeté par les serveurs vers leur propre aspiration. Elle apparaît ici là où des modules d'obturation manquent dans les racks, aux emplacements de serveurs vides : l'air chaud contourne les équipements et dégrade localement le refroidissement.
Dans le cadre de l'étude du risque incendie, toutes les caractéristiques du gaz sont implémentées dans la simulation. Le positionnement des 3 buses en faux-plancher permet de prévenir rapidement tout risque en cas de feu dans cette zone, mais aussi une diffusion à travers le plancher jusqu'au niveau du data hall ; il en va de même pour les buses en faux-plafond.
Les résultats montrent que la dispersion du gaz est conforme aux attentes : le système parvient à disperser suffisamment de gaz pour que l'ensemble des équipements et zones à risque atteignent une concentration supérieure à 5 % dans l'air environnant. Pour cette configuration, le système est donc conforme aux recommandations.
Le NOVEC 1230 est un agent extincteur de la famille des fluorocétones. Il éteint le feu en agissant sur la réaction de combustion, sans laisser de résidu, sans conduire l'électricité et sans endommager les équipements électroniques, ce qui le rend particulièrement adapté à la protection incendie des data centers.
La simulation numérique permet d'anticiper de nombreux scénarios et de maîtriser les imprévus liés à une mauvaise conception. Pour le risque climatique, la modélisation multiphysique prend en compte l'ensemble des phénomènes à l'origine des boucles ou des points chauds. Pour le risque incendie, la CFD représente l'évolution spatiale et temporelle de la diffusion du gaz au regard de ses caractéristiques.
L'expérience d'EOLIOS en thermique et en aéraulique générale permet de proposer des solutions innovantes et pertinentes face aux risques climatiques et incendie.
À retenir. Sur un data center, la CFD vérifie deux choses avant travaux : que le refroidissement tient en conditions normales et chaudes, et qu'en cas de feu le gaz extincteur atteint partout la concentration visée. Simuler la répartition du gaz évite les zones d'ombre qu'un simple calcul de volume ne détecte pas.
Dispersion du gaz NOVEC, risque climatique et jumeau numérique d'un data center.
Parce que l'efficacité d'une extinction automatique à gaz dépend de la façon dont le gaz se répartit dans le volume protégé. La CFD vérifie, avant tout incident, que chaque zone à risque atteint la concentration d'extinction visée, sans zone d'ombre en faux-plancher ni en faux-plafond. Voir notre dossier sur la sécurité incendie des data centers (IEAG).
Le NOVEC 1230 est un agent extincteur de la famille des fluorocétones. Il éteint le feu en agissant sur la réaction de combustion, sans résidu, sans conduire l'électricité et sans endommager les équipements électroniques, ce qui le rend adapté aux data centers.
Dans cette configuration, l'ensemble des équipements et des zones à risque atteint une concentration de gaz supérieure à 5 % dans l'air environnant. Le système est donc conforme aux recommandations.
Oui. Le bilan de puissance ne révèle pas de surcharge et la température est d'environ 25 °C à l'aspiration des serveurs. L'absence de modules d'obturation dans les racks crée toutefois des recirculations d'air à surveiller.
L'intégralité du data center est reproduite en 3D, avec le débit et la puissance de chaque serveur et les systèmes CVC. Le maillage d'environ 10 millions d'éléments, raffiné dans les zones à fort gradient, rend les résultats proches de la réalité.
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Étude CFD du data center du SAMU 95 (CHU de Pontoise) : jumeau numérique d'environ 10 millions de mailles, analyse du risque climatique (recirculations, ~25 °C à l'aspiration) et modélisation de la dispersion du gaz extincteur 3M™ NOVEC™ 1230 (buses en faux-plancher et faux-plafond) jusqu'à une concentration conforme > 5 %, pour garantir la continuité de service.
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