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Les datacenters exigent aussi une qualité d’air intérieur de premier ordre

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La digitalisation massive de l’économie implique une multiplication sans précédents des centres de données informatiques (datacenters). Ces fermes de serveurs informatiques sont en croissance constante pour stocker de plus en plus de données, mais aussi pour assurer leur partage et leur échange sur le Web. Ces centres névralgiques du Web consomment énormément d’énergie, et leurs composants informatiques génèrent donc beaucoup de chaleur.

Ces températures posent un réel défi de refroidissement à ces structures, qui exigent un système HVAC très puissant pour préserver l’intégrité du matériel qu’elles abritent. À tel point que ce conditionnement d’air représente en moyenne 35 % de la consommation totale d’énergie des datacenters. Cette proportion considérable démontre bien l’aspect vital et critique de l’air ambiant de ces bâtiments, en termes de température, mais aussi d’humidité.

En quelques sorte, et à l’image êtres vivants, ces machines numériques exigent aussi une qualité d’air d’intérieur très soignée pour se maintenir en bonne santé et offrir des performances prévisibles. La gestion de cette QAI demande des équipements HVAC de pointe et des outils de contrôle structurellement intégrés au système.

Une allée froide hermétiquement fermée dans laquelle l'air froid est ventilé par les bouches au sol.

Quels instruments de mesure pour les datacenters ?

La moindre défaillance de la gestion du climat de ces salles informatiques peut coûter des millions de dollars de dégâts : la surchauffe peut détruire les composants informatiques les plus précieux (CPU, GPU, stockage), ou pire encore, provoquer un incendie… Toute panne implique des temps d’interruption d’activité qui impacte le rendement financier de l’installation, et la confiance qu’elle inspire à ses clients.

Voilà pourquoi la surveillance permanente du fonctionnement des datacenters est absolument cruciale. Ce monitoring exige des instruments de mesure HVAC de pointe, nous vous expliquons ici toutes les mesures indispensables à effectuer et quels appareils utiliser :

data center balometer temperature
  • Débit et vitesse de l’air :
    • Ces mesures doivent se faire partout dans un datacenter. Il faut vérifier en permanence que la circulation de l’air est conforme dans les conduits du réseau de ventilation, mais aussi au sein même de la salle de serveurs, au niveau des entrées d’air frais et des sorties d’évacuation de l’air chaud, sans oublier l’intérieur des armoires de serveurs (rack units).
    • Les appareils les plus adaptés sont variés. La surveillance permanente se fait plutôt avec des capteurs fixes connectés, parfois multifonction, intégrant un thermo-anémomètre à fil chaud. Un capteur de pression (manomètre), associé à un tube de Pitot ou à des ailes DEBIMO, forment aussi une solution ultra-fiable au niveau des conduits de ventilation.
    • Lors des audits, les mesures ponctuelles font appel à des appareils portables : thermo-anémomètres à fil chaud ou à hélice, thermocouple, appareils multifonctions comme l’AMI 310, et surtout un débitmètre DBM 620, particulièrement indispensable pour calculer le taux réel de renouvellement de l’air des zones les plus sensibles.
datacenter air flow ceiling
  • Température, hygrométrie et point de rosée :
    • La température est évidemment le paramètre crucial à surveiller pour les serveurs, à la fois pour préserver le matériel, mais aussi pour calculer le rendement pratique du système de refroidissement en fonction de sa consommation énergétique. Plusieurs solutions en poste fixe multifonction, ou des enregistreurs comme les TrackLog, sont conçus pour s’adapter à toutes les contraintes, notamment dans les salles d’alimentation électrique et d’onduleurs.
    • Les anémomètres à fil chaud ont l’avantage de mesurer précisément la température de l’air en même temps que sa vitesse (en calculant aussi le débit si besoin), nous l’expliquons plus en détail pour les clusters de batteries électriques à refroidissement actif.
    • Les thermo-hygromètres restent les appareils les plus adaptés pour ce type de surveillance : ils vont mesurer la température couplée à l’hygrométrie (humidité relative) et sont ainsi capables de calculer la température de point de rosée. Ces paramètres sont extrêmement importants pour les datacenters, qui nécessitent une humidification de l’air pour obtenir un taux d’hygrométrie maîtrisé qui évitera les décharges électrostatiques provoquées par un air trop sec. Ceci sans tomber dans l’excès d’humidité, qui provoque des phénomènes d’oxydation et donc un vieillissement prématuré des composants.
    • Les thermomètres à thermocouples servent plutôt à mesurer les températures critiques des composants les plus chauds au sein des serveurs : alimentations, processeurs, mémoire et dissipateurs. Ils servent aussi à surveiller les températures de surchauffe et de sous-refroidissement du fluide frigorigène des unités d’air conditionné (CRAC, pour Computer Room Air Conditioning), pour s’assurer de leur bon fonctionnement.
data center air floor cooling
  • Pression et pression différentielle :
    • Les capteurs de pression (manomètres) ne servent pas qu’à mesurer un flux d’air via des sondes de type Pitot ou DEBIMO. On peut les retrouver aussi au sein même de la salle de serveur, lorsqu’elle est hermétiquement compartimentée entre la zone d’arrivée d’air frais devant les serveurs (les allées froides ou cold aisle) et la zone d’évacuation de l’air chaud (hot aisle ou allées chaudes). Il faut alors bien y vérifier que la zone froide est en surpression par rapport à la zone chaude, pour optimiser le flux de refroidissement général. Notre CPE 310 tient par exemple ce rôle dans de nombreux laboratoires et hôpitaux, et notre C 310 équipe déjà de nombreux datacenters pour la pression, mais aussi la température et l’humidité.
    • Il faut aussi surveiller la pression différentielle au niveau des filtres à air, pour surveiller leur encrassement et anticiper leur changement afin de réduire les temps d’interruption opérationnelle. Ces filtres à air sont très importants pour éviter l’accumulation de poussière, qui catalyse la formation des décharges électrostatiques. Ils sont tout particulièrement sensibles lorsqu’ils sont placés à l’entrée d’air des serveurs exploitant le climat froid de certains pays : les unités CRAH (Computer Room Air Handler) consomment moins d’énergie en fonctionnant plus comme une ventilation d’air froid extérieur (en s’aidant aussi de l’eau froide), sans circuit d’air conditionné. Le principe de mesure est similaire à celui utilisé pour tester les masques de protection respiratoire.
datacenter condensate pump crac unit

Les pompes à condensat omniprésentes dans les datacenters

Comme nous l’avons expliqué précédemment, le maintien d’un air humide est crucial pour les serveurs : les dernières recommandations ASHRAE conseillent une hygrométrie de 55 à 69 % RH entre 18 et 27 °C, avec un point de rosée à 15 °C. Lorsque cet air repasse dans une unité CRAC, de la condensation se forme, et il faut alors évacuer le condensat formé au niveau de l’évaporateur. S’il est impossible d’évacuer le condensat par voie gravitaire, il faut alors éviter les fuites et les débordements en utilisant des pompes de relevage de condensat fiables et de bonne capacité, comme les Si-82, Si-1805 ou Si-1820, en fonction de la puissance du système de refroidissement à traiter.

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