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C’est aujourd’hui la question principale qui agite la communauté des planificateurs d’installations, ingénieurs thermiciens, architectes et autres responsables de la mise en œuvre d’équipements informatiques puissants. Les regroupements très denses d’équipements connectés à hautes performances ne permettent plus aux solutions classiques de refroidissement dans les datacenters, salles de serveurs et autres environnements informatiques de faire face à l’augmentation des charges thermiques. En conséquence, la durabilité s’en trouve sacrifiée et les installations peuvent connaître des pannes, des interruptions imprévues et une explosion de leur facture énergétique.

Il existe pourtant bon nombre de nouvelles solutions à air ou bien à eau, indirect ou direct, solutions standard ou personnalisées… Mais quels sont les aspects essentiels à prendre en compte pour faire son choix parmi les différents systèmes de refroidissement ?

Un éventail large de solutions de refroidissement

Les solutions avancées de gestion thermique disponibles à ce jour offrent la richesse, la flexibilité et la modularité nécessaires pour répondre aux besoins propres à chaque application et aux défis présentés par la charge thermique des divers équipements informatiques.

Il existe quatre principales méthodes de refroidissement sur le marché :

 Refroidissement par air : la chaleur est transférée directement dans l’air ambiant, technique classique de refroidissement très répandue dans les datacenters.

 Refroidissement indirect par eau : la chaleur est transférée indirectement dans l’eau par l’intermédiaire d’un échangeur thermique air/eau situé à l’intérieur de la rangée ou d’une seule armoire.

 Refroidissement direct par eau : la chaleur est transférée directement à un élément de transfert thermique fixé sur l’équipement, par exemple une plaque froide.

 Refroidissement par eau hybride (direct et indirect) : les composants les plus énergivores bénéficient d’un refroidissement liquide sélectif par contact direct, tandis que le reste de l’armoire est refroidi par un dispositif air/eau secondaire, par exemple une porte arrière refroidissante.

Il s’avère que le refroidissement par air devient de moins en moins praticable dans les datacenters haute densité, face à l’augmentation des charges thermiques ainsi qu’à la densification des racks de serveurs qui entrave la circulation de l’air. Les solutions de refroidissement par air peuvent généralement gérer au maximum 10 kilowatts de manière économique. Les datacenters qui tentent d’y remédier en accroissant la vitesse de l’air se transforment rapidement en souffleries où il devient difficile de travailler. Dans ce contexte, les besoins énergétiques croissants accentuent la nécessité d’un système de refroidissement liquide dans la stratégie de gestion thermique.

Le refroidissement liquide : la solution d’avenir ?

Pour les applications qui s’y prêtent, le refroidissement liquide offre un fort retour sur investissement (ROI) et un faible coût total de possession (TCO) en comparaison des autres méthodes de refroidissement. Ces dernières années, l’éventail des solutions de refroidissement liquide s’est étoffé, contribuant à répondre aux besoins de protection spécifiques des applications dans pratiquement tout environnement. Le liquide présente une capacité de transfert de chaleur beaucoup plus importante que l’air, 3500 fois supérieure, car il est plus dense.

Le refroidissement liquide par contact direct, qui consiste à placer une plaque froide directement sur les processeurs à l’intérieur du serveur, présente la meilleure efficacité énergétique. Les plaques froides minces utilisées dans le refroidissement liquide à contact direct ont pour avantage d’occuper moins d’espace de rack que les dissipateurs thermiques classiques. La plaque froide comporte également des micro-canaux internes ainsi qu’une entrée et une sortie où le liquide circule pour évacuer la chaleur.

Or, si le refroidissement liquide offre des avantages considérables pour l’évacuation de la chaleur, il peut être superflu de gérer l’ensemble de la charge thermique d’un rack par cette seule méthode car son coût est prohibitif pour certaines applications. Dans de nombreux cas, une solution hybride, combinant le refroidissement par liquide et par air et exploitant efficacement la grande capacité de transfert thermique des fluides, est souvent plus accessible et évolutive.

Choisir la solution adéquate en fonction de l’application

Pour déterminer les technologies et configurations de refroidissement les plus efficaces pour un matériel informatique spécifique, il convient d’évaluer le profil thermique actuel et futur de l’environnement, puis de modéliser les modifications nécessaires d’infrastructure ou de configuration.

Ce faisant, plusieurs facteurs essentiels sont à prendre en compte, notamment :

 La disposition des équipements informatiques, des systèmes de refroidissement à couplage étroit et de refroidissement liquide direct au sein du datacenter, des unités de traitement de l’air, de la salle des serveurs ou des autres environnements informatiques est critique pour l’utilisation efficace de l’espace et de la capacité de refroidissement disponibles.

 Besoins de refroidissement actuels et attendus à l’avenir, compte tenu des progrès technologiques potentiels, de la croissance de l’entreprise et d’autres objectifs.

 Normes en vigueur ou imminentes, tendances, ainsi que réglementations applicables.

 Ressources comparées au retour sur investissement et au coût total de possession.

 Délais de modernisation des installations et la planification des investissements.

La mise en œuvre de la solution adéquate

Une fois déterminée la solution de refroidissement adaptée, il conviendra de rassembler les données pertinentes relatives aux besoins des équipements pour faciliter une installation fluide et optimale. Et notamment de fournir des informations détaillées sur les équipements, leur configuration, leurs paramètres thermiques ainsi que les besoins de conception du circuit primaire et secondaire, de l’unité de distribution et de son architecture, etc. Il faudra également dresser un plan de maintenance de routine. Dans le cas d’une solution de refroidissement liquide, ce plan devra prévoir des inspections obligatoires programmées et la commande de pièces de rechange en avance pour garantir ainsi que le fluide à l’intérieur du circuit demeure dans des conditions de fonctionnement sûr.

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