
Les méthodes de construction modulaire deviennent de plus en plus importantes à mesure que la demande de capacité informatique s'accélère. Le refroidissement par immersion à deux phases augmente encore l'efficacité en permettant des densités informatiques plus élevées et des performances fiables même dans des climats exigeants. Le concept a déjà fait ses preuves lors d'un test rigoureux sur le terrain dans des conditions tropicales et est actuellement en cours de perfectionnement en Allemagne.

Sam Harris, Senior Manager Offsite Manufacturing Data Centers
À mesure que l'infrastructure numérique se développe, des cas d'utilisation tels que l'analyse en temps réel, la formation de modèles d'intelligence artificielle (IA), l'informatique en périphérie pour les véhicules connectés et les simulations scientifiques rapides nécessitent une nouvelle puissance de calcul aussi rapidement que possible. « Les centres de données modulaires raccourcissent les délais de déploiement et permettent d'ajouter une capacité de calcul partout où elle est nécessaire », explique Sam Harris, Senior Manager Offsite Manufacturing Data Centers chez Exyte. Les unités mobiles font partie de cette évolution car elles apportent une informatique haute performance (HPC) dans des endroits où des structures permanentes ne peuvent pas être achevées assez rapidement ou ne sont pas du tout réalisables.
À titre de preuve de concept, les ingénieurs d'Exyte ont développé un centre de données mobile avec refroidissement par immersion à deux phases. « Bien que la preuve de concept ne vise pas à répondre directement à tous les scénarios, elle montre la capacité d'Exyte à concevoir et fabriquer des modules de centre de données entièrement intégrés, à effectuer une mise en service complète en usine et à les expédier prêts à être déployés », déclare Harris. Le concept combine une disposition compacte à deux conteneurs pouvant être transportée avec une logistique standard et un système avancé de refroidissement par immersion à deux phases.

Manfred Engelhard, Directeur de la gestion technologique des centres de données
Un design modulaire conçu pour la mobilité
Le centre de données mobile se compose de deux conteneurs standardisés et transportables empilés l'un sur l'autre. Ensemble, ils sont conçus pour une charge informatique allant jusqu'à 1,5 à 2 mégawatts dans les climats nordiques, et jusqu'à 1 mégawatt dans les climats tropicaux. 1 MW de charge informatique signifie que l'énergie est disponible uniquement pour les serveurs et autres matériels informatiques. Cela correspond approximativement à l'énergie nécessaire pour alimenter environ 1 500 foyers moyens avec toute leur consommation électrique typique.« Ce qui rend cette solution unique, c'est l'intégration », explique Engelhard. « Nous combinons le refroidissement par immersion à deux phases avec un système de génération de refroidissement modulaire et entièrement transportable. À notre connaissance, cette combinaison n'a été réalisée par personne d'autre sous cette forme. »
Qu'est-ce que le refroidissement par immersion à deux phases ?
Le refroidissement par immersion à deux phases fonctionne en faisant bouillir un liquide non conducteur à basse température et en recondensant la vapeur, créant ainsi un cycle passif de dissipation de chaleur très efficace.Comparé aux systèmes refroidis par air traditionnels, cette approche réduit la consommation d'énergie, prend en charge des densités de calcul plus élevées et élimine le besoin d'équipements complexes de gestion de l'air. La conception d'Exyte évite les refroidisseurs grâce à un refroidissement indirect par air libre. Jusqu'à présent, le refroidissement par immersion à deux phases n'était pas disponible dans les centres de données mobiles.
Exyte intègre l'ensemble du système directement dans le conteneur, ce qui donne une configuration compacte nécessitant moins d'espace sur site et plus facile à déployer. « En bref, notre unité fonctionne sans refroidisseur, sans eau et avec une excellente efficacité énergétique », déclare Engelhard. Cela rend le système adapté aux régions où l'eau est rare et évite les investissements supplémentaires et les coûts d'exploitation normalement associés aux installations de refroidisseurs conventionnels.
Démonstration des performances dans des conditions tropicales
La phase de test à Singapour s'est concentrée sur la validation des performances thermiques du système dans des conditions environnementales difficiles. L'unité comprend deux cuves d'immersion de 500 kilowatts, fabriquées par le partenaire allemand Wieland, et un module de refroidissement monté sur le toit qui intègre des échangeurs de chaleur, des pompes, des tuyauteries et de grandes bobines de refroidissement par air en une seule structure.L'unité a été testée sur le terrain à Singapour avec une charge de 1 MW sous un soleil direct de 33 °C. Elle a atteint une efficacité énergétique (PUE) d'environ 1,07, et dans des conditions plus fraîches de 27 °C, environ 1,03 – bien en dessous du PUE typique d'environ ~1,5 des systèmes mobiles refroidis par air dans des climats similaires. Ces derniers nécessiteraient généralement plus de 50 % d'énergie supplémentaire, car le refroidissement par air devient moins efficace à mesure que les températures augmentent. « Nos résultats confirment que le concept de refroidissement fonctionne comme prévu, même dans des conditions tropicales », déclare Engelhard.
Cas d'utilisation et opportunités
Le centre de données mobile est idéal pour ajouter rapidement une capacité de calcul dans des endroits où les installations permanentes sont trop lentes, trop coûteuses ou physiquement limitées. Cela le rend particulièrement précieux pour les centres de données existants qui ne peuvent pas héberger du matériel moderne d'IA/HPC. En plaçant une capacité HPC refroidie par immersion à côté du bâtiment existant et en la connectant au réseau informatique, les clients peuvent exécuter de nouvelles charges de travail sans rénovations majeures.Les besoins à court terme typiques incluent une capacité temporaire pendant les reconstructions, le calcul pour la recherche pendant des périodes limitées et les déploiements dans des endroits éloignés ou industriels. D'autres applications incluent les cas d'utilisation gouvernementaux et de protection civile, par exemple lors de catastrophes naturelles, et les opérations médiatiques sur des sites d'événements temporaires. À l'avenir, les centres de données mobiles pourraient également prendre en charge l'informatique en périphérie distribuée pour les systèmes de conduite autonome.
De la conception à la commercialisation
Avec la validation réussie du concept, Exyte est désormais en discussions avec des clients potentiels, la production commerciale de la preuve de concept ou d'autres solutions de centres de données modulaires étant la prochaine étape logique.“Nous avons validé notre capacité à concevoir, construire et mettre en service une technologie modulaire de centres de données de pointe grâce à notre réseau mondial de fabrication hors site. Nous collaborons activement avec nos clients pour mettre ces solutions en application commerciale,” déclare Harris.

OSM : transformer la fabrication hors site en résultats concrets
La fabrication hors site révolutionne la manière dont les installations complexes et de haute technologie sont réalisées. En combinant une expertise en ingénierie précoce avec des solutions modulaires et préfabriquées, Exentec aide ses clients à réduire les risques, améliorer la sécurité et accélérer les calendriers. Des centres de données aux autres environnements critiques, cette approche montre comment l'OSM dépasse le simple mot à la mode pour devenir un outil pratique permettant une livraison de projet plus rapide et plus prévisible.

Dans les domaines de la fabrication de haute technologie, des infrastructures de données et des sciences de la vie, Exyte travaille là où les idées rencontrent la réalité. Ingénier ce qui vient ensuite signifie traduire les technologies émergentes en environnements qui fonctionnent de manière fiable et s'adaptent aux exigences changeantes. Il s'agit de créer des solutions prêtes pour les besoins actuels des clients, et suffisamment résilientes pour répondre à leurs besoins futurs.
