Avec des densités de racks et des charges thermiques atteignant de nouveaux sommets, les opérateurs de centres de données cherchent à améliorer les solutions d'efficacité de refroidissement au-delà de la simple sélection d'unités spécifiques. Les configurations flexibles et les plans globaux des installations doivent s’aligner sur l’urbanisation des salles, les chemins de débit d’air, les objectifs commerciaux et les plans d’extension.
Le confinement des data centers est une stratégie qui utilise des barrières physiques, telles que des portes, des panneaux de plafond ou des rideaux, pour isoler les flux d’air chaud et froid dans l’environnement informatique afin d’empêcher leur mélange. Selon la solution de confinement et de la stratégie adaptée à l’environnement, le débit d’air est dirigé soit vers les entrées des équipements informatiques, soit confiné pour un retour contrôlé vers les unités de refroidissement, favorisant ainsi l’efficacité énergétique.
Les stratégies de confinement, en séparant l’air chaud et froid, impliquent le contrôle du débit d’air. En minimisant les débits d'air de bypass, le mélange aléatoire d'air chaud et froid, et la recirculation, la salle informatique peut supporter des densités de racks plus élevées, maintenir des températures d'entrée plus constantes et permettre la résilience de l’équipement.
Pourquoi le confinement des data centers est important
Le confinement stabilise le débit d'air dans les déploiements mixtes, limite le débordement de chaleur des racks refroidis par liquide et maintient des températures d'entrée constantes. Alors que le refroidissement liquide est essentiel pour gérer les densités de racks extrêmes, les systèmes de confinement d'allée chaude (HAC) capturent et isolent l'air chaud évacué, et les systèmes de confinement d'allée froide (CAC) confinent et dirigent l'air froid fourni. Les deux approches restent essentielles car la plupart des environnements à haute densité intègrent encore des rangées refroidies par air ou hybrides.
Fig. 1. Vertiv™ SmartAisle™ est une solution de confinement qui intègre les racks, le refroidissement, l’alimentation électrique et la surveillance pour optimiser le débit d’air, réduire la consommation d’énergie et améliorer l’efficacité du data center.
Le confinement du data center dirige dirige le débit d'air à travers les zones thermiques et les configurations de racks, maintenant les températures stables à mesure que la densité et les charges de calcul augmentent. La planification précoce des stratégies de confinement améliore les performances de refroidissement, réduit la consommation d’énergie et optimise l’infrastructure, afin qu’elle puisse évoluer efficacement selon les exigences opérationnelles croissantes.
- Les besoins en refroidissement augmentent : L’enquête mondiale sur les data centers 2025 de l’Uptime Institute montre qu’un data center sur huit déploie désormais des racks de 30 à 59 kW, certains dépassant 100 kW. Ces densités sont de plus en plus courantes dans les nouvelles constructions et les rénovations, portées par les charges de travail d’IA et le calcul accéléré. À mesure que les charges thermiques augmentent, les opérateurs ont besoin de stratégies de refroidissement qui évoluent avec la demande sans compromettre l’efficacité ou la flexibilité de l’agencement.
- L’alimentation électrique est une source fixe : Avec la consommation électrique du data center qui devrait doubler d’ici 2030, les gouvernements et les fournisseurs d’énergie n’accordent plus d’allocations électriques supplémentaires, obligeant les data centers à fonctionner dans des seuils énergétiques définis. Les stratégies de confinement réduisent l’énergie nécessaire au refroidissement, permettant de réaffecter la puissance à des fonctions plus cruciales telles que les charges de calcul, et peuvent étendre les heures d’utilisation des économiseurs.
- Les normes environnementales façonnent les attentes en matière de gestion du refroidissement : Les exigences d’efficacité évoluent dans le monde entier et les opérateurs ont besoin de moyens pratiques pour travailler dans le cadre de leurs allocations énergétiques. Les stratégies de confinement ont un impact direct sur la consommation électrique des installations de data center, permettant, conjuguées à d'autres méthodes et techniques, de réaffecter les économies opérationnelles et financières aux autres besoins des installations.
Confinement dans des environnements de refroidissement liquide et haute densité
Les techniques de confinement ne se limitent pas au refroidissement par air traditionnel. Dans les déploiements à haute densité utilisant des portes froides arrières (RDHX) ou des boucles direct-to-chip (DTC), ces systèmes peuvent aider à stabiliser la température ambiante en séparant les zones chaudes et froides. Cela permet aux systèmes de refroidissement liquide de fonctionner sans interférence liée à la recirculation d’air et contribue à maintenir des conditions constantes dans l’espace.
Dans les configurations de refroidissement hybride, le confinement limite la chaleur résiduelle des racks refroidis par liquide à la zone immédiate, réduisant ainsi la charge du système de refroidissement par air et maintenant la stabilité des environnements mixtes. Selon les estimations moyennes, une conception adaptée à la haute densité doit pouvoir prendre en charge :
- 20–30 kW par rack en rangées refroidies par air
- 35–50 kW avec RDHX, et
- Jusqu’à 100–130 kW dans les déploiements d’IA liquide ou hybride
Une gestion précise du débit d’air est essentielle pour cela, évitant le bypass et permettant d’acheminer l’air conditionné directement à la charge.
L’évolution de l’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage automatique (ML), principalement à travers des technologies comme ChatGPT et les grands modèles de langage (LLM), a intensifié la demande en calcul haute performance (HPC).
Solutions de confinement d’allée chaude et d’allée froide
• Confinement d’allée chaude (HAC) : Cette conception utilise des espaces confinés autour des zones d'évacuation des serveurs pour acheminer l’air chaud directement vers les systèmes de refroidissement via des barrières physiques (par exemple : portes et panneaux de plafond). Cette isolation évite la recirculation de l’air chaud, particulièrement efficace pour les racks serveurs denses générant une chaleur substantielle.
Fig. 2. Les allées chaudes sont confinées capturer l'air évacué des serveurs, tandis que l’air froid pénètre du faux-plancher vers l’avant des serveurs. L’air chaud est acheminé vers les conduits de reprise ou le refroidissement aérien pour améliorer l’efficacité. Les flèches indiquent les flux d'air.
• Confinement d’allée froide (CAC) : Cette conception confine les zones d’admission des serveurs à l’aide de panneaux latéraux et de barrières aériennes pour concentrer le débit d’air refroidi. Il s’intègre de manière transparente aux environnements à faux-plancher, s’associant à la distribution d’air sous le plancher pour fournir un refroidissement précis. Le confinement d'allée froide (CAC) sépare plus efficacement les flux d'air chauds et froids, en se concentrant sur l'acheminement de l'air fourni vers les entrées des serveurs, et est considéré comme bénéfique pour les modernisations du faux-plancher.
Fig. 3. Les allées froides sont confinées pour diriger l'air froid vers l'avant des serveurs, tandis que l'air chaud est évacué dans l'allée chaude et acheminé ailleurs pour améliorer l'efficacité. Les flèches indiquent les flux d'air.
Stratégies opérationnelles pour le confinement de data center haute densité
Les systèmes hybrides combinent le confinement d'allée chaude (HAC), le confinement d'allée froide (CAC) et les conduits d’extraction verticaux pour une gestion adaptable des débit d'air. Ils sont idéaux pour les data centers hyperscale ou de colocation avec des charges de travail et des configurations variables. Les systèmes hybrides équilibrent flexibilité et efficacité du refroidissement en combinant le refroidissement par air en rangée, les portes froides arrières et les boucles direct-to-chip pour séparer la chaleur et maintenir des températures d’entrée stables.
Adapter la stratégie aux charges de travail requises
Le confinement d’allée chaude (HAC) excelle dans les environnements à haute densité avec des charges de travail à forte intensité thermique et des environnements tels que l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage machine, où son isolation de l’air chaud améliore considérablement l’efficacité du refroidissement. L’approche ciblée de confinement d’allée froide (CAC) prévient les points chauds et optimise les performances de refroidissement, ce qui le rend idéal pour les applications suivantes :
- Data centers modernes avec densités de rack variables
- Modernisation des faux-planchers, ou
- Environnements nécessitant un contrôle précis de la température.
Le choix entre les systèmes dépend principalement de la densité des racks, de l’infrastructure de refroidissement existante et des contraintes d’urbanisation des installations.
En savoir plus :
Les charges de travail d’IA à haute densité poussent les data centers vers un refroidissement hybride adaptatif pour répondre aux exigences de refroidissement. Voici comment le secteur garde une longueur d’avance sur la chaleur.
Confinement qui suit le rythme
Alors que la demande en refroidissement augmente avec la densité de calcul croissante, le confinement devient de plus en plus un choix de conception essentiel. Il affecte directement les coûts d'exploitation, l'efficacité énergétique et l'évolutivité de l'infrastructure. Vertiv conçoit des stratégies de confinement adaptées à l’urbanisation de votre site, aux objectifs de densité des racks et aux priorités énergétiques. Contactez l’équipe Vertiv dès aujourd’hui.
