À mesure que la demande de puissance de calcul augmente, les développeurs se tournent vers des options allant des centres de données à grande échelle aux projets urbains plus petits, en passant par la modernisation d’espaces commerciaux et industriels appropriés.
Selon un récent rapport de Rider Levett Bucknall (RLB) signé par Robert NICHOLSON, la consommation d’énergie du secteur des centres de données est considérable et continue d’augmenter.
L’Agence Internationale de l’Energie a constaté qu’en 2022, les centres de données du monde utilisaient 460 TWh, soit l’équivalent de l’alimentation de plus de 8 millions de foyers. Ce chiffre pourrait plus que doubler pour atteindre 1.000 TWh d’ici 2026, soit à peu près l’équivalent de la consommation annuelle d’énergie d’un pays comme le Japon. Par conséquent, des centres de données de petite, moyenne et grande taille devront être développés rapidement pour répondre à la demande dans les années à venir.
Les centres « hyper-scale » exigent une puissance considérable
Bien qu’il n’y ait pas de définition universelle acceptée, un centre hyperscale est généralement considéré comme un centre capable de prendre en charge plus de 40 MW de puissance de calcul ou plus de 5.000 serveurs, et dispose d’un minimum de 1.000 m² d’espace de salle de données.
Les indicateurs clés sont l’alimentation et le refroidissement dont les serveurs ont besoin. Le nombre de serveurs pouvant être pris en charge varie considérablement, étant donné que la consommation peut varier de 200 kWh à plus de 1,5 MWh en fonction du nombre de processeurs, de cœurs et de ventilateurs, de la taille de la RAM, etc…
La surface au sol est donc la mesure la moins fiable. Un centre de données de 40 MW, par exemple, peut en fait nécessiter entre 10.000 et 12.500 m², bien plus que les 1.000 m2 minimum. Les principaux fournisseurs de cloud computing et les développeurs de centres de données spécialisés construisent même des centres de données de 90 MW de puissance de calcul, comprenant trois, quatre bâtiments ou plus sur un campus.
Cependant, tous les centres de données ne sont pas à très grande échelle, et de nombreux développeurs à succès construisent des installations puissantes et très résilientes pour les clients qui ont besoin d’un espace à plus petite échelle pour héberger leurs plates-formes informatiques.
Ayant travaillé dans le secteur pendant de nombreuses années, Robert NICHOLSON a constaté que ces centres sont conçus selon les mêmes normes et spécifications, voire parfois même supérieures, que ceux construits directement par des fournisseurs de cloud à grande échelle.
Les installations partagent les besoins, quelle que soit leur taille
Les centres de données modernes de grande taille et à très grande échelle partagent souvent les exigences suivantes :
1. La proportion de la surface nette des salles de données – ou espace blanc, comme le secteur l’appelle – est généralement de 40 à 50 % de la surface intérieure brute, à l’exclusion des immeubles de bureaux. Cela permet d’accueillir toutes les infrastructures mécaniques, électriques, climatiques et de plomberie (réseaux et équipements MECP) critiques.
2. Les charges d’alimentation et de refroidissement sont généralement de 2.500 à 4.000 W/m² d’espace blanc. Un centre de taille moyenne de 30 MW à 3.500 W/m² nécessite 8.570 m² d’espace blanc et une surface intérieure brute comprise entre 17.140 et 21.425 m².
3. Les alimentations doubles importantes doivent idéalement être proches du centre de données. C’est-à-dire deux connexions principales au réseau local, provenant de sous-stations ou de points de connexion indépendants, de sorte que si l’une tombe en panne, il y en a une autre pour assurer la résilience et la continuité du service.
4. Les réseaux de fibre optique à haut débit doivent être accessibles, et plus il y a d’opérateurs disponibles, mieux c’est.
5. Le bruit et les émissions d’oxydes d’azote, de dioxyde de carbone et de particules diesel provenant des générateurs et des installations de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) peuvent être un problème dans les environnements urbains et doivent être limités drastiquement.
6. Les racks informatiques, les services MECP nécessitent généralement 8 à 9 mètres entre la dalle de sol structurelle et le plafond structurel.
7. Les fondations, les cadres structurels et les planchers doivent être suffisamment solides pour supporter des charges de 10 à 15 KN/m². A titre de comparaison, les bureaux peuvent ne traiter que des charges de 3 à 5 KN/m².
8. Les colonnes doivent être espacées de manière à maximiser la surface au sol utilisable dans les data halls.
9. Les toits doivent pouvoir supporter un poids important dû aux systèmes de climatisation ou de rejet de chaleur (aérocondenseurs ou tours de refroidissement).
10. La distance physique entre les pièces d’équipement doit être minimisée afin de réduire les pertes du système telles que les chutes de tension entre les appareillages de commutation et les connexions aux racks informatiques.
11. Un espace extérieur important est nécessaire pour les systèmes de CVC, les appareils électriques à moyenne tension, les onduleurs, les systèmes de production d’énergie de secours et le stockage de leur carburant. En général, cet espace représente au moins 30 % de la surface interne brute d’un centre de données.
La réaffectation de l’espace industriel offre une alternative intéressante
Le manque d’espace et de sites est un problème auquel tout le monde est confronté dans le secteur de la construction, et le développement de centres de données n’est pas différent.
Les développeurs de centres de données de petite et moyenne taille cherchent donc à convertir des locaux existants, en privilégiant les entrepôts industriels, les centres de distribution logistique et les espaces industriels ou manufacturiers.
Les centres logistiques sont particulièrement bien adaptés à cela car ils répondent à la plupart des exigences en termes de taille, de portées libres, d’espace extérieur et de sols durs existants, ainsi que la capacité d’ajouter des étages structurels internes pour créer au moins deux niveaux de salle de données, et l’accès aux principaux réseaux routiers et de transport.
Les bâtiments manufacturiers qui ont de grandes surfaces au sol couvertes avec de bonnes hauteurs de dalle à dalle, une capacité de charge importante et un espace extérieur sont également de bons candidats pour la conversion à une utilisation à grande échelle ou à grande échelle.
D’après l’expérience de Robert NICHOLSON sur de nombreux projets de rénovation, y compris la conversion d’une chocolaterie désaffectée en un centre de données en Suède, il y a un certain nombre d’éléments clés à garder à l’esprit sur n’importe quel site :
1. Le niveau et la disponibilité de la puissance haute ou moyenne tension depuis les réseaux locaux.
2. Le fait que l’installation de nouvelles alimentations électriques peut prendre deux à trois ans et coûter plus de 2 M€ par kilomètre.
3. L’emplacement des principaux nœuds de fibre optique du site et le nombre d’opérateurs disponibles.
4. Les travaux structurels importants susceptibles d’être nécessaires pour soutenir l’installation de CVC sur les toits des entrepôts, qui sont généralement légers, si ces équipements ne peuvent pas être situés ailleurs au sol.
5. La proximité de zones résidentielles ou de limitation du bruit.
Si la taille et la conception structurelle d’un bâtiment existant sont trop limitées, il est souvent plus rentable de le démolir et de reconstruire une enveloppe sur mesure plutôt que de compromettre la conception de l’infrastructure électrique et climatique et l’intégrité du bâtiment.
Les centres de données urbains en périphérie sont mis à rude épreuve
Il existe également un marché actif et croissant pour les centres de données à plus petite échelle, dits « edge centers », destinés à être déployés dans des zones urbaines qui ne conviennent pas aux grands bâtiments ou aux bâtiments hyper-scale.
Bien qu’ils soient conçus pour se connecter à des installations de grande taille ou à très grande échelle, les centres de données en périphérie sont situés plus près des utilisateurs finaux afin d’améliorer la bande passante et de réduire la latence ou le décalage des services numériques fournis sur Internet, tels que le streaming vidéo 4K, les réseaux de communication mobile 5G ou les technologies liées aux véhicules connectés.
Une latence plus faible et un débit de données plus élevé sont les facteurs clés pour minimiser les temps de traitement et améliorer l’expérience client. Les centres de périphérie soulagent donc une partie de la pression sur les grandes installations, utilisent plus efficacement les ressources de traitement et permettent des temps de réponse plus rapides. Ces centres ont une puissance de calcul de 250 kW à 5 MW et alimentent généralement de 20 à 100 armoires informatiques contenant chacune environ 40 serveurs.
Ils se prêtent également à des conceptions modulaires, nécessitent moins d’espace physique et d’énergie de secours et utilisent des systèmes CVC plus petits, ce qui peut les rendre plus faciles à déployer dans les environnements urbains. Avec des demandes d’énergie moins intensives, les centres de données en périphérie peuvent également atténuer les problèmes liés aux installations de générateurs de secours, aux connexions électriques, au bruit et aux émissions associés à leurs cousins plus grands.
Cela les rend plus adaptés à l’installation dans d’autres types de bâtiments, tels que les anciens bureaux commerciaux, les résidences, les bâtiments publics et les petites unités industrielles.
Les éléments clés pour un emplacement potentiel de centre de données en périphérie sont les suivants :
1. L’accès à des réseaux de fibre optique à haut débit pour les connexions à des centres de données de grande taille ou à très grande échelle.
2. La proximité des nœuds des réseaux de communication mobiles.
3. La disponibilité de connexions électriques stables et deux alimentations distinctes.
4. Des bâtiments d’un étage avec de grandes surfaces de plancher ou des bâtiments à plusieurs étages avec de grandes surfaces de rez-de-chaussée.
5. Un espace extérieur suffisant pour les systèmes CVC, d’énergie de secours et le stockage de carburant.
6. Une facilité de sécurisation physique du site, notamment passive.
7. Des permis de construire ou des restrictions de planification sur le bruit et les émissions GES supportables.
8. La proximité des réseaux de transport pour le personnel.
Comprendre le secteur pour s’adapter à la croissance
Il ne fait aucun doute que la demande de données, et donc la demande de centres de données, continuera d’augmenter à un rythme soutenu. En fait, une étude récente de RLB (lien en fin de page) a montré que les opérateurs de centres de données devraient mettre en service 65 % de capacité supplémentaire cette année.
Par conséquent, il est essentiel de comprendre la façon dont doivent être accueillis les centres de données dans les zones rurales ou en périphérie urbaine, où il y a des terrains à construire ou des sites à reconditionner, mais aussi les villes, où la connectivité est nécessaire.
La conversion de bâtiments résidentiels ou commerciaux inutilisés est souvent le moyen le plus efficace d’intégrer des centres de données en périphérie, tandis que l’espace d’entreposage désaffecté ou les nouvelles constructions peuvent être plus adaptés aux projets plus importants et à grande échelle. Reconnaître ces exigences et les aligner sur les disponibilités de la localité choisie peut aider le secteur à progresser.
Cet article a été publié et a été publié en anglais pour la première fois dans RICS Construction Journal > read here Autre étude RLB > https://www.rlb.com/europe/insight/data-centre-trends-report-2024/