BAT-TH-153 : confiner les allées d’un data center, 1 500 kWh cumac par kW et par degré gagné

Un serveur est un radiateur électrique qui calcule : il aspire de l’air en façade, le réchauffe de plusieurs degrés et le rejette à l’arrière. Les baies sont disposées face à face pour former des allées froides, où l’on souffle l’air traité, et des allées chaudes, où l’air rejeté est repris par les armoires de climatisation, les CRAC, avant de repasser sur une batterie froide.

Sans séparation physique, les deux flux se mélangent. Une partie de l’air froid retourne aux armoires sans avoir servi, et de l’air chaud recircule par le haut des baies ou les extrémités d’allée : les serveurs du haut reçoivent un air plus chaud que ceux du bas. Pour protéger le serveur le moins bien servi, l’exploitant abaisse la consigne de toute la salle et produit un froid très inférieur à ce dont les machines ont besoin.

Le confinement supprime ce mélange. Des parois rigides, des portes en bout d’allée et un plafond ou des panneaux au-dessus des baies ferment l’allée froide ou l’allée chaude, de sorte que l’air ne passe de l’une à l’autre qu’à travers les serveurs. La température devient homogène sur toute la hauteur des baies, et la consigne de l’eau glacée ou de la batterie froide peut remonter de plusieurs degrés sans dégrader le service.

C’est là que l’énergie se gagne. Un groupe frigorifique consomme d’autant moins qu’il produit son froid à une température élevée : l’écart entre évaporation et condensation se resserre et le compresseur travaille moins pour chaque kilowatt de froid. Chaque degré gagné améliore le rendement et augmente, selon le climat, les heures où l’air extérieur suffit à refroidir sans compresseur. Le montant de la fiche est donc proportionnel aux degrés gagnés et à la puissance du groupe qui en profite.

Le bénéficiaire est l’exploitant ou le propriétaire d’un data center au sens de la fiche : hébergeur ou opérateur de colocation, dont les groupes froids se comptent en centaines de kilowatts électriques ; entreprise ou administration qui exploite sa propre salle serveurs dans un immeuble de bureaux, un hôpital ou un site logistique ; maître d’ouvrage d’un data center neuf, puisque la fiche s’applique aussi au neuf, pourvu que le confinement soit étudié dès la conception.

La pose doit être réalisée par un professionnel, sans qualification imposée. La fiche ne contient aucune condition de zone climatique ni de seuil de puissance. Ce qui ferme la porte, c’est l’historique de la salle, déjà confinée ou non, et la nature du local. Comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, en pratique avant la signature du devis.

• Éligible : data center interne ou d’hébergement, neuf ou existant, jamais confiné, avec pose par un professionnel.
• Éligible pour sa partie nouvelle seulement : extension d’une salle déjà confinée, sur la puissance de froid propre à l’extension.
• Exclu : réaménagement ou remplacement de baies dans une salle qui avait déjà fait l’objet d’un confinement.
• Exclu : salle informatique où des opérateurs saisissent ou traitent des données, plateau de bureaux, salle de formation.

Le point 5 de la fiche tient en une ligne : montant en kWh cumac = 1 500 × ΔT × P. La constante 1 500 s’exprime en kWh cumac par kW et par degré. ΔT est le gain sur les températures de consigne, en degrés Celsius. P est la puissance électrique nominale du groupe de production de froid, en kW. Ni tranche, ni coefficient, ni zone climatique : deux mesures et une multiplication.

ΔT dépend de l’architecture. Sur une installation à eau glacée, c’est l’augmentation moyenne de la consigne de production d’eau glacée qui alimente la boucle des CRAC. En détente directe, c’est l’augmentation moyenne de la température de batterie froide. Dans les deux cas, on parle de la consigne côté production de froid, pas de la température ambiante ni du soufflage, qui est une autre grandeur soumise à sa propre condition de 22 °C minimum.

P se lit sur la plaque signalétique du ou des compresseurs, ou à défaut sur un document du fabricant. C’est la puissance électrique, pas la puissance frigorifique, qui est nettement supérieure sur un groupe d’eau glacée. La fiche prévoit un cas fréquent dans les salles d’entreprise : quand le groupe n’alimente pas uniquement le data center, par exemple un groupe commun aux bureaux et à la salle, on retient la puissance électrique nominale de la ou des batteries froides installées dans la salle, et non celle du groupe.

Un point mérite d’être nommé parce que la fiche ne le tranche pas : elle ne dit pas comment ΔT se prouve. L’étude de dimensionnement doit contenir les températures de soufflage avant et après, mais la liste de son contenu ne cite pas la consigne de production de froid. La lecture prudente consiste à faire figurer dans l’étude, puis dans le compte rendu de travaux, la consigne d’eau glacée ou de batterie froide relevée avant et réglée après, avec la méthode de moyenne si la consigne varie dans le temps. Un ΔT affirmé sans trace de la consigne de départ est le point faible le plus prévisible du dossier.

La formule est linéaire : un degré gagné sur un groupe de 100 kW vaut 1 500 × 1 × 100 = 150 000 kWh cumac, doubler le gain double le montant, doubler la puissance aussi. Quatre cas, avec des puissances lues sur une plaque de compresseurs et des gains de consigne plausibles pour une salle qui n’avait aucune séparation des flux.

Salle serveurs d’entreprise, groupe d’eau glacée dédié de 80 kW électriques, consigne remontée de 3 °C après confinement de l’allée froide : 1 500 × 3 × 80 = 360 000 kWh cumac. Data center d’hébergement, groupes totalisant 400 kW électriques, allées chaudes confinées, consigne remontée de 4 °C : 1 500 × 4 × 400 = 2 400 000 kWh cumac.

Troisième cas, le groupe mutualisé : une salle informatique de siège social refroidie par le groupe de l’immeuble, qui climatise aussi les bureaux. La fiche impose de retenir la puissance des batteries froides de la salle, ici 60 kW électriques, et non les 250 kW du groupe. Avec un gain de 5 °C : 1 500 × 5 × 60 = 450 000 kWh cumac. Retenir les 250 kW du groupe aurait donné 1 500 × 5 × 250 = 1 875 000 kWh cumac, plus de quatre fois trop : c’est l’erreur typique sur ce type de site.

Quatrième cas, l’extension : un hébergeur déjà confiné ajoute une salle. L’étude établit que le froid de cette extension représente 150 kW électriques, et la consigne de la nouvelle boucle est fixée 2 °C plus haut qu’elle ne l’aurait été sans confinement : 1 500 × 2 × 150 = 450 000 kWh cumac, rien n’étant valorisable sur les salles anciennes. Enfin, pour mesurer le poids de ΔT, reprenons le data center de 400 kW : avec 2 °C, 1 500 × 2 × 400 = 1 200 000 kWh cumac ; avec 6 °C, 1 500 × 6 × 400 = 3 600 000 kWh cumac. Le même chantier de parois vaut trois fois plus selon la consigne réglée après travaux.

Première condition, l’objet lui-même : le système doit séparer simultanément les flux d’air chaud et d’air froid par des parois rigides et étanches. Rigides écarte les rideaux à lanières souples et les bâches. Étanches suppose de traiter les ouvertures : portes en bout d’allée, obturateurs dans les emplacements vides des baies, passages de câbles. Un confinement qui fuit ne répond pas à la définition et ne permettra pas de remonter la consigne sans points chauds.

Deuxième condition, une mesure : la température de soufflage après travaux est relevée à chaque point de soufflage et n’est pas inférieure à 22 °C. La fiche verrouille ainsi la réalité du gain : un exploitant qui confine ses allées mais continue à souffler à 16 °C n’a rien économisé. Le relevé couvre tous les points de soufflage, pas un échantillon, et la localisation des points de mesure fait partie de l’étude.

Troisième condition, documentaire et la plus lourde : une étude préalable de dimensionnement, établie, datée et signée par un professionnel ou un bureau d’études. Elle identifie le bénéficiaire et le chantier, décrit les installations informatiques et les moyens de conditionnement d’air avant et après travaux avec la puissance des groupes froids et des batteries froides, et contient une modélisation par simulation des flux d’air avant et après, la localisation des points chauds, un plan d’implantation daté des baies et des confinements, et les températures de soufflage avant et après avec la position des points de mesure. C’est le document justificatif spécifique, et les travaux doivent suivre ses recommandations.

Enfin, la preuve de réalisation, en pratique la facture, mentionne la mise en place d’un confinement constitué de parois rigides et étanches, ainsi que la température de soufflage avant et après travaux. À défaut, elle mentionne l’équipement avec ses marques et références, complétées par un document du fabricant attestant qu’il s’agit d’une paroi rigide et étanche de confinement et mentionnant les températures de soufflage. Dans les deux cas, une température doit figurer sur un document, ce qui est inhabituel pour une facture et doit être anticipé avec l’installateur.

Un dossier BAT-TH-153 se compte vite en centaines de milliers, parfois en millions de kWh cumac, pour une opération qui ne laisse pas de plaque signalétique à photographier. Le contrôle porte donc sur la cohérence entre l’étude, la facture, les relevés de température et le calcul.

Le bon ordre est le suivant : vérifier que la salle n’a jamais été confinée, faire établir l’étude avant toute commande, y faire figurer la plaque des compresseurs ou des batteries froides, la consigne actuelle de la production de froid et la consigne visée, la simulation des flux et le plan d’implantation, puis s’assurer que le devis décrit des parois rigides et étanches et que la facture reprendra les températures de soufflage. Quand ces points sont calés, le calcul tient en une multiplication et le dossier passe.

• Pas d’étude de dimensionnement préalable, étude postérieure aux travaux ou incomplète : sans simulation des flux, points chauds, plan daté ou températures de soufflage, le document justificatif spécifique manque.
• Parois non rigides ou non étanches : rideaux à lanières, bâches, passages ouverts entre les deux allées.
• Température de soufflage après travaux inférieure à 22 °C sur au moins un point, ou relevé fait sur un échantillon seulement.
• P surévaluée : puissance du groupe retenue alors qu’il sert aussi d’autres locaux, puissance frigorifique prise pour la puissance électrique, ou puissance totale du site retenue pour une extension.
• ΔT non justifié : consigne de départ absente des documents, ou gain calculé sur la température ambiante au lieu de la consigne d’eau glacée ou de batterie froide.
• Salle déjà confinée lors d’un aménagement antérieur, ou local hors définition (salle avec opérateurs, salle de formation) présenté comme data center.
• Facture muette sur les parois rigides et étanches et sur les températures de soufflage, sans le rattrapage prévu par la fiche.
• Mandataire ou obligé intervenu après la signature du devis : le rôle actif et incitatif doit être établi au plus tard le jour de l’engagement.