Face aux variations brutales de consommation des clusters IA, Toshiba et DIMAAG expérimentent une architecture de stockage LTO à décharge ultra-rapide (10C) couplée à une plateforme grid-to-800 VDC. L’objectif est de transformer l’UPS en actif de stabilité réseau, avec plus de 10 ans de durée de vie cible.
Les data centers dédiés à l’entraînement et à l’inférence IA ne se comportent plus comme des charges informatiques classiques. Les montées en régime de milliers de GPU, les bascules de workloads et les phases d’arrêt brutal génèrent des transitoires de puissance en millisecondes, incompatibles avec la dynamique des réseaux et des systèmes d’alimentation traditionnels.
Pour répondre à ce défi, DIMAAG-AI et Toshiba International Corporation ont annoncé une collaboration autour d’une plateforme de stockage d’énergie basée sur les cellules SCiB (Super Charge ion Battery) de Toshiba, une chimie lithium-titanate (LTO), intégrée dans la ZettaWatt Power Platform de DIMAAG. L’ambition est de faire du système de stockage non plus un simple UPS de secours, mais un tampon actif capable d’absorber et de restituer de l’énergie en continu, tout en lissant la vue côté réseau des fluctuations de charge à moins de 1 %.
LTO et 10C : une chimie taillée pour le cyclage intense
Le cœur technique du dispositif repose sur la chimie LTO de Toshiba. Contrairement aux anodes en graphite des Li-ion classiques, l’anode en titanate de lithium (Li₄Ti₅O₁₂) offre un potentiel d’intercalation plus élevé, évite la formation de dendrites, et surtout présente un comportement « zero-strain » : le matériau ne se dilate pratiquement pas lors des cycles, ce qui se traduit par une durée de vie en cycles très supérieure (typiquement 6 000 à plus de 30 000 cycles selon les cellules).
En contrepartie, la densité énergétique volumique et massique est nettement plus faible (de l’ordre de 60–110 Wh/kg et 177–202 Wh/L) et le coût par kWh plus élevé que pour des NMC ou LFP classiques. Mais pour un data center, où le footprint est contraint mais où la puissance instantanée et la tenue en cyclage priment, ce compromis peut être justifié.
La spécification clé mise en avant par les deux industriels est un régime de charge et de décharge continu de 10C. En langage batterie, 10C signifie que la capacité nominale peut être chargée ou déchargée en environ six minutes (1/10 d’heure) de manière répétée, sous réserve d’un système de refroidissement adapté. Toshiba indique que ses cellules SCiB, dont plus de 100 millions d’unités ont été expédiées depuis 2010, sont conçues pour supporter ce type de profil en continu sur une durée de vie cible supérieure à 10 ans.
ZettaWatt : du réseau au 800 VDC en un seul système
La batterie n’est qu’un maillon de la chaîne. DIMAAG intègre ces modules LTO dans sa ZettaWatt Power Platform, une architecture modulaire « grid-to-800 VDC » qui combine conversion de puissance, stockage et contrôle en temps réel. Concrètement, la plateforme prend l’alimentation AC du réseau (ou des sources locales), la convertit en 800 VDC pour alimenter les racks, et utilise les batteries comme buffer dynamique entre les deux.
Les modules de batterie Zenius de DIMAAG reposent sur un refroidissement par immersion à flux actif, conçu pour évacuer la chaleur générée par des cycles 10C répétés sans dégrader la durée de vie. Plusieurs unités ZettaWatt peuvent être déployées en parallèle à mesure que le campus data center monte en capacité, ce qui permet une approche incrémentale du dimensionnement.
Sur le plan fonctionnel, la plateforme vise plusieurs usages simultanés :
- lissage des fluctuations cycliques de charge (load smoothing) pour maintenir la vue réseau sous 1% de variation ;
- ride-through en basse tension, avec une conformité revendiquée aux exigences ERCOT (Texas) en matière de low-voltage ride-through, permettant au data center de rester connecté et de soutenir le réseau lors de certains creux de tension ;
- fonction UPS classique (back-up power) en cas de coupure ;
- participation à des programmes de demande response et de stabilisation du réseau, en injectant ou absorbant de la puissance en quelques millisecondes.
Enjeux de raccordement et arbitrages
Derrière cette architecture se lit une tension structurelle du marché : les data centers IA deviennent des charges si puissantes et si variables que leur raccordement au réseau est désormais un goulot d’étranglement majeur. En lissant les transitoires à moins de 1 %, la ZettaWatt vise à « désensibiliser » le réseau aux pics IA, et donc à faciliter l’obtention de points de raccordement et à réduire le risque de pénalités ou de limitations de puissance imposées par les DSO/TSO. Dans un contexte où certains projets de data centers sont retardés, voire bloqués, par l’absence de capacité réseau disponible, transformer l’UPS en outil de conformité réseau est un argument commercial puissant.
Si la promesse technique est séduisante, elle s’accompagne d’arbitrages lourds. La faible densité énergétique du LTO implique, à capacité de stockage égale (en MWh), un volume et une masse bien supérieurs à ceux d’une batterie NMC ou LFP. Pour un data center, cela se traduit par :
- un besoin en surface au sol ou en volume technique accru pour loger les racks de batteries ;
- une masse plus importante, avec des implications sur la structure du bâtiment et les plans de charge ;
- un coût d’investissement par kWh stocké plus élevé, même si le coût par cycle de vie peut être compétitif grâce à la durée de vie en cycles.
Concrètement, un système dimensionné pour lisser des pics de plusieurs dizaines de MW pendant quelques minutes peut occuper plusieurs centaines de mètres carrés, en plus des espaces dédiés aux convertisseurs et au système de refroidissement par immersion. Dans des campus déjà contraints par le foncier et la proximité des postes sources, cet encombrement devient un paramètre de conception critique.
Par ailleurs, la chimie LTO impose une tension nominale de cellule plus faible (environ 2,3–2,4 V) que les Li-ion classiques (3,6–3,7 V), ce qui complexifie l’architecture des packs et des systèmes de gestion de batterie (BMS) pour atteindre les tensions DC requises (800 V et au-delà). DIMAAG revendique une intégration maîtrisée de ces contraintes dans sa plateforme, mais cela suppose une ingénierie système poussée et un contrôle qualité rigoureux.
L’UPS devient actif réseau
Au-delà du cas Toshiba–DIMAAG, ce projet s’inscrit dans une tendance plus large : la transformation des systèmes d’alimentation de data center en actifs de flexibilité réseau. Plusieurs acteurs (Schneider Electric, FlexGen, Sunlit Energy, etc.) mettent en avant des solutions BESS (Battery Energy Storage System) capables de lisser jusqu’à 99 % des fluctuations de charge, de réduire les pointes de demande et les délais de raccordement en masquant la variabilité des workloads IA.
La spécificité de l’approche LTO 10C réside dans son orientation « haute puissance, haute fréquence de cyclage, longue durée de vie », au détriment de la densité énergétique. C’est un choix cohérent avec des profils de charge IA caractérisés par :
- des pics très courts mais très intenses (quelques secondes à quelques minutes) ;
- un nombre élevé de cycles par jour ;
- une exigence de fiabilité extrême, sans dégradation rapide de la capacité.
À l’inverse, pour des usages de décalage de charge sur plusieurs heures (peak shaving, arbitrage jour/nuit), des chimies plus denses (LFP, NMC) restent probablement plus pertinentes.
À moyen terme, ce type de solution pourrait devenir un standard pour les data centers IA de très grande puissance, en particulier dans les zones où le réseau est tendu et les exigences de qualité de puissance élevées. En internalisant une partie de la flexibilité nécessaire, les opérateurs réduisent leur dépendance aux renforcements réseau, accélèrent leurs mises en service et se positionnent comme des acteurs de stabilité locale.
