Les opérateurs devraient-ils passer au refroidissement liquide dès maintenant ? Si le refroidissement par air reste la norme, le refroidissement direct sur puce et le refroidissement par immersion gagnent en importance ; ils modifient la planification, l’exploitation et la valorisation de la chaleur résiduelle.
Article de Datacenter Insider – Auteur : Paula Breukel, qui a interviewé Stefan Frenzel, consultant en infrastructure de centres de données et développement commercial stratégique – Paru le 08/05/2026 – Lire l'original ici
Le refroidissement liquide gagne en importance, mais de nombreux opérateurs hésitent encore à l’adopter. Le refroidissement par air reste prédominant dans environ 98 % des data centers. Ce changement nécessite des modifications structurelles, de nouveaux processus opérationnels et une planification des investissements à long terme.
L’augmentation des densités de puissance, induite par le calcul haute performance et l’intelligence artificielle, modifie considérablement les exigences en matière de technologies de refroidissement, de planification des infrastructures et de récupération de la chaleur résiduelle. Toutefois, cette évolution n’affecte pas tous les data centers de la même manière. Le refroidissement par immersion est principalement utilisé dans les environnements de recherche. Dans les data centers de colocation classiques, les charges de travail qui nécessiteraient une telle technologie de refroidissement sont souvent encore peu nombreuses.
La charge de travail détermine la stratégie de refroidissement
Le refroidissement par air, optimisé depuis des décennies, demeure la norme pour les applications d’entreprise classiques. Pour des puissances typiques des racks comprises entre cinq et dix kilowatts, cette méthode est efficace et économique. Cependant, avec l’essor du calcul haute performance et de l’entraînement de l’IA, les exigences thermiques évoluent.
La densité de puissance augmente fortement, poussant le refroidissement par air à ses limites physiques. C’est pourquoi le refroidissement liquide prend de l’importance.
Conclusion principale : il n’existe pas de technologie de refroidissement universellement adaptée. Le facteur déterminant demeure la charge de travail spécifique.
Le refroidissement par air reste adapté aux applications traditionnelles. Le refroidissement direct sur la puce convient aux charges de travail à haute densité, et le refroidissement par immersion couvre les applications spécialisées à très haute densité de puissance. « Tout repose sur le refroidissement. Ce dernier devient de plus en plus important en raison des applications de calcul haute performance. », affirme Stefan Frenzel.
Le passage du refroidissement par air au refroidissement liquide ne constitue pas un simple changement technologique, mais une véritable transformation des infrastructures. Les data centers existants, conçus pour le refroidissement par air, doivent être structurellement adaptés lors de leur conversion au refroidissement liquide.
Les exigences typiques comprennent la tuyauterie, les systèmes de distribution, les architectures de racks adaptées et les processus de maintenance modifiés. Parallèlement, l’expertise au sein des équipes d’exploitation évolue : les liquides ont longtemps été considérés comme un risque dans les data centers, mais aujourd’hui, une transformation culturelle et organisationnelle est en cours.
Les nouveaux data centers sont de plus en plus conçus pour être évolutifs. Les opérateurs prévoient des environnements hybrides pouvant être convertis ultérieurement au refroidissement liquide. En revanche, les data centers existants doivent être modernisés progressivement, ce qui exige des investissements et une planification à long terme.
Comparaison entre la fabrication directe sur puce et l’immersion
Le refroidissement direct sur puce achemine le fluide caloporteur directement vers les composants générant le plus de chaleur, permettant ainsi une dissipation thermique efficace. Le refroidissement par immersion consiste à placer les serveurs entièrement dans un fluide diélectrique. Cela réduit l’espace nécessaire au refroidissement des composants dans les data centers. Un centre de données entièrement refroidi par immersion ne nécessite ni climatisation traditionnelle, ni tours de refroidissement.
La transition vers le refroidissement liquide est complexe car les data centers existants sont structurellement conçus pour le refroidissement par air. Cependant, on ne s’attend pas à ce que les technologies existantes soient complètement remplacées à court terme : « Il y aura une augmentation des scénarios hybrides, c’est-à-dire des data centers hybrides qui prennent en charge plusieurs méthodes de refroidissement en parallèle. »
La chaleur résiduelle devient un indicateur de performance clé
L’attention se déplace de l’efficacité énergétique des systèmes individuels vers l’utilisation globale de la chaleur résiduelle. « L’indicateur d’efficacité énergétique (PUE) a longtemps prévalu. Cependant, cet indicateur ne décrit que l’efficacité de l’infrastructure. L’utilisation de la chaleur résiduelle, c’est-à-dire l’utilisation réelle de la chaleur produite, prend une importance croissante. »
Le refroidissement liquide permet d’atteindre des températures nettement supérieures, de l’ordre de 50 à 60 degrés Celsius. Ces températures facilitent l’intégration directe aux réseaux de chauffage urbain ou aux procédés industriels. Les systèmes à refroidissement par air, quant à eux, atteignent généralement seulement 25 à 35 degrés et nécessitent des pompes à chaleur supplémentaires. Parallèlement, la consommation d’eau est réduite.
« Le refroidissement liquide fonctionne en circuit fermé et réduit la consommation d’eau par rapport à la climatisation classique. »
Réglementation, durabilité et différences de marché
L’Europe est considérée comme pionnière en matière de réglementation et de développement durable. La législation sur l’efficacité énergétique et la demande croissante de récupération de chaleur accélèrent le débat sur le refroidissement liquide. Les innovations technologiques proviennent souvent des États-Unis et d’Asie, notamment grâce aux applications d’intelligence artificielle et au développement de matériel informatique. À l’inverse, l’Europe est à la pointe des enjeux tels que l’efficacité énergétique, la valorisation de la chaleur et les stratégies de développement durable.
Les normes jouent un rôle central. La communauté de l’Open Compute Project Foundation élabore des spécifications pour les fluides, l’infrastructure et l’interopérabilité. L’objectif est d’offrir aux opérateurs une visibilité sur leurs projets, car les investissements nécessitent une stabilité à long terme. Les fluides frigorigènes sans PFAS, tels que les fluides biosourcés, prennent également de l’importance.
Exemples pratiques et perspectives d’avenir
Les nouveaux data centers intègrent de plus en plus le refroidissement liquide dès leur conception. Le campus du groupe Schwarz à Brandebourg en est un exemple : il a été conçu dès le départ pour répondre aux besoins futurs en matière de refroidissement. Le secteur passe progressivement des systèmes refroidis exclusivement par air aux infrastructures hybrides.
