Le thème de l'intelligence artificielle (IA) est une méga-tendance qui concerne l'ensemble du monde industrialisé. L'IA a tout ce qu'il faut pour bouleverser fondamentalement notre société et notre économie, son potentiel est énorme.
Et tout aussi énorme que le potentiel de l'IA est le besoin en énergie des centres de données, l'épine dorsale de cette technologie. Les centres de calcul comptent déjà parmi les plus gros consommateurs d'énergie au monde. Selon les calculs de la société de conseil International Data Corporation (IDC) la consommation électrique mondiale des centres de données doublera entre 2023 et 2028, avec un taux de croissance annuel de 19,5 % sur cinq ans. L'Electric Power Research Institute prévoit que les centres de données devraient consommer jusqu'à 9 % de la production totale d'électricité aux États-Unis d'ici la fin des années 2020.
Le problème est similaire sur de nombreux marchés : l'extension des réseaux électriques ne suit pas le boom des centres de données. Les raccordements au réseau sont retardés, les connexions à haut débit sont rares et les procédures d'autorisation prennent du temps. Au printemps 2026, la ville de Francfort-sur-le-Main a par exemple fait savoir que dans la patrie de l'un des plus grands nœuds Internet du monde, on ne pouvait plus s'attendre à de nouveaux raccordements importants et performants avant le milieu des années 2030.
Les besoins insatiables en électricité de l'IA dépassent les cycles de développement du réseau électrique, qui durent depuis des décennies, et créent ainsi un goulot d'étranglement critique.
Goldman Sachs
VP analyste chez Gartner [4]
C'est pourquoi de plus en plus d'exploitants de centres de données misent sur leur propre production d'électricité sur place, sur ce que l'on appelle l'on-site power. La production d'électricité directement sur place assure une plus grande sécurité de planification, une mise en œuvre plus rapide du projet et une plus grande résilience face aux pannes de réseau ou aux retards dans la transformation du réseau. L'on-site power peut donc servir d'approvisionnement primaire, de passerelle jusqu'au raccordement au réseau ou de complément au réseau.
Trois voies techniques se sont dégagées comme fournisseurs d'énergie : Les turbines à gaz pour une grande puissance flexible, les moteurs à gaz pour des concepts modulaires et souvent plus efficaces à plusieurs moteurs, et les systèmes de piles à combustible pour des solutions d'alimentation continue silencieuses, évolutives et à faibles émissions.
Turbines à gaz
Les turbines à gaz conviennent surtout aux sauts de puissance importants et aux projets dans lesquels une puissance élevée doit être disponible rapidement. Elles sont particulièrement intéressantes lorsqu'un grand campus de centre de données ou des goulets d'étranglement dans le réseau exigent une forte production sur place. Les avantages des turbines à gaz pour les centres de données résident dans leur densité de puissance élevée et dans leur adéquation avec les grands concepts d'installation. Leur inconvénient est généralement leur moindre modularité par rapport aux configurations multi-moteurs.
Moteurs à gaz
Les moteurs à gaz sont considérés comme un modèle d'alimentation sur site particulièrement puissant lorsque les centres de données ont besoin d'une croissance modulaire, d'une montée en charge progressive ou d'une haute disponibilité avec de nombreuses unités plus petites. Ils s'intègrent très bien dans les architectures multi-moteurs, ce qui facilite la maintenance et la redondance et réduit l'impact des pannes d'unités individuelles.
De plus, ils sont attrayants pour les exploitants car ils montent rapidement en puissance et peuvent également être utilisés comme réseau isolé ou pour soutenir le réseau. Dans les régions où l'électricité est rare, les moteurs à gaz sont donc souvent la réponse pragmatique au manque de capacité du réseau et aux longs délais d'attente pour les raccordements au réseau.
Systèmes de piles à combustible
Systèmes de piles à combustible sont une option intéressante pour une alimentation électrique silencieuse, évolutive et à faibles émissions locales. En particulier lorsqu'ils fonctionnent à l'hydrogène, ils peuvent fonctionner sur le site avec très peu d'émissions. Cette technologie peut donc réduire considérablement l'empreinte écologique des centres de données et contribuer ainsi à la qualité de l'air et à la protection du climat.
Les systèmes de piles à combustible peuvent être utilisés comme alimentation primaire ou comme complément au réseau, ce qui les rend intéressants pour les exploitants qui souhaitent combiner sécurité d'approvisionnement et réduction des émissions.
Pour les trois types de production d'électricité, la filtration est un facteur décisif
Dans toutes les technologies d'alimentation sur site, la filtration est un levier de performance, de disponibilité et d'efficacité pour l'infrastructure d'IA : elle protège les composants sensibles des particules, de l'humidité et d'autres impuretés, réduit les pertes de pression, prolonge la durée de vie et réduit ainsi les risques de panne et les coûts d'exploitation. La filtration se répercute donc directement sur la performance, la durée de vie et la rentabilité de la puissance sur site.
Les turbines à gaz ont besoin d'un air d'admission propre, car les particules et l'humidité peuvent solliciter les aubes de la turbine, les étages de compression et l'ensemble du système. L'objectif n'est pas seulement la protection, mais aussi le fonctionnement stable de la turbine à gaz : une filtration fiable contribue à réduire les pertes de puissance, l'usure, les dépenses d'entretien et la consommation de carburant. C'est pourquoi Hengst propose systèmes de filtration par aspiration , y compris média filtrants, Filtres à poches, cartouche de filtration et Filtres compacts pour les turbines à gaz.
La filtration est importante pour les moteurs à gaz , car le système d'aspiration et le compartiment moteur doivent être protégés de la poussière, de la saleté et d'autres impuretés de l'air. Cette protection est centrale, notamment pour les centres de calcul qui dépendent d'une grande disponibilité, car les arrêts imprévus peuvent vite coûter cher. Les filtres adaptés réduisent l'usure des cylindres, des pistons et d'autres composants et ont un effet direct sur les coûts de maintenance et la durée de vie. Pour les moteurs à gaz, Hengst propose principalement le site systèmes de filtration par aspiration avec les sites Filtres à poches ou cartouche de filtration correspondants.
Pour les piles à combustible , le site Traitement de l'air pour la filtration de l'air cathodique est décisif, car la pile a besoin d'un air propre, peu polluant et disponible en quantité suffisante pour produire efficacement de l'électricité. Les solutions de filtration sur mesure de Hengst sont par exemple conçues pour maintenir l'alimentation en air des piles à combustible propre et exempte de particules et de gaz nocifs, ce qui augmente leur durée de vie et optimise leur rendement.
Comment les filtres à air influencent la consommation d'énergie dans les centres de données
Alors que les turbines à gaz, les moteurs à gaz et les systèmes de piles à combustible sont des solutions pour l'alimentation en énergie des centres de données, la filtration permet également d'influencer positivement les besoins énergétiques de la technique de ventilation d'un centre de données.
Dans les centres de données, on trouve des climatiseurs qui refroidissent l'air réchauffé par la technologie IT. En règle générale, cela se fait en mode de circulation d'air avec des taux de renouvellement d'air élevés. La plus grande consommation d'énergie est due aux ventilateurs qui aspirent l'air. Avec des filtres à air optimisés en termes de pression différentielle et donc d'efficacité énergétique, les installations peuvent être conçues de manière à réduire la consommation d'énergie. Cela réduit également les émissions de CO₂ et permet en même temps à l'exploitant des centres de données de réaliser des économies.
Conclusion
L'IA, l'alimentation sur site et la filtration sont plus étroitement liées qu'il n'y paraît à première vue. Avec les besoins énergétiques croissants des centres de données, la production locale d'électricité devient de plus en plus importante. Pour que les turbines à gaz, les moteurs à gaz et les piles à combustible remplissent cette mission de manière fiable, il faut une filtration proprement conçue.
Pour les décideurs techniques, cela signifie que quiconque réfléchit à la puissance sur site dans le centre de données, à la sécurité de l'approvisionnement et à l'efficacité énergétique, devrait inclure la filtration dès le début de la conception du système. Elle influence la disponibilité, le rendement, la maintenance et la durée de vie et constitue donc un élément important pour une infrastructure d'IA performante et durable.
FAQ
Qu'est-ce que la puissance sur site dans un centre de données ?
L'on-site power dans le centre de données est la production d'électricité directement sur le site. Elle permet de surmonter les goulets d'étranglement du réseau, d'augmenter la sécurité d'approvisionnement et de mettre en œuvre des projets plus rapidement. L'on-site power peut être utilisé comme alimentation primaire, comme solution transitoire ou comme complément au réseau électrique.
Pourquoi l'IA augmente-t-elle les besoins énergétiques des centres de données ?
Les besoins en énergie des centres de données augmentent avec l'IA, car la formation et l'exploitation des modèles modernes d'IA nécessitent une grande puissance de calcul. De plus, les besoins en électricité pour le refroidissement, la ventilation et l'infrastructure électrique augmentent. Plus la densité de puissance est élevée, plus il est important de disposer de concepts énergétiques résistants.
Pourquoi les centres de données misent-ils sur leur propre production d'électricité ?
Les centres de données misent sur leur propre production d'énergie, car les raccordements au réseau et l'extension du réseau ne suivent pas assez rapidement la croissance dans de nombreux endroits. L'alimentation sur site améliore la prévisibilité et réduit la dépendance vis-à-vis des goulets d'étranglement externes. Pour les exploitants, cela est particulièrement important pour les projets qui évoluent rapidement.
Quelles sont les technologies adaptées à la puissance sur site dans le centre de données ?
Les turbines à gaz, les moteurs à gaz et les systèmes de piles à combustible sont les plus adaptés à l'alimentation sur site des centres de données. Les turbines à gaz conviennent aux grandes puissances, les moteurs à gaz aux concepts modulaires et redondants, les piles à combustible aux solutions d'alimentation silencieuses et à faibles émissions locales. Le choix dépend du scénario d'utilisation.
Pourquoi la filtration est-elle importante pour les turbines à gaz dans les centres de données ?
La filtration des turbines à gaz dans les centres de données est importante, car les compresseurs et les aubes des turbines dépendent d'un air d'aspiration propre. Les particules et l'humidité peuvent provoquer une usure, une perte de puissance et une augmentation de la maintenance. Une bonne filtration contribue à un fonctionnement stable et efficace.
Pourquoi la filtration est-elle importante pour les moteurs à gaz dans les centres de données ?
La filtration des moteurs à gaz dans les centres de données est importante, car le système d'aspiration et les composants du moteur doivent être protégés de la poussière et des impuretés de l'air. Cela permet de réduire l'usure et d'améliorer la planification de la maintenance et de la disponibilité. Dans les centres de données à haute disponibilité, c'est un facteur opérationnel central.
Pourquoi la filtration est-elle importante pour les piles à combustible dans les centres de données ?
La filtration des piles à combustible dans les centres de données est importante, car les piles à combustible ont besoin d'un air cathodique propre pour une performance stable. Les particules et les gaz nocifs peuvent avoir une influence négative sur le rendement et la durée de vie. Un traitement de l'air adapté contribue donc directement à la sécurité de fonctionnement.
Comment la filtration influence-t-elle la consommation d'énergie dans les centres de données ?
La filtration influence la consommation d'énergie dans les centres de données, car les filtres à air déterminent en partie la perte de pression dans les systèmes de climatisation et de ventilation. Plus la pression nécessaire est faible, moins les ventilateurs ont besoin d'énergie. Des filtres à air efficaces peuvent ainsi réduire les coûts d'exploitation et la consommation d'électricité.
Quelles sont les conséquences d'une filtration inadaptée dans un centre de données ?
Une filtration inadaptée peut entraîner une usure plus importante, une baisse de l'efficacité, une maintenance accrue et des arrêts imprévus. Cela concerne aussi bien les systèmes d'alimentation sur site que les systèmes de climatisation et de ventilation. Dans les infrastructures critiques telles que les centres de données, de tels effets peuvent entraîner des coûts considérables.
La filtration n'est-elle pertinente que pour la production d'électricité ?
Non, la filtration est également importante pour le refroidissement, la qualité de l'air et l'efficacité énergétique dans les centres de données. Dans les systèmes de circulation d'air et de climatisation en particulier, elle influence l'efficacité avec laquelle l'air peut être déplacé et purifié. La filtration agit donc simultanément sur plusieurs niveaux de l'infrastructure.
Comment la filtration contribue-t-elle à des centres de données plus durables ?
La filtration contribue à des centres de données plus durables, car elle réduit l'usure, stabilise l'efficacité et peut réduire les besoins énergétiques des systèmes d'air. Cela permet de réduire la consommation de ressources, les frais de maintenance et les émissions indirectes. La durabilité résulte avant tout d'un fonctionnement plus fiable et plus efficace.
