Début 2024, le Conseil européen pour la recherche nucléaire (Cern) a ouvert un nouveau centre de données de trois niveaux sur son site de Prévessin-Moëns (Ain). La célèbre institution a voulu donner à cette installation – d'une puissance actuelle de 4 MW –, une empreinte environnementale faible. D'où la mise en place d'une recirculation de l'air dans l'enceinte du bâtiment, après refroidissement par des installations adiabatiques (qui ont l'avantage de ne pas utiliser de fluides frigorigènes) et récupération de la chaleur pour alimenter un réseau spécial. Des stratégies « classiques » que l'on retrouve dans de nombreux centres de données. Le centre a aussi travaillé à l'optimisation de sa consommation électrique. L'ensemble rentre dans le cadre d'une stratégie plus large du Cern visant à limiter à 5 % sa hausse d'électricité (par rapport à 2018) et à réduire de 28 % ses émissions directes de CO2 d'ici à fin 2025.
Un indicateur partagé
Le PUE (Power Usage Effectiveness) est un indicateur d'efficacité énergétique conceptualisé en 2007 et propre aux centres de données. Il indique le ratio entre l'énergie totale consommée par le centre (ce qui comprend le refroidisseur, le traitement d'air, etc.) et l'énergie totale consommée par les équipements informatiques. « Le PUE cible dans l'appel d'offres intégré réalisation-exploitation-maintenance, publié en 2019, était de 1,15 », rappelle Wayne Salter, responsable du projet pour le Cern. Remporté par l'entreprise de services française Equans, cet appel d'offres assure au centre suisse un interlocuteur unique durant dix ans, qui garantit le respect de cette obligation contractuelle, dont la mesure est réactualisée sur site « toutes les trente secondes ». Pour comparaison, au quatrième trimestre 2023, les centres de données de Google avaient des PUE allant de 1,08 (en Oregon) à 1,17 (à Singapour). Une étude de 2021 de l'Uptime Institut – connu pour avoir établi une classification des niveaux de résilience des centres de données - a indiqué que la moyenne mondiale des PUE tournait autour de 1,57.
L'impact de la configuration du bâtiment
Pour tenir cet objectif d'optimisation énergétique, le pari d'un centre de données s'adaptant à l'usage qui va lui être destiné par les scientifiques du Cern a d'abord été fait. Aujourd'hui sont installés 4 MW sur 78 racks au troisième étage. L'aménagement et installation du deuxième étage et du rez-de-chaussée, prévus respectivement en 2027 et en 2030, viendront ajouter 4 MW par étage, pour un total de 12 MW. « Ceci pour éviter la consommation d'infrastructures techniques qui pour l'instant ne servent à rien », souligne Wayne Salter.
Une affirmation qui mérite analyse : chaque salle de serveurs dispose d'équipements périphériques qui lui sont propres (équipements réseaux, switch, firewall...) et devront démarrer dès qu'un serveur tournera. L'optimisation énergétique réside probablement dans cette approche. Mais un serveur physique peut très bien être éteint sans que cela impacte la bonne marche des autres. Pour réduire la consommation électrique périphérique, il aurait donc pu être possible d'installer l'ensemble des 12 MW dès la première phase, sur un seul étage, sous réserve de disposer d'une plus grande surface au sol. Vincent Itier, chargé du projet pour Equans, indique que le caractère évolutif du centre de données a été voulu par le Cern pour étaler les dépenses relatives à l'achat des serveurs (qui se chiffrent en millions d'euros).
Redonner vie à l'ancienne chaufferie du Cern
Du fait notamment de la loi Chaise du 15 novembre 2021 qui vise à réduire l'empreinte environnementale du numérique en France, tous les centres de données ont l'obligation de récupérer la chaleur dégagée pour éviter qu'elle ne finisse dans l'atmosphère. Mais pour certains, cette obligation se heurte à une localisation excentrée par rapport aux nœuds urbains, qui les empêche de faire des piquages sur les réseaux de chaleur existants. Le Cern a contourné cet écueil en rénovant une ancienne chaufferie de sa structure en parallèle, afin d'y acheminer les calories du centre de données.
Mais on peut imaginer que dans une petite commune frontalière entre la France et la Suisse, bordée par les montagnes, chercher à occuper un minimum d'espace au sol est cohérent, d'autant plus dans l'optique d'une démarche écoresponsable. Une analyse confirmée par Equans, qui indique que la limitation de l'emprise au sol figurait au cahier des charges du Cern. Plutôt que dans un bâtiment en dur, l'installation des équipements informatiques dans des conteneurs – comme le fait la société OVH - aurait-elle pu modifier la donne ? « Ce type de solution pourrait ne pas convenir pour des projets de taille conséquente », selon un expert du secteur.
Travailler sur le doublement des alimentations électriques
Dans la majorité des centres de données, en amont des serveurs se trouvent des onduleurs dont le rôle est d'assurer la continuité de fonctionnement des serveurs le temps du démarrage des groupes électrogènes, en cas de perte de deux voies d'alimentation électrique. Le Cern a souhaité assurer l'alimentation par onduleurs pendant cinq minutes uniquement sur les serveurs dont l'arrêt brutal aurait provoqué la casse (20 % du total des serveurs). Une particularité qui s'explique notamment par la volonté de l'institution de ne pas généraliser le doublement des alimentations électriques à l'ensemble du centre. Cela impliquerait l'installation de nombreux groupes électrogènes, susceptible de faire grimper la facture énergétique et donc le PUE.
Wayne Salter explique ce choix par un doublement du réseau électrique en amont du centre de données : « Nous sommes fournis en électricité par la France et par la Suisse. Notre connexion suisse est moins puissante que la française, mais elle peut servir de relai efficace en cas de panne sur les réseaux français. »
Enfin, le Cern confesse ne pas disposer de données véritablement sensibles dans ce centre. « Les données issues des expériences du colisionneur de particules sont envoyées à un premier site où elles sont stockées. Puis elles arrivent sur le site de Prévessin uniquement pour traitement », indique Wayne Salter.
