INFORMATIONS SUR LE PROJET
Client : Data4
Date : 2025-2026
Technologie : Simulation CFD
INTRODUCTION
Dans le cadre de ce projet, nous analysons le fonctionnement du système de refroidissement de deux centres de données d’une puissance informatique d’environ 2 MW dans différents scénarios d’exploitation définis en accord avec le client. Pour ce faire, nous utiliserons des modèles de simulation basés sur la
mécanique des fluides computationnelle (CFD).
L’objectif principal est de garantir que la température des serveurs et l’humidité de la salle restent dans les plages de fonctionnement optimales, en évitant l’apparition de zones d’accumulation de chaleur et de phénomènes de recirculation d’air susceptibles de réduire l’efficacité du système.
Les simulations de ventilation et de refroidissement ont été réalisées en modélisant les allées avec les cloisons prévues dans la conception de la salle. De même, les infiltrations d’air entre les allées, les pertes de charge au niveau des grilles de ventilation et la chaleur dissipée par les ventilateurs de soufflage ont été ajustées afin de tenir compte des conditions réelles de fonctionnement. Ces hypothèses ont été maintenues constantes dans toutes les analyses afin de disposer d’une comparaison réelle entre les différents scénarios étudiés.
MODÈLES CFD
Dans un premier temps, nous avons généré la géométrie adaptée à l’étude thermique à partir des plans et des données relatives aux équipements intérieurs dans les différentes configurations envisagées. La modélisation géométrique proposée nous a permis de déterminer efficacement tant le flux d’air que le champ de températures, en réduisant les exigences en matière de taille de maillage dans les zones de faible intérêt.
Pour ce projet, des modèles thermiques
ScStream ont été développés, capables de reproduire le champ de températures et le mouvement de l’air, ainsi que la distribution de l’humidité et les pertes de charge de l’installation.
Nous avons ensuite configuré le modèle CFD avec les conditions d’alimentation et d’extraction définies dans la conception, en tenant compte de l’équilibre des débits prévu dans le système de refroidissement. De plus, nous avons choisi un modèle de turbulence permettant de saisir les phénomènes d’intérêt de l’étude avec un maillage adapté aux objectifs de l’analyse.
ÉTUDES EN ÉTAT STATIONNAIRE
Une fois les modèles définis, nous pouvons calculer les différents cas d’étude en résolvant numériquement les équations qui décrivent le mouvement de l’air et le champ de températures pour un écoulement turbulent incompressible. Nous évaluons tout d’abord les critères de convergence en surveillant les résidus et la stabilité des paramètres étudiés, en particulier les résidus et les vitesses. Une fois les calculs des modèles terminés, nous passons à l’obtention des résultats lors de l’étape de post-traitement.
L’objectif des cas stationnaires était de vérifier que les conditions thermiques adéquates étaient maintenues dans les différents scénarios et emplacements possibles des racks, d’évaluer la distribution de l’air et de s’assurer que les normes convenues avec le client étaient respectées. Pour ce faire, nous avons fourni les cartes de températures et d’humidité sur différents plans représentatifs, ainsi que les cartes de pression pour évaluer les fuites (leaks) possibles entre les allées et les lignes de courant.
ÉTUDE DES PHÉNOMÈNES TRANSITOIRES EN CAS DE PANNE ÉLECTRIQUE
La dernière étape de ces études consiste à vérifier la réponse du système face à une panne électrique provoquant l’arrêt des équipements de refroidissement. On part pour cela d’un état stationnaire, puis on modélise la panne électrique comme une interruption du refroidissement d’une durée définie par la configuration électrique. Lorsque les générateurs de secours démarrent, on modélise le rétablissement progressif du refroidissement à l’aide d’une rampe linéaire en débit et en puissance frigorifique. Enfin, on simule l’évolution du débit et de sa température jusqu’à ce que des températures admissibles soient à nouveau atteintes, calculant ainsi le temps de récupération de la salle.
Cette étude apporte une garantie quant à la conception des systèmes de refroidissement et à la réaction en cas de coupure d’alimentation électrique, permettant d’identifier les zones critiques et les points à améliorer dès les premières phases du projet.
