Uptime Institute pose la question. Des réponses apportées dépend l’évolution du secteur
De nombreux gestionnaires de réseau ont du mal à répondre à la demande d’électricité de leurs clients tant en volume qu’en qualité. Demain, la qualité de l’énergie sera un vrai problème, soutient Jacqueline Davis, Research Analyst, Uptime Institute. Le sujet apparaît d’ailleurs en filigrane dans la quinzième édition de l’Uptime Institute Global Data Center Survey.
Face à l’augmentation de la demande, les services publics doivent aujourd’hui surveiller et prendre en compte les habitudes de consommation des clients, qui peuvent dégrader la qualité de l’énergie -et augmenter les coûts- pour les autres utilisateurs du réseau.
Une analyse de Bloomberg en 2024 révélait une concentration de problèmes d’électricité résidentiels à proximité des data centers aux États-Unis, ce qui pourrait annoncer un nouveau revers pour les relations entre les communautés de centres de données. En Europe aussi.
« La corrélation à elle seule ne prouve pas que les charges électriques des centres de données en soient responsables, précise d’emblée Jacqueline Davis. En réalité, de nombreux centres de données mesurent et corrigent la qualité de l’énergie pour leurs propres besoins, ce qui minimise également les effets négatifs sur le réseau. Cependant, les communautés ont déjà exprimé des inquiétudes quant à l’accès à l’électricité des centres de données et à la valeur qu’ils produisent. » Se demander si ces critiques sont fondées revient à passer à côté de l’essentiel : les autorités locales fonderont leurs décisions sur leurs propres perspectives pour la construction de nouvelles capacités.
A terme, poursuit Jacqueline Davis, la qualité de l’énergie du réseau pourrait devenir un nouveau problème de relations avec les communautés. « Le secteur ne peut guère se permettre l’atteinte à sa réputation et l’opposition accrue qui en découleraient si les électeurs et les régulateurs soupçonnaient les centres de données de dégrader l’électricité du réseau de leurs communautés. Les opérateurs qui dialoguent ouvertement avec leurs communautés locales sur les précautions qu’ils prennent pour protéger le réseau pourraient réduire l’opposition à toute expansion future. »
Contrôler le THD à la source
De nombreux opérateurs de data centers surveillent et maintiennent déjà la qualité de l’énergie afin de prévenir les pannes, tant au niveau informatique que des infrastructures de support. Un THD (Total Harmonic Distorsion) incontrôlé, quelle qu’en soit la source, peut menacer la résilience des systèmes informatiques critiques.
Les VFD (Variable Frequency Drive), les alimentations informatiques et autres composants électroniques des centres de données peuvent également être des sources de THD. « Les opérateurs atténuent souvent la distorsion due à ces dispositifs afin de protéger le reste de leurs équipements, note Jacqueline Davis. Ces efforts de réduction du THD au sein du data center peuvent également minimiser les effets négatifs sur la qualité de l’alimentation pour les riverains. »
Les onduleurs des centres de données fonctionnent généralement en mode « double conversion », qui convertit le courant alternatif entrant en courant continu, puis le rétablit en courant alternatif. Cela protège les systèmes informatiques des distorsions harmoniques et autres défauts d’alimentation. L’inverse est également vrai : l’onduleur peut empêcher les équipements connectés d’introduire du THD en amont dans le réseau. Les onduleurs statiques fonctionnant en mode « éco » non inverseur, ainsi que les onduleurs diesel-rotatifs, peuvent également réduire le THD sur le réseau grâce à des composants de filtrage de l’alimentation. « Cependant, la double conversion des onduleurs sera généralement la méthode la plus efficace pour éviter d’introduire des distorsions dans l’alimentation du réseau. Les clusters d’entraînement d’IA ne sont pas intrinsèquement plus susceptibles que les autres technologies de l’information de produire des distorsions d’harmoniques ou d’utiliser des onduleurs sans double conversion. Des données supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la contribution des charges de travail d’IA aux distorsions d’harmoniques. »
Distorsions
Les équipements de refroidissement et mécaniques ne sont généralement pas isolés du réseau par les onduleurs. Les transformateurs d’isolement de commande pour variateurs de fréquence, les transformateurs d’atténuation des harmoniques, les réacteurs de ligne et les filtres d’harmoniques actifs peuvent tous réduire les THD provenant des équipements des centres de données. Cela optimise les performances et la durée de vie des actifs des data centers, et réduit le risque de surcharger la communauté avec une mauvaise qualité d’alimentation.
L’intensité des distorsions d’harmoniques entrant dans le réseau depuis un data center ou tout autre client est généralement proportionnelle au courant électrique traversant l’équipement source. La consommation d’énergie pour l’entraînement de l’IA et les autres charges de travail informatiques est suffisamment élevée pour susciter des interrogations quant à leurs effets potentiels sur la qualité de l’alimentation électrique pour les communautés. Cependant, il n’est pas encore certain que les data centers produisent plus de distorsions que les charges industrielles de même ampleur.
Corriger les réputations faussées
Les opérateurs de data centers créent de la valeur pour les utilisateurs et les communautés, mais ils doivent souvent interagir proactivement avec les résidents locaux pour communiquer cette valeur et écouter leurs préoccupations. Les grands data centers consomment tellement d’énergie que leur impact sur la distorsion harmonique des réseaux environnants peut être significatif. Lorsque les communautés évaluent les propositions d’extension de capacité des centres de données, toute perception de devoir sacrifier la qualité de l’énergie influence leur décision.
« Tout grand consommateur d’énergie commercial et industriel peut avoir la possibilité de minimiser la THD qu’il produit sur le réseau, mais le secteur des data centers pourrait devoir prendre l’initiative dans ce domaine là où sa réputation est déjà en péril. »
A lire le rapport de l’Uptime Institute, les opérateurs peuvent revoir la conception de leurs data centers afin de s’assurer que tous les équipements de réduction de la THD sont en bon état de fonctionnement et dimensionnés de manière appropriée. De nombreux opérateurs appliquent déjà les meilleures pratiques pour minimiser la distorsion harmonique dans leurs installations et les réseaux environnants. « Les entreprises de centres de données pourraient devoir investir davantage dans leurs programmes de sensibilisation communautaire afin de faire connaître l’impact de leurs efforts continus sur la qualité de l’électricité pour tous les consommateurs de leur quartier, estime Jacqueline Davis. Les entreprises qui cherchent ainsi à s’intégrer à leur communauté pour un bénéfice mutuel pourraient obtenir plus facilement l’approbation d’une future extension de capacité. »
