Visualisation des flux d’air autour de groupes frigorifiques
Dans un contexte de souveraineté numérique renforcée, la France multiplie les initiatives pour héberger ses données stratégiques sur le territoire national. Les data centers, infrastructures critiques de cette ambition, doivent répondre à des exigences de performance, de sécurité et d’efficacité énergétique.
Parmi les défis techniques majeurs : la gestion des flux d’air en toiture, notamment autour des groupes frigorifiques. C’est là que la mécanique des fluides ou CFD (Computational Fluid Dynamics) devient un outil essentiel pour maîtriser la performance énergétique de ces installations.
Le recyclage
Les groupes frigorifiques installés en toiture assurent le refroidissement des équipements informatiques. Leur fonctionnement génère des rejets d’air chaud qui, mal orientés ou mal évacués, peuvent être réaspirés par les unités elles-mêmes. Ce phénomène de recirculation thermique entraîne une hausse des températures d’aspiration, une baisse de rendement énergétique et une augmentation des risques de surchauffe.
Dans les data centers haute densité, où chaque rack peut dépasser les 10 kW, cette problématique devient critique. Les conditions climatiques extrêmes, les vents défavorables ou le démarrage des groupes électrogènes de secours peuvent accentuer les bouclages thermiques et compromettre la stabilité du système.
Vue de groupes frigorifiques en pied d’immeuble
Groupe froid en milieu urbain
La CFD permet d’anticiper
La simulation CFD permet de modéliser en 3D les flux d’air autour des équipements intérieurs et en toiture.
Elle prend en compte :
- Les rejets thermiques des groupes frigorifiques et électrogènes
- Les conditions météorologiques locales (vent, température, humidité)
- La disposition des équipements et des obstacles architecturaux
- Les scénarios critiques de fonctionnement
Grâce à cette approche, les ingénieurs identifient les zones de recirculation, les points chauds et les interactions entre les rejets et les prises d’air. Ils peuvent ainsi valider la conception du bâtiment, optimiser l’orientation des flux et proposer des solutions correctives : surtoitures, conduits de rejet, ventelles, écrans acoustiques…
Effet du vent – Impact des refoulement d’air sur les bâtiments voisins
Une conception résiliente et durable
Les études menées par GANTHA montrent que même dans des scénarios défavorables : orientation et vitesse du vent, une conception bien pensée permet de maintenir des températures d’aspiration favorables. L’intégration de sur-toitures, de conduits de rejet en hauteur et de zones dégagées favorise une ventilation naturelle efficace et limite les phénomènes de recyclage.
Cette approche permet également de réduire le Power Usage Effectiveness (PUE), indicateur clé de performance énergétique des data centers. En optimisant la circulation de l’air, on diminue la consommation des systèmes de refroidissement et on améliore la durabilité des équipements.
Dans nos études, nous fixons habituellement une limite de 10% de ré-ingestion pour les flux d’air.
Vue en plan data center
Visualisation des températures de l’air dans les baies informatiques
Recyclage data center : un enjeu stratégique
Maîtriser le recyclage data center en toiture, c’est garantir la continuité de service, la sécurité des données et la performance énergétique. C’est aussi répondre aux exigences croissantes en matière de résilience climatique et d’empreinte environnementale.
La CFD offre une vision précise et prédictive des comportements thermiques, permettant aux exploitants de prendre des décisions éclairées et d’anticiper les risques. Couplée à une expertise acoustique, elle contribue à une conception globale, silencieuse et durable des infrastructures numériques.
Nos experts vous accompagnent !
Visualisation des flux d’air avec écrans acoustiques
Cas du Data Center du Val de Marne :
Nos experts en CFD ont été sollicités pour évaluer le risque de recyclage de l’air chaud émis par les groupes de refroidissement installés en toiture. Après un repérage précis, chaque unité de traitement d’air et chaque module de refroidissement a été modélisé en 3D, avec détail des ailettes, grilles de soufflage et distances par rapport aux façades et aux grilles d’aspiration.
Les simulations CFD ont permis de visualiser les flux d’air chaud autour des bâtiments et de détecter les zones où l’air rejeté pouvait être repris par les entrées d’air, créant un recyclage qui diminue l’efficacité de la machine.
Des recommandations concrètes ont été proposées : ajustement des régimes de fonctionnement en fonction de la demande, ajout de barrières et de conduits pour canaliser l’air et repositionnement stratégique des équipements pour limiter le recyclage dans le cas de certains vents dominants et ainsi améliorer l’efficacité énergétique.