Un centre de données est conçu autour d’une promesse : la charge informatique ne s’arrête jamais. L’alimentation du réseau peut être coupée pendant une fraction de seconde ou pendant des jours, et l’installation doit traverser les deux situations sans que les serveurs ne s’en aperçoivent. Les équipements qui tiennent cette promesse forment une chaîne – ASI (UPS), appareillage de commutation, groupes électrogènes et tout ce qui maintient ces groupes prêts à fonctionner. Cet article s’intéresse au maillon groupe électrogène de cette chaîne et aux systèmes auxiliaires qui déterminent si un groupe de secours fonctionne réellement lorsqu’on en a besoin.
Comment fonctionne la chaîne d’alimentation
En cas de perte du réseau, l’UPS – batteries ou volants d’inertie – reprend immédiatement la charge critique. Son rôle est d’assurer la courte transition jusqu’à ce que les groupes électrogènes aient démarré, atteint leur vitesse et leur tension nominales et soient couplés au jeu de barres. Les groupes alimentent ensuite l’installation jusqu’au retour stable du réseau ; la charge est alors retransférée, puis les groupes refroidissent et s’arrêtent.
La transition assurée par l’UPS est volontairement courte : l’ensemble groupe électrogène doit donc démarrer de manière fiable à chaque fois, accepter de fortes prises de charge sans chutes de tension et de fréquence inacceptables, puis fonctionner aussi longtemps que dure la coupure. Chacune de ces trois exigences dépend autant des systèmes auxiliaires que du moteur lui-même.
Régimes nominaux et redondance
Les groupes électrogènes sont caractérisés selon l’ISO 8528-1, qui distingue le service de secours (emergency standby), la puissance principale (prime) et la puissance continue. Comme une coupure dans un centre de données n’a pas de fin prévisible, de nombreux constructeurs de moteurs publient également un régime spécifique aux centres de données, qui permet au groupe de fonctionner à une charge définie pendant un nombre d’heures illimité. Le régime retenu pour un projet détermine le moteur, l’alternateur ainsi que les systèmes de refroidissement, d’échappement et de carburant à dimensionner autour de lui.
La redondance se décrit par rapport à la charge : N groupes assurent la charge, N+1 ajoute un groupe de réserve, 2N double l’ensemble du système. Les niveaux de redondance plus élevés, tels que ceux définis dans la classification Tier de l’Uptime Institute, exigent aussi que la maintenance puisse être effectuée sans priver l’installation de la protection des groupes électrogènes – ce qui influe sur la manière dont les systèmes de carburant, de refroidissement et de contrôle-commande sont agencés et isolés.
Ce qui entoure le moteur
Un groupe électrogène seul ne constitue pas un système d’alimentation de secours. Pour être prêt à tout moment, il lui faut :
- Un préchauffage moteur qui maintient les circuits de refroidissement HT et LT à la température de démarrage, afin que le moteur démarre rapidement et accepte la charge sans contrainte thermique.
- Un carburant propre et disponible – des châssis-réservoirs ou des réservoirs journaliers proches du moteur, un transfert depuis le stockage principal et, pour un carburant susceptible de rester stocké pendant des années, un polissage qui élimine l’eau et la contamination.
- De l’air de combustion et de refroidissement amené par des capots d’entrée d’air et des atténuateurs, et de l’air chaud évacué sans recirculation vers l’admission.
- Des systèmes d’échappement dimensionnés pour la limite de contre-pression du moteur, avec des silencieux et, lorsque les autorisations locales l’exigent, un SCR pour la réduction des NOx.
- Des systèmes électriques auxiliaires – des armoires MCC pour les pompes, ventilateurs, réchauffeurs et l’éclairage, et des tableaux de disjoncteurs qui protègent le circuit de sortie.
- Une enceinte protégée qui rassemble l’ensemble, silencieux et accessible pour l’entretien sur le site.
Chacun de ces éléments est un point où un système de secours peut défaillir même lorsque le moteur est en parfait état : un moteur froid, un filtre à carburant colmaté ou une salle de conteneur en surchauffe arrêteront un groupe aussi sûrement qu’un défaut mécanique.
Concevoir pour le site
Les centres de données sont de plus en plus construits près des villes et près des capacités réseau disponibles, ce qui impose des limites plus strictes de bruit en limite de propriété et d’émissions à l’échappement. Dans le même temps, les grands campus ont besoin de groupes électrogènes plus nombreux et plus puissants sur une emprise limitée. Les systèmes auxiliaires doivent donc être conçus pour le site concerné : la température ambiante de calcul, l’altitude, l’objectif acoustique à une distance déclarée, les limites d’émissions de l’autorisation et l’autonomie en carburant exigée par le maître d’ouvrage.
Conclusion
L’alimentation de secours d’un centre de données se juge dans les quelques secondes qui suivent une défaillance du réseau et dans les heures qui suivent. Pour y parvenir, il faut traiter le groupe électrogène et ses systèmes auxiliaires comme un seul ensemble – conçus ensemble, testés ensemble et entretenus ensemble. AXON Technic conçoit des conteneurs et des systèmes auxiliaires autour des groupes électrogènes choisis par ses clients, précisément dans ce but. Contactez notre équipe pour discuter de votre projet.
