Selon Futura Sciences, une équipe de chercheurs vient de présenter une avancée majeure pour le secteur des centres de données. Leur solution, publiée dans la revue Cell Reports Physical Science, repose sur une plaque de cuivre aux formes complexes, capable de réduire jusqu’à 90 % l’énergie nécessaire au refroidissement des serveurs par rapport aux systèmes traditionnels à air.
Ce qu'il faut retenir
- Une plaque de cuivre optimisée réduit de 90 % l’énergie nécessaire au refroidissement liquide des data centers par rapport aux systèmes à air.
- Le refroidissement amélioré de 32 % tout en divisant par 68 % la puissance requise pour faire circuler le liquide.
- Un data center d’un gigawatt économiserait 539 MW sur les 550 MW habituellement dédiés au refroidissement.
- Les chercheurs estiment que cette technologie pourrait s’appliquer bien au-delà des centres de données.
- La solution repose sur des ailerons microscopiques conçus par optimisation topologique et fabriqués par électrochimie additive.
Un enjeu énergétique colossal pour les centres de données
Les data centers, ces infrastructures essentielles au fonctionnement d’Internet et de l’intelligence artificielle, représentent aujourd’hui un défi énergétique majeur. Selon Futura Sciences, près de 30 % de leur consommation électrique totale est consacrée à l’évacuation de la chaleur générée par les calculs. Un centre d’un gigawatt, par exemple, produit autant de chaleur qu’un million de radiateurs électriques d’un kilowatt. Face à l’explosion des besoins en calcul, liée notamment au développement de l’IA, cette problématique devient encore plus pressante.
Alors que les solutions actuelles misent principalement sur le refroidissement à air, les chercheurs proposent une alternative radicalement plus efficace. Leur approche repose sur une plaque de cuivre aux formes sophistiquées, conçue pour maximiser la dissipation thermique tout en minimisant l’énergie nécessaire au refroidissement liquide.
Une technologie basée sur des micro-ailerons et une fabrication innovante
Pour concevoir cette plaque, les scientifiques ont utilisé l’optimisation topologique, une méthode qui permet de définir la forme optimale d’un objet en fonction de contraintes données. Résultat : une surface couverte de minuscules ailerons, bien loin des simples structures rectangulaires ou cylindriques utilisées jusqu’ici. Ces ailerons, dont la complexité a nécessité une fabrication par électrochimie additive – une technique permettant de construire couche par couche –, augmentent considérablement la surface de contact entre le liquide de refroidissement et la plaque de cuivre.
« Cette approche permet d’améliorer le refroidissement de 32 % tout en réduisant de 68 % la puissance nécessaire pour faire circuler le liquide », explique l’un des auteurs de l’étude. Selon leurs calculs, un data center d’un gigawatt pourrait ainsi réduire sa consommation dédiée au refroidissement de 550 MW à seulement 11 MW, soit 1,1 % de l’énergie utilisée pour les calculs eux-mêmes.
Une solution aux applications bien plus larges
Si cette innovation est prometteuse pour les centres de données, ses concepteurs estiment qu’elle pourrait être adaptée à d’autres secteurs exigeant un refroidissement efficace. Les systèmes électroniques embarqués, les équipements industriels ou même certains dispositifs médicaux pourraient en bénéficier. « Notre méthode n’est pas limitée à un domaine spécifique », souligne un chercheur impliqué dans le projet. « Elle ouvre la voie à des systèmes de refroidissement optimisés dans de nombreux secteurs. »
Cette avancée intervient alors que la pression sur les géants du numérique s’accentue. Entre l’explosion des besoins en calcul et les critiques sur l’empreinte carbone des data centers, les innovations en matière d’efficacité énergétique deviennent un enjeu stratégique. En réduisant drastiquement leur consommation électrique, cette technologie pourrait contribuer à limiter l’impact environnemental de ces infrastructures.
Un pas de plus vers des data centers plus durables
Cette découverte s’inscrit dans un contexte où les data centers sont de plus en plus pointés du doigt pour leur consommation énergétique. Entre les annonces de Google, Microsoft ou Amazon sur leurs engagements en faveur du développement durable, et les régulations européennes visant à encadrer l’impact environnemental de ces infrastructures, la pression est forte. Une étude récente estimait que l’empreinte carbone des data centers pourrait représenter 4 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre d’ici 2030, si aucune mesure corrective n’est prise.
Face à ce constat, des alternatives émergent : refroidissement par immersion, utilisation d’énergies renouvelables, ou encore optimisation des architectures matérielles. L’innovation présentée par ces chercheurs s’ajoute à cette panoplie de solutions, même si son adoption dépendra in fine de critères économiques et techniques.
Reste une question, soulignée par les experts du secteur : cette avancée suffira-t-elle à compenser la croissance exponentielle des besoins en calcul ? Autant dire que le débat sur l’avenir énergétique des data centers est loin d’être clos.
Non, elle en est encore au stade de la recherche et du développement. Les chercheurs prévoient des tests à plus grande échelle avant une éventuelle industrialisation, probablement dans les 24 à 36 prochains mois.
Cela dépendra de leur configuration actuelle. La plaque de cuivre optimisée devra être intégrée aux systèmes de refroidissement liquide existants, ce qui pourrait nécessiter des adaptations techniques. Les chercheurs n’excluent pas non plus des adaptations pour les systèmes à air, bien que l’avantage soit moins marqué.
