Thèse soutenue

Refroidissement et récupération de chaleur des data centers : optimisation et gestion de l'énergie

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Auteur / Autrice : Ahmad Alamir Sbaity
Direction : Hasna Louahlia-GualousStéphane Le Masson
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides, énergetique, thermique, combustion, acoustique
Date : Soutenance le 07/01/2022
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire des sciences appliquées de Cherbourg (1994-....)
établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Patrick Glouannec
Examinateurs / Examinatrices : Hasna Louahlia-Gualous, Stéphane Le Masson, Yves Bertin, Stéphane Fohanno
Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Bertin, Stéphane Fohanno

Mots clés

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Résumé

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L’objectif de cette étude est d’étudier le refroidissement passif et hybride, en réalisant une récupération de chaleur au sein d’un centre de données typique. La méthode de refroidissement choisie est la boucle thermosyphon, car elle permet le transfert des hautes puissances sur une longue distance. L’évaporateur choisi est un échangeur à micro-canaux, le condenseur est formé des tubes à ailettes. Une étude paramétrique expérimentale est faite en variant le taux de remplissage, la puissance thermique des serveurs et la température extérieure de l’air en assurant le refroidissement par la convection naturelle. Une deuxième étude expérimentale est faite en refroidissant le condenseur avec l’eau en convection forcée. De plus, Une étude numérique annuelle sur des centres de données dans plusieurs villes de France est faite pour quantifier l’économie d’énergie réalisée, avec refroidissement passif et hybride. Le coefficient pPUE (partial power use efficiency) est calculé afin d’évaluer l’efficacité du système de refroidissement proposé. Enfin, la boucle thermosyphon est combinée avec une pompe à chaleur dans le but de récupérer la chaleur des centres de données et la distribuer. L’économie d’énergie réalisée par le système proposée est comparée par rapport à l’utilisation d’une chaudière pour assurer le chauffage d’une maison. Une étude économique est faite pour calculer la période de récupération de l’investissement dans plusieurs climats. Le coefficient ERE (energy reuse efficiency) est également calculé pour évaluer la capacité du système de récupération de chaleur.