Comment chauffer des bâtiments avec l’énergie fatale des GPU
- Cedric KTORZA
- il y a 7 jours
- 8 min de lecture
Comment l’énergie fatale des serveurs GPU peut être récupérée pour chauffer des bâtiments, en pratique. Les charges IA et HPC dégagent une chaleur abondante et stable : en la captant côté IT (refroidissement liquide), en l’élevant en température (pompe à chaleur), puis en la pilotant côté bâtiment (GTB/GTC), il devient possible d’alimenter chauffage, ECS ou réseaux de chaleur — sans compromettre la performance des serveurs.
En bref
Récupérer la chaleur des GPU via refroidissement liquide (direct-to-chip, immersion) puis valoriser avec une pompe à chaleur.
Viser des usages à basse/moyenne température: chauffage, ECS, piscines, process, réseaux urbains.
Piloter l’ensemble via GTB/GTC et mesurer l’impact (PUE, facteur de réutilisation d’énergie).
S’aligner sur le cadre réglementaire (EED 2023) et les bonnes pratiques (ASHRAE, OCP).
Chez Score Group, nos divisions Noor ITS, Noor Energy et Noor Technology conçoivent et intègrent ces chaînes de valeur de bout en bout.
Pourquoi s’intéresser à la chaleur des GPU maintenant ?
L’essor de l’IA et du calcul intensif multiplie les densités de puissance et la chaleur à dissiper dans les salles serveurs. Selon l’Agence internationale de l’énergie, la consommation électrique des data centers pourrait fortement croître d’ici 2026, tirée par l’IA et le cloud source IEA, 2024. Cette énergie se transforme en chaleur, trop souvent rejetée.
Le cadre évolue : la révision de la directive européenne sur l’efficacité énergétique (EED, 2023) incite à valoriser la chaleur fatale et à mieux reporter les indicateurs de performance texte EED. En France, l’ADEME promeut activement la récupération de chaleur fatale dans l’industrie et le tertiaire voir la page ADEME. L’opportunité est double : réduire l’empreinte énergétique et créer une source de chaleur utile pour les bâtiments.
Comment récupérer l’énergie fatale côté IT
Comprendre le profil thermique des serveurs GPU
Les GPU atteignent des densités de 20–80 kW par rack, voire plus en HPC. La chaleur est concentrée et continue sur de longues plages horaires (entraînement IA, inférence à grande échelle). Cela favorise une récupération stable si l’on déploie un circuit liquide permettant de capter des températures de fluide typiquement entre 30 et 60 °C en sortie primaire, avant élévation via PAC.
Technologies de refroidissement propices à la valorisation
Refroidissement air + échangeurs air/eau: première étape de captation, rendements limités.
Échangeur de porte arrière (Rear-Door Heat Exchanger): extrait la chaleur au plus près du rack et alimente une boucle d’eau tempérée.
Refroidissement liquide direct au composant (Direct-to-Chip): capte la chaleur au niveau GPU/CPU, avec températures de sortie plus élevées et stables.
Immersion (mono/biphase): maximise la captation et simplifie la collecte de chaleur à température utile. Pour des référentiels techniques, voir les ressources de l’ASHRAE TC 9.9 et les solutions “Advanced Cooling” de l’OCP ASHRAE TC 9.9 et Open Compute Project – Advanced Cooling Solutions.
Chaîne complète: du rack au radiateur
Capteur de chaleur côté IT (RDHx, direct-to-chip ou immersion).
Échangeur de chaleur/isolation hydraulique.
Pompe à chaleur pour élever la température (par ex. de 35–45 °C à 55–65 °C, selon besoins).
Injection dans les circuits du bâtiment (planchers chauffants, ventilo-convecteurs, ECS).
Pilotage via GTB/GTC et supervision énergétique.
La meilleure chaleur est celle qu’on ne gaspille pas : captez-la au plus près, valorisez-la au bon niveau, mesurez son impact.
Intégration côté bâtiment: usages et contraintes
Chauffage à basse température et confort
Les émetteurs à basse température (plancher chauffant, ventilo-convecteurs) soutirent efficacement une chaleur portée à 45–55 °C via PAC. Une gestion fine du débit et des courbes de chauffe est essentielle pour la stabilité thermique et le confort. La division Noor Energy de Score Group conçoit et déploie ces systèmes de gestion du bâtiment (GTB/GTC) et d’optimisation énergétique.
Eau chaude sanitaire, piscines et process
L’ECS nécessite des niveaux de 55–60 °C (voire plus avec contraintes sanitaires). Une PAC haute température peut y répondre, en combinaison avec dispositifs de prévention anti-légionelles. Les piscines ou process basse température constituent des bassins de chaleur idéaux, car ils acceptent des températures modérées avec des besoins quasi continus.
Raccordement à un réseau de chaleur
Lorsque la densité de chaleur valorisable excède les besoins du site, un raccordement à un réseau de chaleur urbain est pertinent. La compatibilité dépend du niveau de température et des contraintes contractuelles. Des retours d’expérience européens montrent une faisabilité croissante, portée par la standardisation et les incitations Euroheat & Power – Waste heat.
Dimensionnement: ordres de grandeur et méthodes
Estimer la puissance valorisable
Hypothèse prudente: une part majoritaire de la puissance électrique IT est convertie en chaleur utile. Par exemple, un cluster de 500 kW IT peut offrir plusieurs centaines de kWth récupérables en continu, sous réserve de la topologie et des pertes.
Les PAC affichent des COP typiques de 3 à 6 selon la levée de température et les conditions d’exploitation. Un audit thermique permet d’affiner les bilans.
Pilotage, mesure et KPI
PUE (Power Usage Effectiveness): à suivre, mais compléter par un facteur de réutilisation d’énergie (ERF) pour mesurer la chaleur livrée au bâtiment.
Supervision: instrumentation débit/température, compteurs d’énergie, intégration GTB/GTC et optimisation prédictive. Chez Score Group, nous orchestrons ces briques avec Noor ITS (infrastructures et datacenters) et Noor Energy (GTB, PAC, hydrauliques), pour garantir la cohérence IT–bâtiment.
Continuité IT et résilience énergétique
La récupération de chaleur ne doit jamais dégrader la disponibilité IT. Redondance hydraulique, by-pass air, secours électrique et scénarios de défaillance sont à formaliser avec l’exploitation. Les guidelines ASHRAE et l’ENR (niveau de service) servent de garde-fous. Un design “fail-safe” et des tests réguliers sont indispensables.
Gouvernance, conformité et tendances
Réglementation: l’EED 2023 impose des exigences de reporting et encourage la valorisation de chaleur texte officiel.
Normalisation: référentiels de conception thermique (ASHRAE TC 9.9), solutions de refroidissement avancées (OCP) et exigences de sécurité.
Stratégie climat: la récupération de chaleur contribue aux trajectoires de sobriété, d’électrification et de décarbonation IEA – Data centres.
Territoires: aligner la production avec les besoins locaux (réseaux de chaleur, piscines, campus) et les politiques énergétiques (ex. schémas directeurs chaleur).
Méthode de déploiement avec Score Group
1) Audit et étude de faisabilité
Cartographier charges IT (puissance, profil), technologies de refroidissement, gisements de chaleur, besoins thermiques du site/territoire.
Simuler scénarios PAC, stockage thermique, raccordements. Produire un business case technique. Voir notre offre Étude & Ingénierie.
2) Conception intégrée IT–Énergie
Noor ITS dimensionne l’infrastructure (circuits, échangeurs, salles, datacenters) et Noor Energy l’écosystème bâtiment (GTB, PAC, hydraulique).
Sélection des technologies (RDHx, direct-to-chip, immersion) selon contraintes de vos GPU et objectifs d’énergie réutilisée.
Intégration des charges IA avec Noor Technology, en lien avec nos expertises en intelligence artificielle.
3) Mise en œuvre, pilotage et amélioration continue
Déploiement, mise en service, qualification des performances.
Supervision via GTB/GTC, boucles de régulation avancées, et gestion énergétique multi-sites.
Mesure des KPI (énergie récupérée, COP, PUE/ERF) et optimisation dans la durée. Découvrez notre positionnement global sur score-grp.com.
Tableau comparatif des principales options de récupération
Notes: Plages typiques indicatives. Le COP dépend fortement de la levée de température et des conditions de fonctionnement. Se référer aux guides ASHRAE et OCP pour les limites opérationnelles ASHRAE TC 9.9, OCP ACS.
Bonnes pratiques d’ingénierie et d’exploitation
Qualité de l’eau et intégrité des matériaux
Traitement d’eau, inhibiteurs de corrosion, matériaux compatibles (cuivre/acier inox/alliages), contrôle microbiologique. Des by-pass et échangeurs intermédiaires évitent les contaminations entre boucles IT et bâtiment. Les protocoles de maintenance doivent être outillés et tracés.
Intermittence de charge et stockage thermique
Les charges GPU peuvent fluctuer (pics d’entraînement IA). Un ballon tampon ou une cuve de stockage sorption permettent de lisser la fourniture de chaleur et d’optimiser la PAC. La prévision de charge via GTB et données IT favorise l’adéquation production–besoins.
Mesure, vérification et amélioration continue
Déployer instrumentation certifiée (débits, ΔT, énergimètres), établir des lignes de base, suivre PUE/ERF et COP réels. Intégrer la supervision dans la GTB/GTC et l’outil de gestion énergétique. Les référentiels ASHRAE et les retours d’expérience européens (réseaux de chaleur) sont des appuis utiles Euroheat & Power.
Exemples d’usage et inspirations
Campus et hôpitaux: besoins stables en ECS et chauffage à basse T, mutualisables avec la chaleur des clusters IA.
Piscines municipales: forte demande continue et températures compatibles avec PAC.
Quartiers raccordés à un réseau de chaleur: intégration par sous-station et contrat de fourniture. Pour des repères techniques et politiques publiques, voir l’ADEME et l’IEA.
Comment Score Group fédère Énergie, Digital et New Tech
Chez Score Group, notre approche “Énergie – Digital – New Tech” permet de traiter ce sujet transversal sans silos:
Noor ITS: conception et transformation d’infrastructures IT et de datacenters adaptés aux hautes densités.
Noor Energy: GTB/GTC, PAC, hydraulique et optimisation énergétique des bâtiments (gestion du bâtiment, gestion de l’énergie).
Noor Technology: cadrage des usages IA et intégrations digitales associées (intelligence artificielle). Notre promesse: des solutions sur mesure, intégrées et pilotées, “Là où l’efficacité embrasse l’innovation…”. Découvrez notre vision globale sur score-grp.com.
FAQ — Questions fréquentes
La récupération de chaleur des GPU peut-elle impacter la disponibilité des serveurs ?
Si elle est mal conçue, oui. Mais une architecture pensée “IT-first” avec redondance hydraulique, by-pass air, supervision et plans de secours maintient la résilience. Les circuits de récupération restent découplés par échangeurs, et la GTB pilote les bascules selon des seuils sûrs. Le respect des plages ASHRAE et des procédures d’exploitation limite les risques. En pratique, la récupération de chaleur s’ajoute comme une valeur, sans compromettre les SLA, à condition d’un design et d’un commissioning rigoureux.
Quelles températures sont nécessaires pour chauffer un bâtiment avec cette chaleur ?
Les émetteurs modernes fonctionnent idéalement à basse/moyenne température. Avec une PAC, la chaleur récupérée côté IT (30–60 °C) est relevée à 45–65 °C pour le chauffage ou l’ECS, selon les besoins sanitaires. Le dimensionnement vise un bon compromis entre COP et confort. Un audit identifie les émetteurs existants, les besoins saisonniers et la stratégie de pilotage (courbe de chauffe, stockage thermique) pour optimiser la performance globale.
Est-ce viable dans des climats doux ou des bâtiments très performants ?
Oui, car les besoins ECS et les usages process subsistent même dans des bâtiments sobres. Dans les climats doux, la valorisation en mi-saison est facilitée, et l’excédent peut alimenter d’autres bâtiments ou un réseau de chaleur s’il est disponible. Un couplage avec stockage thermique et GTB prédictive maximise l’autoconsommation de chaleur et la continuité d’usage, évitant de rejeter la chaleur à l’extérieur.
Quelle technologie de refroidissement privilégier pour la valorisation ?
Pour des charges GPU denses, le direct-to-chip ou l’immersion offrent la meilleure stabilité et des températures de fluide plus élevées. Les portes arrière sont un bon compromis en rétrofit. Le choix dépend de la densité visée, des serveurs, de la salle et des usages de chaleur. Les guides ASHRAE et les solutions OCP aident à trancher, tout comme une étude techno-économique tenant compte du COP global et de l’évolutivité.
Quels indicateurs suivre pour prouver la performance énergétique ?
Au-delà du PUE, suivez l’énergie utile livrée au bâtiment (kWh), le COP réel de la PAC, le taux de couverture des besoins de chauffage/ECS et un facteur de réutilisation d’énergie (ERF). Tracez les données (débit, ΔT, heures pleines/creuses), vérifiez saison par saison et comparez aux bases de référence. La transparence facilite le reporting (EED) et l’accès aux dispositifs de soutien lorsque pertinents.
À retenir
Les GPU génèrent une chaleur dense et stable, idéale à valoriser via PAC.
Les technologies liquide (RDHx, direct-to-chip, immersion) facilitent la captation efficace.
La GTB/GTC et la gestion énergétique sont clés pour la performance réelle.
Le cadre européen (EED) pousse à mesurer et réutiliser cette énergie fatale.
L’intégration IT–bâtiment requiert une ingénierie transversale et une supervision fiable.
Passez à l’action: parlons de votre gisement de chaleur et de vos usages. Contactez nos équipes via score-grp.com ou directement la page Contact.
