Free cooling pour data center : le guide complet 2026 pour un refroidissement durable

Réduire la facture énergétique d’un data center commence par mieux le refroidir.

Le free cooling, aussi appelé « refroidissement gratuit » ou « économiseur », consiste à utiliser l’air ou l’eau extérieure pour refroidir les salles serveurs en limitant au maximum le recours aux groupes froids mécaniques. Dans un contexte où le refroidissement peut représenter jusqu’à 40 % de la consommation électrique d’un centre de données, optimiser cette brique est un levier majeur de performance et de décarbonation.(boydcorp.com)

Ce guide 2026 vous explique, de façon opérationnelle, comment fonctionne le free cooling pour data center, ses gains potentiels, ses limites, et comment l’intégrer dans une stratégie globale d’efficacité énergétique avec un intégrateur comme Score Group.

1. Free cooling dans un data center : définition et principes

1.1. Qu’est-ce que le free cooling ?

Le free cooling désigne toute technique qui réduit l’énergie consommée par le système de froid en s’appuyant sur une source « gratuite » de froid (air extérieur, eau de nappe, eau de mer, eau de rivière, etc.), plutôt que sur la compression mécanique. Il repose généralement sur des économiseurs air-side ou water-side : l’installation exploite les conditions climatiques lorsque la température extérieure est suffisamment basse pour assurer seule, ou en grande partie, le refroidissement des serveurs.(gartner.com)

Concrètement, le free cooling permet de couper tout ou partie des compresseurs une grande partie de l’année, et d’améliorer le PUE (Power Usage Effectiveness) en diminuant la part d’énergie dédiée aux installations techniques.

1.2. Comment cela se distingue d’un refroidissement mécanique classique ?

Dans un data center classique, le schéma est souvent le suivant :

• Groupes froids produisant de l’eau glacée ou de l’air refroidi via des compresseurs ;

• Distribution vers des climatiseurs de salle (CRAC/CRAH) ou des unités in-row ;

• Rejet de chaleur via des aéroréfrigérants ou tours de refroidissement.

Avec le free cooling, une partie de cette chaîne est court-circuitée :

• En mode air-side, de l’air extérieur filtré est introduit directement (ou indirectement via échangeurs) dans le circuit de refroidissement de la salle informatique.

• En mode water-side, l’eau extérieure (ou de retour) passe par des échangeurs pour refroidir le circuit d’eau glacée sans activer les compresseurs.

Les groupes froids mécaniques restent généralement présents pour les périodes les plus chaudes ou comme secours, mais fonctionnent beaucoup moins longtemps sur l’année.

2. Pourquoi le free cooling devient stratégique en 2026 ?

2.1. Un levier majeur sur le PUE et les coûts d’exploitation

Selon l’Uptime Institute, le PUE moyen des data centers stagne autour de 1,58 depuis 2020, signe qu’il reste un gisement important d’optimisation des infrastructures, notamment de la partie refroidissement.(journal.uptimeinstitute.com) En parallèle, plusieurs études estiment que le refroidissement représente en moyenne 30 à 40 % de la consommation totale d’un centre de données.(boydcorp.com)

En exploitant davantage le free cooling (heures d’économisation maximisées, consignes de température relevées dans les limites ASHRAE, meilleure gestion des flux d’air), il est courant de réduire de plus de 50 % l’énergie dédiée à la production de froid, selon le climat et l’architecture.(energystar.gov) Cela se traduit directement par :

• Une baisse durable du PUE global ;

• Une réduction sensible des coûts d’exploitation (OPEX) sur la ligne énergie ;

• Un allongement potentiel de la durée de vie des groupes froids (moins d’heures de fonctionnement).

2.2. Pression réglementaire et objectifs de durabilité

En Europe, la directive révisée sur l’efficacité énergétique impose depuis 2024 aux opérateurs de centres de données de déclarer des indicateurs clés de performance (consommation, PUE, réutilisation de chaleur, etc.) dans une base européenne dédiée, afin d’encourager des conceptions plus sobres et la valorisation de la chaleur fatale.(energy.ec.europa.eu)

Par ailleurs, plusieurs pays européens introduisent des seuils de PUE maximum et des obligations de réutilisation de chaleur pour les nouveaux data centers, avec des paliers qui se durcissent à partir de 2026.(dlapiper.com) Dans ce contexte, le free cooling devient un outil incontournable pour :

• Abaisser le PUE en dessous des seuils réglementaires ;

• Réduire la consommation électrique et la demande de puissance raccordée ;

• Faciliter, en complément, la valorisation de la chaleur fatale (réseaux de chaleur, ECS, etc.).(infos.ademe.fr)

3. Les grandes familles de free cooling pour data centers

3.1. Free cooling air-side (économiseur d’air extérieur)

Le free cooling air-side consiste à utiliser directement l’air extérieur pour refroidir la salle informatique, en modulant le débit et le mélange avec l’air de reprise. L’air est filtré (et éventuellement humidifié/déhulmidifié) avant d’être insufflé dans les allées froides, tandis que l’air chaud est rejeté à l’extérieur.

Avantages :

• Très forts gains énergétiques lorsque le climat est frais ou tempéré ;

• Architecture relativement simple à mettre en œuvre sur des bâtiments neufs ;

• Adapté aux data centers à densité modérée à élevée, avec bonne gestion des flux d’air.

Contraintes :

• Qualité de l’air extérieur (poussières, pollution, sel, pollens) ;

• Gestion de l’humidité, dans les limites définies par les recommandations ASHRAE ;(handbook.ashrae.org)

• Nécessité d’un système de by-pass et d’une redondance avec refroidissement mécanique pour les conditions extrêmes.

3.2. Free cooling water-side (économiseur eau glacée)

Le free cooling water-side (économiseur côté eau) s’appuie sur un circuit d’eau glacée existant. Lorsque la température extérieure est suffisamment basse, des échangeurs à plaques permettent de refroidir le circuit d’eau glacée grâce à l’eau de retour des aéroréfrigérants ou tours de refroidissement, sans activer les compresseurs des groupes froids.

Avantages :

• Compatible avec des architectures de data centers déjà équipées en eau glacée ;

• Aucun air extérieur direct dans la salle informatique ;

• Gains énergétiques importants tout en conservant une architecture « classique ».

Contraintes :

• Nécessite un dimensionnement précis des échangeurs et des pompes ;

• Dépendance au climat local (nombre d’heures de free cooling par an) ;

• Vigilance sur la qualité d’eau et l’entartrage des échangeurs.

3.3. Free cooling indirect et refroidissement adiabatique

Le free cooling indirect utilise l’air extérieur pour refroidir un échangeur (air-air ou air-eau), sans jamais introduire cet air dans la salle. Combiné à un refroidissement adiabatique, l’air extérieur peut être humidifié pour abaisser davantage sa température (évaporation) avant l’échange thermique. Cette solution est particulièrement intéressante dans les climats secs.

Avantages :

• Compromis entre efficacité énergétique et maîtrise de la qualité d’air dans la salle ;

• Très performant dans les zones à faible hygrométrie ;

• Peut être couplé à des systèmes de réutilisation de chaleur.

Contraintes :

• Consommation d’eau à prendre en compte dans le bilan environnemental ;(congress.gov)

• Conception plus complexe des centrales de traitement d’air ;

• Nécessité d’une supervision fine pour éviter les dérives de température et d’humidité.

3.4. Tableau comparatif des principales solutions de free cooling

Technologie	Principe	Gains énergétiques typiques*	Contraintes principales	Contextes adaptés
Air-side direct	Air extérieur filtré insufflé dans la salle, air chaud rejeté	Jusqu’à >50 % d’économie sur la partie froid, selon climat	Qualité d’air, humidité, intégration bâtiment	Climats tempérés/froids, bâtiments neufs
Water-side	Échangeur eau/eau entre retour aéroréfrigérant et eau glacée	Réduction significative des heures de fonctionnement des compresseurs	Qualité d’eau, surface pour échangeurs	Data centers existants à eau glacée
Indirect + adiabatique	Air extérieur refroidi (évent. adiabatique) traverse un échangeur	Très élevé dans les climats secs ; utilisation limitée des compresseurs	Consommation d’eau, complexité de régulation	Zones sèches, projets recherchant un compromis air/qualité

*Ordres de grandeur indicatifs, très dépendants du climat, de la densité IT, du design du data center et de la qualité de la gestion énergétique.

4. Pré-requis techniques pour réussir un projet de free cooling

4.1. Conception du bâtiment et infrastructure IT

Le free cooling est d’autant plus efficace qu’il s’appuie sur une architecture IT et bâtiment bien conçue :

• Organisation en allées chaudes / allées froides, voire confinement complet ;

• Densités de racks homogènes, limitation des points chauds ;

• Prise en compte des gaines d’air, grilles, faux-planchers, hauteurs libres ;

• Compatibilité avec les classes environnementales recommandées par l’ASHRAE pour les équipements (plages de température et d’humidité élargies).(handbook.ashrae.org)

Chez Score Group, la division Noor ITS conçoit des data centers et infrastructures IT en intégrant dès l’amont ces contraintes (flux d’air, densités, résilience), afin de rendre possible – et rentable – l’exploitation du free cooling sur toute la durée de vie du site.

4.2. Pilotage énergétique, GTB/GTC et supervision fine

Un bon design ne suffit pas : le free cooling exige un pilotage dynamique, en fonction de la météo, de la charge IT, des consignes de température et des contraintes de disponibilité. Une Gestion Technique du Bâtiment (GTB) et une gestion énergétique avancées permettent de :

• Basculer automatiquement entre modes free cooling et refroidissement mécanique ;

• Optimiser les consignes en tenant compte de la charge IT et des plages ASHRAE ;

• Suivre en continu PUE, consommation de froid, heures de fonctionnement des compresseurs ;

• Détecter les dérives (fuites, colmatage filtres, pertes de performance échangeurs).

La division Noor Energy – Gestion du Bâtiment met en place ces systèmes GTB/GTC intelligents, tandis que les offres de gestion de l’énergie permettent de suivre et d’optimiser finement les gains obtenus grâce au free cooling.

4.3. Qualité de l’air, filtrations et continuité d’activité

Pour un data center, la continuité de service reste la priorité absolue. Le passage en mode free cooling, en particulier air-side, impose donc :

• Une analyse des risques liés à l’air extérieur (pollution, poussières, atmosphères corrosives) ;

• Une stratégie de filtration adaptée (filtres fins, maintenance renforcée) ;

• Des scénarios de repli immédiat vers le refroidissement mécanique en cas d’incident (incendie extérieur, pics de pollution, canicule).

Les plages de température et d’humidité doivent rester dans les intervalles recommandés ou admissibles pour les équipements IT, afin de ne pas dégrader leur fiabilité à long terme. Les guides thermiques ASHRAE pour data centers constituent à ce titre une référence internationale pour le dimensionnement et l’exploitation des systèmes de refroidissement, free cooling compris.(handbook.ashrae.org)

5. Démarche projet : comment Score Group accompagne un projet de free cooling

Score Group agit comme intégrateur global, à l’intersection de l’énergie, du digital et des nouvelles technologies. Grâce à ses divisions Noor ITS, Noor Energy, Noor Technology et Noor Industry, l’entreprise couvre l’ensemble de la chaîne de valeur d’un projet de modernisation de data center, du conseil stratégique jusqu’à l’exploitation managée.

5.1. Audit, études et modélisation

Un projet de free cooling commence toujours par une phase d’audit énergétique et technique :

• Analyse des consommations actuelles, du PUE, des profils de charge ;

• Cartographie des flux d’air, relevé des températures, identification des points chauds ;

• Étude climatique du site (heures de free cooling potentielles, scénarios météo) ;

• Évaluation des contraintes de continuité d’activité (SLA, redondance, niveaux de tiering).

Les équipes Étude et Ingénierie de Score Group réalisent ces diagnostics et proposent plusieurs scénarios de free cooling (air-side, water-side, indirect, adiabatique…), chiffrés en termes de gains énergétiques, d’impact sur le PUE, d’investissements et de risques.

5.2. Intégration énergie / IT / New Tech

L’approche tripartite de Score Group permet de traiter le free cooling comme un projet transversal :

• Noor ITS travaille sur l’architecture du data center, la distribution d’air, les redondances, la gestion des salles et l’infrastructure réseau ;

• Noor Energy optimise la chaîne énergétique, la GTB/GTC, la production de froid, la valorisation éventuelle de chaleur fatale ;

• Noor Technology mobilise des briques d’IA, d’IoT et d’analytique pour piloter le refroidissement en temps réel (prédiction de charge, consignes dynamiques, optimisation continue).

Cette vision unifiée est particulièrement critique à l’ère de l’IA générative, où la densité de puissance par rack augmente fortement, rendant le refroidissement plus complexe et plus critique encore pour la disponibilité.(asme.org)

5.3. Mise en œuvre, recette et optimisation continue

Une fois le scénario validé, Score Group coordonne la mise en œuvre :

• Installation des échangeurs, centrales d’air, automates, capteurs et GTB ;

• Tests de fonctionnement dans différents modes (free cooling seul, mixte, secours) ;

• Recette énergétique avec mesure du PUE et de la consommation de la chaîne froid ;

• Accompagnement à la montée en puissance et à l’ajustement des consignes.

À terme, une boucle d’amélioration continue peut être mise en place : ajustements saisonniers, intégration de nouvelles charges IT, scénarios de crise climatique (canicules prolongées), intégration avec des stratégies plus globales (cloud hybride, PRA/PCA, plans de capacity planning). Les services managés et SLA proposés par Score Group viennent sécuriser ce fonctionnement sur la durée.

6. Questions fréquentes sur le free cooling des data centers

6.1. Le free cooling est-il adapté à tous les climats ?

Le potentiel de free cooling dépend fortement du climat local, notamment de la température moyenne annuelle et de l’hygrométrie. Dans les régions tempérées ou froides, le nombre d’heures de fonctionnement possible en mode économiseur peut être très élevé, ce qui rend le retour sur investissement particulièrement intéressant. Dans les climats chauds et humides, le free cooling direct est plus limité, mais des solutions indirectes ou adiabatiques peuvent rester pertinentes. Un audit climatique, combiné à une simulation énergétique, permet de quantifier précisément le nombre d’heures de free cooling envisageables pour votre site.

6.2. Peut-on faire du free cooling dans un data center existant ?

Oui, mais les leviers ne sont pas les mêmes que pour un projet neuf. Dans un data center existant, on privilégie souvent le free cooling water-side (ajout d’échangeurs sur la boucle d’eau glacée) ou des solutions indirectes, afin de limiter les travaux sur le bâtiment et d’éviter l’introduction directe d’air extérieur dans la salle. Il est également possible de réorganiser partiellement les flux d’air (confinement d’allées, optimisation de la distribution) pour augmenter les heures d’économisation. La clé est de concilier ces travaux avec les contraintes de continuité de service, via une planification et une redondance adaptées.

6.3. Quels sont les risques pour les équipements IT ?

Les principaux risques concernent les dérives de température, d’humidité et la présence de particules ou de polluants lorsque l’on utilise de l’air extérieur. Ces risques sont maîtrisables si le projet s’appuie sur les guides environnementaux de référence (comme les recommandations ASHRAE pour les data centers), un système de filtration adapté, une GTB performante et des scénarios de bascule immédiate vers le refroidissement mécanique en cas de dépassement de seuil. En pratique, de nombreux grands opérateurs de cloud exploitent déjà largement le free cooling sans impact négatif sur la fiabilité de leurs équipements.(handbook.ashrae.org)

6.4. Comment mesurer concrètement les gains du free cooling ?

Les gains se mesurent à plusieurs niveaux : réduction du PUE global, baisse de la consommation électrique de la chaîne froid (compresseurs, pompes, ventilateurs), diminution des appels de puissance en période de pointe, voire réduction de la consommation d’eau pour certains designs. Avant projet, une étude énergétique fournit des scénarios (avec et sans free cooling). Après déploiement, la mise en place de comptages dédiés et de tableaux de bord permet de suivre les indicateurs en continu et d’affiner les réglages. Chez Score Group, ces mesures sont intégrées dans la démarche globale de gestion de l’énergie et de performance des data centers.

6.5. Le free cooling suffit-il pour rendre un data center « vert » ?

Le free cooling est un levier puissant, mais il ne suffit pas à lui seul à rendre un data center réellement durable. Il doit s’inscrire dans une stratégie plus globale incluant l’optimisation de la charge IT (virtualisation, décommissionnement des serveurs sous-utilisés), l’alimentation en énergies renouvelables, la récupération de chaleur pour d’autres usages (chauffage de bâtiments, eau chaude sanitaire), la sobriété logicielle, et, de plus en plus, l’optimisation par l’IA des systèmes de refroidissement et de pilotage énergétique.(infos.ademe.fr) Le free cooling en est toutefois un pilier structurant, particulièrement à l’horizon 2026.

7. Et maintenant ? Passer à l’action avec Score Group

Que vous exploitiez déjà un data center ou que vous envisagiez d’en construire un nouveau, le free cooling représente aujourd’hui un levier décisif pour réduire vos coûts énergétiques, améliorer votre PUE et anticiper les futures exigences réglementaires. En tant qu’intégrateur global, Score Group mobilise ses divisions Noor ITS, Noor Energy, Noor Technology et Noor Industry pour concevoir et déployer des architectures de refroidissement sobres, résilientes et intelligentes.

Pour étudier le potentiel de free cooling de votre site, identifier les scénarios d’évolution possibles et bâtir une feuille de route cohérente avec vos enjeux métiers, énergétiques et IT, vous pouvez dès maintenant prendre contact avec nos équipes via la page Contact. Là où l’efficacité embrasse l’innovation, Score Group construit avec vous les data centers responsables de demain.