Data centers : comment Alfa Laval transforme la chaleur en opportunité

Spécialiste de l’échange thermique, de la séparation et du transfert de fluides, Alfa Laval est présent dans le secteur des data centers depuis plus de vingt ans. Une activité qui a évolué au même rythme que l’expansion rapide du marché. « Les prévisions sont extraordinaires et certaines projections de volumes paraissent presque irréalistes. Ce potentiel renforce notre engagement à investir pour accompagner la croissance du secteur », explique Anna Blomborg, responsable du marché des data centers chez Alfa Laval

Des échangeurs pour le refroidissement des data centers

Initialement, Alfa Laval équipait les data centers d’échangeurs thermiques à plaques jointées de grande taille, permettant un refroidissement par évaporation et un free cooling utilisant de l’eau douce ou de l’eau de mer. En parallèle, ses échangeurs à plaques brasées ont été intégrés dans des groupes frigorifiques, des pompes à chaleur et des systèmes de valorisation de chaleur.

En 2022, l’entreprise a introduit des échangeurs de chaleur à plaques brasées destinés aux unités de distribution de liquide de refroidissement (CDU) dans les environnements à refroidissement liquide. Le premier projet d’Alfa Laval concernait une activité de minage de cryptomonnaies aux États-Unis, utilisant un système de refroidissement par immersion monophasé.

Le secteur des cryptomonnaies a été précurseur dans l’adoption du refroidissement liquide. Les charges de travail (workloads) y sont très importantes, ce qui accélère le recours à des technologies comme l’immersion.

Depuis, l’attention du marché s’est déplacée vers les systèmes de refroidissement direct-to-chip monophasés, une technologie aujourd’hui très médiatisée. « Le direct-to-chip biphasé et l’immersion sont par ailleurs des solutions que nous suivons de très près », précise la spécialiste.

L’entreprise est également attentive à l’évolution rapide des unités de distribution de liquide de refroidissement (CDU). Alfa Laval a ainsi lancé un échangeur à plaques brasées de très grande capacité, spécifiquement conçu pour des CDU de 2,5 mégawatts. Cette innovation constitue une avancée majeure pour répondre à la demande croissante en solutions de refroidissement haute puissance.

Une implication accrue des utilisateurs finaux

Ces dernières années, la relation entre exploitants de data centers et fournisseurs technologiques a évolué. Si par le passé, Alfa Laval travaillait principalement avec des fabricants d’équipement concevant des cooling skids ou des CDU, les hyperscalers et autres utilisateurs finaux s’impliquent aujourd'hui directement dans les échanges.

Cette évolution est motivée par l’attention portée à l’efficacité énergétique, mesurée par l’indicateur PUE (Power Usage Effectiveness). Des améliorations minimes dans la conception des échangeurs de chaleur — parfois de l’ordre de quelques degrés, voire de quelques dixièmes de degré — peuvent générer des économies d’énergie considérables.

Nous constatons que les utilisateurs finaux souhaitent de plus en plus être impliqués dans le processus de conception. Ils considèrent les solutions de transfert thermique comme un levier d’efficacité stratégique, explique Anna Blomborg.

Des milliers d’échangeurs Alfa Laval dans les data centers

Des milliers d’échangeurs Alfa Laval sont aujourd’hui installés dans les data centers à travers le monde, auxquels s’ajoutent chaque année des centaines d'échangeurs à plaques jointées et des milliers d’unités compactes à plaques brasées.

Jusqu'à récemment, un data center de 100 mégawatts était considéré comme une installation de grande taille. Aujourd’hui, Alfa Laval accompagne des projets atteignant — voire dépassant — le gigawatt. Les États-Unis représentent environ la moitié de l’activité data center d’Alfa Laval, suivis par l’Asie (30%) et l’Europe (20%). À l’avenir, l’entreprise identifie de fortes opportunités dans des régions à forte croissance comme la Chine, l’Inde et la Thaïlande, ainsi qu’en Europe du Nord.

Cette expansion rapide s’accompagne toutefois de défis. Répondre à une demande d’une telle ampleur nécessite en effet des investissements importants, tant dans des équipements de pointe que dans l’extension des capacités de production et la réduction des délais de livraison.

Des défis qu'Alfa Laval relève par des investissements stratégiques dans de nouvelles lignes de production et l’agrandissement de ses usines, afin d’améliorer l’efficacité et les volumes de fabrication.

Dans le même temps, établir des prévisions précises devient crucial dans un contexte d’incertitude lié au rythme de croissance de l’IA.

La question est de savoir à quoi ressemblera la courbe de croissance de l’Intelligence Artificielle dans trois ou quatre ans, souligne la responsable Alfa Laval.

Durabilité et opportunités réglementaires

En Europe, l’accent mis sur la durabilité et la réglementation crée un terrain favorable à Alfa Laval :

Aujourd’hui, nous sommes évalués sur les délais de livraison, la précision et la qualité. Mais nous sommes convaincus que la durabilité deviendra bientôt un critère clé dans le choix des fournisseurs, et nous sommes prêts pour ce changement.

L’entreprise vise en effet la neutralité carbone sur ses scopes 1 et 2 d’ici 2027, ainsi qu’une réduction de 50% de ses émissions de scope 3 d’ici 2030 (par rapport à 2020). Elle augmente également ses achats d’acier et de cuivre à faible empreinte carbone.

Concernant une éventuelle restriction des PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées) dans l’Union européenne, Alfa Laval accueillerait favorablement une telle réglementation, l’entreprise se positionnant en ambassadrice des réfrigérants naturels.

Enfin, certaines réglementations européennes imposent déjà la valorisation de la chaleur fatale des data centers. En septembre 2023, l’UE a révisé sa directive sur l’efficacité énergétique, obligeant notamment les data centers d'une puissance installée supérieure à 1 mégawatt à mettre en place des systèmes de valorisation de chaleur fatale, sauf impossibilité technique ou économique. La France et l’Allemagne sont allées plus loin, en imposant des objectifs progressifs de réutilisation de la chaleur fatale pouvant atteindre 20% d’ici 2028.

Valoriser la chaleur fatale des data centers

Une approche qu’Alfa Laval accompagne activement. Ses technologies d’échange thermique sont conçues pour maximiser la récupération d’énergie, permettant aux exploitants de capter et de réutiliser la chaleur fatale, que ce soit pour des réseaux de chaleur urbains ou pour des usages internes. Grâce à des produits performants et facilement intégrables - comme le refroidissement par absorption ou les systèmes ORC (Organic Rankine Cycle) - Alfa Laval aide les data centers à transformer la chaleur excédentaire en ressource.

Enfin, à mesure que les puces gagnent en puissance, la chaleur qu’elles produisent devient elle aussi plus intéressante à valoriser. Des températures de puces atteignant 60 °C pourraient, à terme, permettre de convertir la chaleur fatale en électricité :

L’efficacité ne sera peut-être pas parfaite, mais au regard des volumes de chaleur disponibles, le potentiel devient réellement intéressant. Les perspectives sont enthousiasmantes.

Consultez le rapport ATMOsphere « Clean Cooling for Data Centers »