Pendant des années, la refroidissement liquide dans les centres de données a été considéré comme une solution « optionnelle » réservée à des installations très spécifiques : laboratoires, HPC, clusters extrêmement denses ou déploiements avec des contraintes d’espace. Cependant, cette approche connaît une transformation rapide. La raison en est claire : la montée en puissance de l’infrastructure pour l’Intelligence Artificielle, avec des accélérateurs de plus en plus performants, des racks plus densifiés, et une limite physique que l’air seul ne peut plus gérer sans compromis sur la consommation, la fiabilité et les coûts opérationnels.

Cette transition — passant de technologie de niche à exigence essentielle — constitue le cœur d’un rapport récent de Dell’Oro Group, qui prévoit que le marché mondial de la refroidissement liquide pour centres de données atteindra près de 7 milliards de dollars de revenus pour les fabricants d’ici 2029. La firme anticipe également une évolution rapide à court terme : le marché pourrait presque doubler en 2025, atteignant environ 3 milliards de dollars.

Pourquoi maintenant : l’IA met en tension la conception thermique des centres de données

Le débat n’est plus de savoir si la refroidissement liquide « améliore l’efficacité », mais si certaines configurations peuvent fonctionner sans elle. À mesure que les accélérateurs augmentent leur demande thermique (TDP) et que les architectures IA concentrent davantage de puissance par rack, l’air devient un goulet d’étranglement : gérer un débit suffisant, maintenir des températures stables et éviter les points chauds devient un défi d’ingénierie… et économique.

Dell’Oro résume la situation par une idée claire : ce qui était autrefois une amélioration optionnelle pour économiser de l’énergie devient une exigence fonctionnelle pour déployer une infrastructure IA à grande échelle. Parallèlement, le marché se restructure : davantage de fournisseurs, plus d’investissements, une chaîne d’approvisionnement adaptée à une demande nouvelle.

L’architecture dominante aujourd’hui : refroidissement liquide direct monophase

Dans l’univers du « liquide », toutes les solutions ne se valent pas. Le rapport souligne que la refroidissement liquide direct monophase (single-phase direct cooling) s’est imposé comme l’architecture principale pour les clusters IA.

En bref : au lieu d’essayer de refroidir tout le serveur avec de l’air, on transporte un liquide de refroidissement vers des pâtés froids (cold plates) qui entrent en contact direct avec les composants générant le plus de chaleur (principalement GPU/accélérateurs, CPU, et selon la configuration, mémoire et VRMs). La chaleur est évacuée à la source avec une efficacité accrue et une dépendance moindre à « souffler de l’air » de manière intensive.

Pourquoi cette solution domine-t-elle face à d’autres ?

• Expérience industrielle mature : déployée avec succès à grande échelle.
• Écosystème étendu : fabricants de serveurs, intégrateurs et fournisseurs ayant standardisé de nombreuses pièces (plates-formes, connecteurs, CDU, distribution).
• Escalabilité raisonnable : permet d’augmenter la capacité sans repenser entièrement la conception du centre de données, surtout si le système est pensé dès le départ.

Et qu’en est-il de l’immersion ou de la refroidissement bifase ?

Le rapport Dell’Oro entrevoit un paysage plus nuancé pour ces alternatives :

• Refroidissement bifase direct (two-phase) : devrait progresser progressivement et gagner en popularité lorsque la chaleur par puce et la densité thermique dépasseront les limites des systèmes monophases. Jusqu’à ce moment, leur adoption restera principalement dans des pilotes ou premières applications à grande échelle.
• Refroidissement par immersion : trouve sa place dans des déploiements sélectifs, où ses compromis (opérationnels, maintenance, compatibilités hardware, manipulation) sont justifiés par des performances ou des objectifs opérationnels très spécifiques.

En résumé : le marché n’évolue pas par « mode », mais en réponse aux seuils thermiques et aux réalités d’exploitation de milliers de serveurs, avec un maintien abordable.

Les acteurs qui capitalisent sur cette dynamique

Au-delà de la technologie, un phénomène de redistribution de pouvoir s’observe dans l’écosystème. Dell’Oro souligne que Vertiv conserve sa position de leader, aux côtés d’acteurs bien placés tels que CoolIT, nVent et Boyd. La croissance rapide de Aaon illustre comment la capacité à proposer des solutions très personnalisées — et à établir des relations solides avec de grands clients — permet d’acquérir rapidement des parts de marché.

Ce point est crucial : la refroidissement liquide ne se limite pas à « poser des tuyaux ». Elle implique la conception de la distribution du liquide, l’intégration hardware, la gestion thermique, la surveillance, la redondance, les procédures opérationnelles et, de plus en plus, des ingénieries spécifiques pour les charges IA.

Hyper-échelles et colocation : deux moteurs majeurs

Le rapport identifie les hyper-échelles comme le principal moteur de cette demande, tant par volume que par nécessité technique, mais pointe aussi un second moteur : les centres de colocation, souvent conçus spécifiquement pour accueillir des charges IA et leurs exigences thermiques.

Ce constat reflète la réalité du marché : tout le monde ne pourra pas construire un centre de données dédié à l’IA, mais beaucoup peuvent louer de la capacité dans des installations adaptées à des densités élevées. La refroidissement liquide devient alors une caractéristique « clé » du service proposé, aux côtés de la puissance, de l’espace et de la connectivité.

Tableau résumé : taille du marché selon Dell’Oro (données publiées)

Impacts pour les entreprises et opérateurs

Pour le client final (entreprises, laboratoires, projets IA, SaaS), cela se traduit directement : la capacité de calcul ne s’achète plus uniquement en « GPU et euros », mais aussi en vatios et en refroidissement. Dans de nombreuses consultations ou projets, la question clé devient : « Où l’héberger pour garantir stabilité et évolutivité ? »

Pour les opérateurs et concepteurs de centres de données, la transformation est tout aussi tangible :

• Les salles et les allées sont pensés en termes de densité, et non plus de serveur « moyen ».
• Les propositions commerciales intègrent la capacité de refroidissement liquide comme facteur différenciateur.
• Le « jour 2 » (maintenance, procédures, monitorage, sécurité) devient une étape structurante, exigée par la complexité croissante.

Enfin, le secteur dans son ensemble entre dans un cycle clair d’investissement, de normalisation, de consolidation… établissant un nouveau « plancher » technologique pour l’infrastructure IA.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que le refroidissement liquide direct monophase dans un centre de données ?
C’est un système où un liquide de refroidissement circule dans des plaques froides en contact direct avec les composants (GPU/CPU). Il n’y a pas de changement de phase du liquide, et il s’intègre généralement avec des unités de distribution et de contrôle thermique.

Dans quels cas la refroidissement par immersion est-il conseillé ?
Il est surtout envisagé pour maximiser la densité et l’efficacité thermique, ou lorsque le design opérationnel le justifie (maintenance, compatibilité matérielle, procédures). Ce n’est pas une solution universelle.

Pourquoi l’IA accélère-t-elle l’adoption du refroidissement liquide ?
Parce que les accélérateurs et racks IA concentrent beaucoup de puissance dans un espace réduit. Dans ces conditions, l’air ne peut pas évacuer le chaud de façon efficace, tant sur le plan physique qu’économique.

Le refroidissement liquide augmente-t-il les coûts ou permet-il de les réduire ?
Cela dépend des cas, mais la tendance du marché montre qu’il permet de déployer des charges qui, sans ça, seraient impossibles ou très pénalisantes. Au-delà d’un certain seuil de densité, il devient une dépense « nécessaire » pour pouvoir évoluer efficacement.

Source : prnewswire