Les centres de données sont l’épine dorsale du monde numérique. Toute défaillance dans leur alimentation électrique peut entraîner des pertes économiques significatives, des interruptions critiques et des dommages à la réputation. C’est pourquoi la redondance énergétique est un pilier essentiel pour assurer la continuité opérationnelle. Ci-dessous, nous explorons ce concept en profondeur, y compris des exemples pratiques de systèmes et d’équipements qui l’implémentent.

Qu’est-ce que la redondance énergétique dans les centres de données?

La redondance énergétique consiste à disposer de systèmes de secours qui se déclenchent automatiquement si l’alimentation électrique principale échoue. Ces systèmes sont conçus pour éviter les interruptions, protéger les données et répondre aux normes exigeantes de l’industrie, comme celles définies par l’Uptime Institute dans ses classifications de Tiers.

Composants clés:

1. UPS (Uninterruptible Power Supply):
   Des systèmes comme les Eaton 9PX ou les APC Smart-UPS sont des exemples d’équipements qui fournissent une énergie immédiate à travers des batteries pour éviter des coupures jusqu’à ce que les générateurs soient activés.
2. Générateurs de secours:
   Les générateurs diesel de Caterpillar ou Cummins sont des options populaires dans les centres de données, offrant une énergie à long terme pendant des coupures prolongées.
3. Lignes d’énergie redondantes:
   Des centres de données comme ceux d’Equinix disposent souvent de multiples lignes électriques provenant de sous-stations indépendantes, assurant une source alternative d’énergie.
4. Bancs de batteries:
   Tesla Powerpack et Schneider Electric sont leaders dans les solutions de batteries évolutives pour fournir de l’énergie lors d’événements critiques.

Pourquoi la redondance énergétique est importante

1. Minimise le temps d’arrêt

Des entreprises comme Amazon Web Services (AWS) ou Microsoft Azure opèrent des centres de données Tier IV, qui garantissent moins de 26 minutes d’arrêt par an grâce à la redondance complète. Chaque seconde d’arrêt sur ces plateformes peut se traduire par des pertes de millions.

2. Protège l’intégrité des données

Des centres de données comme ceux de Google Cloud implementent des systèmes d’UPS avec transfert automatique pour éviter des coupures brusques qui peuvent corrompre les bases de données ou endommager le matériel.

3. Respecte les normes de l’industrie

La plupart des grands centres de données opèrent sous des standards Tier III ou IV, atteignant de hauts niveaux de redondance pour satisfaire les exigences des clients d’entreprise.

4. Gagne la confiance des clients

Des entreprises comme IBM ont bâti leur réputation sur l’offre de centres de données avec une disponibilité élevée grâce à la mise en œuvre de configurations N+1 et 2N+1.

Niveaux de redondance et exemples pratiques

1. Redondance N (sans redondance):
   • Description: Une seule source d’énergie sans sauvegarde.
   • Exemple: Un petit centre de données pour startups avec un budget limité.
   • Utilisation: Idéal pour les applications non critiques.
2. Redondance N+1:
   • Description: On ajoute un composant de secours supplémentaire.
   • Exemple: Les centres de données Tier II qui utilisent un générateur supplémentaire en plus des principaux.
   • Utilisation: Applications d’entreprise ayant besoin d’une haute fiabilité.
3. Redondance 2N:
   • Description: Deux systèmes complets indépendants.
   • Exemple: Des centres de données comme ceux de Facebook, qui maintiennent deux sources d’énergie complètement séparées pour alimenter toute l’installation.
   • Utilisation: Infrastructures critiques qui ne peuvent pas se permettre de défaillances.
4. Redondance 2N+1:
   • Description: Deux systèmes complets plus un composant supplémentaire pour plus de sécurité.
   • Exemple: Les centres de données d’Equinix à Londres disposent de deux sources principales plus un système supplémentaire pour une redondance complète.
   • Utilisation: Entreprises avec des services à mission critique.

Comment calculer les besoins énergétiques : un exemple étape par étape

Étape 1 : Lister les équipements

Supposons un petit centre de données avec les composants suivants :

• 10 serveurs avec une consommation moyenne de 400 W chacun.
• 5 commutateurs de réseau qui consomment 100 W chacun.
• 2 systèmes de stockage de 500 W chacun.

Étape 2 : Calculer la consommation énergétique

Consommation totale de TI :
(10 × 400 W) + (5 × 100 W) + (2 × 500 W) = 5.500 W

Étape 3 : Ajouter la consommation du système de refroidissement

Si la réfrigération représente 40 % de la consommation de TI :
5.500 W × 0,4 = 2.200 W

Étape 4 : Ajouter la consommation totale

Consommation totale = 5.500 W + 2.200 W = 7.700 W

Étape 5 : Ajouter une marge de sécurité

Pour la redondance et la croissance future, ajouter 30 % :
7.700 W × 1,3 = 10.010 W (ou 10 kW)

Étape 6 : Convertir en kVA

En utilisant un facteur de puissance de 0,9 :
10 kW ÷ 0,9 = 11,1 kVA

Sélection de systèmes de secours

UPS :

Pour une consommation de 11,1 kVA, il serait recommandable d’avoir un APC Smart-UPS VT 15 kVA, qui offre une capacité suffisante et une autonomie de 15 minutes pour démarrer les générateurs.

Générateur :

Un générateur diesel Cummins de 20 kVA couvrirait les besoins, en fournissant une marge de sécurité additionnelle.

Exemples réels d’implémentation

1. Google Cloud: Ses centres de données mettent en oeuvre des systèmes de redondance 2N pour garantir une disponibilité ininterrompue.
2. Amazon Web Services: AWS dispose de centres répartis géographiquement avec des configurations 2N+1 pour maximiser la résilience.
3. Equinix: Son centre de données à Ashburn, Virginie, opère avec une redondance Tier IV, s’assurant que les interruptions soient presque inexistantes.

Conclusion

La redondance énergétique est essentielle pour garantir l’opération continue des centres de données. Depuis les petites startups jusqu’aux géants comme AWS ou Google, la planification adéquate des besoins énergétiques et l’implémentation de systèmes de secours fiables sont fondamentaux pour protéger les données, respecter les normes et maintenir la confiance des clients. Concevoir une infrastructure robuste avec des exemples réels comme référence assure une performance fiable et évolutive dans le temps.