Surveiller la température dans les centres de données : bien planifier le système de capteurs

La température dans les centres de données peut être évaluée de manière fiable si elle est mesurée aux endroits pertinents et si les valeurs mesurées sont intégrées dans un processus opérationnel défini.

Une valeur unique pour une salle peut occulter des points chauds locaux. C'est pourquoi la répartition de la température, l'humidité et le flux d'air doivent figurer ensemble dans le concept de surveillance.

Pour les planificateurs spécialisés, l'automatisation du bâtiment et les exploitants techniques, la solution commence par trois questions : Où se produisent les conditions critiques ? Quels capteurs les rendent visibles ? Et qui réagit en cas d'écart ? Cet article présente une approche cohérente allant du plan des points de mesure à la technique de supervision du bâtiment.

Les racks refroidis par air et le climat de leur salle sont au centre de l'attention. Pour les systèmes refroidis par liquide, d'autres tâches de mesure et de surveillance s'ajoutent dans le circuit de refroidissement.

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Quelle est la température idéale dans les centres de données ?

À titre indicatif, l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) recommande, pour les équipements informatiques refroidis par air des classes A1 à A4, une plage de température comprise entre 18 et 27 °C à l'entrée d'air. Ce point de référence est important : une valeur mesurée au niveau d'un mur de la pièce ou dans une allée chaude correspond à des conditions différentes. La recommandation ne s'applique pas de manière générale à toutes les classes d'équipements et à toutes les techniques de refroidissement. Les exigences du matériel effectivement utilisé restent déterminantes. Source : Manuel ASHRAE, chapitre « Centres de données et installations de télécommunications ».

La plage de fonctionnement recommandée, la plage admissible de l'équipement et la valeur d'alarme spécifique au projet remplissent des fonctions différentes. Une valeur limite admissible ne constitue donc pas automatiquement une valeur de consigne pour un fonctionnement en continu. Définissez les objectifs de fonctionnement et les seuils d'alerte en parallèle avec la planification informatique et celle du refroidissement.

Une température de refroidissement inutilement basse n'entraîne pas pour autant une mauvaise répartition de l'air. Avant de modifier les valeurs de consigne, il convient d'analyser de manière rigoureuse la répartition de la température, les conditions de charge et le fonctionnement du système de refroidissement.

Quatre problèmes rencontrés dans le centre de données

  • Surchauffe locale

    Une valeur ambiante peut sembler normale, alors qu'une zone d'aspiration spécifique devient trop chaude. Répartissez les points de mesure en fonction des flux d'air réels et des zones critiques des baies.

  • Humidité hors contexte

    Un pourcentage à lui seul ne suffit pas à décrire le risque de condensation. Seule l'interaction entre la température, l'humidité de l'air et les surfaces froides permet une évaluation fiable.

  • Modification du flux d'air

    Les modifications apportées à l'installation, les changements de charge ou toute modification de l'état de l'installation peuvent avoir une incidence sur l'alimentation de certaines zones. Comparez l'image thermique et les paramètres de diagnostic supplémentaires.

  • Lacunes dans la chaîne d'alerte

    Les données mesurées ne permettent de protéger l'installation que si elles font l'objet d'une analyse et d'une réaction appropriées. Vérifiez également les erreurs de communication, les responsabilités et la joignabilité des destinataires des alarmes.

Un concept de mesure commence par les questions opérationnelles

Commencez par établir un plan des points de mesure indiquant la disposition des racks et des locaux, les circuits d'air, les surfaces de refroidissement et les points de fuite potentiels. Attribuez à chaque point une question précise : faut-il détecter une surchauffe locale, évaluer la qualité de l'air ou signaler une fuite d'eau ?

Il en résulte une liste de points de données comprenant la grandeur mesurée, l'emplacement d'installation, la précision requise, l'interface et l'analyse. Ajoutez-y la responsabilité, le seuil d'alerte et la réaction attendue. Tenez également compte de la manière dont les capteurs peuvent être contrôlés, remplacés et ajoutés en cas d'extension.

Pour choisir un capteur, ce n'est pas le nombre de fonctions qui compte, mais l'application de mesure appropriée. Un Sonde d'ambiance, un Sonde de canal et une sonde de surface ne sont donc pas interchangeables à volonté. Déterminez également quelles informations doivent rester disponibles en cas de panne de l'appareil ou de la communication.

Contenu

Points de mesure de la température et points chauds Humidité et point de rosée Pression différentielle et circulation d'air GLT et système d'alerte Questions fréquentes sur la planification

Détecter les points chauds : mesurer la température là où les composants informatiques aspirent de l'air

Un Sonde d'ambiance permet de connaître la température sur son lieu d'installation. Il n'indique toutefois pas automatiquement la quantité d'air réellement aspirée par chaque serveur. Une occupation variable, des charges informatiques modifiées ou un mélange défavorable entre l'air entrant et l'air sortant peuvent entraîner des différences de température locales.

Prévoyez donc des points de mesure le long des voies d'aération concernées. Dans le cas des racks à circulation d’air avant-arrière, les zones d’aspiration sont particulièrement révélatrices. Des points de mesure à différentes hauteurs peuvent indiquer si certaines zones du rack sont moins bien ventilées. Le graphique illustre ce principe ; il ne s’agit pas d’une recommandation générale fixant un nombre précis de capteurs.

Pour chaque point de mesure, consignez le rack, le côté, la hauteur et la tâche de mesure correspondante. Les valeurs complémentaires relatives à l'air entrant et à l'air sortant permettent de mieux évaluer l'état de l'installation. Comparez les valeurs dans des conditions de fonctionnement connues et vérifiez à nouveau la répartition après toute modification de l'occupation ou de la circulation d'air.

Pour choisir un sonde de température adaptée Il faut également tenir compte de la plage de mesure, de la précision, de la réactivité et d'un modèle adapté au lieu de mesure. Un emplacement mural facilement accessible n'est pas forcément le plus approprié pour toutes les tâches de mesure.

Humidité et point de rosée : bien évaluer les risques de condensation

L'humidité relative et la température doivent être considérées conjointement. Si la température varie, l'humidité relative peut changer, même si la quantité de vapeur d'eau n'a pas augmenté ou diminué en conséquence. Un simple pourcentage ne permet donc que partiellement d'expliquer l'état de l'air.

Le point de rosée désigne la température à laquelle l'air considéré est saturé lorsqu'il se refroidit. Si une surface atteint cette valeur ou passe en dessous, de la condensation peut se former. C'est pourquoi l'état de la surface est également un facteur important pour les conduites froides ou les surfaces de refroidissement. Une température de l'air apparemment normale n'exclut pas pour autant un risque de condensation local.

Combinées Capteurs d'humidité et de température Les appareils S+S sont disponibles, selon le modèle, avec des sorties analogiques telles que 0–10 V ou 4–20 mA, ainsi qu’avec Modbus. Le système de gestion technique du bâtiment (GTB) peut calculer le point de rosée à partir de la température et de l’humidité ; certains modèles Modbus adaptés le fournissent déjà sous forme de point de données. Les documents techniques correspondants font foi.

Pour la planification, le lieu de mesure, les conditions atmosphériques prévues, les surfaces froides potentielles et la réaction prévue sont définis conjointement. Le capteur fournit les données de mesure de base. C'est le système de régulation ou de surveillance prévu à cet effet qui décide s'il faut ajuster le refroidissement ou signaler un dysfonctionnement.

La pression différentielle permet de mettre en évidence les variations dans la circulation de l'air

Les valeurs de température indiquent le résultat de la dissipation thermique en un point de mesure donné. Une valeur supplémentaire de pression différentielle peut fournir des indications sur les variations de l'alimentation en air. En fonction de la conception de l'installation, on compare par exemple deux zones définies d'une enceinte ou d'un système de distribution d'air.

Il est essentiel de disposer de repères clairement documentés. Notez l'emplacement des deux raccords de pression, le tracé des câbles de mesure et l'état de fonctionnement servant de référence. Sans ces informations, une même variation des chiffres peut être interprétée de différentes manières.

Lors du choix de Transducteurs de pression différentielle La plage de mesure, la précision et l'interface doivent être adaptées à l'installation. Selon le modèle, des sorties analogiques telles que 0–10 V ou 4–20 mA ainsi que le protocole Modbus sont disponibles. Veillez également à respecter les fluides autorisés : un capteur de pression différentielle d'air n'est pas automatiquement adapté aux liquides présents dans le circuit de refroidissement.

Évaluez l'évolution de la pression en tenant compte des mesures de température et de l'état du système de refroidissement. Une différence de pression ne suffit pas à elle seule à garantir une alimentation suffisante de chaque rack. De même, une valeur Pa donnée ne peut être définie de manière générale comme valeur de consigne sans un concept d'installation et de points de mesure.

Du capteur au système de gestion technique du bâtiment (GTB) : les valeurs mesurées doivent permettre une réaction

Une solution complète couvre l'ensemble de la chaîne : capteurs, contrôleurs ou système de gestion technique du bâtiment, éventuellement un système de surveillance de niveau supérieur, ainsi qu'un circuit d'alerte bien défini. Dès la phase de conception, il faut déterminer quel système va collecter, enregistrer et analyser les données, puis les transmettre aux personnes compétentes.

Les capteurs analogiques de type 0–10 V ou 4–20 mA peuvent être intégrés au système de commande via des entrées adaptées. Si celles-ci sont déjà disponibles, ils peuvent constituer un choix économique. Modbus Permet, selon l'appareil, la transmission de plusieurs grandeurs de mesure et d'autres points de données via un bus commun. Vérifiez le type de signal ainsi que les registres, la mise à l'échelle et les unités. Pour comparer les coûts, il faut tenir compte non seulement du prix de l'appareil, mais aussi du nombre d'entrées nécessaires, du câblage et des efforts d'intégration.

Un capteur Modbus n'envoie pas automatiquement d'e-mails ou de SMS. Cela nécessite un composant système équipé et configuré à cet effet. Il est tout aussi important de faire la distinction entre un véritable dépassement de seuil et une mesure manquante ou obsolète. Les pannes de communication ne doivent pas passer inaperçues.

Vérifiez l'ensemble du processus jusqu'à la réaction opérationnelle : la valeur correcte est-elle lue ? Une interruption est-elle détectée ? Le message parvient-il au destinataire prévu ? Les responsabilités et l'étape suivante sont-elles connues ? Testez ces points avant la mise en service et après toute modification importante.

Dans le cas d'une Rénovation des bâtiments existants Il convient de clarifier dès le départ les entrées disponibles, les chemins de câblage, les interfaces et les possibilités d'extension du système de gestion technique du bâtiment (GTB) existant. La solution doit être adaptée à l'installation existante et à l'organisation de l'exploitation.

Surveiller séparément la condensation et les fuites

  • Surveiller la condensation

    La condensation se produit lorsque les conditions à la surface permettent la formation de rosée. Selon leur modèle, les détecteurs de condensation ou de point de rosée détectent ces conditions ou leur approche. L'emplacement de montage et le principe de fonctionnement doivent être adaptés à la surface à surveiller. Un message est intégré dans la logique de régulation ou de gestion des défauts prévue.

  • Détecter les fuites

    Un capteur de fuite détecte les fuites de liquide au point de surveillance prévu. Il s'agit là d'une fonction différente de celle de l'évaluation du point de rosée. Lors du choix du capteur, il convient de tenir compte du type de liquide, de l'emplacement et de la zone de détection. Détecteurs de condensation et capteurs de fuite Il convient donc de les choisir en fonction de la cause concrète et du comportement de signalement souhaité.

Conclusion : planifier conjointement la mission de mesure, les capteurs et l'exploitation

Une surveillance fiable de la température dans un centre de données associe des points de mesure pertinents à des capteurs adaptés et à un processus d'alerte éprouvé. La température, l'humidité, le point de rosée et la pression différentielle se complètent lorsque l'on sait clairement à quelle question chaque valeur répond. La détection des fuites intervient là où il est nécessaire de repérer rapidement les écoulements de liquide.

S+S propose à cet effet différentes gammes de capteurs et de contrôleurs. Le modèle concret est choisi en fonction de la grandeur mesurée, du type de montage, de la précision et de l'interface. La disponibilité spécifique au projet, les limites de fonctionnement et l'intégration au système doivent être vérifiées avant la commande à l'aide de la documentation relative aux appareils.

Coordonner les choix techniques avec S+S

Sources et approfondissement : ASHRAE sur les conditions d'exploitation des équipements informatiques; Raritan vers des points de mesure exemplaires sur le rack; Vaisala s'exprime sur les exigences en matière de capteurs dans les centres de données.

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Questions fréquentes sur la surveillance de la température dans les centres de données

Quelle doit être la température dans un centre de données ?

Pour les équipements informatiques refroidis par air des classes A1 à A4, l'ASHRAE recommande, à titre indicatif, une température comprise entre 18 et 27 °C à l'entrée d'air. Cette plage ne constitue pas une valeur de consigne universelle applicable à toutes les installations. Vérifiez la classe de l'équipement, les spécifications matérielles et le concept de refroidissement. La température ambiante, la température du couloir chaud et la température de l'air aspiré par les équipements sont des paramètres ou des points de mesure différents.

Combien de capteurs de température faut-il pour une salle de serveurs ?

Ce nombre dépend de la configuration des locaux, de l'occupation des racks, de la circulation de l'air et des objectifs de surveillance. Un seul Sonde d'ambiance ne couvre que son emplacement de montage. Des points de mesure supplémentaires sont prévus pour tenir compte des différences de température locales. Commencez par établir un plan des points de mesure et vérifiez la couverture pour différents états de charge. Il n'existe pas de nombre de capteurs universel pour chaque salle de serveurs.

Quel rôle joue l'humidité de l'air dans un centre de données ?

L'humidité de l'air, associée à la température, caractérise l'état de l'air. Pour évaluer le risque de condensation, il faut également tenir compte du fait que les surfaces froides atteignent ou descendent en dessous du point de rosée. C'est pourquoi les valeurs d'humidité doivent être évaluées en fonction de la température et de l'état des surfaces. Selon leur modèle, certains capteurs de mesure peuvent également transmettre le point de rosée calculé au système de gestion technique du bâtiment.

Le protocole Modbus est-il indispensable pour la surveillance ?

Non. Les capteurs dotés de sorties analogiques, telles que 0–10 V ou 4–20 mA, peuvent être intégrés via les entrées adaptées d’un automate ou d’un système de gestion technique du bâtiment (GTB). Le protocole Modbus constitue une alternative numérique, notamment pour plusieurs points de mesure par appareil. Les interfaces disponibles et la tâche de mesure sont déterminantes. Pour le déclenchement d’alarmes, les deux variantes nécessitent un composant système équipé et configuré en conséquence.

En quoi la surveillance de la condensation diffère-t-elle de la détection des fuites ?

La surveillance de la condensation concerne la formation de condensation ou les conditions qui y sont associées sur une surface. La détection des fuites permet de repérer les écoulements de liquide au niveau d'un point de surveillance. Ces deux tâches nécessitent des principes de capteurs et des emplacements de montage adaptés. Dans une installation, ces deux fonctions peuvent s'avérer utiles lorsqu'il s'agit de surveiller séparément les surfaces froides et les éventuelles fuites de liquide.