Le marché mondial du refroidissement liquide pour datacenters devrait atteindre 5,1 milliards USD en 2025, avec un taux de croissance annuel de plus de 25 % jusqu’en 2032 [1]. En France, cette révolution thermique s’accélère : le marché du refroidissement datacenter français est estimé à 314 millions USD en 2025 et devrait atteindre 549,75 millions USD d’ici 2031 [2]. Face à l’explosion des charges de calcul liées à l’intelligence artificielle et aux régulations environnementales strictes, les datacenters français adoptent massivement les technologies de refroidissement liquide et d’immersion cooling.
📑 Sommaire de l’article
- Qu’est-ce que le Refroidissement Liquide et l’Immersion Cooling ?
- Comment Fonctionne un Système de Refroidissement par Immersion
- Avantages Stratégiques du Refroidissement Liquide pour les Datacenters Français
- Immersion Cooling vs. Direct Liquid Cooling : Tableau Comparatif
- Critères de Choix pour un Système de Refroidissement Liquide
- L’Adoption du Refroidissement Liquide en France : État des Lieux 2025-2026
- FAQ : Questions fréquentes sur le refroidissement liquide
- Conclusion
« D’ici 2030, 90 % des nouveaux datacenters déploieront le refroidissement liquide, contre moins de 25 % aujourd’hui. »
Qu’est-ce que le Refroidissement Liquide et l’Immersion Cooling ?
Le refroidissement liquide désigne l’ensemble des technologies utilisant un fluide (eau, huile diélectrique, fluorocarbone) plutôt que l’air pour évacuer la chaleur des équipements informatiques. Cette approche exploite la capacité thermique supérieure des liquides : l’eau absorbe 20 fois plus de chaleur que l’air, tandis que certains fluides diélectriques peuvent être jusqu’à 1 500 fois plus efficaces pour transférer la chaleur à volumes et températures égaux [3].
L’immersion cooling (refroidissement par immersion) représente une catégorie spécifique où les serveurs sont entièrement immergés dans un liquide diélectrique non conducteur d’électricité. Ce liquide, généralement une huile minérale synthétique ou un fluorocarbone, évite les courts-circuits et l’oxydation tout en absorbant directement la chaleur des composants (CPU, GPU, RAM, cartes réseau).
Il existe deux principales technologies d’immersion :
Immersion monophasée : Le liquide reste à l’état liquide et circule par convection naturelle ou pompage forcé. La chaleur est transférée vers un échangeur thermique externe, puis le liquide refroidi retourne dans les réservoirs. Simple et économique, cette solution convient aux densités moyennes à élevées.
Immersion diphasée : Le fluide (fluorocarbone à bas point d’ébullition, environ 50°C) bout au contact des composants chauds, capte leur chaleur latente en se vaporisant, monte vers un condenseur situé en haut du réservoir, se condense et retombe en pluie continue sur les serveurs. Ce système totalement passif (sans pompe) offre la meilleure efficacité thermique pour les charges ultra-intensives.
Comment Fonctionne un Système de Refroidissement par Immersion
Le déploiement d’un système d’immersion cooling dans un datacenter suit un processus structuré :
- Préparation des serveurs : Les composants sont débarrassés de leurs ventilateurs et systèmes de refroidissement par air. Les alimentations électriques sont souvent externalisées ou remplacées par des modèles étanches. Les serveurs sont ensuite placés dans des réservoirs étanches en acier inoxydable ou en polymère résistant.
- Remplissage avec le fluide diélectrique : Le réservoir est rempli de liquide non conducteur jusqu’à immersion complète des composants. Pour le monophasé, on utilise généralement des huiles minérales synthétiques (température de fonctionnement 40-60°C). Pour le diphasé, des fluorocarbures comme le 3M Novec ou l’Opteon de Chemours (point d’ébullition 49-61°C).
- Circuit de refroidissement primaire : Dans le monophasé, des pompes assurent la circulation du liquide chaud vers une unité de distribution de refroidissement (CDU – Coolant Distribution Unit). Dans le diphasé, la vapeur monte naturellement vers un condenseur intégré refroidi par eau ou air.
- Échange thermique secondaire : Un échangeur de chaleur liquide-liquide ou liquide-air transfère la chaleur captée vers le système de refroidissement du bâtiment (tours de refroidissement, dry coolers, ou réseau de chaleur urbain). Les températures d’eau peuvent atteindre 40-50°C, permettant un free-cooling étendu.
- Récupération de chaleur : La chaleur fatale à haute température (45-60°C) peut être valorisée pour le chauffage urbain, les processus industriels ou les serres agricoles, augmentant l’efficacité globale du système.
Avantages Stratégiques du Refroidissement Liquide pour les Datacenters Français
Les datacenters français qui adoptent le refroidissement liquide et l’immersion cooling bénéficient d’avantages compétitifs majeurs :
- Efficacité énergétique exceptionnelle : Le refroidissement liquide nécessite seulement 20 % de l’énergie consommée par les systèmes à air traditionnels [4]. Les technologies Dell ont démontré une réduction de 18 à 23 % de la consommation électrique pour des charges de travail identiques [5]. Le PUE (Power Usage Effectiveness) peut descendre sous 1,03, contre 1,5-2,0 pour les datacenters climatisés classiques.
- Densité de puissance supérieure : L’immersion cooling permet de gérer des racks de 50 à 100 kW, voire plus, contre 8-15 kW pour le refroidissement par air. Cette concentration réduit l’empreinte au sol de 30 à 50 %, un atout crucial dans les zones urbaines denses comme Paris, Lyon ou Marseille.
- Réduction des émissions de CO2 : En diminuant la consommation électrique de refroidissement de 40 % en moyenne [6], les datacenters français peuvent réduire leurs émissions de gaz à effet de serre de 15 % [7]. Cet avantage est stratégique pour respecter les objectifs du Décret Tertiaire et de la RE2020.
- Économies opérationnelles : Le TCO (Total Cost of Ownership) diminue de 35 % grâce à la suppression des systèmes de climatisation, des planchers techniques surélevés, et à la réduction de la maintenance [8]. L’absence de ventilateurs élimine également le bruit (réduction de 90 dB à quasi silence) et prolonge la durée de vie des composants.
- Valorisation de la chaleur fatale : Les datacenters peuvent revendre la chaleur récupérée aux réseaux urbains ou industries locales, créant un modèle économique circulaire. À Paris, plusieurs projets de récupération de chaleur datacenter sont en cours pour alimenter des logements et piscines municipales.
« Le refroidissement liquide permet de réduire la consommation d’énergie liée au refroidissement jusqu’à 40 % dans les grands datacenters, tout en supportant les charges de calcul intensives de l’intelligence artificielle. »
Immersion Cooling vs. Direct Liquid Cooling : Tableau Comparatif
| Critère | Immersion Cooling Monophasé | Immersion Cooling Diphasé | Direct Liquid Cooling (DLC) |
|---|---|---|---|
| Efficacité thermique | Très élevée (1 500x l’air) | Maximale (utilise chaleur latente) | Élevée (contact direct CPU/GPU) |
| Densité supportée | 50-100 kW/rack | 100-250 kW/rack | 30-80 kW/rack |
| PUE typique | 1,02-1,05 | 1,01-1,03 | 1,05-1,15 |
| Coût initial | Moyen | Élevé (fluide onéreux) | Moyen |
| Complexité maintenance | Faible | Moyenne (manipulation fluide) | Moyenne (connecteurs) |
| Température eau retour | 45-60°C | 50-65°C | 40-50°C |
| Silence | Total (passif) | Total (passif) | Partiel (pompes) |
| Flexibilité matériel | Modifiée (serveurs scellés) | Modifiée (immersion totale) | Standard (plaques froides) |
| Cas d’usage idéal | IA, HPC, colocation dense | Mining crypto, supercalculateurs | Clusters GPU, serveurs edge |
Analyse comparative : L’immersion diphasée offre la meilleure performance thermique pour les charges ultra-intensives mais nécessite un investissement initial plus élevé en fluide spécialisé. Le monophasé représente un compromis optimal pour la majorité des datacenters d’entreprise et de colocation. Le DLC (plaques froides sur CPU/GPU) convient mieux aux infrastructures existantes nécessitant une transition progressive, bien que son efficacité soit légèrement inférieure à l’immersion totale.
Critères de Choix pour un Système de Refroidissement Liquide
Les exploitants de datacenters français doivent évaluer plusieurs facteurs avant d’adopter le refroidissement liquide :
Type de charge de travail : L’immersion cooling s’impose pour les applications IA/ML nécessitant des clusters GPU haute densité (NVIDIA H100, AMD MI300). Les charges traditionnelles (serveurs web, stockage) peuvent se contenter de DLC ou de refroidissement hybride.
Contraintes immobilières : Dans les datacenters urbains existants avec espace limité, l’immersion permet de tripler la capacité de calcul sans agrandissement. Les nouvelles constructions peuvent intégrer nativement les infrastructures d’immersion dans leur conception.
Budget et ROI : L’investissement initial représente 15-30 % de plus qu’un système par air, mais le retour sur investissement intervient en 2-4 ans grâce aux économies d’énergie et à la valorisation de chaleur. Les aides de l’ADEME et les certificats d’économie d’énergie (CEE) peuvent financer jusqu’à 30 % du projet.
Stratégie environnementale : Les datacenters visant la certification ISO 50001, HQE ou BREEAM Outstanding bénéficient d’un avantage concurrentiel décisif avec le refroidissement liquide. La réglementation française impose des PUE inférieurs à 1,4 pour les nouveaux datacenters depuis 2023.
Écosystème local : La présence d’un réseau de chaleur urbain à proximité multiplie la rentabilité du projet. Les régions Île-de-France, Auvergne-Rhône-Alpes et Provence-Alpes-Côte d’Azur développent activement ces infrastructures.
Support et maintenance : Choisir des fournisseurs établis en France (2CRSi, APL Datacenter, partenaires locaux de Submer, GRC) garantit un support technique réactif et la disponibilité de fluides de remplacement.
L’Adoption du Refroidissement Liquide en France : État des Lieux 2025-2026
Le marché français du refroidissement datacenter connaît une transformation accélérée. Selon les dernières études de marché, seulement 19 % des datacenters ont actuellement implémenté le refroidissement liquide, mais 36 % prévoient de l’adopter d’ici 2026 [9].
Projets emblématiques en France :
En janvier 2024, Data4 Group a annoncé un partenariat stratégique avec OVHcloud pour déployer des solutions de refroidissement liquide dans ses campus franciliens, intégrant la technologie propriétaire water cooling développée par OVHcloud depuis plus de vingt ans [2].
Numains Group et Hyperion ont lancé deux datacenters refroidis par immersion à Ernée (Mayenne), avec un objectif ambitieux de neutralité carbone d’ici 2040. Ces installations récupèrent la chaleur fatale pour alimenter le réseau de chauffage urbain local, créant une symbiose énergétique avec la commune [10].
Les secteurs moteurs en France sont l’automobile (30,4 % des investissements IT), l’aérospatiale (15,2 %) et la banque (14,9 %), qui génèrent une demande soutenue pour des infrastructures de calcul haute performance [2].
Contexte réglementaire favorable : La France applique des normes environnementales parmi les plus strictes d’Europe (Décret Tertiaire, loi anti-gaspillage), rendant le refroidissement liquide non plus optionnel mais nécessaire pour les nouveaux projets. Le Green Deal européen et les objectifs de réduction des émissions de 55 % d’ici 2030 accélèrent cette transition.
« L’adoption du refroidissement liquide en Europe, et particulièrement en France, est portée par des régulations environnementales strictes et la nécessité de supporter les charges de calcul intensives de l’intelligence artificielle. »
FAQ : Questions fréquentes sur le refroidissement liquide
Le refroidissement par immersion est-il dangereux pour les serveurs ?
Non, le refroidissement par immersion utilise des fluides diélectriques non conducteurs qui ne provoquent aucun court-circuit. Ces liquides protègent les composants de l’oxydation et de la poussière, prolongeant leur durée de vie de 20 à 30 % par rapport au refroidissement par air. Les serveurs doivent être préparés (retrait ventilateurs, étanchéification alimentations) mais les composants électroniques eux-mêmes ne sont pas endommagés.
Quel est le coût d’un système d’immersion cooling pour un datacenter ?
Le CAPEX initial représente 15 à 30 % de plus qu’un système traditionnel, variant selon la technologie choisie (monophasé moins cher que diphasé). Pour un rack de 50 kW, comptez 25 000-40 000 € pour l’infrastructure d’immersion (réservoir, fluide, CDU). Cependant, le TCO sur 5 ans diminue de 35 % grâce aux économies d’énergie (réduction de 30-40 % de la consommation électrique), à l’élimination de la climatisation, et aux revenus potentiels de valorisation de chaleur.
Peut-on installer du refroidissement liquide dans un datacenter existant ?
Oui, plusieurs approches sont possibles : le DLC (Direct Liquid Cooling) avec plaques froides s’intègre facilement dans les infrastructures existantes en conservant l’architecture en rack. L’immersion modulaire utilise des conteneurs ou baies spécialisées qui remplacent progressivement les racks traditionnels. Une approche hybride combine refroidissement par air pour les serveurs legacy et liquide pour les nouveaux équipements haute densité. Le retrofit complet reste possible mais nécessite des travaux significatifs (renforcement sol, circuits hydrauliques).
Quelles températures peut atteindre l’eau chaude récupérée ?
Les systèmes d’immersion cooling produisent de l’eau chaude entre 45 et 60°C, idéale pour alimenter des réseaux de chauffage urbain, chauffer des bâtiments tertiaires, ou des processus industriels à basse température. Le DLC atteint généralement 40-50°C. Ces températures élevées augmentent significativement le potentiel de valorisation comparé aux 25-30°C des systèmes par air. En France, plusieurs réseaux de chaleur urbains comme Paris, Lyon et Grenoble intègrent déjà la chaleur datacenter dans leur mix énergétique.
L’immersion cooling est-elle adaptée à tous les types de serveurs ?
La majorité des serveurs modernes (x86, ARM, GPU) peuvent être adaptés pour l’immersion, mais cela nécessite des modifications : retrait des ventilateurs, remplacement ou étanchéification des alimentations, blindage de certains connecteurs. Les constructeurs comme Supermicro, Gigabyte, ASRock Rack proposent désormais des serveurs « immersion-ready » conçus spécifiquement pour cette technologie. Les équipements réseau (switches, routeurs) et de stockage (NAS, SAN) peuvent également être immergés avec des précautions spécifiques. Pour les infrastructures nécessitant des changements fréquents de matériel, le DLC avec plaques froides offre plus de flexibilité opérationnelle.
Conclusion
Le refroidissement liquide et l’immersion cooling ne sont plus des technologies expérimentales : ils deviennent la norme pour les datacenters français qui veulent rester compétitifs en 2026 et au-delà. Avec 90 % des nouveaux datacenters prévoyant d’adopter le refroidissement liquide d’ici 2030 selon Gartner, et un marché français en croissance de 9,78 % par an, la question n’est plus « pourquoi ? » mais « quand et comment ? ». Les avantages économiques (réduction de 35 % du TCO), environnementaux (baisse de 40 % de la consommation énergétique), et techniques (support des charges IA ultra-denses) font du refroidissement liquide un investissement stratégique incontournable. Les datacenters français qui anticipent cette transition renforceront leur position sur un marché européen de plus en plus exigeant en matière de performance et de durabilité.
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Sources et références
- Marché du refroidissement liquide des centres de données (gminsights.com)
- France Data Center Cooling Market Size & Share Analysis (mordorintelligence.com)
- Immersion cooling : une technologie de refroidissement APL Datacenter (apl-datacenter.com)
- Colocation: A Sustainable Data Center Alternative – CoreSite (coresite.com)
- How Liquid Cooling Enables the Next Generation of Tech Innovation – Equinix (blog.equinix.com)
- Global Data Center Liquid Cooling Market (databridgemarketresearch.com)
- Comment fonctionne l’immersion cooling – 2CRSi (2crsi.com)
- Le refroidissement par immersion : la voie de la durabilité – Hypertec (hypertec.com)
- Data Center Cooling Trends for 2025 – Upsite (upsite.com)
- immersion cooling – Data Center Dynamics (datacenterdynamics.com)