Refroidissement par Immersion en Datacenter : Acteurs et Solutions en France

Le refroidissement par immersion s’impose comme une révolution technologique pour les datacenters confrontés aux défis de l’IA et du calcul haute performance. Cette technique consiste à plonger entièrement les serveurs dans un liquide diélectrique non conducteur, offrant une efficacité thermique jusqu’à 1000 fois supérieure à l’air ^[1]. Alors que le marché mondial atteint 1,52 milliard USD en 2024, la France voit émerger des acteurs pionniers et des déploiements innovants qui redéfinissent les standards de l’infrastructure IT.

Qu’est-ce que le refroidissement par immersion ?

Le refroidissement par immersion est une technologie de refroidissement des datacenters où les serveurs et leurs composants électroniques sont entièrement immergés dans un liquide diélectrique (généralement une huile minérale ou synthétique) qui ne conduit pas l’électricité. Ce fluide spécial absorbe directement la chaleur produite par les processeurs, GPU et autres composants, puis la transfère vers un système d’évacuation externe.

Contrairement au refroidissement par air traditionnel qui nécessite ventilateurs, climatisation et circulation d’air, l’immersion cooling crée un contact direct entre le liquide et les composants électroniques, éliminant les zones de chaleur et optimisant le transfert thermique. Les serveurs sont scellés dans des boîtiers étanches ou des réservoirs ouverts, immergés verticalement dans des cuves remplies de fluide diélectrique.

Cette approche représente une rupture radicale avec les architectures classiques de datacenter, remplaçant les rangées de racks verticaux par des réservoirs horizontaux où le liquide circule en boucle fermée.

Comment fonctionne un système de refroidissement par immersion ?

Le fonctionnement d’un datacenter à immersion repose sur un cycle thermodynamique en circuit fermé :

• Immersion des serveurs : Les équipements IT sont plongés dans des réservoirs contenant un fluide diélectrique (huile minérale, huile synthétique ou fluide végétal comme celui d’Oleon)
• Absorption de la chaleur : Les composants électroniques (CPU, GPU, RAM, disques) transfèrent leur chaleur directement au liquide par convection naturelle
• Circulation du fluide : Le liquide chauffé circule vers un échangeur de chaleur ou une unité de distribution (CDU) via pompes ou convection naturelle
• Évacuation thermique : Un échangeur thermique transfère la chaleur du fluide diélectrique vers un circuit d’eau secondaire
• Réutilisation de la chaleur : L’eau chaude peut être valorisée pour le chauffage urbain, de bâtiments ou de piscines municipales
• Refroidissement et retour : Le liquide refroidi retourne dans les réservoirs pour un nouveau cycle

Le système peut fonctionner en mode monophasé (le liquide reste liquide) ou biphasé (le liquide s’évapore au contact des composants chauds puis se condense). Le mode monophasé est le plus répandu en France pour sa simplicité opérationnelle.

Pourquoi adopter le refroidissement par immersion ?

Performance thermique exceptionnelle

• Efficacité 1000x supérieure : Le liquide diélectrique dissipe la chaleur jusqu’à 1000 fois mieux que l’air
• Gestion des hautes densités : Supporte des charges thermiques de 100 à 361 kW par rack, impossibles avec l’air
• Uniformité thermique : Élimine les points chauds et garantit une température homogène sur tous les composants

Gains énergétiques et environnementaux

• Réduction de 30 à 50% de la consommation électrique globale du datacenter
• PUE optimal : Atteint des valeurs proches de 1.05-1.15 contre 1.6-2.0 pour l’air
• Économie d’eau : Réduction jusqu’à 91% de la consommation d’eau (pas de tours de refroidissement évaporatives)
• Baisse des émissions : Diminution de 39% des émissions de CO2 selon les études Microsoft

Avantages opérationnels

• Silence total : Suppression de tous les ventilateurs, réduisant le bruit de 90 dB à quasi-zéro
• Densité accrue : Réduction de l’empreinte au sol jusqu’à 40% grâce à la compacité des réservoirs
• Durée de vie prolongée : Extension de 30% de la longévité des équipements (pas de vibrations, poussière, oxydation)
• Infrastructure simplifiée : Suppression de la climatisation, faux plafonds, systèmes anti-incendie chimiques

Les acteurs français du refroidissement par immersion

La France compte plusieurs pionniers qui déploient activement des solutions d’immersion cooling sur le territoire national.

Hyperion : Le leader français de l’immersion biodégradable

Hyperion s’impose comme le principal acteur français avec sa solution d’immersion à base d’huile biodégradable. L’entreprise a réalisé en 2024 le premier déploiement d’une collectivité française avec la Communauté de communes de l’Ernée (Mayenne).
Caractéristiques de la solution Hyperion :

• Huile biodégradable et non-toxique
• Installation dans les locaux municipaux et à la piscine municipale AquaFitness
• Récupération de 90% de la chaleur produite pour chauffer les équipements publics
• Réduction de 50% de la consommation énergétique
• Extension de 30% de la durée de vie du matériel
• ROI inférieur à 3 ans
• Réduction de 95% des coûts d’exploitation (OPEX)
• Consommation d’eau nulle

AI Green Bytes et Oleon : L’immersion végétale parisienne

AI Green Bytes construit actuellement un datacenter innovant dédié à l’IA dans la région parisienne, avec une ouverture prévue en juin 2025. Le projet utilise le fluide de refroidissement végétal Qloe développé par Oleon, filiale française du groupe Avril.
Points clés du projet :

• Fluide 100% végétal, biodégradable et non-toxique
• Capacité de 361 kW par réservoir pour GPU Nvidia/AMD
• Réduction jusqu’à 90% de la consommation énergétique par rapport à l’air
• Production locale française du fluide diélectrique
• Focus sur les charges de travail IA et machine learning

Schneider Electric : L’expertise globale avec ancrage français

Basé en France, Schneider Electric propose une gamme complète de solutions de refroidissement liquide pour datacenters, incluant :

• Systèmes de refroidissement direct-to-chip (DLC)
• Échangeurs thermiques arrière de baie
• Solutions hybrides air/liquide
• Infrastructure de management thermique intelligente

APL Datacenter : Conseil et intégration

APL Datacenter accompagne les opérateurs français dans la transition vers l’immersion cooling avec :

• Audits énergétiques et thermiques
• Dimensionnement de solutions sur-mesure
• Intégration de réservoirs et CDU
• Formation des équipes d’exploitation

2CRSi : Fabricant français de serveurs optimisés

2CRSi, constructeur français de serveurs haute performance, développe des châssis et cartes-mères spécifiquement conçus pour l’immersion :

• Serveurs certifiés pour immersion monophasée
• Optimisation des circuits imprimés pour immersion
• Support des processeurs Intel Xeon et AMD EPYC
• Intégration GPU pour IA

Comparatif des technologies de refroidissement pour datacenter

Analyse : L’immersion cooling s’impose pour les charges HPC et IA intensives nécessitant des densités extrêmes, tandis que le refroidissement par air reste pertinent pour les environnements cloud flexibles avec rotations fréquentes d’équipements. Le DLC représente un compromis intermédiaire pour les infrastructures hybrides.

Critères de choix d’une solution d’immersion en France

Évaluation du besoin métier

Avant d’investir dans l’immersion cooling, analysez votre profil d’usage :

• Densité de calcul : L’immersion devient rentable au-delà de 40-50 kW/rack
• Stabilité de l’infrastructure : Privilégiez l’immersion pour des équipements statiques (HPC, crypto, IA training)
• Durée d’exploitation : ROI généralement atteint après 2-4 ans d’exploitation

Type de fluide diélectrique

Trois grandes catégories existent sur le marché français :

• Huiles minérales : Coût maîtrisé, excellentes propriétés thermiques, mais impact environnemental modéré
• Huiles synthétiques : Performance optimale, stabilité à long terme, coût élevé
• Fluides végétaux (Oleon Qloe, Hyperion) : Biodégradables, non-toxiques, made in France, prix premium

Capacité de récupération de chaleur

La valorisation énergétique est cruciale pour le ROI :

• Température de sortie : Vérifiez que le système atteint 50-80°C pour le chauffage urbain
• Proximité des consommateurs : Identifiez piscines, écoles, bureaux, logements à chauffer
• Contrats de revente : Négociez des accords de fourniture de chaleur avec les collectivités

Expertise et support local

Privilégiez les fournisseurs offrant :

• Formation approfondie des équipes techniques
• Support 24/7 en français
• Pièces de rechange disponibles en France
• Contrats de maintenance préventive

Conformité réglementaire française

Vérifiez la conformité avec :

• Normes électriques NF C 15-100
• Réglementation ICPE pour stockage de fluides
• Certification environnementale (ISO 14001)
• Exigences de sécurité incendie

Le marché du refroidissement par immersion en 2024-2025

Le secteur connaît une croissance explosive portée par l’IA générative et le calcul haute performance. Le marché mondial du refroidissement par immersion est évalué à 1,52 milliard USD en 2024 et devrait atteindre 1,81 à 3,3 milliards USD en 2025, avec un taux de croissance annuel (CAGR) de 18 à 26% jusqu’en 2032-2035 ^[2].

Dynamique du marché français

Le marché français du refroidissement datacenter (toutes technologies) représente 314 millions USD en 2025 et devrait croître à 549 millions USD d’ici 2031 (CAGR 9,78%) ^[3]. L’immersion cooling capte une part croissante grâce à :

• Objectifs de neutralité carbone 2030 des opérateurs
• Réglementations environnementales plus strictes (réutilisation chaleur)
• Déploiements IA nécessitant des densités >100 kW/rack
• Soutien public aux innovations vertes

Segments porteurs

• HPC et IA : Segment dominant générant le plus de revenus en 2024 grâce aux charges thermiques extrêmes des GPU ^[2]
• Hyperscale : Croissance rapide pour datacenters >40 kW/rack
• Configuration rack-level : Solution privilégiée pour rétrofit d’installations existantes

FAQ : Questions fréquentes sur l’immersion cooling

Quel est le coût d’un système de refroidissement par immersion en France ?

L’investissement initial (CAPEX) varie de 150 000 à 500 000 € par réservoir selon la capacité (10-50 kW IT), incluant le réservoir, le fluide diélectrique, la CDU et l’installation. Le ROI est généralement atteint en 2 à 4 ans grâce aux économies d’énergie (30-50%) et à la récupération de chaleur.

Les serveurs standard peuvent-ils être immergés directement ?

La plupart des serveurs modernes peuvent être immergés après retrait des ventilateurs et adaptations mineures (étanchéité connecteurs). Certains constructeurs comme 2CRSi, Gigabyte et Supermicro proposent des serveurs pré-certifiés pour immersion, garantissant compatibilité et garantie constructeur.

Quelle maintenance nécessite un système d’immersion ?

La maintenance inclut : contrôle mensuel du niveau et de la qualité du fluide (conductivité, particules), vérification trimestrielle des pompes et échangeurs, remplacement annuel des filtres, et renouvellement du fluide tous les 3 à 5 ans selon dégradation. Un technicien formé doit superviser ces opérations.

Comment gérer les interventions et remplacements de serveurs ?

Les serveurs sont extraits du bain via un système de levage (palan, grue de plafond), égouttés pendant 15-30 minutes, puis manipulés normalement. Le fluide diélectrique s’évapore lentement ou est essuyé. Des procédures strictes évitent contamination et pertes de fluide (coût 15-50 €/litre).

Le refroidissement par immersion est-il vraiment écologique ?

Oui, sous plusieurs aspects : réduction de 30-50% de consommation électrique, suppression de 91% d’eau, baisse de 39% des émissions CO2, et récupération de 90% de la chaleur pour valorisation énergétique. Les fluides végétaux (Oleon, Hyperion) sont biodégradables et non-toxiques, renforçant le bilan environnemental.

Conclusion

Le refroidissement par immersion s’affirme comme une solution incontournable pour les datacenters français confrontés aux défis de l’IA, du HPC et des réglementations environnementales. Avec des acteurs innovants comme Hyperion, AI Green Bytes-Oleon, Schneider Electric et 2CRSi, la France dispose d’un écosystème complet pour déployer cette technologie à grande échelle. Si l’investissement initial reste élevé, les bénéfices énergétiques, environnementaux et opérationnels en font un choix stratégique pour les infrastructures haute densité. Votre datacenter est-il prêt à plonger dans l’avenir du refroidissement ?

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