Qu'est-ce que le PUE (Power Usage Effectiveness) ?

Qu'est-ce que le PUE (Power Usage Effectiveness) et comment se calcule-t-il ?

Le Power Usage Effectiveness est un indicateur créé par The Green Grid en 2007 pour évaluer l'efficacité énergétique d'un datacenter. Il mesure le rapport entre l'énergie totale consommée par le datacenter et l'énergie réellement utilisée par les équipements informatiques (serveurs, stockage, réseaux).

La formule de calcul du PUE est simple :  

PUE = Énergie totale du datacenter / Énergie consommée par les équipements IT

Échelle d'interprétation du PUE 

L'échelle d'interprétation du PUE permet d'évaluer la performance :

• PUE = 1,0 : efficacité idéale (théoriquement impossible à atteindre)
• PUE entre 1,2 et 1,5 : datacenter très performant avec des systèmes de refroidissement optimisés
• PUE entre 1,5 et 2,0 : datacenter moyennement efficace, marge d'amélioration significative
• PUE > 2,0 : datacenter peu efficace nécessitant une optimisation urgente

La moyenne mondiale des datacenters se situe autour de 1,6 à 1,8, tandis que les infrastructures les plus modernes atteignent des PUE inférieurs à 1,3.

Quels sont les principaux postes de consommation qui impactent le PUE ?

Le système de refroidissement représente le poste le plus énergivore après les équipements IT, consommant généralement entre 30% et 50% de l'énergie totale du datacenter. Les datacenters génèrent une chaleur importante qui doit être évacuée pour maintenir les équipements à une température optimale de fonctionnement.

Les pertes dans la distribution électrique constituent le deuxième facteur d'inefficacité. Chaque transformation de courant (haute tension vers basse tension, alternatif vers continu) génère des pertes sous forme de chaleur, pouvant représenter 5% à 15% de l'énergie consommée selon la qualité des équipements.

D'autres postes contribuent également au PUE :

• Éclairage et sécurité : consommation continue des systèmes de surveillance et d'éclairage
• Systèmes auxiliaires : onduleurs (UPS), générateurs de secours et équipements de gestion
• Infrastructure réseau : switchs, routeurs et équipements de connexion entre les serveurs

L'optimisation de ces différents postes permet de réduire significativement le PUE et d'améliorer la performance énergétique globale du datacenter.

Comment améliorer le PUE (Power Usage Effectiveness) d'un datacenter ?

L'optimisation du refroidissement constitue le levier le plus efficace pour réduire le PUE. Les technologies modernes incluent le free cooling qui utilise l'air extérieur lorsque les conditions climatiques le permettent, le refroidissement adiabatique par évaporation d'eau, et le confinement des allées chaudes et froides pour éviter les mélanges d'air et optimiser les flux thermiques.

La virtualisation et la consolidation des serveurs permettent de réduire le nombre de machines physiques tout en maintenant la même capacité de traitement. Un serveur physique peut héberger plusieurs machines virtuelles, augmentant ainsi le taux d'utilisation et réduisant l'énergie totale consommée.

Autres leviers d'amélioration importants :

• Température optimisée : augmenter la température de fonctionnement des salles de 18°C à 25°C pour réduire le besoin de refroidissement
• Distribution électrique : utiliser des transformateurs haute efficacité et limiter les conversions
• Gestion intelligente : monitoring en temps réel et pilotage automatisé des systèmes de refroidissement
• Énergies renouvelables : installation de panneaux solaires ou raccordement à des sources d'énergie verte

Ces optimisations peuvent permettre de passer d'un PUE de 2,0 à moins de 1,4, générant des économies substantielles sur les factures énergétiques.

Comment les primes CEE financent elles l'amélioration du PUE des datacenters ?

Les primes CEE  constituent un levier financier essentiel pour les opérateurs de datacenters souhaitant améliorer leur PUE. Ce dispositif permet de financer une partie des investissements nécessaires à l'optimisation énergétique des infrastructures numériques.

Plusieurs opérations standardisées CEE sont spécifiquement dédiées aux datacenters :

Systèmes de refroidissement performants

• BAT-TH-156 " Freecooling par eau de refroidissement en substitution d’un groupe froid pour la climatisation" : installation d'un système de refroidissement utilisant l'air extérieur en substitution d'un groupe froid. Le système doit couvrir 100% du besoin nominal en froid lorsque la température extérieure est au moins 3°C inférieure à la température de consigne.
• BAT-TH-153 " Système de confinement des allées froides et allées chaudes dans un Data Center " : mise en place de parois rigides et étanches pour séparer les flux d'air chaud et froid, avec une température de soufflage supérieure à 22°C.
• BAT-TH-134 " Système de régulation sur un groupe de production de froid permettant d’avoir une haute pression flottante " :mise en place d'un système de régulation sur un groupe de production de froid permettant d'avoir une haute pression flottante. Ce système calcule en continu la consigne optimale de pression de condensation en fonction de la température extérieure mesurée et régule la pression en ajustant la puissance de refroidissement au condenseur.
• BAT-EQ-130 " Système de condensation frigorifique à haute efficacité ": mise en place de condenseurs permettant un faible écart de température entre le fluide frigorigène et le médium de refroidissement.

Optimisation de la distribution électrique

• BAT-EQ-135 " Dispositif performant d’alimentation sans interruption " : installation d'un onduleur (ASI) de classe 1, d'une puissance active de sortie assignée supérieure ou égale à 100 kW, avec un rendement supérieur ou égal à 98%, conforme à la norme NF EN IEC 62040-3.

Gestion technique du bâtiment

• BAT-TH-116 " Système de gestion technique du bâtiment pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire, le refroidissement/climatisation, l’éclairage et les auxiliaires " : installation d'un système de gestion technique du bâtiment de classe A ou B (norme NF EN ISO 52120-1) pour piloter le chauffage, la climatisation, l'éclairage et les auxiliaires.