Un leader mondial de l’infrastructure de centre de données a entrepris de construire un campus informatique à grande échelle et haute performance dans le sud du Centre des États-Unis. Conçu pour des performances extrêmes, avec des topologies électriques redondantes, une ASI complète et une batterie de secours, et des densités de rack très élevées, l’installation avait besoin d’un système de filtration d’eau tout aussi résilient pour prendre en charge le refroidissement primaire par eau glacée et refroidisseur adiabatique.
Avec une capacité de puissance de plusieurs gigawatts, chaque système devait être conçu autour d’un seul impératif : un fonctionnement continu. Pour un site avec des objectifs de temps de fonctionnement stricts, toute perturbation du refroidissement peut entraîner des sanctions financières et mettre le centre de données en violation du contrat avec ses clients.
Enjeu
Pour répondre aux exigences de l’intelligence artificielle et de l’informatique haute performance à grande échelle, le campus distant devait prendre en charge un fonctionnement continu et continu dans des charges thermiques extrêmes. Les charges de travail d’IA entraînent des densités de rack et des exigences de rejet de chaleur sans précédent, ce qui exerce une pression intense sur les systèmes de refroidissement et l’infrastructure qui les soutient.
Contrairement à un centre de données traditionnel desservi par l’eau municipale, ce campus s’approvisionne en eau à partir de puits sur site alimentant un bassin de stockage doublé, depuis lequel l’eau est acheminée vers le traitement puis distribuée sur plusieurs boucles de refroidissement.
L’emplacement et l’échelle du site ont posé plusieurs défis :
- Contraintes de qualité de l’eau : L’eau de puits non traitée a nécessité un conditionnement pour atteindre les objectifs de dureté nécessaires pour des cycles de concentration plus élevés, ce qui a permis de réutiliser l’eau tout en empêchant la mise à l’échelle dans les équipements de refroidissement.
- Risque opérationnel pendant la construction : Les systèmes de refroidissement devaient être mis en service avant que la station de traitement permanente puisse être fabriquée, livrée et installée.
- Problèmes de fiabilité à distance : Le propriétaire cherchait à minimiser la complexité et les points de défaillance, en particulier la dépendance aux systèmes centralisés d’air comprimé de l’usine qui peuvent introduire un risque de temps d’arrêt dans les environnements éloignés.
Pour un centre de données informatique à haute performance, la fiabilité n’est pas seulement un objectif de conception, c’est une exigence contractuelle. L’opérateur avait besoin d’une chaîne d’approvisionnement en eau traitée capable de fonctionner dans un environnement isolé sans pression/débit municipal et sans air comprimé de l’usine, tout en éliminant autant de points de défaillance que possible, spécialement conçus pour un fonctionnement à distance sans air.
Solution Xylem
Xylem s’est associé à l’équipe de projet pour fournir une stratégie de traitement de l’eau par phases, fournissant une solution de pont temporaire pour protéger le calendrier de construction ainsi qu’un système de traitement permanent conçu pour une fiabilité et une évolutivité à long terme.
Phase 1 – Pont de traitement temporaire
Pour soutenir la mise en service précoce et protéger les étapes critiques, Xylem a rapidement mobilisé un système temporaire de traitement de l’eau à partir de sa flotte d’équipements mobiles. Le système temporaire a été conçu pour fournir de l’eau d’appoint de refroidissement traitée pendant que l’équipement permanent était en fabrication.
Les éléments clés de la phase temporaire comprenaient :
- Systèmes mobiles de filtration multimédia et de traitement de membrane dimensionnés pour soutenir les opérations de refroidissement
- Alimentation chimique intégrée pour le contrôle du tartre et de la corrosion
- Surveillance continue et surveillance du système
- Assistance complète pour l’exploitation et la maintenance, y compris la gestion des consommables et l’entretien de la membrane
En assumant la responsabilité opérationnelle du système temporaire, Xylem a transféré les risques liés à l’exécution et à la qualité de l’eau loin du propriétaire, ce qui a permis à l’équipe du site de se concentrer sur la construction, l’énergie électrique et la mise en service du système de refroidissement.
Phase 2 – Système de traitement permanent
En parallèle, Xylem a conçu et fourni une solution de traitement fixe à long terme conçue autour des objectifs d’hydrogéologie, de refroidissement et de fiabilité du site.
Le système permanent comprend :
- Pompage par aspiration auto-amorçant pour déplacer l’eau du bassin de stockage vers le traitement sans dépendre de l’air comprimé de l’usine
- Filtration multimédia Triplex pour l’élimination des solides en suspension et la stabilité du prétraitement
- Traitement par nanofiltration (NF) pour réduire sélectivement la dureté et les ions divalents
- Vannes à commande électrique et commandes basées sur un automate programmable, éliminant la dépendance à l’infrastructure pneumatique centralisée
- Alimentation chimique et instrumentation intégrées pour une surveillance constante des performances
Le système a été conçu pour produire de manière fiable de l’eau d’appoint de refroidissement avec des niveaux de dureté inférieurs à 30 ppm (sous forme de CaCO3), ce qui permet d’augmenter les cycles de concentration et de réduire la consommation globale d’eau dans les systèmes de refroidissement.
Pourquoi Xylem a été sélectionné
Le client recherchait un partenaire capable de :
- Prise en charge des calendriers agressifs de construction et de mise en service
- Conception d’un système de traitement compatible avec des sources d’eau non municipales à distance
- Réduction des risques opérationnels en simplifiant les dépendances mécaniques et des services publics
- Mise à l’échelle de l’infrastructure de traitement à mesure que le campus se développe
Xylem s’est différenciée en combinant des solutions temporaires et permanentes dans le cadre d’une stratégie d’exécution unifiée, en coordonnant le pompage, la filtration, le traitement des membranes, les contrôles et les opérations dans un modèle de distribution cohérent. Une étroite collaboration avec l’équipe d’ingénierie du projet a permis d’intégrer la solution proprement dans les conceptions globales des installations tout en conservant la flexibilité nécessaire à la croissance future.
Résultats
Plus important encore, la solution de pont a protégé le calendrier du projet, maintenant les opérations de refroidissement en continu pendant la fabrication et l’installation du système permanent. Cela a permis à l’opérateur d’éviter les dommages-intérêts liquidés, en se protégeant contre les sanctions pouvant atteindre 20 000 $ par jour, et de maintenir les étapes de mise en service intactes.
Avantages supplémentaires :
- Protection de programme : Le pont de traitement temporaire a permis la mise en service continue du système de refroidissement pendant la fabrication et l’installation de l’équipement permanent, réduisant ainsi l’exposition aux retards de construction et aux dommages liquidés potentiels.
- Continuité de fonctionnement : L’eau traitée était disponible tout au long de la transition des systèmes temporaires aux systèmes permanents sans interruption des opérations de refroidissement.
- Efficacité de refroidissement améliorée : En assurant un contrôle constant de la dureté, le système permanent supporte des cycles de concentration plus élevés et une réutilisation plus durable de l’eau.
- Complexité réduite : La conception permanente minimise la dépendance à l’air comprimé centralisé en utilisant l’actionnement électrique et le pompage auto-amorçant, éliminant ainsi les points de défaillance courants dans les installations à distance.
Soutenu par les capacités de service et d’assistance continues de Xylem, le système complet fournit une base solide pour une fiabilité de refroidissement à long terme à mesure que le campus continue à évoluer.