Notre responsable BIM et conceptrice architecturale, Yvonne McCormack, a fait l’objet d’un article dans le dernier numéro de fc&a. Cet article traite de la technologies Cloud, de la manière dont la capture de la chaleur fatale peut résoudre certaines des problématiques auxquels les villes sont confrontées aujourd’hui, et de la manière dont nous pouvons commencer à réduire notre empreinte carbone, tout en améliorant la qualité de l’air environnant.
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Si l’agriculture urbaine n’a rien de nouveau, les hommes cherchent depuis des siècles à cultiver plus dans moins d’espace et avec moins de terre. Elle offre certainement une opportunité très attrayante pour ceux qui cherchent activement de nouvelles façons d’intégrer un mode de vie durable dans leur vie quotidienne.
Certains bâtiments ont naturellement des toits qui se prêtent à l’agriculture urbaine comme notamment les centres de données. La surface au sommet de ces immenses entrepôts et la chaleur qui monte de l’intérieur créent un environnement idéal pour un lotissement moderne avec une saison de croissance prolongée.
Reid Brewin Architects (RBA) n’est pas étranger à ce type de projet, puisque l’agence a récemment conçu une solution innovante pour le centre de données Equinix PA10 de Paris – Saint-Denis, qui utilise l’énergie résiduelle pour alimenter une « ferme urbaine » sur le toit – une première de ce type en France. Yvonne McCormack, responsable BIM et conceptrice architecturale chez RBA, examine de plus près les avantages et les opportunités de l’architecture urbaine moderne.
Le cloud computing (informatique en nuage) devient de plus en plus présent dans la prestation de services aux particuliers et aux organisations dans le monde entier. Il implique l’utilisation de réseaux numériques puissants pour stocker des données dans des emplacements physiques hors site. Et ce, en remplacement de la méthode, aujourd’hui dépassée, de l’archivage numérique des données sur des ordinateurs ou des dispositifs de stockage locaux.
Si cette technologie présente de nombreux avantages qui la rendent attrayante, elle a également des effets potentiellement négatifs sur l’environnement. Les « centres de données » qui hébergent toutes ces informations sont réputés pour leurs niveaux élevés de consommation d’énergie, ainsi que pour les émissions associées à la production d’électricité et aux systèmes de refroidissement.
Mais tout n’est pas si noir, car les développeurs avisés cherchent de plus en plus à atténuer ces effets en recourant à des solutions d’urbanisme intelligentes qui réutilisent la chaleur excédentaire, parfois au profit des communautés avoisinantes.
L’impact du Cloud sur l’environnement
Selon l’AIE (2022), Data Centres and Data Transmission Networks, les centres de données consomment environ 1 à 1,5 % de toute l’électricité mondiale chaque année, soit environ 200 térawattheures par an. Ce chiffre devrait augmenter de manière significative au fil du temps, en raison de l’augmentation des taux d’utilisation dans les activités basées sur les données, telles que la diffusion en ligne de contenus multimédias.
En outre, les besoins en énergie de ces installations génèrent d’importantes quantités de CO₂. Une seule grande installation peut émettre jusqu’à 100 000 tonnes par an de gaz équivalent CO₂ – comme l’oxyde nitreux (N₂O) -, selon des rapports scientifiques.
C’est pourquoi les exploitants de centres de données ont commencé à introduire des technologies de refroidissement avancées conçues pour recycler les « déchets » thermiques au sein de leur infrastructure, plutôt que de s’appuyer uniquement sur les systèmes de climatisation traditionnels pour contrôler la température. La réorientation de cette ressource inutilisée vers des composants opérationnels au sein de l’installation elle-même pourrait permettre de réaliser des économies considérables (tout en réduisant la production globale de carbone), puisqu’il faudrait consommer moins d’énergie pour maintenir des températures de travail confortables à l’intérieur des salles de serveurs.
Mais les possibilités ne s’arrêtent pas là…
La planification urbaine pour réutiliser la chaleur fatale des centres de données
La capture de la chaleur fatale de ces vastes sites pourrait permettre de relever de nombreux défis modernes auxquels les villes sont confrontées, grâce au potentiel de redistribution de l’énergie. En utilisant l’énergie thermique excédentaire qui serait autrement « perdue » après le refroidissement, il est possible de la transformer en une ressource utilisable qui, à son tour, crée de nombreux avantages pour les populations urbaines.
L’exploitation des « déchets » des centres de données offre la possibilité d’améliorer la qualité de vie des communautés du monde entier.
Bien que la nature du travail à l’intérieur d’un centre de données signifie que l’accès doit être strictement contrôlé, cela permet aux opérateurs de donner quelque chose en retour aux communautés locales – ce qui est souvent un argument de négociation clé lors de la demande de permis de construire.
Par exemple, les communautés pourraient bénéficier d’un meilleur accès à des espaces verts, à des aliments produits localement et à des possibilités de loisirs qui ne seraient pas disponibles autrement, en raison de limitations financières ou d’un manque de capacité d’infrastructure.
Les jardins sur les toits et l’agriculture urbaine constituent une excellente alternative pour les villes qui cherchent à utiliser de manière durable la chaleur fatale des centres de données, tout en faisant bénéficier les citadins. La création d’espaces verts supplémentaires présente également de nombreux avantages pour la santé, notamment l’accès à des produits frais cultivés localement, en particulier lorsque l’espace est limité.
La réutilisation de la chaleur résiduelle, de l’eau et des mètres carrés des centres de données pour des initiatives communautaires telles que des serres urbaines et des jardins sur les toits, peut devenir une source d’énergie renouvelable attrayante, tout en donnant accès à des ressources avec des coûts d’exploitation minimes, en améliorant la qualité de l’air local et en réduisant l’empreinte carbone du site.
Comment et pourquoi s’y intéresser sérieusement
Les principaux avantages sont le potentiel d’efficacité du transfert d’énergie à faible coût et la capacité des opérateurs à fournir des capacités de filtration naturelle de l’air. Cependant, quelques défis techniques y sont associés, tels que la garantie d’une utilisation sûre, en raison des risques potentiels associés aux systèmes de vapeur ou de liquide chaud à haute pression.
En outre, il est important de noter que l’adaptation des infrastructures existantes à ces fins implique des coûts financiers. Pour surmonter ces obstacles, il faut mettre en œuvre des réglementations appropriées et investir dans la recherche afin de développer des méthodes plus efficaces pour transférer l’énergie des centres de données.
L’une de ces solutions pourrait consister à utiliser la chaleur fatale dans les piscines et les centres de loisirs, ce qui réduirait le « coût » des activités de loisirs et de bien-être dans les zones densément peuplées. Ce potentiel de réduction des coûts pourrait également être étendu à d’autres industries qui nécessitent régulièrement de grandes quantités d’eau chauffée.
Ces projets de réutilisation peuvent réduire l’impact environnemental des organisations, car ils recyclent efficacement l’énergie qui aurait autrement été gaspillée, sous forme d’expulsion de chaleur ou de consommation et rejet d’eau. De plus, ils peuvent également réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) par rapport aux méthodes traditionnelles.
Le réchauffement des habitations ou des entreprises grâce à la chaleur excédentaire générée par les centres de données peut réduire considérablement les factures d’électricité par rapport à d’autres sources traditionnelles, telles que les centrales au charbon qui émettent des fumées nocives dans l’atmosphère. Ce qui a un impact négatif sur l’environnement local et sur la qualité générale de la santé dans le monde entier.
Malheureusement, la mise en œuvre à grande échelle de projets réussis de réutilisation de la chaleur fatale et de l’eau se heurte encore à certaines difficultés. Il s’agit notamment de difficultés techniques telles que le respect des normes de sécurité établies par les agences gouvernementales, de dépassements de coûts au cours de l’installation, d’une sensibilisation insuffisante du public aux technologies des ressources efficaces et d’une prise de conscience limitée de ces types d’initiatives parmi les principales parties prenantes, y compris les investisseurs.
Malgré ces obstacles, l’utilisation de cette source précieuse dans le respect de l’environnement offre de nombreux avantages, tout en rendant les activités récréatives plus largement accessibles.
L’utilisation des ressources qui existent déjà dans notre infrastructure numérique offre des possibilités passionnantes qui vont au-delà de l’alimentation des activités des entreprises. Elle nous aide à créer des communautés plus saines grâce à une accessibilité accrue, à des coûts moindres, tout en réduisant la pression sur les écosystèmes de notre planète.
En menant des recherches appropriées sur les technologies émergentes et en adoptant des approches novatrices pour l’utilisation de nouvelles formes d’énergie renouvelable, nous avons la possibilité d’entrer dans une nouvelle ère où même les rêves apparemment impossibles deviennent réalité, grâce aux progrès de la science et de l’ingénierie.
Pour ceux qui travaillent au développement ou à la gestion des centres de données, il convient d’étudier attentivement la possibilité de réutiliser la production thermique excédentaire du site. Les urbanistes doivent prendre en compte tous les facteurs, y compris la faisabilité économique et les préoccupations en matière de sécurité de l’impact environnemental, pour garantir la durabilité de l’exécution au fil du temps.
Chez Reid Brewin Architects, nous explorons des moyens innovants pour aider les clients en centres de données à devenir plus durables. En fournissant des services de conception architecturale pour les serres urbaines et les jardins sur les toits, en intègrent la réutilisation de la chaleur perdue, de l’eau et de l’espace, et en ayant une vue d’ensemble, nous espérons apporter une approche holistique à la conception des centres de données.
