Power Usage Effectiveness (PUE) : définition et objectifs
L’impact environnemental et énergétique du numérique est souvent décrié. Or, le stockage des données est devenu essentiel au fonctionnement de notre société. L’estimation de la PUE d’un data center permet d’évaluer son impact et de le corriger. Comment se calcule le power usage effectiveness ? Comment concevoir un green data center ? Quelles sont les obligations énergétiques des centres de données ? Comment améliorer l’efficacité énergétique d’un data center ?
PUE : définition
Mis en place en 2007 par le consortium mondial Green Grid, le PUE (Power Usage Effectiveness) est une métrique de mesure de l’efficacité énergétique des centres de données.
Grâce à une méthode simple et standardisée, la PUE est devenu l’un des indicateurs de performance les plus utilisés dans l’industrie des centres de données pour évaluer et comparer l’efficacité énergétique des infrastructures.
En effet, elle permet d’estimer si un data center est conçu et fonctionne de manière écoresponsable dans le respect des normes en vigueur, comme le décret tertiaire en France.
En outre, la PUE d’un data center évalue la part d’énergie renouvelable utilisée pour subvenir aux besoins énergétiques de la structure.
Les data centers en chiffres en France
22,3% de la consommation d’énergie du numérique est due aux data centers.
11,6 TWH d’électricité ont été consommés en 2020 pour alimenter les centres de données.
1,69, c’est le PUE moyen des data centers français.
Comment se calcule la PUE d’un data center ?
Standardisée par la norme ISO 30134-2:2016, le PUE d’un data center est calculé comme le rapport entre :
- la puissance totale consommée par le centre de données en incluant les systèmes de refroidissement, l’éclairage, les onduleurs, etc. ;
- la puissance consommée par l’équipement informatique, c’est-à-dire les serveurs, le stockage et les équipements réseau.
Ainsi, la formule mathématique de la power PUE est la suivante :
PUE (sans unité) = Puissance utilisée par l’équipement informatique (en kW ou MW) / Puissance totale du centre de données (en kW ou MW)
PUE data center : comment l’interpréter ?
Les valeurs obtenues pour le power usage effectiveness varient entre 1 et plus de 2,5 en fonction de l’efficacité énergétique du data center.
Voici une échelle typique de valeurs des PUE et leur signification :
- PUE = 1 indique une efficacité maximale, où toute l’énergie consommée est utilisée par l’équipement informatique. Cette valeur est théorique, car une part d’énergie est toujours dédiée aux systèmes annexes ;
- PUE entre 1,1 et 1,4 fait état d’un très haut niveau d’efficacité énergétique, comme c’est le cas dans les data centers modernes et optimisés ;
- PUE entre 1,5 et 1,9 est typique d’un data centre correctement géré, mais pour lequel des opportunités d’amélioration subsistent ;
- PUE entre 2,0 et 2,5 rend compte d’une efficacité moyenne. Pour chaque watt utilisé pour les équipements informatiques, un watt supplémentaire est utilisé pour les autres systèmes ;
- PUE supérieur à 2,5 indique une faible efficacité énergétique impliquant la prise de mesures pour réduire les consommations des équipements auxiliaires.
Pourquoi s’intéresser à la PUE d’un data center ?
Le PUE informe les gestionnaires de data centers de l’efficacité énergétique de leur structure en quantifiant les consommations d’énergie et leur destination.
Ainsi, en optimisant le PUE grâce à des solutions d’efficacité énergétique adaptées, les data centers peuvent réduire leurs coûts énergétiques en minimisant la consommation des systèmes non informatiques, comme le refroidissement.
Notre accompagnement
Opéra Énergie accompagne les gestionnaires de data centers afin d’optimiser la performance de leurs installations à travers le choix d’un contrat d’énergie adapté et la planification de mesures d’optimisation de l’efficacité énergétique.
Une réduction des consommations d’énergie contribue à diminuer l’empreinte carbone de la structure pour rendre le stockage des données plus durable et respectueux de l’environnement.
Enfin, un PUE amélioré offre un benchmarking précieux pour comparer la performance énergétique des centres de données entre eux et identifier les meilleures pratiques à adopter.
Adopter une approche proactive pour améliorer la PUE booste la compétitivité et la durabilité des centres de données tout en assurant leur conformité réglementaire.
Comment améliorer le PUE d’un data center ?
La disponibilité d’un datacenter et l’optimisation de son PUE sont possibles simultanément avec une planification et une gestion appropriées, à travers :
- l’utilisation de technologies de refroidissement efficace, comme le freecooling, le refroidissement par évaporation ou encore l’optimisation des allées chaudes/froides pour réduire la consommation d’énergie tout en maintenant une température stable pour les serveurs ;
- l’installation d’onduleurs (UPS) à haute efficacité et des générateurs redondants pour assurer une alimentation continue sans gaspiller de l’énergie ;
- la virtualisation et la répartition dynamique des charges pour réduire le nombre de serveurs nécessaires et leur consommation énergétique ;
- la gestion technique des consommations, à travers la mise en place d’une GTB ;
- la mise en place de programmes de maintenance pour éviter les pannes et garantir que tous les équipements fonctionnent à leur efficacité maximale ;
- l’intégration de sources d’énergie renouvelable, comme le solaire et l’éolien.
Améliorer l’efficacité énergétique d’un data center grâce aux CEE
Certaines de ces opérations sont éligibles aux dispositifs des certificats d’économies d’énergie (CEE) pour réduire l’investissement de départ. C’est le cas du freecooling (fiche d’opération standardisée BAT-TH-156) ou encore d’un système de refroidissement des allées froides et chaudes (opération BAT-TH-153).
Quelles autres métriques permettent d’améliorer l’efficacité énergétique des data centers ?
De façon complémentaire au calcul de la PUE d’un data center, plusieurs autres métriques aident à améliorer leur efficacité énergétique.
CUE – Carbon Usage Effectiveness
La CUE mesure la quantité de carbone émise pour chaque kilowatt-heure consommé par les équipements informatiques.
Cette métrique permet d’évaluer et de réduire l’empreinte carbone des data centers en favorisant l’utilisation de sources d’énergie renouvelable et en optimisant l’efficacité énergétique globale.
WUE – Water Usage Effectiveness
La WUE évalue la quantité d’eau utilisée pour le refroidissement par rapport à l’énergie consommée par les équipements informatiques.
En surveillant et en réduisant la WUE, les data centers diminuent leur consommation d’eau.
DCiE – Data Center infrastructure Efficiency
La DCiE est l’inverse du PUE. Elle est calculée comme le rapport entre la puissance utilisée par les équipements informatiques et la puissance totale consommée par le data center.
Cette métrique met en lumière l’efficacité des systèmes de support et aide à identifier les domaines d’amélioration pour réduire la consommation énergétique.
À quelles exigences réglementaires doit répondre un data center en France ?
La consommation d’énergie d’un data center est soumise à des exigences strictes en France. Toutefois, pour devenir un green data center, les certifications offrent de bonnes bases.
Le décret tertiaire
Le décret tertiaire impose aux data centers de réduire progressivement leur consommation d’énergie finale avec des objectifs à atteindre en 2030, 2040 et 2050.
Les gestionnaires de data centers doivent surveiller et déclarer leurs consommations annuellement et mettre en œuvre des actions progressives pour répondre à leurs obligations.
Les certifications
Pour améliorer la performance énergétique et environnementale d’un data center, les normes et certifications suivantes offrent une méthodologie efficace :
- ISO 50001 pour le management de l’énergie ;
- ISO 14001 pour le management de l’environnement ;
- HQE (haute qualité environnementale) pour un data center engagé pour une gestion raisonnée de l’énergie et de l’eau.
