Cet article fait partie de notre guide: Jumeaux numériques : comment préparer l'industrialisation

Thésée, le premier datacenter construit par jumeau numérique

Les bâtiments de ce campus de datacenters ont été conçus avec les mêmes outils de pointe que ceux utilisés à présent pour construire aéroports et gares.

Nouveau venu sur le marché parisien des datacenters en colocation, le Français Thésée Datacenter doit avant tout se démarquer des chaînes d’hébergeurs existantes – Data4, Interxion, Telehouse, Equinix et la trentaine d’autres enseignes en activité dans la région.

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Pour y parvenir, le prestataire a tout misé sur des performances écologiques hors pair. Non seulement son PUE de 1,2 sera supérieur au score de 1,5 généralement constaté chez la concurrence, mais, surtout, il fournira à ses clients et aux pouvoirs publics les moyens de vérifier que cette efficacité énergétique est réellement atteinte.

« Nos concurrents sont dans le déclaratif. Nous, nous donnerons à nos partenaires les outils qui permettent de mesurer notre empreinte carbone. Nous visons une offre haut de gamme en matière écologique, avec un bilan énergétique exceptionnel, qui puisse être validé par les autorités et qui puisse servir à nos clients pour démontrer qu’ils sont conformes aux réglementations », explique Eric Arbaretaz, le directeur technique et co-fondateur de Thésée Datacenter.

Mais encore fallait-il savoir comment construire un datacenter plus efficace énergétiquement. Et aussi savoir comment le prouver. « La solution est d’utiliser un jumeau numérique. C’est une approche qui n’a jusqu’ici été mise en œuvre que dans la construction de très grandes structures immobilières, comme les aéroports et les gares. Nous sommes les premiers à l’avoir adaptée à la construction de datacenters », se félicite notre témoin.

L’enjeu de proposer un datacenter qui supporte 3 kilowatts/m2

« Nous sommes les premiers à avoir adapté la solution du jumeau numérique à la construction de datacenters. »
Eric ArbaretazDirecteur technique et cofondateur, Thésée Datacenter

Occupant trois hectares dans l’ouest de la région parisienne, le campus Thésée Datacenter sera composé à terme de six bâtiments, dont le premier, en cours de construction, devrait être opérationnel d’ici au second semestre 2021. Financé par le promoteur immobilier Groupe IDEC et par la Banque des Territoires, filiale de la Caisse des dépôts et consignations, Thésée Datacenter est récemment né de la volonté d’avoir en France un opérateur de datacenters qui ne soit ni une filiale d’un acteur étranger, ni affilié à un opérateur télécom.

« Cette indépendance nous évite toute suspicion de conflit d’intérêts et aidera nos clients à mieux respecter certaines réglementations en matière de cloud souverain », argumente Eric Arbaretaz.

A priori, de grands comptes auraient déjà réservé de la surface au sol. Parmi eux, le constructeur HPE qui cherche un nouvel endroit pour héberger le cloud qu’il commercialise auprès des entreprises, ainsi que des opérateurs télécoms. Thésée Datacenter attirerait aussi les ESN, elles aussi avides de places conformes à toutes les réglementations pour entreposer des racks de serveurs qu’elles revendent sous forme de clouds privés.

Eric Arbaretaz est lui-même est un spécialiste de la construction de datacenters : il a passé dix ans chez IBM à dessiner leurs architectures, puis encore dix ans à le faire depuis son propre bureau d’études. Et il nourrit certaines convictions.

« Un inconvénient dans les datacenters actuels est qu’ils sont construits pour consommer 1,5 kilowatt par mètre carré. Sauf que ce chiffre n’est plus valable. Les racks de serveurs se sont densifiés à un point tel, que la demande est aujourd’hui de pouvoir consommer 3 kilowatts par mètre carré ou, dit autrement, de pouvoir installer, sur 3 à 4 mètres carrés, des baies racks qui consomment 12 kilowatts. »

Il s’est donc lancé dans l’aventure de Thésée Datacenter avec l’idée de répondre à ce besoin. Encore fallait-il trouver comment parvenir à refroidir 3 kilowatts par mètre carré sans tomber dans le gouffre énergétique et financier que cela suppose normalement. 

« Il faut comprendre qu’une telle densité de puissance ne se rencontrait auparavant que dans le supercalcul. Dans cette catégorie de datacenters, on refroidit les machines avec de l’eau glacée. Mais nous avons exclu cette option, car elle suppose que nos clients n’entreposent chez nous que des baies spécialement adaptées. »

« Notre enjeu était de trouver comment refroidir plus efficacement avec de l’air des baies racks classiques. Et il n’y a pas beaucoup d’options : il faut concevoir jusque dans les moindres détails le design des salles et des infrastructures énergétiques. Et, surtout, simuler en amont pour avoir la garantie que nous obtiendrons les résultats escomptés. »

Simuler le comportement des infrastructures en 3D

Eric Arbaretaz se lance dans le dessin des plans de ce datacenter dès 2017. Il s’associe, trouve des partenaires et le projet devient rapidement une société. À l’été 2019, Thésée Datacenter lance un appel d’offres pour la réalisation des travaux, avec un cahier des charges très technique pour du bâtiment : le prestataire devra apporter des solutions pour enchevêtrer des mètres cubes d’équipements dans des volumes thermiques avec une forêt de tuyaux aux diamètres précis.

Une bonne dizaine de prestataires répondent. Parmi eux, c’est SPIE ICS, la filiale filiale de services numériques de SPIE France, qui propose la meilleure solution : un outil de BIM. Un logiciel de BIM, pour Building Information Modeling, sert à concevoir un bâtiment en 3D, mais pas seulement. C’est surtout une immense base de données qui référence toutes les caractéristiques des éléments en place : leurs dimensions, leur poids, leurs contraintes physiques, leur coût, leurs rôles, leur modèle et même la manière dont ils interagissent avec les autres éléments alentour. De sorte que le déplacement d’un simple tuyau sur le plan 3D peut engendrer l’installation à certains endroits de nouvelles pièces.

Le jumeau numérique reproduit toutes les caractéristiques des infrastructures.
Le jumeau numérique reproduit toutes les caractéristiques des infrastructures.

À bien des égards, la conception du bâtiment s’apparente alors à celle d’un appareil hautement technique, comme un avion ou un train. Et il n’est d’ailleurs guère étonnant que les logiciels de BIM aient d’abord été utilisés pour construire des aéroports, comme l’extension récente de Paris-Orly, et des gares, comme la modernisation en cours de celle de Juvisy (91) par la SNCF.

« La proposition de SPIE ICS […] permet de lier les infrastructures du bâtiment au comportement des baies informatiques. »
Eric ArbaretazThésée Datacenter

« Utiliser un logiciel de BIM est une première pour un datacenter. Mais nous avons été conquis par la proposition de SPIE ICS parce qu’elle permet de lier les infrastructures du bâtiment au comportement des baies informatiques », dit Eric Arbaretaz.

Et d’expliquer : le plan sur lequel il travaille devient un jumeau numérique. Il est possible d’y simuler, en temps réel, comment les infrastructures électriques et climatiques réagissent aux fluctuations d’utilisation des serveurs. Dans le détail, le logiciel utilisé, Autodesk Revit, prend en compte des capteurs sur les baies et le type de signal qu’ils envoient.

Les trois avantages d’un jumeau numérique

« Dans ce logiciel, on simule d’abord virtuellement le bâtiment pour évaluer son design, son coût », détaille Stéphane Marchand, responsable Design, Innovation & Smart Building chez SPIE ICS.

Le jumeau numérique sert de plan à tous les intervenants.
Le jumeau numérique sert de plan à tous les intervenants.

« La maquette qui en ressort a le mérite de faire communiquer tous les intervenants d’un chantier. Elle centralise la conception du bâtiment entre tous les architectes, les maquettes de chacun étant intégrées en permanence à la base globale. C’est à ce moment par exemple que l’on détecte qu’un système de ventilation va poser un problème avec le passage d’une gaine de câbles réseau. Elle sert ensuite de support pour réaliser le bâtiment, chaque équipe de construction ayant accès aux données techniques des autres, dont leur calendrier d’intervention. »

« Cette maquette présente un second avantage. On peut la connecter à des outils de présentation du projet, notamment pour donner de la visibilité aux investisseurs. Les données techniques sont si précises qu’un expert ACV (Analyste Cycle de Vie) peut faire des audits en amont, en vue de l’obtention d’une certification. »

« Et le troisième avantage, surtout, est que le jumeau 3D continue d’être utilisé en production. Grâce à quantité d’outils métiers qui se greffent sur Autodesk Revit, la base enregistre toutes les interventions, tous les contrôles techniques, toutes les pièces de rechange, toutes les consommations électriques. Elle permet de faire de la maintenance prédictive », continue Stéphane Marchand.

Eric Arbaretaz acquiesce : « En fait, cette base remplace les outils de GMAO (maintenance assistée par ordinateur) utilisés d’ordinaire dans les datacenters. Et cela nous donne un avantage certain sur nos concurrents, car en cas d’incident, nous saurons tout de suite sur le jumeau 3D où se trouve le problème et comment le réparer. »

Des logiciels en SaaS utilisables par une trentaine d’intervenants

Le travail sur Autodesk Revit, mais également sur la suite logicielle 6SigmaDCX de l'éditeur Future Facilities pour simuler les échanges thermiques dans les volumes, commence dès l’été 2019. Les deux logiciels sont proposés en SaaS à la trentaine d’intervenants du chantier, pour qu’ils n’aient rien à installer eux-mêmes, et pour garantir la centralisation des données. Les solutions Autodesk fonctionnent en l’occurrence depuis les serveurs du Groupe IDEC. Et les intervenants doivent tout de même s’acquitter de licences pour utiliser les outils.

« Les équipementiers climatiques et électriques sont paradoxalement les plus en retard sur la maîtrise des outils numériques. »
Eric ArbaretazThésée Datacenter

« Il a été ironique de constater que les sociétés du béton n’ont eu aucune difficulté à intervenir sur le logiciel, au contraire de celles qui fournissent les éléments techniques. Les équipementiers climatiques et électriques sont paradoxalement les plus en retard sur la maîtrise des outils numériques », constate, amusé, Eric Arbaretaz.

La modélisation du premier bâtiment a été terminée au mois de juin 2020, avec trois mois de retard pour cause de crise pandémique. « Le chantier a néanmoins pu démarrer dès février 2020, car nous avions déjà pu calculer où devaient se situer toutes les ouvertures dans les murs pour faire passer toutes les gaines. Cette information a été prise en compte même au niveau des fondations du bâtiment, qui s’enfoncent jusqu’à 20 mètres dans le sol », raconte le directeur technique de Thésée Datacenter.

À l’heure où cet article est écrit, le rez-de-chaussée est finalisé, ainsi qu’un tiers de l’étage supérieur. « Le toit sera fermé au mois de décembre. Nous recevrons à ce moment-là les groupes électrogènes et climatiques référencés dans la base BIM. Ils seront installés par une quarantaine d’ouvriers à partir de janvier, toujours selon les plans fournis par la base BIM », assure Eric Arbaretaz.

Il est confiant quant au succès de son datacenter : « l’avantage indéniable d’avoir utilisé une solution de BIM, est que nous avons l’assurance de construire et de nous engager sur des mesures qui correspondent à la réalité », conclut-il.

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