PUE d'un data center : définition et enjeux

Pour répondre à la digitalisation croissante des usages, le numérique utilise une grande quantité d'énergie et c'est un sujet qui fait débat. Alors, pour savoir si un centre de données est efficace, il faut notamment mesurer son PUE (Power Usage Effectiveness). Voici ce que permet de calculer cet indicateur, pourquoi il est nécessaire de connaître le PUE d’un data center et par quels moyens cet indicateur peut être amélioré.

Qu’est-ce que le PUE d’un data center ?

Le PUE (Power Usage Effectiveness) est un indicateur d'efficacité énergétique. Il a été créé en 2007 par le consortium Green Grid, qui regroupe de grands acteurs du numérique. Il sert à mesurer le rapport entre l'énergie totale consommée par l'ensemble du data center et l'énergie consommée uniquement par la charge informatique, c’est-à-dire par les équipements de type serveurs, stockage, réseau...

Grâce au calcul du PUE d’un data center, il est donc possible de savoir quelle part de l'énergie est perdue dans les infrastructures de support, notamment le refroidissement et les systèmes d'alimentation (comme les onduleurs ou PDU - Power Distribution Units). Ainsi, plus le PUE est élevé, moins la consommation d'énergie d'un data center est efficace. A contrario, plus le PUE se rapproche de 1, plus sa consommation d'énergie est bien gérée.

Calcul et PUE idéal

Pour calculer cet indicateur d'efficacité énergétique, il convient de diviser la consommation énergétique totale du data center par la consommation énergétique de la charge informatique. Par exemple, si un data center utilise 60 000 kWh d'énergie, dont 50 000 kWh utilisés sur les équipements informatiques, son PUE serait de 1,2. Soit une excellente note.
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PUE: quels ordres de grandeurs dans les data centers ?

Le PUE idéal d’un data center est de 1, ce qui signifie que 100 % de l'énergie totale consommée va aux serveurs et 0 % au support (refroidissement en tête). Mais dans les faits, on estime qu’un très bon PUE se situe entre 1,2 et 1,4. Selon l'ADEME (1), le PUE moyen des data centers en France est de 1,7 contre 1,6 en moyenne dans l’Union Européenne. L'objectif étant de tendre vers un PUE de 1,2 dans les nouvelles installations.
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Les enjeux du PUE dans un data center

Comme vu précédemment, le PUE des datacenters doit être réduit au maximum. Sa réduction est en effet un enjeu majeur à différents niveaux :

● Pour la réduction des coûts.

Un PUE élevé signifie que la consommation d'énergie est importante. Or, il s'agit d’un des plus gros postes de dépenses au sein d’un data center. Réduire le PUE permet donc d’améliorer la performance énergétique des sites et donc de diminuer les coûts d'exploitation.

● Pour lutter contre la pollution.

Diminuer la consommation d'énergie des installations réduit mécaniquement les émissions de gaz à effet de serre (GES). La réduction du PUE permet donc d’atténuer l'impact environnemental du centre de données.

● Pour mieux gérer les ressources.

Calculer le PUE permet de mettre en lumière les gaspillages en matière d’énergie. L'optimisation des sites passe notamment par l'amélioration du refroidissement, qui est le plus gros poste de consommation énergétique, après les équipements informatiques.
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Comprendre la relation entre PUE et disponibilité du data center

Un PUE très bas est un signe de qualité en matière de gestion de l’énergie, mais pas seulement. En effet, pour obtenir une excellente efficacité énergétique (un PUE proche de 1,0), les data centers utilisent des solutions modernes et performantes. Ils surveillent également la température de leurs serveurs avec une grande précision. C'est cette qualité dans la conception du centre de données, mais aussi cette surveillance permanente qui garantissent que les équipements ne tomberont pas en panne à cause d’une surchauffe par exemple.

Quant à la disponibilité d’un data center, elle repose avant tout sur la redondance des systèmes électriques et de refroidissement. Pour garantir que les serveurs continuent de fonctionner même en cas de panne ou de surchauffe, les centres de données mettent en place des systèmes doublés. Ces dispositifs consomment de l’énergie, ce qui peut faire augmenter le PUE. Autrement dit, un data center très redondant et donc très fiable peut parfois avoir un PUE plus élevé qu’un centre optimisé uniquement pour l’efficacité énergétique. Cela montre que PUE et disponibilité ne vont pas toujours de pair. Un PUE faible reflète une bonne gestion énergétique, mais il ne garantit pas automatiquement une haute disponibilité.
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Comment optimiser et réduire le PUE d’un data center ?

Plusieurs axes d’amélioration peuvent être mis en place au sein d’un centre de données pour réduire le Power Usage Effectiveness, par exemple ;

● L’amélioration du refroidissement : c’est le poste le plus gourmand en énergie et donc le premier à repenser. Pour améliorer le refroidissement, il est conseillé d’adopter des techniques performantes comme le refroidissement liquide ou le free cooling (utiliser l'air extérieur froid pour baisser la température intérieure).

● La virtualisation : regrouper plusieurs serveurs virtuels sur un même serveur physique permet de réduire le nombre de machines actives et donc la consommation d’énergie globale.

● L'utilisation d'équipements modernes : utiliser des serveurs et des équipements plus récents, moins gourmands en énergie, est également une façon d’agir sur le PUE. La virtualisation permet également de faire tourner plus de fonctions sur moins de machines physiques.

● L’utilisation d’énergies renouvelables : utiliser une source d’énergie renouvelable pour alimenter le centre de données permet de réduire l’impact environnemental du site mais aussi de répondre aux exigences en vigueur en matière d’économie d'énergie.

● Le contrôle régulier : le PUE doit être mesuré de façon régulière pour détecter rapidement toute inefficacité et mettre en place des mesures correctives.

Le PUE est un excellent moyen de vérifier la performance d’un site, mais d'autres indicateurs peuvent aussi être utilisés un complément. C’est notamment le cas du WUE (Water Usage Effectiveness, pour l'eau), du CUE (Carbon Usage Effectiveness, pour les émissions de carbone) du ERE (Energy Reuse Effectiveness, pour l'énergie réutilisée), ou encore du REF (Renewable Energy Factor, pour la part d’énergie renouvelable consommée).

Pourquoi le réduire ?

L'avènement de l'intelligence artificielle (IA) et le besoin croissant de traiter toujours plus de data imposent aux data centers une consommation toujours plus importante. Si le PUE reste élevé, cette explosion de la demande en énergie risque de se traduire par une explosion des coûts et de la pollution. Réduire le PUE est donc gage d'économie sur la facture, mais aussi de baisse de l'impact environnemental. En effet, pour chaque kWh évité, ce sont aussi 60 gCO2 évités.
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UltraEdge : nos engagements pour un data center plus durable

Chez UltraEdge, nous avons fait le choix de l’efficacité énergétique en investissant massivement pour améliorer notre PUE. Nous avons également choisi, lorsque cela a été possible, de moderniser et de valoriser des infrastructures déjà existantes. Cela nous a permis de revitaliser 7 grands data centers (à Paris, Lyon, Bordeaux, Strasbourg, Lille et Rennes).

Notre réseau est ainsi composé de plus de 250 Edge data centers à taille humaine répartis en France. En étant ancrés au cœur des régions, nous sommes au plus près de vos activités. Cela se traduit par une meilleure gestion de la consommation d’énergie, mais aussi une plus faible latence et une sécurité renforcée.