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Vue simulée de l’installation Data Plant. Au premier plan, le data center (ITPAC) est alimenté par la pile à combustible (fuel cell) qui reçoit son énergie des biogaz extraits des digesteurs de la station de traitement des eaux usées située juste à côté. © Microsoft
Microsoft s'apprête à expérimenter le premier centre de donnéescentre de données, ou data center, « zéro carbonecarbone » alimenté uniquement avec du biogazbiogaz produit par une usine de traitement des eaux. Le géant américain vient d'annoncer qu'il investissait 5,5 millions de dollars dans ce projet pilote baptisé Data Plant qui sera mis en service au printemps 2013. Un data center de petite capacité (200 kW) sera installé dans l'usine de traitement des eaux uséeseaux usées Dry Creek Water Reclamation Facility de Cheyenne dans l'État du Wyoming. Il utilisera une pile à combustiblepile à combustible d'une capacité de 300 kW qui sera directement alimentée par le biogaz émis par la station d'épuration.
Composé de méthane, de dioxyde de carbonedioxyde de carbone, de vapeur d'eau et de sulfure d'hydrogènesulfure d'hydrogène, le biogaz est produit naturellement dans les marais ou les décharges ainsi que par des déchetsdéchets organiques industriels ou agricoles. « Ce projet permettra d'étudier de nouvelles méthodes pour fournir une source d'énergieénergie stable, propre, évolutive et rentable pour les centres de données et qui pourrait devenir une pratique utilisable à l'avenir par d'autres industries », écrit Sean James, chef du programme de recherche du département Data Center Advanced Development chez MicrosoftMicrosoft.
Un cercle vertueux
Si l'expérience Data Plant s'avère concluante, des centres de données pourraient être installés à proximité de sources de biogaz comme des décharges, des sites d'enfouissement des déchets, des fermes laitières ou encore des raffineries de carburant. Outre l'indépendance vis-à-vis du réseau électriqueréseau électrique, cette technologie favorisera le développement de data centers plus modulaires dont les capacités pourront être mieux dimensionnées en fonction des zones desservies.
Le procédé de récupération commence par la filtrationfiltration de l'humidité et des siloxanes présents dans le biogaz. Puis la pile à combustible MCFC (Molten-carbonate fuelfuel cell, pile à carbonate fondu) utilise le méthane et le dioxyde de carbone pour produire du courant électriquecourant électrique qui alimente le data center. L'électricité qui n'est pas consommée sera envoyée vers l'usine de traitement afin de l'alimenter partiellement. Ce cercle vertueux est complété par un circuit de récupération de la chaleurchaleur dégagée par le Data Plant qui est réinjectée dans le digesteur de l'usine afin d'accélérer la méthanisationméthanisation.
Les eaux usées ont déjà été utilisées pour optimiser le fonctionnement d'un centre de données. Google (qui avait aussi envisagé de placer ses serveurs dans l'océan) s'en est servi pour refroidir son data center de la région de Douglas en Géorgie (États-Unis). L'expérience menée par Microsoft est cependant inédite car c'est la première fois qu'une pile à combustible utilise directement du biogaz. Il existe déjà des systèmes d'alimentation de data centers au biogaz, mais ils ne sont pas directs.
La pile à combustible y est alimentée en gaz naturelgaz naturel et du biogaz est injecté dans le pipeline en amont, à plusieurs kilomètres ou à l'autre bout du pays. « Le projet pilote Data Plant sera la première intégration directe d'une source biogaz dans un data center. Cela réduira la nécessité d'une filtration de haute qualité pour le biogaz ainsi que la demande sur le pipeline de gaz naturel », poursuit Sean James. Pourquoi une station d'épuration ? Parce que, comme un data center, explique Microsoft, il s'agit d'une installation « critique » qui ne « peut pas plus défaillir que des gens ne peuvent arrêter de tirer la chasse ».
Autre avantage, ces installations sont généralement situées à proximité de zones densément peuplées, ce qui permettrait à la fois de placer les data centers là où les besoins en ressources sont les plus importants et de mieux les dimensionner. « Au final, ce data center modulaire hautement efficace doit être capable de supporter des services en ligne fiables, indépendants du réseau électrique. Il doit être capable de maintenir une haute disponibilité tout en gérant les pics et les creux inhérents au trafic des services en ligne. » À l'issue du test pilote, Microsoft a prévu de faire don de l'installation à la municipalité de Cheyenne et à l'université du Wyoming afin qu'elles puissent prolonger la recherche sur les technologies propres.
