Auteur Sujet: L'électricité consommée par un datacenter transformée à 100% en chaleur? (Lu 1150 fois)

Steph · « **Réponse #24 le:** **Hier** à 19:57:58 »

Et toi tu m'as bien lu?

J'ai bien lu et je parle du travail qui maintient le datacenter à température constante et dont je n'ai pas d'idée de la part de consommation relative par rapport à la conso des machins chauffants (serveurs, switchs, qui sont justes des radiateurs), mais beaucoup plus que le 10^-9 du principe de Landauer.
Je sais juste que déplacer de la chaleur a un prix énergétique, quelle que soit la méthode utilisée.
On peut le faire pour gratuit en enlevant les plafonds et les toits, mais curieusement, ce n'est pas la méthode retenue.

La conso des clims, pompes, ventilos, qui déplacent la chaleur est du travail utile, dont une part seulement (rendement) se transforme en chaleur.
S'il n'y avait pas de part utile, on ne les mettrait pas.

Maintenant, je redis que je n'ai pas d'idée de l'ordre de grandeur, mais ce soit être facile à estimer en faisant l'inventaire du truc.
Et au passage, le DC n'est pas un système isolé : Il absorbe une énergie électrique dont une grande partie le chauffe et la partie dont on parle sert au maintien de la température quivabien. En sortie, il y a la chaleur produite, forcément un peu inférieure à l'énergie électrique absorbée.

De combien?

Vivien, Artémus et Steph disent la même chose...

Un DC, c'est comme un frigo où on aurait connement mis une résistance électrique dedans.
En régime établi avec températures extérieure et intérieure identiques, le frigo consomme la réfrigération+l'énergie qui chauffe la résistance. Il rejette uniquement la chaleur issue de la résistance.
Éteints la résistance et le frigo ne rejette plus rien, ne consomme plus rien, si température extérieure et intérieure sont les mêmes.

Je ne crois pas me tromper beaucoup...
Et je veux bien que les spécialistes me donnent le ratio entre l'énergie électrique consommée et l'énergie thermique fournie (Calcul à la serpe sur un coin de table accepté).

Document certifié sans IA

Leon · « **Réponse #25 le:** **Hier** à 20:04:18 »

Citation de: Steph le Hier à 19:57:58

La conso des clims, pompes, ventilos, qui déplacent la chaleur est du travail utile, dont une part seulement (rendement) se transforme en chaleur.
S'il n'y avait pas de part utile, on ne les mettrait pas.

La consommation d'un compresseur d'une clim, ou d'un frigo, c'est sur et certain, ça part 100% en chaleur, du point de vue du système complet, il n'y a aucun doute là-dessus.
Donc si tu mets un (petit) radiateur électrique dans un frigo, et que tu arrives à stabiliser la température, alors la consommation du frigo plus la consommation du radiateur seront 100% transformés en chaleur, si tu considère le système complet, il n'y a aucun doute là dessus.
Une climatisation qui pompe 3000W de l'intérieur (côté source froide) en consommant 800W d'électricité, elle évacuera 3800W vers l'extérieur, si tout le système est stabilisé.
Donc tu te trompes lourdement.
Même si la climatisation rend un service utile.

Mais on s'éloigne du sujet, car les datacenters géants dédiés à l'IA n'utilisent de la climatisation que pour une toute petite partie de leur système de refroidissement.

Leon.

Steph · « **Réponse #26 le:** **Hier** à 20:11:28 »

Preuves?
J'ai montré la différence qu'il y a entre ce qui rentre et ce qui sort.
Toi, tu affirmes sans preuve.

Pour que tout finisse en chaleur, il faudrait considérer l'univers complet et pas seulement le DC frigo.

Leon · « **Réponse #27 le:** **Hier** à 20:26:17 »

Un petit diagramme classique de bilan de puissance d'une pompe à chaleur, ça vaut mieux qu'un long discours.
Q2 = Q1 + W
https://energieplus-lesite.be/techniques/chauffage10/chauffage-par-pompe-a-chaleur2/pompes-a-chaleur-d2/

Donc si Q1 c'est la puissance du petit radiateur électrique à l'intérieur du frigo, ou les serveurs du datacenter que tu refroidit, alors tu comprendras que Q2, la chaleur évacuée côté "chaud", correspond exactement (en régime stabilisé) à la puissance électrique totale [serveur + clim] ou [radiateur + compresseur-frigo].

Autre schéma
https://energieplus-lesite.be/techniques/chauffage10/chauffage-par-pompe-a-chaleur2/pompes-a-chaleur-gaz-d1/

Un autre schéma équivalent pour la route

Leon.

Geronimo · « **Réponse #28 le:** **Hier** à 23:38:59 »

c'est pourtant simple, en physique l'energie ne peut pas disparaitre, elle change d'état c'est tout. (cinétique, rayonnement, chimique, matière, électriques...chaleur)

tout ce qui rentre doit sortir, sinon il va chauffer chauffer...
le datacenter ne stocke pas d'energie, ce n'est pas une batterie.
il ne produit pas, hors du batiment, d'energie mécanique/cinétique/chimique...

ce qui ne sort pas en chaleur, c'est le rayonnement infrarouge du batiment.
un peut de rayonnement créé par l'electronique (peanuts)
le bruit. (peanuts)
ça ne doit pas représenter grand chose.
Le reste c'est obligatoirement de la chaleur qu'il faut évacuer.

La chaleur est l'état de plus "dégradé" de l'energie.
si la chaleur d'un systeme est homogène, on ne pourra rien en faire.

Leon · « **Réponse #29 le:** **Aujourd'hui** à 01:34:29 »

Ouf, merci Geronimo, enfin quelqu'un de censé ici. C'est ce que j'essaye d'expliquer depuis le début.
Juste une toute petite remarque assez mineure :

Citation de: Geronimo le Hier à 23:38:59

ce qui ne sort pas en chaleur, c'est le rayonnement infrarouge du batiment.
un peut de rayonnement créé par l'electronique (peanuts)
le bruit. (peanuts)
ça ne doit pas représenter grand chose.
Le reste c'est obligatoirement de la chaleur qu'il faut évacuer.

En plus de la chaleur, du bruit, du rayonnement vers l'extérieur, on a (déjà mentionné plus haut) les mouvements d'air extérieurs infligés par les ventilateurs des aéroréfrigérants extérieurs du datacenter. Peanuts aussi je pense.

La conclusion reste la même : quasi 100% de l'énergie électrique consommée par un datacenter est transformée en chaleur.
L'histoire du travail mécanique/thermodynamique dont artemus24 et steph parlent est extrêmement floue et sans doute fausse.
Même la partie "utile" du travail mécanique/thermodynamique en interne du système datacenter (mouvement d'eau de refroidissement, d'air intérieur, compression de fluide de clim) ça se transforme en chaleur au final, et à 100% (pas 99%).
Comme l'explique très bien Geronimo, l'énergie ne peut pas "disparaitre" à l'intérieur du système datacenter, et si le système est stable, 100% de ce qui rentre doit ressortir.

Leon.

Steph · « **Réponse #30 le:** **Aujourd'hui** à 09:55:56 »

Merci Léon pour ton explication et je crois que j'ai pigé où je me plantais.
Une PAC qui n'aurait pas de chaleur à évacuer aurait un COP de 1 et évacuerait son seul travail sous forme de chaleur. Ce que tu disais depuis le début et qui ne paraissait pas évident.

Je pense que j'ai été abusé par les automatismes de régulation, et cela m'a fait réfléchir et tu m'y a aidé.
Il me reste à mettre le doigt sur ce qui m'a induit en erreur : Je vais réfléchir encore un peu, mais cette fois-ci en étant d'accord avec toi.

Merci à toi pour ta patience.

Reste la question initiale du combien qui pourrait bien être le 10^-9 de conversion d'énergie en information.

Ce qu'ont en tête Vivien et Artémus m'intéresse aussi. J'aime bien comprendre.

Cordialement

Steph · « **Réponse #31 le:** **Aujourd'hui** à 10:03:15 »

Citation de: Geronimo le Hier à 23:38:59

c'est pourtant simple, en physique l'energie ne peut pas disparaitre, elle change d'état c'est tout. (cinétique, rayonnement, chimique, matière, électriques...chaleur)

tout ce qui rentre doit sortir, sinon il va chauffer chauffer...
le datacenter ne stocke pas d'energie, ce n'est pas une batterie.
il ne produit pas, hors du batiment, d'energie mécanique/cinétique/chimique...

Je complètement d'accord, du coup.

Citation de: Geronimo le Hier à 23:38:59

ce qui ne sort pas en chaleur, c'est le rayonnement infrarouge du batiment.
un peut de rayonnement créé par l'electronique (peanuts)
le bruit. (peanuts)

Même tout cela finit en chaleur.
Rayonnement infrarouge et électronique = chaleur à différente température
Bruit = vibration de l'air qui chauffe.

J'en arrive à penser qu'il ne reste que la conversion en information.

Leon · « **Réponse #32 le:** **Aujourd'hui** à 10:20:14 »

Ouf, Merci Steph, on converge.

Citation de: Steph le Aujourd'hui à 09:55:56

Reste la question initiale du combien qui pourrait bien être le 10^-9 de conversion d'énergie en information.

En fait, cette théorie est difficile à mettre en pratique, je n'en parlerais pas.
De cette théorie, on déduit plutôt la quantité minimale théorique d'énergie pour manipuler de l'information. Quantité qui de toutes façon finira en chaleur.

Sinon, dans la vraie vie, il y a une toute petite quantité d'énergie qui sert à modifier l'état de l'information dans un stockage de masse. Si tu passes tous les bits à 1 ou tous les bits à zéro sur un HDD ou un SSD (c'est moins vrai sur un SSD mais je simplifie volontairement), alors tu modifies un état physique : charge électrique pour un SSD, état magnétique pour un HDD. Ces états de la matière que tu manipule (floating gate de la flash de ton SSD, couche magnétique HDD) n'ont pas forcément exactement les mêmes niveau d'énergie. Donc modifier ces états (=écrire des informations) peut absorber ou au contraire libérer une toute petite quantité d'énergie. On peut "stocker" de toutes petites quantités d'énergie dans un stockage de masse. Même si c'est mesurable, c'est archi négligeable, c'est clairement de l'en**lage de mouche de parler de ça dans le bilan énergétique d'un datacenter; Et en moyenne à l'échelle d'un datacenter, il est certain que ça s'annule, tout ça partant en chaleur.
C'est pareil pour des écritures en D-RAM (=charge capacitive), et en moyenne ça s'annule aussi, toute cette énergie étant au final libérée en chaleur.

Leon.

Steph · « **Réponse #33 le:** **Aujourd'hui** à 10:27:52 »

Citation de: Leon le 16 octobre 2025 à 20:39:17

C'est une question sérieuse? (je ne sais pas, j'ai des doutes).
L'information n'est pas une forme de stockage d'énergie.
La manipulation d'information par un processeur, le transport de donnée via un bus de donnée, via une liaison ethernet cuivre, via une fibre optique, ça transforme (quasiment) 100% de l'énergie électrique consommée en chaleur, oui.
Leon.

Tout ce qui est réversible ne chauffe pas.
Par contre, le changement d'état d'un bit d'une mémoire est un processus irréversible.
La version anglaise qui détaille un peu mieux que la version française et qui explique que tout n'est pas si clair que cela.
https://en.wikipedia.org/wiki/Landauer%27s_principle

Citation de: Leon le Aujourd'hui à 10:20:14

Ouf, Merci Steph, on converge. En fait, cette théorie est difficile à mettre en pratique, je n'en parlerais pas.
De cette théorie, on déduit plutôt la quantité minimale théorique d'énergie pour manipuler de l'information. Quantité qui de toutes façon finira en chaleur.

Sinon, dans la vraie vie, il y a une toute petite quantité d'énergie qui sert à modifier l'état de l'information dans un stockage de masse. Si tu passes tous les bits à 1 ou tous les bits à zéro sur un HDD ou un SSD (c'est moins vrai sur un SSD mais je simplifie volontairement), alors tu modifies un état physique : charge électrique pour un SSD, état magnétique pour un HDD. Ces états de la matière que tu manipule (floating gate de la flash de ton SSD, couche magnétique HDD) n'ont pas forcément exactement les mêmes niveau d'énergie. Donc modifier ces états (=écrire des informations) peut absorber ou au contraire libérer une toute petite quantité d'énergie. Même si c'est mesurable, c'est archi négligeable, c'est clairement de l'en**lage de mouche de parler de ça dans le bilan énergétique d'un datacenter; Et en moyenne à l'échelle d'un datacenter, il est certain que ça s'annule.
C'est pareil pour des écritures en RAM, et en moyenne ça s'annule aussi, toute cette énergie étant au final libérée en chaleur.

C'est pourtant là l'avenir, non?
Ces dernières années, les moyens de calcul ont "décuplé", au prix d'une dépense énergétique "délirante".
Reste donc à optimiser cet aspect.
Non?

Steph · « **Réponse #34 le:** **Aujourd'hui** à 10:32:08 »

Citation de: jerome34 le 16 octobre 2025 à 20:23:13

Et pourquoi pas transformée en donnée ?

Oui, en baisse d'entropie, donc en information.
Il y a un pan de la physique qui s'intéresse à la conservation de l'information, comme plus fondamentale que la conservation de l'énergie.
Par exemple les théories holographiques, dont certaines mémoires fonctionnent sur ce principe.

acut3 · « **Réponse #35 le:** **Aujourd'hui** à 10:32:32 »

J'évoquais le principe de Landauer car c'est la finalité ultime du datacenter ; tout le reste c'est finalement des pertes.

Mais tu t'intéresses aux pertes qui ne se finissent pas sous forme de chaleur, je pense qu'il y en a d'autres qui restent plus significatives, par quelques ordres de grandeurs. Par exemple les transformations chimiques lentes et irréversibles qui interviennent dans les batteries, les condensateurs ou d'autre composant électroniques; la partie du rayonnement qui quitte la Terre (pour la majorité après de nombreuses absorptions et réémissions) et va errer sans interaction des millions d'années dans l'univers; les liens inter-moléculaires cassés par l'usure des pièces mécaniques... Qu'est-ce que ça représente ? Sans doute pas grand chose, mais sans doute beaucoup plus que 10^-9 en proportion.

Tout ne finit pas en chaleur. Et il faut aussi garder à l'esprit que la proportion d'énergie qui finit en chaleur dépend de l'échelle de temps et d'espace qu'on considère.

Est-ce que ces considérations ont des conséquences pratiques ? Non.