Auteur Sujet: L'électricité consommée par un datacenter transformée à 100% en chaleur?  (Lu 1180 fois)

Steph, Marin et 6 Invités sur ce sujet

Leon

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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?
En fait, dès que tu parles de consommation d'énergie à l'échelle de notre société, tu te rends compte qu'en théorie:
 - pour chauffer une maison, si ton isolation est parfaite, alors tu consommes quasiment zéro. Pourtant...
 - pour déplacer des marchandises ou des humains d'un point A à un point B qui sont à la même altitude/latitude (ou alors en prenant le trajet aller-retour), on peut tendre vers zéro, si tu fais de la récupération d'énergie au freinage, si tu optimises les rendements à mort, que tu élimines les frottements (déplacement dans le vide par exemple). Et pourtant...
 - pour le traitement et le stockage de donnée, la théorie te dit que tu peux consommer ~1000 fois moins (au pif) de ce qu'on fait aujourd'hui
 - etc...

Pourtant l'énergie est une part gigantesque de notre économie, de nos activités.
C'est un énorme paradoxe.
Bref, la grande majorité de l'énergie que l'on consomme dans nos sociétés modernes, c'est pour compenser les imperfections de l'isolation, des moyens de transport, de calcul.
Ce paradoxe de notre société, je l'ai découvert au lycée en cours de physique, avec un prof très pédagogue et enthousiaste, dans le cours sur la conservation de l'énergie; et ça m'a choqué et marqué à vie.
Bertrand Picard en parle aussi assez bien, même si je ne suis pas d'accord sur tout ce qu'il dit. Il serait assez "facile" d'optimiser notre dépense énergétique en étant tous un peu plus "scientifiques" que "commerciaux / consommateurs". En évitant de déplacer une voiture de 1.5tonnes pour déplacer un humain de 80kg par exemple.

Leon.

Leon

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Tout ce qui est réversible ne chauffe pas.
Par contre, le changement d'état d'un bit d'une mémoire est un processus irréversible.
Non, c'est l'inverse.
Une (S)DRAM par exemple, fonctionne sur l'effet capacitif, qui est un effet 100% réversible, une cellule de (S)DRAM c'est un "simple condensateur électrique", et un condensateur électrique c'est un moyen de stocker de l'énergie, de manière facilement réversible.
Mais on est encore une fois d'accord qu'on est en train d'en**ler les mouches là.

Leon.

Geronimo

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Heu non, Léon, c'est le rendement qui fait que ça chauffe : on perd de l'énergie en chemin. Un radiateur électrique, il n'y a rien de réversible, ça chauffe. Bref, ce n'est pas l'inverse, c'est juste inexacte.

Je mets une boule de pétanque sur une étagère en hauteur : je crée de l'énergie potentielle, zéro chaleur du côté de la boule. Mon muscle brûle du sucre pour faire cela et chauffe un peu, car il n'est pas efficace à 100 %.

Leon

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Heu non, Léon, c'est le rendement qui fait que ça chauffe : on perd de l'énergie en chemin. Un radiateur électrique, il n'y a rien de réversible, ça chauffe. Bref, ce n'est pas l'inverse, c'est juste inexacte.
Oui, et ? J'ai pas compris ton propos...
Je répondais à Steph qui parlait du fait qu'une écriture de donnée informatique en mémoire était un processus énergétiquement irréversible; ce qui est faux, c'est basé sur un phénomène physique énergétiquement réversible : stockage électrique capacitif.
Donc Steph se trompait oui.
Après, oui, le rendement, les pertes par effet joule et autre, ça transforme l'énergie électrique en chaleur, pas de pb là dessus. Et le rendement énergétique d'une (S)DRAM doit être proche de zéro, oui.

Leon.
« Modifié: Aujourd'hui à 12:44:51 par Leon »

Steph

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Non, c'est l'inverse.
Une (S)DRAM par exemple, fonctionne sur l'effet capacitif, qui est un effet 100% réversible, une cellule de (S)DRAM c'est un "simple condensateur électrique", et un condensateur électrique c'est un moyen de stocker de l'énergie, de manière facilement réversible.
Mais on est encore une fois d'accord qu'on est en train d'en**ler les mouches là.
Alors, Non pour ton non et son inverse. (et non pour ta réponse à Geronimo)
C'est l'irréversibilité qui fait chauffer et il faut forcément une part d'irréversible pour avoir une mémoire.
Cas idéal de chez idéal : Un circuit LC parfait oscillant. Tout est réversible et tout est astable, donc pas de valeur stable, donc pas de mémoire et pas de chaleur produite.

Pour mémoriser, il faudrait idéalement ouvrir le circuit lorsque le condo est chargé (+ ou -) et que le courant dans la bobine est nul.
Et comme tu le dis, dans la vrai vie, ce n'est pas comme cela que cela se passe.

Oui pour la réversibilité du condo seul mais non pour la réversibilité de sa charge ou décharge, en particulier pour les mémoires.
Ce qui stabilise une valeur de tension aux bornes du condo est la résistance non nulle.

Pour la charge d'un condo, partant de 0V, il y a toujours une petite résistance dans le circuit (hors supraconducteur), et il est facile de prouver que l'énergie de la source de tension pour l'opération de charge se répartit par moitié entre le condensateur et la résistance, quelle que soit la valeur de la résistance.
Démo  sympa et accessible ici avec C1 C2 et R : http://gerald.philippe.free.fr/files/2010/ELCIN_02%20Decharge%20irreversible%20condensateur%20dans%20condensateur%20non%20charge.pdf

La limite de Landauer montre simplement qu'on n'est pas efficace du tout avec les DC et qu'on gaspille beaucoup d'énergie. Bon, vu qu'on ne sait pas faire autrement, bien obliger de s'en contenter.

Au passage, c'est l'irréversibilité qui fait qu'on se souvient du passé et pas de l'avenir, alors que les équations physiques fondamentales sont pour la plupart réversible en temps (en particulier la mécanique quantique).

Leon

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Tout ce qui est réversible ne chauffe pas.
Par contre, le changement d'état d'un bit d'une mémoire est un processus irréversible.
Pour moi, quand tu sors une affirmation pareille, ça se traduit sans ambiguïté par
"le changement d'état d'un bit dans une mémoire est un processus 100% irréversible".
Donc cette affirmation est fausse.
Ca n'est pas 100% irréversible, vu qu'il y a au coeur du processus un condensateur en grande partie réversible.

Leon.

Steph

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Ce n'est pas parce qu'une partie est réversible que le résultat n'est pas irréversible.
Je ne connais pas la notion de % de réversibilité.
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9versibilit%C3%A9_thermodynamique

Dès l'instant qu'il intervient une irréversibilité dans un processus, l'ensemble est irréversible.

En terme de modélisation, les processus réversibles sont caractérisés par des pôles imaginaires +-i (fonction de transfert en 1/(1+p^2), équation différentielle en second ordre v + d2v/dt2 = 0, d'où les oscillations de mon exemple LC ou une balançoire dans le champ de pesanteur ou un système masse ressort ou l'échange périodique 100Hz d'énergie modélisée par la puissance réactive Q des électrotechniciens. L'échange d'énergie est alors réversible et l'énergie reste sous la même forme mécanique, électromagnétique, avec conversion réversible potentiel-cinétique, électrique-magnétique,

Dès qu'il apparait un terme d'amortissement (ou d'amplification) dans le second ordre (1/(1+p+p^2), ici le terme en p, cela traduit une seule dérivée et un processus irréversible. Exemple circuit RC, RL, RLC. L'énergie change de forme et ce de façon irréversible (électrique vers chaleur, mécanique vers chaleur).

Pour avoir une mémoire, il faut la stabilité du résultat et donc des pôles à valeurs réelles toutes négatives pour calmer les oscillations et avoir une réponse qui converge vers 0 (en e-t/tau)

Et cela, c'est irréversible, au sens de la thermodynamique.

Cela ne veut pas dire que l'état est définitif : On peut le rechanger, mais également de manière irréversible.

PS : je ne suis pas Artémus...  ;)

Geronimo

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donc si je te comprend bien, un système reversible est une conversion parfaite, à 100%.
Le point de vu mathématique, ok mais ça ne doit pas être trés fréquent dans le monde réel/physique.

Tu as des exemples?

Leon

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Cette discussion sur la réversibilité énergétique des DRAM, ça va trop loin dans la sodomie de drosophiles, j'abandonne...  :-X

Sinon, oui, j'aimerais bien comprendre l'avis de Vivien et surtout Artemu24 sur le sujet initial, avec leur histoire sur le travail mécanique / thermodynamique.
Ce qu'ont en tête Vivien et Artémus m'intéresse aussi. J'aime bien comprendre.
Que fais tu des lois de la thermodynamique ?
[...]
Tu ne peux pas avoir de l'électricité qui va être à 100% transformé en chaleur. Sinon, cela veut dire qu'aucun travail n'a été fourni !

Leon.

Steph

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donc si je te comprend bien, un système reversible est une conversion parfaite, à 100%.
Le point de vu mathématique, ok mais ça ne doit pas être trés fréquent dans le monde réel/physique.

Tu as des exemples?
La supraconductivité où la résistance électrique est strictement nulle. Il y a eu des expérience avec une inductance supraconductrice court-ciruitée sur elle même et qui a fait tourner un courant pendant des années. Utilisé au Cern pour créer les champs magnétiques délirant. Si la température remonte les bobines fondent et brulent par effet Joule.

Transport d'énergie, stockage d'énergie, électroaimants, canon magnétique. Il y a des applications industrielles.

La superfluidité où les frottement sont strictement nuls.
La supra conductivité thermique où la résistivité thermique est strictement nulle.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Supraconductivit%C3%A9

Il y a toujours derrières ces phénomènes de la théorie quantique.
Les loi de la physique quantique sont réversibles et celle de la physique classique aussi à l'exception du second principe de la thermo.

Edit : https://en.wikipedia.org/wiki/Superconducting_magnetic_energy_storage

Cette discussion sur la réversibilité énergétique des DRAM, ça va trop loin dans la sodomie de drosophiles, j'abandonne...  :-X
Il y a de la philosophie théorique https://www.numdam.org/item/PHSC_2000__4_2_173_0/

et il y a l'aspect pratique qui viserait à économiser l'énergie pour faire fonctionner les DC de façon plus rationnelle.