Oubliez les ventilateurs : un échangeur de chaleur imprimé en 3D promet de réduire l’impact énergétique de l’IA
En utilisant l’impression 3D pour créer des géométries internes complexes, ce prototype réduit la quantité globale de matériau utilisé et améliore significativement l’efficacité du transfert de chaleur.
Rien qu’au cours des cinq prochaines années, les entreprises investiront près de 7 000 milliards de dollars dans les centres de données du monde entier, sous l’effet de l’énorme demande en matière d’IA. Ces centres de données devraient doubler leur consommation d’énergie au cours de cette période, une part importante de cette énergie étant consacrée aux systèmes de refroidissement pour évacuer la chaleur du matériel haute performance densément emballé.
Une nouvelle solution de refroidissement imprimée en 3D est non seulement plus efficace sur le plan énergétique, mais elle permet également de mieux évacuer la chaleur des composants.
Développé par l’Institut technologique danois (Danish Technological Institute) et la start-up danoise Heatflow, en collaboration avec des partenaires internationaux, ce prototype de composant de refroidissement imprimé en 3D, conçu pour les centres de données et les systèmes informatiques à haute performance, fonctionne sans pompe ni ventilateur. Il pourrait permettre d’utiliser la chaleur excédentaire dans les systèmes de chauffage locaux.
Refroidissement passif à deux phases sans pompe
La nouvelle solution utilise un système de refroidissement passif à deux phases basé sur le « principe du thermosiphon », dans lequel un réfrigérant s’évapore sur une surface chaude, s’élève naturellement, se condense dans une autre région et revient par l’action de la gravité. Cela signifie qu’aucun apport d’énergie n’est nécessaire pour faire circuler le fluide, ce qui réduit la consommation d’énergie des opérations de refroidissement.
Lors des essais, le prototype a atteint une capacité de refroidissement de 600 watts, dépassant l’objectif initial de 400 watts, ce qui démontre que cette approche permet non seulement d’économiser de l’énergie, mais aussi d’éliminer efficacement la chaleur des composants.
L’impression 3D permet l’intégration et la fiabilité
Bien que les concepteurs ne nient pas que le composant aurait pu être fabriqué par une autre méthode, ils ont choisi l’impression 3D de métal pour sa capacité à intégrer plusieurs composants complexes dans un évaporateur en aluminium d’une seule pièce. La conception garantit moins de fuites et offre un meilleur potentiel de recyclage grâce à l’utilisation d’un seul matériau.
L’une des principales conclusions du projet est que la nouvelle solution extrait de la chaleur à des températures comprises entre 60 °C et 80 °C, ce qui est suffisamment élevé pour alimenter directement les réseaux de chauffage urbain et fournir du chauffage aux maisons, aux bâtiments ou aux usines situés à proximité du centre de données. Il s’agit d’un changement important par rapport au refroidissement par air traditionnel des serveurs, qui dissipe normalement la chaleur à des températures beaucoup plus basses qui ne peuvent pas être réutilisées.
Avantages environnementaux et détails du projet
Le recours à l’impression 3D permet également de réduire l’utilisation globale de matériaux par rapport aux solutions multicomposants classiques. Bien que le projet en soit encore au stade de la démonstration, les analyses du cycle de vie indiquent des réductions possibles des émissions totales de CO2 de 25 à 30 % par unité par rapport aux solutions conventionnelles.
L’échangeur de chaleur est le résultat du projet AM2pC (Novel two-phase cooling systems for data centers through additive manufacturing), un projet de recherche européen (2023-2025) visant à développer des solutions de refroidissement passif très efficaces, produites par impression 3D, pour les centres de données et les ordinateurs à haute performance. Les partenaires sont Open Engineering (Belgique) et Fraunhofer IWU (Allemagne), ainsi que Heatflow et l’Institut technologique danois.
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Licence : Le texte de l'article "Oubliez les ventilateurs : un échangeur de chaleur imprimé en 3D promet de réduire l’impact énergétique de l’IA" écrit par All3DP Pro est publié sous la licence Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).