Les data centers font partie intégrante de l’infrastructure technologique actuelle. Ils abritent les systèmes vitaux et les installations de stockage de données, qui fournissent de nombreux services numériques que la plupart des gens considèrent désormais comme acquis. Il s’agit également d’un projet de grande envergure : leur construction nécessite une planification, une conception et des ressources adéquates.
La demande mondiale en Data Centers est en hausse, notamment grâce à la popularité du cloud computing et à l’essor des services d’intelligence artificielle, et à l’augmentation substantielle de la consommation de données qui en résulte.
Selon Oxford Economics, la construction de Data Centers ne représentait que 5 % des dépenses de construction de bureaux en 2014, mais ce chiffre a atteint 32 % en 2024, et devrait encore augmenter pour atteindre 40 % d’ici 2028. Le rapport souligne que les secteurs de l’information, des services professionnels et des services financiers sont parmi les principaux moteurs commerciaux de cette augmentation du nombre de Data Centers.
De plus, la consommation d’énergie a augmenté parallèlement à cette demande, soulignant la nécessité de processus de construction encore plus durables pour les Data Centers.
Dans ce guide sur la construction de Data Centers, nous aborderons les points suivants :
- Comprendre les Data Centers
- Principaux types de Data Centers
- Cycle de vie et processus de construction d’un Data Center
- Infrastructure et technologie des Data Centers
- Considérations opérationnelles clés pour la construction d’un Data Center
- Défis liés à la construction de Data Centers
- Durabilité et pratiques écologiques pour la construction de Data Centers
Comprendre les Data Centers
Un Data Center est un bâtiment dédié à l’hébergement des systèmes informatiques et du matériel associé (notamment les systèmes de stockage et l’infrastructure réseau comme les serveurs, les routeurs et les commutateurs). Ces installations, souvent imposantes, ont pour objectif principal d’héberger les données, les applications et l’infrastructure nécessaires au fonctionnement d’une organisation.
La structure interne d’un Data Center est composée de divers composants clés. Les plus importants sont les serveurs, responsables de la connectivité réseau, de l’exécution des applications et du traitement des données. Les systèmes de stockage, comme les disques durs, sont quant à eux essentiels au stockage des volumes considérables de données utilisées. La communication entre ces composants et avec les utilisateurs externes est assurée par des équipements réseau tels que des routeurs, des commutateurs, des câbles réseau et des pare-feu.
Outre ces composants essentiels, des alimentations et des unités de distribution robustes sont nécessaires, y compris des systèmes de secours, pour garantir un approvisionnement ininterrompu des infrastructures de données vitales. Cela génère beaucoup de chaleur ; des systèmes de refroidissement adéquats sont donc essentiels. Enfin, des mesures de sécurité physique et de cybersécurité sont nécessaires pour empêcher tout accès non autorisé aux systèmes sensibles.
Principaux types de Data Centers
Il existe plusieurs types de Data Centers :
Entreprise
Ce type de Data Center appartient à une seule organisation et répond à ses besoins internes en matière d’infrastructure informatique et d’applications.
Cloud
Ces centres fournissent des services cloud (y compris le stockage et le calcul) à de nombreux clients différents et appartiennent à des fournisseurs de cloud tels que Google Cloud Platform et Amazon Web Services.
Colocation
Les Data Centers en colocation offrent un espace où plusieurs entreprises peuvent héberger leurs serveurs et leurs équipements réseau.
Edge
Les Data Centers Edge sont situés à proximité de la périphérie d’un réseau. Ces Data Centers plus petits offrent des services plus rapides aux utilisateurs finaux et réduisent la latence (délai de télécommunications).
Hyperscale
Il s’agit d’installations particulièrement imposantes, conçues pour répondre aux besoins considérables de traitement de données des fournisseurs de cloud et de technologies.
Cycle de vie et processus de construction d’un Data Center
Planification et conception
La construction d’un Data Center est une entreprise considérable qui nécessite une planification et une conception minutieuses.
La première étape consiste souvent à choisir le site. Il est essentiel d’évaluer plusieurs emplacements potentiels et de suivre les directives établies pour garantir un choix optimal du site et des processus de planification ultérieurs. Une pratique systématique dans la sélection du site et la planification de l’infrastructure contribue à garantir l’efficacité opérationnelle et la réussite à long terme.
Le choix de l’emplacement doit tenir compte de la disponibilité d’une alimentation électrique suffisante dans la zone, la consommation électrique d’un Data Center variant de quelques mégawatts pour une petite installation à plus de 100 MW pour les Data Centers hyperscale. Le niveau de connectivité réseau local est également une préoccupation majeure, les sites proches d’une infrastructure fibre optique performante étant souvent choisis. La proximité du site avec les utilisateurs finaux est également importante pour réduire la latence des services.
Il est important de choisir des emplacements présentant un faible risque de catastrophes naturelles afin de garantir la continuité des activités. La quantité de terrain disponible pour les développements actuels et futurs et la disponibilité d’une main-d’œuvre locale qualifiée sont également des facteurs importants à prendre en compte lors de la planification de la construction d’un Data Center. Le climat local peut également être un facteur déterminant dans le choix d’un site, car il peut influencer le niveau de refroidissement nécessaire au Data Center.
Zonage et permis
En raison de leur consommation considérable d’énergie et d’autres ressources, de nombreuses collectivités locales ont défini des catégories de zonage spécifiques pour les Data Centers, tandis que d’autres les classent dans la même catégorie que les développements industriels légers. Avec l’expansion rapide de la construction de Data Centers à travers le pays, la question du zonage et des permis évolue et varie selon les régions.
Conception d’un Data Center
Lors de la conception d’un Data Center, plusieurs éléments clés sont à prendre en compte :
- Alimentation – Une alimentation externe fiable, l’utilisation de systèmes d’alimentation sans coupure, de générateurs de secours et d’une infrastructure électrique robuste sont d’une importance cruciale pour la conception d’un Data Center.
- Connectivité – Les données doivent circuler rapidement ; la création d’une infrastructure réseau fiable et haut débit, dotée d’une bande passante, d’un câblage en fibre optique et d’une architecture adaptés, est donc une préoccupation majeure.
- Efficacité – Les Data Centers consomment d’importantes quantités d’énergie et d’autres ressources, et optimiser leur efficacité dès la phase de planification peut contribuer à réduire les coûts à long terme.
- Refroidissement – En raison des importantes quantités de chaleur générées par les équipements des Data Centers, des technologies de dissipation thermique et de refroidissement appropriées doivent être soigneusement étudiées en amont.
- Redondance – De par leur nature, les Data Centers contiennent des informations et des services précieux qui doivent être accessibles et stockés en toute sécurité. La duplication des systèmes et composants, tels que les alimentations et l’infrastructure réseau, est nécessaire pour garantir un fonctionnement en continu.
- Évolutivité – Les exigences envers les Data Centers ne cessent de croître. Ils doivent être conçus de manière à pouvoir évoluer en termes de stockage, de puissance de traitement, de réseau et de refroidissement, sans nécessiter de travaux supplémentaires importants.
Les besoins technologiques actuels et futurs d’une entreprise jouent un rôle essentiel dans la détermination de la taille et de l’investissement nécessaires pour un Data Center. Avant de finaliser la conception, il est nécessaire de déterminer les besoins en matière de sécurité des données, de capacité des serveurs et d’espace physique afin de garantir que l’installation réponde à toutes les exigences opérationnelles.
Conformité environnementale et réglementaire
L’efficacité énergétique est plus importante que jamais et, compte tenu des besoins importants en énergie des Data Centers, une attention particulière doit être portée à leur conception. La pression réglementaire s’accentue également, certains États envisageant d’adopter des mesures visant à imposer des exigences environnementales supplémentaires aux Data Centers.
Avoir une longueur d’avance en utilisant des matériaux durables, des sources d’énergie vertes et viser une efficacité maximale peut contribuer à pérenniser la conception des Data Centers. Des innovations comme le refroidissement liquide peuvent contribuer à une consommation énergétique plus efficace, tandis que l’utilisation de matériaux durables comme le béton durable et le bois lamellé-croisé peut réduire l’empreinte environnementale de la construction d’un Data Center. L’IA peut également être déployée avec succès pour éclairer la prise de décision en matière de développement durable. Selon le rapport Autodesk « État de la conception et de la fabrication 2025 : Pleins feux sur la construction », 41 % des professionnels de la construction déclarent utiliser l’IA pour optimiser la consommation et l’efficacité énergétiques.
En fin de compte, la construction d’un Data Center nécessite une approche holistique du processus de conception, avec une étroite collaboration entre les parties prenantes, les architectes et les ingénieurs. De nombreux éléments sont en jeu, sans compter la nécessité de communiquer clairement, d’éviter les cloisonnements et de garantir une compréhension globale des implications de chaque étape de la conception.
Préconstruction
La planification préalable à la construction est une étape cruciale de la construction d’un Data Center. Des estimations de coûts détaillées doivent être réalisées pour chaque aspect de la construction, de l’acquisition du terrain à la conception architecturale, en passant par les matériaux, la main-d’œuvre, les matériaux et les équipements. Pour la planification des capacités, l’estimation des coûts au mètre carré est essentielle pour prévoir avec précision les dépenses et la taille des installations. De plus, un planning de projet détaillé doit être établi afin de décomposer le calendrier de construction en tâches principales, avec des échéances et des jalons réalistes.
En amont des travaux, le choix des équipes adéquates est primordial. Pour répondre à toutes les exigences de qualité, de sécurité, techniques et de conformité, seules des entreprises de construction hautement expérimentées sont capables d’opérer dans un environnement aussi dynamique et à enjeux élevés. Par conséquent, la préqualification et l’exploitation des relations existantes avec des entrepreneurs expérimentés dans la construction de Data Centers sont essentielles à la réussite d’un projet.
Pour un projet d’une telle complexité, une planification rigoureuse de la gestion des risques est également essentielle, notamment l’évaluation et la réduction des risques de perturbations de la chaîne d’approvisionnement pour les composants critiques, la prévision des retards potentiels et la prise en compte des éventuels défis environnementaux sur site.
Processus de construction
En règle générale, la construction de Data Centers est rapide et comporte des enjeux importants, notamment en matière de logistique et de gestion de la chaîne d’approvisionnement. Les Data Centers utilisent généralement des équipements hautement spécialisés nécessitant de longs délais de livraison : un approvisionnement proactif est donc essentiel.
Phases de construction
La construction d’un Data Center se décompose en trois phases :
Fondations
Selon la taille de l’installation, cette phase peut représenter un chantier considérable. Le site est nivelé et dégagé pour la préparation des travaux, puis les excavations pour les fondations et la mise en place des services publics et des infrastructures commencent. La construction des sous-planchers commence et les grilles de mise à la terre électriques sont posées pour protéger les équipements.
Structure du bâtiment
Le cœur du bâtiment est construit, comprenant le montage de la charpente, la construction des murs, des planchers et des toitures, ainsi que tout ce qui est nécessaire à la création de l’enveloppe physique du Data Center.
Aménagement intérieur
Cette phase est souvent plus complexe que d’autres types de construction, avec l’installation d’un important volume de câbles électriques et réseau, de systèmes de refroidissement, d’infrastructures de sécurité et bien d’autres éléments, qui s’ajoutent aux tâches habituelles de mise en place comme la plomberie et l’éclairage. Le système de refroidissement global est essentiel pour gérer l’importante chaleur générée par les équipements. Les unités de refroidissement, composants essentiels du système de refroidissement, garantissent des conditions environnementales optimales et peuvent automatiquement réagir aux pannes de refroidissement en basculant vers des systèmes de secours.
Lors de l’aménagement intérieur, une attention particulière doit également être portée à la prévention des accumulations d’électricité statique susceptibles d’endommager ou d’interférer avec les équipements sensibles de stockage et de traitement des données.
Finalisation du projet
Une fois la construction terminée, des contrôles qualité et des inspections rigoureux sont nécessaires pour garantir la fiabilité et la sécurité à long terme de l’installation pendant la finalisation du projet. Ceci est particulièrement important pour la construction de Data Centers, car les défaillances peuvent entraîner des pertes considérables de données et d’argent.
Infrastructure et technologie des Data Centers
La construction d’un Data Center implique une infrastructure très complexe, ce qui la distingue de nombreux autres projets de construction de même envergure. Voici quelques exemples de technologies utilisées :
Systèmes d’alimentation et de refroidissement
Les Data Centers ont généralement besoin d’énormes quantités d’énergie pour fonctionner, provenant généralement de plusieurs sources. La plupart des Data Centers s’approvisionnent principalement en électricité sur le réseau électrique local, bien que certains envisagent de développer une production d’électricité sur site pour répondre à la demande croissante. Outre le réseau électrique, les Data Centers doivent disposer de systèmes d’alimentation de secours, tels que des groupes éléctrogènes diesel, pour assurer le bon fonctionnement de l’ensemble en cas de panne de courant. Les onduleurs (ASI) assurent la continuité de l’alimentation et préviennent les variations de tension. Les systèmes CVC sont essentiels au refroidissement des équipements en réseau, le refroidissement par air étant la méthode la plus fréquemment utilisée. Le refroidissement liquide, qui utilise de l’eau ou d’autres fluides pour refroidir directement les composants, gagne en popularité pour certaines applications.
Un système de gestion technique du bâtiment (GTB) joue un rôle crucial dans la surveillance et la gestion automatique des composants critiques de l’infrastructure, notamment les unités de refroidissement, afin de garantir la sécurité environnementale et l’efficacité opérationnelle. La GTB peut alerter les parties responsables et automatiser les interventions en cas d’urgence ou de panne système.
Infrastructure réseau
De par sa nature, la construction d’un Data Center implique l’installation d’infrastructures réseau volumineuses. Des composants clés assurent cette fonction, tels que des serveurs, des disques durs et autres systèmes de stockage, ainsi que des routeurs. À cela s’ajoutent d’importants volumes de câbles fibre optique et réseau, des commutateurs pour connecter les appareils, des répartiteurs de charge et d’autres composants réseau spécialisés.
Systèmes de sécurité
Les Data Centers contiennent généralement tout, des données et services critiques de l’entreprise aux données personnelles de millions de clients. La sécurité est donc primordiale lors de la construction de Data Centers. Les menaces peuvent provenir du réseau, notamment de cybersécurité, mais aussi de menaces physiques, comme l’accès non autorisé à des zones et systèmes restreints. Des pare-feu, le chiffrement des données, des pratiques réseau robustes et des systèmes de détection d’intrusion numérique permettent de se protéger contre ces menaces. Les menaces physiques peuvent être contrecarrées par la vidéosurveillance, les cartes d’accès et la sécurité périmétrique, comme les clôtures et les barrières.
Technologies émergentes dans la construction de data centers
Les Data Centers sont à la pointe de l’informatique et, à ce titre, de nombreuses technologies émergentes commencent à être utilisées dans leur construction. La construction modulaire est l’une de ces innovations : des modèles préfabriqués sont déployés sur site et permettent une mise à l’échelle si nécessaire. L’utilisation de systèmes modulaires permet de réduire les travaux de construction sur site et d’offrir une plus grande adaptabilité à l’évolution des besoins.
L’une des utilisations croissantes des Data Centers est l’intelligence artificielle, mais l’IA est de plus en plus utilisée pour optimiser la conception des Data Centers, notamment en termes de recherche des configurations les plus efficaces pour le refroidissement et la distribution de l’alimentation électrique.
L’utilisation des énergies renouvelables dans les Data Centers est actuellement largement envisagée, compte tenu de leur empreinte environnementale croissante, collective et individuelle. Comme nous l’avons déjà évoqué, l’edge computing (construction de Data Centers plus petits et plus proches des utilisateurs) est utilisé pour améliorer les performances, et le refroidissement liquide est utilisé pour refroidir les systèmes plus efficacement.
Considérations opérationnelles clés pour la construction de Data Centers
Les Data Centers comptent parmi les installations les plus complexes à construire et nécessitent une équipe dédiée et hautement qualifiée pour fonctionner efficacement. À la tête de l’entreprise, le responsable du Data Center est responsable de l’infrastructure, des services et du personnel, tandis qu’en dessous, le responsable des installations est chargé d’assurer le bon fonctionnement, la maintenance et la réparation de l’infrastructure physique du centre. Les ingénieurs supervisent les opérations critiques telles que le réglage, la réparation ou le dépannage des équipements vitaux, tandis que les techniciens exploitent et surveillent les équipements au quotidien. Les administrateurs système configurent les serveurs, les systèmes de stockage et les logiciels selon les besoins, tandis que les spécialistes de la sécurité sont responsables de la sécurité numérique et physique du centre. Selon la taille de l’installation, l’équipe peut assumer de nombreuses autres fonctions.
Pour garantir la disponibilité permanente des services et éviter toute perte de données, une maintenance proactive régulière est nécessaire. La maintenance préventive est souvent effectuée sur les équipements clés, tandis que la maintenance prédictive basée sur l’IA est de plus en plus utilisée pour identifier et corriger les pannes potentielles avant qu’elles ne surviennent. Des systèmes et composants redondants sont souvent mis en œuvre pour renforcer la protection contre les pannes. La climatisation est souvent étroitement contrôlée et surveillée afin de maintenir l’efficacité et la sécurité des systèmes, et les zones opérationnelles sont nettoyées fréquemment pour éviter l’accumulation de poussière et d’autres contaminants environnementaux susceptibles d’avoir un impact négatif sur les systèmes.
La plupart des installations utilisent un logiciel spécialisé de gestion de l’infrastructure des Data Centers (DCIM) qui fournit une plateforme de surveillance complète fournissant des données en temps réel et permettant de contrôler des aspects importants, tels que l’alimentation, le réseau et l’environnement interne.
Les besoins en stockage et en services de données étant en constante augmentation, les Data Centers doivent anticiper l’avenir. La conception modulaire permet à l’installation de croître et de s’adapter physiquement en fonction des besoins, tandis que la planification des capacités permet de garantir des ressources suffisantes pour répondre à la demande future. Le Data Center peut être construit avec un espace rack supplémentaire disponible dès le départ, ou des extensions ultérieures peuvent être réalisées. La planification de nouvelles installations est également importante pour s’adapter à la croissance future et aux évolutions technologiques.
Un matériel et des logiciels standardisés et soigneusement gérés peuvent simplifier l’évolutivité des Data Centers, tandis que l’utilisation d’architectures réseau évolutives contribue à garantir le bon fonctionnement de l’ensemble face à l’augmentation des besoins en bande passante.
Défis liés à la construction de Data Centers
La construction de Data Centers présente de nombreux défis, notamment lorsqu’il s’agit de résoudre des problèmes complexes et de répondre aux exigences techniques. Une planification et des mesures d’urgence adéquates permettent de les surmonter.
Les dépassements de coûts peuvent être particulièrement problématiques, et une estimation précise des coûts dès le départ peut contribuer à les réduire. Un fonds de prévoyance peut vous préparer aux coûts imprévus, et une sélection rigoureuse des fournisseurs peut également être utile.
La complexité de la construction d’un Data Center peut également entraîner des retards importants, notamment en raison de perturbations de la chaîne d’approvisionnement et de pénuries de main-d’œuvre. Bien qu’il soit impossible d’éviter totalement les retards, une gestion rigoureuse de la chaîne d’approvisionnement et une planification rigoureuse des effectifs peuvent s’avérer utiles.
Les contraintes de distribution électrique peuvent également être problématiques, notamment la disponibilité d’une alimentation électrique suffisante du réseau local et l’approvisionnement de composants critiques tels que les générateurs, les appareillages de commutation et les transformateurs, qui peuvent être impactés par les retards de la chaîne d’approvisionnement. Le premier problème peut être résolu en sélectionnant soigneusement les sites dans les zones disposant d’une capacité réseau importante et en collaborant étroitement avec les fournisseurs d’énergie. Le second peut être compensé par un approvisionnement proactif bien en amont de la construction afin d’éviter les goulots d’étranglement.
Par exemple, la mise en œuvre de techniques de construction modulaire peut contribuer à relever le défi d’une expansion rapide et à réduire les besoins en main-d’œuvre sur site.
Études de cas et témoignages :
- Découvrez comment Meta a utilisé Autodesk Construction Cloud pour construire le Data Center du futur dans notre étude de cas pertinente.
- Découvrez comment Autodesk Build a aidé Edged à développer une infrastructure de Data Center durable.
Durabilité et pratiques écologiques pour la construction de Data Centers
En raison de la demande considérable en ressources générée par la construction de Data Centers, il est important pour le secteur d’adopter des pratiques durables.
Des pratiques de construction durables minimisent l’impact sur l’environnement et préservent les ressources. L’utilisation de sources d’énergie renouvelables comme le solaire et l’éolien pour alimenter les installations représente une avancée majeure, tandis que l’adoption de conceptions écoénergétiques permet de réduire la consommation d’énergie des réseaux et des systèmes de refroidissement. Pendant la construction, une philosophie de réutilisation et de recyclage contribue à rendre le projet plus respectueux de l’environnement, et des matériaux de construction durables peuvent être utilisés autant que possible.
Le Conseil américain du bâtiment durable a créé un système de notation spécifique pour la construction de Data Centers, appelé LEED BD+C Data Centers, et diverses normes ISO s’appliquent aux Data Centers.
Atteindre la neutralité carbone est un objectif émergent pour de nombreux propriétaires de Data Centers, compte tenu de l’attention croissante portée à leur impact environnemental à l’échelle mondiale. Les stratégies de compensation carbone contribuent à réduire l’impact global de la construction de Data Centers. Après la construction et l’exploitation, de plus en plus de Data Centers s’appuient sur des stratégies de refroidissement respectueuses de l’environnement et une gestion rigoureuse de la température pour réduire leur impact environnemental et améliorer leur efficacité opérationnelle.
Conclusion
Les Data Centers sont omniprésents et en constante expansion dans la vie moderne. Ils sont utilisés pour de nombreux domaines, de l’IA au stockage cloud, en passant par les services financiers et le e-commerce. La création de telles installations représente un projet considérable, mais une planification et une gestion rigoureuses de la construction de Data Centers peuvent contribuer à garantir efficacité, réussite et durabilité. Les nouvelles tendances, telles que les centres de données Edge, le refroidissement liquide, la construction modulaire et l’optimisation par l’IA, contribuent à propulser le secteur vers l’avenir. Face à l’évolution rapide de la construction de Data Centers, il est judicieux de se tenir informé des évolutions du secteur et de consulter des experts qui pourront vous guider.
Avec Autodesk Construction Cloud, la construction de Data Centers devient plus efficace, durable et avant-gardiste. Exploitez la puissance des outils Autodesk pour planifier, concevoir, construire et exploiter des Data Centers de pointe.
A propos de Justin Lipsey
En tant que responsable marketing produit associé chez Autodesk, Justin est une personne très motivée et passionnée par tout ce qui touche à la technologie et à l’innovation en conception et en construction. Fort de plus de dix ans d’expérience dans le secteur de l’AEC, il a travaillé sur une grande variété de projets, dans de nombreux secteurs et avec différents modes de réalisation et comprend parfaitement les besoins des utilisateurs finaux et des clients en matière de technologie et propose désormais des stratégies de mise en œuvre, un accompagnement et une formation aux utilisateurs sur l’utilisation de technologies de pointe. Chaque jour, il s’efforce d’atteindre son objectif : créer de la valeur et être un atout partout où l’opportunité se présente.
Source en anglais ici.