Brevet FR3161527A1 — publié le 20251024

Une installation (1) comprend : - un bac d’immersion (3) configuré pour recevoir un fluide diélectrique (4) et des dispositifs informatiques (2) immergés dans le fluide diélectrique (4) ; - un bac de filtrage (12) comprenant un premier compartiment (22) et un deuxième compartiment (23) séparés par une paroi centrale (24), une ouverture (25) étant formée dans la paroi centrale (24) de sorte à mettre en communication fluidique le premier compartiment (22) et le deuxième compartiment (23) ; - des moyens d’amenée du fluide diélectrique (4) du bac d’immersion (3) vers le premier compartiment (22) du bac de filtrage (12) ; - une pompe (10) configurée pour aspirer du fluide dans le deuxième compartiment (23) ; et - un filtre (26) monté dans l’ouverture (25) de la paroi centrale (24) pour filtrer le fluide diélectrique (4) qui s’écoule vers le deuxième compartiment (23). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Filtrage du fluide diélectrique dans un bac d’immersion La présente invention concerne le domaine technique général du refroidissement par immersion de dispositifs informatiques tels que des serveurs informatiques. ETAT DE LA TECHNIQUE Le refroidissement par immersion est une technologie de refroidissement innovante pour les dispositifs informatiques qui offre des avantages significatifs par rapport aux méthodes traditionnelles de refroidissement par air. Le refroidissement par immersion consiste à immerger les dispositifs informatiques, typiquement des serveurs informatiques, dans des bacs d’immersion formant un bain de fluide diélectrique caloporteur. Ce processus de refroidissement passif est très efficace. Comparé au refroidissement par air ou par eau, le refroidissement par immersion peut drastiquement réduire la consommation d'énergie de refroidissement. Le fluide diélectrique est choisi de manière à maximiser la capacité de refroidissement par immersion. Le fluide diélectrique peut par exemple comprendre un fluide synthétique à base d'hydrocarbures. Toutefois, les alcanes présents dans ces fluides dégradent les matières plastiques et réduisent donc la durée de vie des câbles. En plus de porter préjudice au bon fonctionnement des dispositifs informatiques immergés, la dégradation des câbles a pour effet de générer des déchets qui sont susceptibles d’endommager le circuit de refroidissement. Les dispositifs informatiques sont donc positionnés dans le bac d’immersion de sorte à minimiser la surface de câble en contact avec le fluide. Une pompe placée en partie haute du bac d’immersion régule la hauteur du fluide pour limiter ces contacts. Le fluide aspiré est en outre filtré afin de récupérer les morceaux de plastiques et autres particules présents dans le fluide. Toutefois, à l’usage, il reste nécessaire de nettoyer très régulièrement le filtre pour éviter tout risque d’endommagement des composants électroniques des dispositifs informatiques et pour protéger le circuit de refroidissement. Or, les filtres sont généralement peu accessibles et leur maintenance nécessite que l’opérateur démonte une partie de l’installation et trempe ses mains dans le fluide diélectrique, ce qui entraine des coûts opérationnels et des temps d’arrêt affectant la disponibilité des dispositifs informatiques. Un but de la présente demande est de remédier aux inconvénients précités. Plus précisément, un but de la présente invention est de proposer une installation pour le refroidissement par immersion de dispositifs informatiques, tels que des serveurs informatiques, dont la maintenance est facilitée. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, une installation comprenant : - un bac d’immersion configuré pour recevoir un fluide diélectrique et comprenant des moyens de retenue configurés pour recevoir des dispositifs informatiques de sorte que les dispositifs informatiques sont immergés dans le fluide diélectrique ; - un bac de filtrage comprenant un premier compartiment et un deuxième compartiment séparés par une paroi centrale, une ouverture étant formée dans la paroi centrale de sorte à mettre en communication fluidique le premier compartiment et le deuxième compartiment ; - des moyens d’amenée du fluide diélectrique du bac d’immersion vers le premier compartiment du bac de filtrage ; - une pompe configurée pour aspirer du fluide dans le deuxième compartiment du bac de filtrage ; et - un filtre monté dans l’ouverture de la paroi centrale pour filtrer le fluide diélectrique qui s’écoule vers le deuxième compartiment. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de l’installation selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - lorsque l’installation est posée sur un sol, le premier compartiment est placé au-dessus du deuxième compartiment de sorte que le fluide diélectrique s’écoule par gravité du premier compartiment vers le deuxième compartiment ; - le filtre présente un capot qui s’étend dans le premier compartiment et un organe de préhension qui fait saillie du capot ; - l’organe de préhension comprend une tige s’étendant depuis le capot dans une direction opposée par rapport au deuxième compartiment et une poignée fixée au bout de la tige ; - lorsque le filtre est monté dans l’ouverture, la poignée est au-dessus de la surface du fluide diélectrique ; - la paroi centrale est inclinée par rapport à un plan horizontal et le filtre est positionné à un point bas de la paroi ; - le bac de filtrage est séparé du bac d’immersion par une paroi de séparation et les moyens d’amenée comprennent une fenêtre qui est formée dans la paroi de séparation de sorte à mettre en communication fluidique le bac d’immersion et le bac de filtrage, un niveau de fluide diélectrique dans le bac d’immersion étant supérieur à un niveau de fluide diélectrique dans le bac de filtrage de sorte que le fluide diélectrique se déverse par la fenêtre dans le bac de filtrage lorsque son niveau atteint une bordure inférieure de la fenêtre ; - les moyens d’amenée comprennent une pompe supplémentaire configurée pour aspirer du fluide diélectrique dans le bac d’immersion et le refouler dans le premier compartiment du bac de filtrage et/ou - l’installation comprend en outre au moins un dispositif informatique immergé dans le fluide diélectrique et monté dans les moyens de retenue. Selon un deuxième aspect, il est proposé un centre de données comprenant une installation selon le premier aspect et des dispositifs informatiques montés dans les moyens de retenue. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La FIG. 1 illustre de façon schématique et en perspective un exemple d’installation conforme à un mode de réalisation ; La FIG. 2 est une vue en coupe d’un exemple d’installation conforme à un mode de réalisation, dans un plan passant par le bac de filtrage ; La FIG. 3 est une vue du dessus de l’exemple d’installation de la FIG. 2 ; et La figue 4 est une vue en coupe de l’exemple d’installation de la FIG. 2 , dans un plan passant par les dispositifs informatiques. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Une installation 1 pour le refroidissement par immersion de dispositifs informatiques 2, tels que des serveurs informatiques, comprend un bac d’immersion 3 rempli d’un fluide diélectrique 4 et non corrosif dans lequel sont immergés les dispositifs informatiques 2, et un système de refroidissement du fluide diélectrique 4. Le bac d’immersion 3 comprend une paroi de fond 5 configurée pour être posée sur un support généralement horizontal (par exemple le sol), des parois latérales 6, 7 qui s’étendent depuis la paroi de fond 5, et une ouverture, qui s’étend à l’opposé de la paroi de fond 5. Les parois latérales 6, 7 confèrent au bac d’immersion 3 une section de forme généralement rectangulaire. L’installation 1 comprend en outre un couvercle configuré pour recouvrir l’ouverture et fermer le bac d’immersion 3. Dans ce qui suit, l’invention sera décrite en référence à la configuration de fonctionnement de l’installation 1. En particulier, « supérieur » (respectivement « haut ») et « inférieur » (respectivement « bas ») sont utilisés en référence à l’installation 1, une partie inférieure étant disposée du côté du fond du bac d’immersion 3 alors qu’une partie supérieure sera disposée du côté de l’ouverture. Le bac d’immersion 3 comprend des moyens de retenue 8 des dispositifs informatiques 2, par exemple des crémaillères, montés sur deux parois latérales 6, 7 en regard et configurés pour maintenir en position chaque dispositif informatique 2 par rapport à la paroi latérale 7. Chaque dispositif informatique 2 présente une tranche supérieure 9, configurée pour être placée face au couvercle, comportant des connectiques configurées pour être raccordées à un réseau par l’intermédiaire de câbles électriques. Chaque câble électrique comprend à cet effet une cosse 28, configurée pour être connectée sur la tranche supérieure 9 du dispositif informatique 2 à la connectique correspondante, et une portion de câble 29 configurée pour raccorder électriquement la cosse 28 au réseau informatique. Les moyens de retenue 8 sont par ailleurs positionnés de sorte que, en utilisation, la tranche supérieure 9 des dispositifs informatiques 2 soit immergée dans le fluide diélectrique 4. Le fluide diélectrique 4 peut comprendre un fluide synthétique à base d'hydrocarbures, par exemple d’isoparaphine. Un tel fluide diélectrique 4 est en effet non corrosif et présente une conductivité thermique d’environ 0,137 W/km à 25°C, soit presque six fois celle de l’air. Le fluide diélectrique 4 a pour fonction d’absorber la chaleur générée par les dispositifs informatiques 2 qui sont immergés. Il est refroidi en continu par un système de refroidissement comprenant une pompe 10 configurée pour aspirer le fluide diélectrique 4 et le refouler dans un échangeur thermique 11, où il est refroidi avant d’être refoulé dans le bac d’immersion 3. Dans une forme de réalisation, le système de refroidissement comprend deux circuits de refroidissement comportant chacun une pompe 10 et un échangeur thermique 11, de sorte à garantir le refroidissement du fluide diélectrique 4, même en cas de panne de l’un des composants. Dans cette forme de réalisation, seul l’un des circuits de refroidissement est mis en fonctionnement à la fois, l’autre circuit de refroidissement étant redondant. Afin de faciliter la maintenance de l’installation 1, celle-ci comprend en outre : - un bac de filtrage 12 comprenant un premier compartiment 22 et un deuxième compartiment 23 séparés par une paroi centrale 24, une ouverture 25 étant formée dans la paroi centrale 24 de sorte à mettre en communication fluidique le premier compartiment 22 et le deuxième compartiment 23 ; - des moyens d’amenée du fluide diélectrique 4 du bac d’immersion 3 vers le premier compartiment 22 du bac de filtrage 12 ; et - un filtre 26 monté dans l’ouverture 25 de la paroi centrale 24. De plus, la pompe 10 est reliée à un orifice d’aspiration 32 qui débouche dans le compartiment inférieur 23 afin d’aspirer le fluide diélectrique après son passage dans le filtre 26. Le compartiment inférieur 23 s’étend de préférence sous le compartiment supérieur 22 de sorte que le compartiment inférieur 23 et le compartiment supérieur 22 sont donc empilés l’un au-dessus de l’autre suivant l’axe vertical pour que le fluide diélectrique 4 traverse le filtre 26 et s’écoule dans le compartiment inférieur 23 par gravité. Le volume du compartiment inférieur 23 peut être supérieur au volume du compartiment supérieur 22 afin qu’il serve de réservoir pour le fluide diélectrique 4. Le bac de filtrage 12 présente en outre une paroi de fond 20, des parois latérales 21, 7 s’étendant depuis la paroi de fond 20 et une ouverture. Par ailleurs, le couvercle de l’installation 1 est configuré pour recouvrir également l’ouverture du bac de filtrage 12. Cette configuration permet ainsi de faciliter la maintenance du filtre 26. En effet, le filtre 26 est facilement accessible et démontable depuis l’ouverture du bac de filtrage 12, sans nécessiter le démontage d’une partie de l’installation 1. Dans une forme de réalisation, le filtre 26 comprend un corps 28 qui est inséré dans l’ouverture 25 et un capot 29 qui s’étend dans le compartiment supérieur 22. Pour faciliter encore la maintenance, le filtre 26 comprend en outre un organe de préhension qui fait saillie du capot. L’organe de préhension peut par exemple comprendre une tige 30 s’étendant depuis le capot 29 en direction de l’ouverture du bac de filtrage 12 ainsi qu’une poignée 31 s’étendant à proximité d’une extrémité supérieure de la tige. De préférence, la poignée 31 est adjacente au couvercle et se trouve en dehors du fluide diélectrique 4 lorsque le filtre 26 est inséré dans l’ouverture 25. Pour cela, la tige 30 peut par exemple présenter une longueur sensiblement égale à la hauteur du compartiment supérieur 22 (la hauteur correspondant à la distance entre la paroi de fond 20 et l’ouverture du bac de filtrage 12). De la sorte, il suffit à un opérateur d’ouvrir le couvercle de l’installation 1, de saisir la poignée 31 du filtre 26, qui est facilement accessible et au sec grâce à la tige 30, et de tirer sur la poignée 31 pour extraire le filtre 26. Le filtre 26 peut par exemple comprendre un tamis en acier inoxydable à maille fine, typiquement inférieure ou égale à 0,5 mm. Par exemple, le filtre peut être une crépine en acier inoxydable ayant une maille de 0,5 mm. Ce type de filtre est en effet facile à nettoyer. Afin de faciliter l’écoulement vers le compartiment inférieur 23, la paroi centrale 24 peut être inclinée par rapport à un plan horizontal, par exemple suivant une pente comprise entre 1% et 5%, typiquement une pente de 2%. La paroi centrale 24 est alors inclinée de sorte que son point le plus bas corresponde à la partie dans laquelle est formée l’ouverture 25. Dans une forme de réalisation, l’ouverture 25 est formée à proximité d’une des parois latérales 21 du bac de filtrage 12 (voir FIG. 4 ). En variante, l’ouverture 25 pourrait être centrée par rapport à la paroi centrale 24, auquel cas la paroi centrale 24 est sensiblement pyramidale. Dans une forme de réalisation, l’orifice d’aspiration 32 s’étend dans une zone inférieure de l’une des parois latérales 21, 7, et la paroi de fond 20 du bac de filtrage 12 est inclinée en direction de l’orifice d’aspiration 32, par exemple avec une pente de l’ordre de 1%. Le fluide diélectrique 4 est donc déjà filtré par le filtre 26 lorsqu’il est aspiré par la pompe 10. La pompe 10 refoule le fluide diélectrique 4 filtré et l’envoie vers l’échangeur thermique 11, par exemple du type échangeur huile/eau de 50 kW à 100 kW afin d’obtenir une différence de température d’au moins 13°C entre l’entrée et la sortie du fluide diélectrique 4, sachant que la température de fonctionnement maximale visée du fluide diélectrique 4 est de 60 °C. La température du fluide diélectrique 4 entrant dans l’échangeur thermique 11 peut être comprise entre 30°C et 45°C, et sa température en sortie peut être comprise entre 45°C et 60°C (selon les conditions météorologiques extérieures). La température de l’eau froide entrant dans l’échangeur thermique 11 est de préférence inférieure ou égale à 40°C (30°C en hiver) et la température de sortie, après échange thermique avec le fluide diélectrique 4, peut être de l’ordre de 45°C à 55°C. Une fois refroidi, le fluide diélectrique 4 est renvoyé dans le bac d’immersion 3, de préférence par des orifices formés à proximité de la paroi de fond 5, typiquement dans la paroi de fond 5 ou en partie inférieure des parois latérales 6. De la sorte, le fluide diélectrique 4 refroidi remonte naturellement par convection le long des dispositifs informatiques 2, qu’il refroidit par transfert thermique. Le fluide diélectrique 4 est donc progressivement réchauffé par les dispositifs informatiques 2 jusqu’à ce qu’il atteigne la surface du bac d’immersion 3. Dans une forme de réalisation, les moyens d’amenée du fluide diélectrique 4 comprennent une pompe supplémentaire configurée pour aspirer du fluide diélectrique 4, chaud, en partie haute du bac d’immersion 3, et le refouler dans le compartiment supérieur 22 du bac de filtrage 12. Le bac de filtrage 12 peut donc être contigu au bac d’immersion 3 ou s’étendre à distance du bac d’immersion 3, selon la configuration des conduites reliant la pompe supplémentaire aux bacs 3 et 12. Dans une autre forme de réalisation, qui est illustrée sur les figures, les moyens d’amenée du fluide diélectrique peuvent être passifs et fonctionner par débordement. Pour cela, le bac de filtrage 12 est placé à proximité immédiate du bac d’immersion 3 dans l’installation 1 de sorte que le bac de filtrage 12 et le bac d’immersion partagent une paroi commune 7. Le bac de filtrage 12 peut par exemple s’étendre le long de toute la longueur du bac d’immersion 3. Le bac de filtrage 12 et le bac d’immersion 3 font donc partie d’une même cuve et sont simplement séparés par la paroi commune 7. De plus, une fenêtre 13 est formée dans la paroi commune 7 afin de mettre en communication fluidique le bac d’immersion 3 et le bac de filtrage 12. La fenêtre 13 présente une bordure inférieure 14 (côté fond), une bordure supérieure (côté couvercle) qui sont reliées par des bordures latérales. Enfin, le niveau de fluide diélectrique 4 dans le bac d’immersion 3 est supérieur au niveau de fluide 3 dans le bac de filtrage 12 de sorte que le fluide diélectrique 4 se déverse par la fenêtre 13 dans le bac de filtrage 12 lorsque son niveau atteint la bordure inférieure 14 de la fenêtre 13. Par niveau de fluide 3, on comprendra ici la distance, mesurée suivant un axe normal au support horizontal, entre le support et la surface du fluide 3. Le réglage du niveau de fluide 3 dans le bac d’immersion 3 est donc passif et dicté par la position de la bordure inférieure 14 de la fenêtre 13. En effet, dès que le niveau de fluide 3 atteint la bordure inférieure 14 de la fenêtre, le surplus de fluide diélectrique 4 déborde et s’écoule automatiquement dans le bac de filtrage 12, garantissant ainsi un niveau de fluide 3 stable et maîtrisé dans le bac d’immersion 3. La fenêtre 13 peut s’étendre sur tout ou partie de la longueur de la paroi commune 7. Par longueur, on comprendra ici la dimension de la paroi commune 7 dans un plan parallèle au sol entre les deux parois latérales 6 qui sont raccordées à la paroi commune 7. En variante, la fenêtre 13 peut être segmentée et être formée de plusieurs segments de fenêtre 13 disjoints répartis le long de la longueur de la paroi commune 7. Cette configuration permet en effet de raidir la paroi commune 7, tout en garantissant la faculté des fenêtres à maintenir le niveau de fluide diélectrique souhaité dans le bac d’immersion 3. Le ou les circuits de refroidissement sont de préférence placés en dehors du bac d’immersion 3 et du bac de filtrage 12. Par exemple, tout ou partie des circuits de refroidissement peuvent être placés dans un compartiment technique 27, qui peut jouxter le bac de filtrage 12 ou être 28 à distance du bac de filtrage 12. Dans l’exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 4, le compartiment technique 27 est contigu avec les bacs d’immersion 3 et de déversement 12 et s’étend sur la largeur et la hauteur des bacs 3, 12. Ce compartiment technique 27 comprend les deux pompes 10, les deux échangeurs thermiques 11 et les conduites reliant les pompes 10 au bac de filtrage 12 et aux échangeurs thermiques 11. Cette forme de réalisation permet de faciliter la maintenance des bacs d’immersion 3 et de déversement 12 en permettant un accès facile et au circuit de refroidissement. Installation (1) comprenant : - un bac d’immersion (3) configuré pour recevoir un fluide diélectrique (4) et comprenant des moyens de retenue configurés pour recevoir des dispositifs informatiques (2) de sorte que les dispositifs informatiques (2) sont immergés dans le fluide diélectrique (4) ; - un bac de filtrage (12) comprenant un premier compartiment (22) et un deuxième compartiment (23) séparés par une paroi centrale (24), une ouverture (25) étant formée dans la paroi centrale (24) de sorte à mettre en communication fluidique le premier compartiment (22) et le deuxième compartiment (23) ; - des moyens d’amenée du fluide diélectrique (4) du bac d’immersion (3) vers le premier compartiment (22) du bac de filtrage (12) ; - une pompe (10) configurée pour aspirer du fluide dans le deuxième compartiment (23) du bac de filtrage (12) ; et - un filtre (26) monté dans l’ouverture (25) de la paroi centrale (24) pour filtrer le fluide diélectrique (4) qui s’écoule vers le deuxième compartiment (23). Installation (1) selon la revendication 1, dans laquelle, lorsque l’installation est posée sur un sol, le premier compartiment (22) est placé au-dessus du deuxième compartiment (23) de sorte que le fluide diélectrique (4) s’écoule par gravité du premier compartiment (22) vers le deuxième compartiment (23). Installation (1) selon la revendication 2, dans laquelle le filtre (26) présente un capot (29) qui s’étend dans le premier compartiment (22) et un organe de préhension (30, 31) qui fait saillie du capot (29). Installation (1) selon la revendication 3, dans laquelle l’organe de préhension comprend une tige (30) s’étendant depuis le capot dans une direction opposée par rapport au deuxième compartiment (23) et une poignée (31) fixée au bout de la tige (30). Installation (1) selon la revendication 4, dans laquelle, lorsque le filtre (26) est monté dans l’ouverture (25), la poignée (31) est au-dessus de la surface du fluide diélectrique (4). Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la paroi centrale (24) est inclinée par rapport à un plan horizontal et le filtre (26) est positionné à un point bas de la paroi (24). Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle le bac de filtrage (12) est séparé du bac d’immersion (3) par une paroi de séparation (7) et les moyens d’amenée comprennent une fenêtre (13) qui est formée dans la paroi de séparation (7) de sorte à mettre en communication fluidique le bac d’immersion (3) et le bac de filtrage (12), un niveau de fluide diélectrique (4) dans le bac d’immersion (3) étant supérieur à un niveau de fluide diélectrique (4) dans le bac de filtrage (12) de sorte que le fluide diélectrique (4) se déverse par la fenêtre (13) dans le bac de filtrage (12) lorsque son niveau atteint une bordure inférieure (14) de la fenêtre (13). Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle les moyens d’amenée comprennent une pompe supplémentaire configurée pour aspirer du fluide diélectrique dans le bac d’immersion (3) et le refouler dans le premier compartiment (22) du bac de filtrage (12). Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant en outre au moins un dispositif informatique (2) immergé dans le fluide diélectrique (4) et monté dans les moyens de retenue (8). Centre de données comprenant une installation (1) selon l’une des revendications 1 à 9 et des dispositifs informatiques (2) montés dans les moyens de retenue (8).