Les bancs de charge pour centres de données : leur rôle et leur importance

Un groupe électrogène de 2 000 kVA fonctionne au ralenti pour alimenter une charge du bâtiment de 200 kVA pendant trois ans d'affilée. Le groupe électrogène démarre tous les mois, fonctionne pendant vingt minutes, puis s'arrête à nouveau.

Puis, le réseau électrique subit une chute de tension, et ce même générateur doit passer de 10% de sa puissance nominale à 90% en moins de dix secondes. C'est la première fois qu'on lui demande d'effectuer une telle opération, et il échoue. 

C'est précisément cette lacune qu'un banc de charge pour centre de données est destiné à combler. Les groupes électrogènes de secours et les onduleurs fonctionnent constamment à charge partielle et presque jamais à la charge pour laquelle ils ont été dimensionnés. Une installation peut passer avec succès tous les tests mensuels des groupes électrogènes pendant des années sans pour autant disposer de preuves tangibles que le système tiendra le coup lors d’une véritable panne touchant l’ensemble du bâtiment. C’est pourquoi vous avez besoin de bancs de charge. 

En bref : ce qu'il faut savoir sur les bancs de charge

• Un banc de charge est une charge électrique contrôlée et réglable, utilisée pour tester les générateurs, les systèmes UPS et les équipements de distribution d'énergie à une puissance spécifique et reproductible. 
• L'enquête 2024 de l'Uptime Institute a révélé que 54% d'opérateurs ont déclaré que leur dernière panne majeure leur avait coûté plus de $100 000, et que les problèmes d'alimentation électrique restent la principale cause des pannes graves dans les centres de données.
• NFPA 110 nécessite des essais supplémentaires sur banc de charge lorsque les essais mensuels des groupes électrogènes ne permettent pas d'atteindre 30% de la puissance nominale, notamment pour éviter l'agglomération humide et l'accumulation de carburant non brûlé dans les moteurs diesel.
• Les différents types de bancs de charge (résistifs, réactifs, etc.) simulent chacun un type différent de demande réelle. 
  

À quoi sert réellement un banc de charge ?

Un banc de charge prélève de l'énergie sur un générateur, un onduleur ou un réseau de distribution, puis la convertit en chaleur — généralement dissipée par un système de refroidissement — à un niveau que vous contrôlez. C'est là tout son intérêt : il vous permet d'appliquer une charge connue et réglable à la demande, plutôt que d'attendre qu'une demande réelle du bâtiment ou une véritable coupure de courant révèle les performances des équipements.

Lors de la mise en service, les bancs de charge permettent de tester les générateurs, les onduleurs, les systèmes CVC, les barres omnibus et les unités de distribution électrique avant la mise en service d'une installation. Sans bancs de charge, la charge informatique réelle n'est généralement pas encore suffisante pour mettre le système à l'épreuve. En cours d'exploitation, les bancs de charge permettent de vérifier que les équipements dimensionnés pour faire face à une panne totale du bâtiment sont effectivement capables de fournir cette capacité, et pas seulement la fraction de celle-ci sollicitée par les opérations quotidiennes.

Si un groupe électrogène fonctionne presque toujours à 10-15% de sa charge nominale, on peut facilement y voir un avantage, car cela évite de soumettre votre installation à une contrainte excessive. Le problème lié à un fonctionnement à faible capacité est qu’il risque de ne pas fonctionner à plein régime lorsque vous en aurez réellement besoin.

Un fonctionnement à faible charge entraîne une combustion incomplète. Cela conduit à empilement humide: des résidus de carburant non brûlé et des dépôts de carbone s'accumulent à l'intérieur du système d'échappement. Ces dépôts réduisent les performances au moment même où vous avez besoin d'une puissance maximale.

La norme NFPA 110 aide les équipes à s'y retrouver. Si vos essais mensuels n'atteignent jamais 30% de la puissance nominale du groupe électrogène, vous êtes tenu d'effectuer à la place un essai annuel avec banc de charge. Cela implique généralement de faire fonctionner le groupe électrogène à une charge de 50% pendant 30 minutes, puis à une charge de 75% pendant une heure. Cela permet d'éliminer les dépôts accumulés et de vérifier que le groupe électrogène est effectivement capable d'atteindre sa pleine puissance.

Comment choisir le banc de charge adapté

Déterminer le type de banc de charge dont vous avez besoin constitue la première étape d'une mise en œuvre réussie.

Les bancs de charge résistifs simulent une demande électrique simple, similaire à celle des charges d'éclairage et de chauffage, et constituent le choix standard pour les essais de référence de la capacité des groupes électrogènes et des onduleurs.

Les bancs de charge réactifs ajoutent une charge inductive, reproduisant ainsi le comportement des moteurs, des transformateurs et d'autres équipements présentant un facteur de puissance en retard, ce qui est important si la charge réelle de votre installation n'est pas purement résistive. 

Les unités combinant résistance et réactance vous permettent de régler un facteur de puissance spécifique afin de correspondre à votre profil de charge réel, plutôt que d'effectuer des essais par rapport à un modèle simplifié de celui-ci.

Les bancs de charge mobiles et montés sur conteneur permettent d'étendre cette solution aux sites ne disposant pas d'une infrastructure d'essai permanente, ce qui permet de procéder à la mise en service et aux essais périodiques là où se trouve effectivement le groupe électrogène ou l'onduleur.

L'évaluation de la capacité d'un centre de données ne se limite pas à la consommation électrique

Dans un centre de données, personne ne se contente de croire sur parole la puissance nominale d'un groupe électrogène. On le soumet à un test de charge, on recueille les données, et ce n'est qu'alors qu'on lui fait confiance pour alimenter le bâtiment. Ce réflexe reste utile même lorsque l'équipement en question est hors service et non en fonctionnement.

La plupart des prestataires de services ITAD vous demandent de faire exactement le contraire : prendre un certificat de destruction pour argent comptant, alors que personne ne se contenterait de se fier aux valeurs indiquées sur la plaque signalétique d'un groupe électrogène. exIT Technologies applique la norme relative aux bancs de charge à démantèlement de centre de données, une traçabilité documentée depuis le retrait jusqu'à l'élimination finale, ce qui permet de vérifier ce qu'il advient réellement du matériel, et non pas seulement de se contenter d'affirmations.

Vous ne confieriez pas le fonctionnement d'une installation à un générateur qui n'a pas fait ses preuves sur la base de ses seules promesses. Il n'y a aucune raison valable de gérer la cession de vos actifs de cette manière non plus.