Avec la popularisation des applications d'intelligence artificielle, le nombre de centres de données connaît une croissance rapide, et leur demande en électricité exerce une pression sur le réseau électrique. Une part importante de cette électricité n'est pas utilisée pour le calcul, mais pour le refroidissement des serveurs. Des chercheurs de la Tandon School of Engineering de l'Université de New York ont récemment proposé une solution alternative : utiliser des matériaux zéolitiques pour stocker la chaleur fatale industrielle et fournir de l'énergie de refroidissement aux centres de données, ce qui pourrait réduire la consommation électrique liée au refroidissement de 86 %.
Le matériau clé de cette proposition est la zéolite, un minéral à structure microporeuse doté d'une forte capacité d'absorption d'eau et de libération de chaleur. Lorsque la zéolite sèche entre en contact avec de la vapeur d'eau, elle libère de la chaleur ; lorsqu'elle est chauffée, elle libère de la vapeur d'eau et retrouve son état sec. Ce cycle réversible lui permet de stocker et de libérer de l'énergie thermique. Les chercheurs envisagent que dans des installations industrielles telles que les usines chimiques ou les raffineries, la chaleur fatale à basse et moyenne température (inférieure à 200 degrés Celsius) puisse être utilisée pour sécher la zéolite, « chargeant » ainsi la « batterie thermique ». La zéolite chargée serait ensuite transportée par camion ou par rail jusqu'au centre de données, où elle absorberait la chaleur dans la salle des serveurs grâce à un processus d'évaporation de l'eau, remplaçant ainsi les groupes frigorifiques à compression traditionnels et réduisant la consommation électrique.
L'équipe de recherche a évalué les performances du système sur la base d'un modèle thermodynamique. Les résultats montrent que, par rapport aux méthodes de refroidissement traditionnelles, ce système combiné pourrait réduire la consommation électrique totale liée au refroidissement du centre de données et de l'installation industrielle de plus de 75 %, avec une réduction pouvant atteindre 86 % pour la consommation électrique de refroidissement du centre de données. En termes d'indicateurs d'efficacité énergétique, l'efficacité énergétique (PUE) du centre de données pourrait être améliorée de 12 %. Concernant la consommation d'eau, le système combiné utilise environ 15 % à 25 % d'eau en plus, mais la consommation d'eau de l'installation industrielle elle-même est significativement réduite grâce à l'utilisation de la chaleur fatale, et l'eau libérée lors du processus de charge de la zéolite peut être partiellement recyclée.
La faisabilité de ce modèle dépend de la proximité entre le centre de données et l'installation industrielle. Après une analyse géospatiale des installations industrielles américaines, les chercheurs ont constaté que la distance moyenne entre un centre de données et les 10 sites industriels les plus proches est de 57 kilomètres. Même en tenant compte de l'énergie consommée pour le transport de la zéolite, l'utilisation de camions électriques permettrait toujours une économie nette d'électricité, et le transport ferroviaire pourrait réduire davantage la consommation d'énergie. Actuellement, ce système est encore au stade de la modélisation et fait face à des défis techniques tels que la conception du lit de zéolite, l'efficacité du transfert de chaleur et la coordination opérationnelle. L'équipe de recherche discute actuellement avec des entreprises du secteur des possibilités d'étendre l'échelle d'application.
Cette étude a été réalisée par Darrick M. Malapragada, professeur adjoint au département de génie chimique et biomoléculaire, l'expert en zéolites Pavel Kots, professeur adjoint, et le chercheur postdoctoral Gilvan Farias Neto. Le préprint a été publié sur le serveur ChemRxiv. Les chercheurs estiment que transformer le problème du refroidissement en un problème de flux thermique pourrait aider les centres de données à croître sans alourdir la charge sur le réseau électrique, tout en permettant une utilisation efficace de la chaleur fatale industrielle comme ressource.
Plus d'informations : Auteurs : Gilvan Farias Neto et al., Titre : « Zeolite-Based Thermal Energy Storage for Data Center Cooling Using Industrial Waste Heat », Publié dans : ChemRxiv (2026).
