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Actualité de l'ENS de Lyon

La transition écologique : une préoccupation au cœur des activités et des recherches du CBPsmn

intérieur cuve d'immersion cooling
Reportage
 

Emmanuel Quémener, ingénieur de recherche au Centre Blaise Pascal de Simulation et Modélisation Numérique (CBPsmn) de l’ENS de Lyon, nous ouvre les portes de ses salles informatiques. Ce "pilote d’essais informatique"» est particulièrement sensible aux questions de transition écologique, ce qui influence ses approches de gestion de projets. Comme l’illustrent ses travaux sur l’immersion cooling. Alors pour découvrir comment recherche et transition avancent de pair, suivez le guide !

 

Mots d’ordre ? Recyclage, réemploi, adaptation

Penser transition écologique quand on gère un parc de centaines de machines, suggère de penser coût carbone. Ou plutôt coûts carbone, car il sont au nombre de trois : celui de production et acquisition, celui de mise à disposition et d’exploitation et celui de sortie. Pour amortir le coût de fabrication, prolonger le temps d’exploitation et recycler les équipements sont de mises. Le calcul semble facile… et pourtant ! Chaque composant d’une machine n’a pas le même vieillissement. Ainsi, envoyer à la casse (et même au recyclage) tous les éléments d’un même équipement revient à jeter des composants pouvant servir encore bien des années. C’est là qu’intervient Emmanuel Quémener.

salle machine learning
La salle d’apprentissage automatique

Premier arrêt de notre visite : la salle d’apprentissage automatique, ou machine learning. Cette nouvelle salle collaborative a été montée avec l’aide de la région, laquelle a financé les écrans. Ces derniers, difficilement transformables et évolutifs, sont les dispositifs au plus haut coût carbone de la salle. Pour le reste, c’est du réemploi. Sous leur capot, les machines sont constituées à partir d’ordinateurs jugés obsolètes : boîtiers, processeurs, barrettes mémoires, disques durs… Tous les composants en état de fonctionnement sont récupérés puis recombinés avec pour seul composant neuf une carte graphique additionnelle. L’objectif ? Une extension maximale de la durée de vie des équipements. "Avec des processus de requalification et des méthodes résilientes, l'âge des machines n'est plus un problème. Cette approche répond à une mission du CBPsmn, laquelle est de fournir un équipement de grande diversité, optimisé pour le travail visé", dixit notre guide.

Ainsi, sur 300 machines en fonction, 90% sont des matériels largement hors garantie, des récupérations d'autres unités ou des achats d'occasion . Avant de fermer la porte, extinction des lumières… et des machines. Car tous les gestes comptent. Chaque matin, Emmanuel confie à un automate logiciel l’allumage des 64 postes des 4 salles de formation qu’il gère. Chaque soir, l’automate ordonne de les éteindre. Quant aux stations qui tournent en continu, là aussi notre informaticien soucieux d’écologie a une solution. Depuis l’hiver dernier, une demi-douzaine de stations de travail aux processeurs particulièrement gourmands en électricité, et donc particulièrement générateurs d’air chaud, ont été placés dans des bureaux. L’objectif de l’année était de tripler ce nombre, il sera atteint sans difficulté ! Accessibles à distances par les utilisateurs, ces machines deviennent des chauffages d’appoint pour les collègues.

Et si on immergeait les machines ?

datacenter
Dans les allées du centre de calcul

Cependant, cette chaleur est un élément à gérer dans un centre de calcul, surtout quand il s’étend sur 200 m², comme celui de l’ENS de Lyon. Le datacenter héberge l’informatique administrative, celle des laboratoires de recherche et des centaines de serveurs de calcul. Afin d’éviter la surchauffe, ces machines, tout comme nos ordinateurs de bureau, sont équipées de radiateurs qui évacuent la chaleur des processeurs et de ventilateurs qui la dissipent dans l’air. De quoi faire monter la température de la pièce… et le niveau sonore ! On comprend mieux pourquoi il a fallu s’équiper d’un casque anti-bruit. Et pour échapper à l’ambiance sauna, il faudrait un équipement spécial, coûteux en énergie, dont l’amortissement ne serait pas garanti. Ainsi, en pleine canicule 40 % d’énergie supplémentaire sont nécessaire pour refroidir ce datacenter, contre 10 % en hiver.

Ce qui nous amène à la fin de notre visite et la présentation du dernier projet de recherche d’Emmanuel Quémener : l’immersion cooling (ou refroidissement par immersion). Ici, au lieu d’être à l’air libre, les machines tournent dans de l’huile minérale ou végétale. Ce procédé présente plusieurs avantages. Nul besoin de radiateurs ni de ventilateur : l’huile, très caloportrice, présente un environnement homogène où les machines fonctionnent sans dommage à haute température. Un gain de place, d’énergie et de longévité. Cette homogénéité limite les perturbations entre machines, parfois constatées dans un centre de calcul traditionnel. Enfin, la chaleur générée peut être facilement récupérée à l’aide d’un échangeur à eau : une eau chaude plus facile à refroidir en plein été et salutaire comme appoint au réseau de chauffage en hiver.

cuve immersion cooling
Cuve de refroidissement par immersion
intérieur cuve immersion cooling
Les composants sont immergés dans de l'huile végétale ou minérale

Le projet, mené en partenariat public-privé, est au stade expérimental. Pour le moment, Emmanuel Quémener travaille sur des machines clonées, afin de comparer les résultats entre les deux environnements, air et huile. Il réalise également des tests de réversibilité, indispensables à la bonne réutilisation des éléments. Si les composants électroniques semblent bien répondre, les câbles de connexion se raidissent, un bémol pour un réemploi. Le stockage massif des données, dont les disques doivent tourner à pression atmosphérique, resterait géré dans le centre de calcul traditionnel. L’immersion cooling deviendrait alors l’environnement des machines pour les calculs haute performance. L’huile employée, à l’origine minérale, est maintenant une huile de friture recyclée, à coût carbone considéré comme négatif ! Une idée qui n’est pas pour déplaire à notre ingénieur de recherche.

Et pour ceux qui se demandent si les actions d’Emmanuel Quémner s’arrêtent aux portes du CBPsmn, prolongez la visite par un tour dans le jardin du campus Descartes. Vous y trouverez une cabane pour hérissons réalisée en palettes de transport de machines. Avec un peu de chance, vous apercevrez même dépasser le museau d’un des habitants.
 Maison pour hérissons

Le Numérique Responsable à l'ENS de Lyon

Le numérique est au cœur des enjeux de la transition écologique à l'ENS de Lyon, qui s'inscrit dans une démarche d'amélioration continue qui vise à améliorer l'empreinte écologique et sociale du numérique. Le Groupe de travail numérique responsable mis en place dans le cadre des travaux de la mission Transition écologique est animé par Viviane Delattre, directrice des systèmes d'information de l’École. Ce GT a conçu un guide des bonnes pratiques, visant à encourager la sobriété numérique de toutes et tous dans l’usage des outils numériques.

Découvrez les actions mises en place par le groupe de travail

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