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ANG DATACENTRE AUTRANS OCT 2011:Construire sa salle IT: une approche globale

Speaker: Damien GIROUD - APC By Schneider ElectricTel: 06 85 93 89 83 - Email: [email protected] om

Schneider Electric IT Business Unit – Damien GIROUD - Oct 2011

6 Tendances de notre planète

EnergieLe défi essentiel pour notre planète

L’émergence d’ économies nouvellesLa chance de notre génération

ConnectivitéAvec tout, partout et à tout moment

MondialisationPour profiter de ce qu’il y a de meilleur dans le monde

Simplification des SolutionsPour palier à la compléxité croissante de notre vie et de notre travail

SécuritéUne préoccupation mondiale et partagée


…et les tendances liées aux Datacenter

Financières

● Modularité● Green IT: DD / EE/ CO 2 <● Consolidation● Outsourcing des infrastructures

Opérationnelles

● Infrastructures électrique et de refroidissement vieillissantes

● Densités électriques variables (études sur 2320 entités – DC research Group US et EMEA –5Kw/rack + de + en + de zone Haute densité requise 20kw/rack

IT● Virtualization● Cloud Computing● Changement de visage

d’Internet “thinks apps” ��

focus sur “obtenir” plutôt que“chercher”


Challenges les plus significatifs dans les Datacenter s pour les années à venir

Source: Gartner, “Top Concerns From the 2010 U.S. Data Center Conference: Where Should Budgets Be Spent?” February 2011,. Note: Results reflect electronic interactive poll of attendees of the Gartner 2010 U.S. Data Center Conference Welcome Address.”

Data center space, powerand/or cooling remained the top challenge “

”

Data center space, power and/or coolingbecause of equipment sprawl

Developing a private/public cloud strategy

Aligning activities with the business

Modernizing of our legacy applications

Managing the rate of technology change

Finding/retaining IT talent

Virtualization

Making do with smaller budgets

Determining how to source IT services

Percentage of Respondents

Foundational BUSINESS OVERVIEW Rev 2


Data Center: challenges identifiés

DATA CENTRE

Haute Disponibilité

Adaptabilité & FlexibilitéManagement des Capacités

Capacité à la demande

Cyle de vie court de l’IT

Consolidation ITHaute DensitéVirtualisation

Conformité aux normesDéficit de ressources & budget

Management EnergétiqueEfficacité Energétique

Sécuriser les revenusReduire le TCO

Service Level Agreement

Architecture & standards ouverts

Sûreté & Sécurité

Interopérabilité du Système


Expertise générale de Schneider electricBaie-rangée-salle-batiment

Un Un portefeuilleportefeuille de solutions et de solutions et dd’’expertiseexpertise qui qui permetpermet un un design design completcomplet pour pour amamééliorerliorer la la disponibilitdisponibilit éé et et

ll ’’efficacitefficacit éé, et la , et la densitdensit éé..

Nos produits

Nos partenaires

Genset

EquipementIT

MV

sw

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oard

Grid

pow

er

~~~~M

ain

L

V

sw

itchb

oard

Chillers

Onduleurs

Lighting

OfficesBureaux

Buswaydistribution

PDU

securité

securitéincendie

Structured cabling

Rack PDU

Baies

Mai

n

LV

s

witc

hboa

rd

Raised floor

Row -based cooling

STS Rangée/baieonduleur

Confinement d’air

Heat rejection

Room -based cooling

Transformer

~~~~

IT floor


Scope technique

Puissance● THT / Moyenne Tension● Basse Tension● Automatisme/Inverseurs de source● UPS● Groupe Electrogènes● Armoires de distribution● Compteurs d’énergie

Refroidissement● Groupes Froids● Distribution d’eau● Systèmes de free-cooling● PAC, stockage de glace● Echangeurs de chaleur● Automatisme/Systèmes de régulation

Monitoring et systèmes de management● SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) systems● Enterprise Management Software System

Salle IT● Structure de la salle et usage● Distribution de froid - Ventilation● Racks: installation & câblage● IT hardware typologie

Sécurité du bâtiment● Détection/protection incendie● Contrôle d’accès● Fermeture● Réseau vidéo surveillance● Eclairage

Définition de l’architecture du Bâtiment


Choisir son bâtiment / sa salleLocalisation géographique• Eviter périmètre Seveso – Sinon identifier le niveau de seuil et l’impact • Eviter la proximité de zone dangereuse (axes décollage, fret ferroviaire, ligne HT, innondable…)• S’assurer de la proximité de poste source ERDF (180/250€ du ml) et de la disponibilité de puissance (énergie dispo + possibilité de redondance)• S’assurer de la proximité de réseau de fibres (100€ ml si GC) ou de fourreaux (5€/ml sans GC)• Vérifier les contraintes de voisinage (bruit, vibrations, rayonnement)• Récupérer les statistiques météo et/ou spécificités géologiques• Identifier les opportunités de voisinage (récupération de chaleur…)

Design de la salle• Eviter les poteaux• Charge au sol > 1,5 t/m2• Prendre en compte la surface utile/espace de circulation: 1 rack / 2-3m2

• Prévoir les espaces annexes: salle réseau, salle intégration, bureaux opérateurs• Limiter les apports thermiques extérieurs (bannir les baies vitrées orientées plein sud)• Ne pas oublier les locaux techniques (Elec/froid)• S’assurer de la possibilité de mettre en place un niveau de sécurité suffisant


Dimensionner ses équipements:

Connaître la charge IT (identifier les profils de s erveurs)• Déterminer une densité moyenne (4/8/15/20 kW par racks)• Connaître le débit d’air nécessaire (blade 200m3/h/kW versus pizza 290m3/h/kW) et le sens de refroidissement des charges (notamment pour les switch) • Se faire une idée du rythme de déploiement sur 3 à 5 ans � granularité de la solution• Vérifier le mode d’alimentation des charges � simple/double/triple alimentation

Déterminer les possibilités de granularité des briqu es de base• Cellule MT � faible• Transformateurs de puissance MT/BT � moyenne• Groupe électrogène � moyen -• Groupe froid � moyen• TGBT amont � Faible• UPS � élevé• TGBT aval UPS � élevé• Unités de climatisation � moyen +• Baies / Rack PDU � élevé• Réseau d’eau glacée � moyen –


Choisir le type d’architecture:

Comment définir le niveau de disponibilité:• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4


Uptime Institute TIER

• Le « tiers 1 » désigne les data centres n’ayant qu’u ne seule voie pour l’alimentation électrique et le refroidissement, sans redondance d es éléments.Ces centres ont une disponibilité nominale de 99,671 %, correspondant à un temps d’arrêt cumulé moyen de 28,8 heures par an.

• Le « tiers 2 » groupe les data centres ayant aussi u ne voie unique pour l’alimentation électrique et le refroidissement, mais ayant par ai lleurs des éléments redondants permettant d’atteindre une disponibilité nominale de 99,749 (soit 22 heures d’arrêt).

• Le « tiers 3 » est plus évolué : il comporte plusieur s voies d’alimentation et de refroidissement dont une seule est active. Des élém ents sont doublés et la maintenance peut se faire souvent sans avoir à arrêter les machi nes. La disponibilité est de 99,982%, soit 1,6 heures d’arrêt dans l’année.

• Le « tiers 4 » est le plus exigeant : il possède plu sieurs voies actives en parallèle pour les alimentations et le refroidissement. Beaucoup d ’éléments d’infrastructure sont doublés et « tolérants aux pannes ». La disponibilit é résultante est de 99,995% correspondant à 0,4 heures par an.

Source: CRIP – Livre Blanc Datacenter analyse et ten dance vers le DC idéal


Tier Classification requirements● UPTIME INSTITUTE Tier III

requirements

“Concurrently Maintainable Site Infrastructure”

● Redundancy of capacity components“Redundancy of non reliable components

(MV utility, UPS, chillers, cooling units, …)

● Planned maintenance can be performed without servers shutdown

“Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown”

● Some single points of failure (SPOF) can exist

“Some failures on distribution path may cause a DC shutdown : the architecture is not fully redundant”

● UPTIME INSTITUTE Tier IV requirements

“Fault tolerant Site Infrastructure”

● No single points of failure (SPOF) can exist

“Two physically separated systems and distribution path”

● Planned maintenance can be performed without servers shutdown

“Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown”

● Emergency generator plant is considered as the main source

“Need 2 redundant emergency power plant”




• L’approche par l’étude de fiabilité � définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF

• L’approche par les SLA � remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre la redondance IT - PRA/PCA)


Tier III + architectures : 2N type

BENEFITS :

Fully redundant architecture� No SPOF� High reliability level

CAPEX less than Tier IV� Only one utility delivery� Only one (N+1) generation plant

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

2000 KVA

MV

LV

2000 KVA

MV

LV

EG EG EG

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

2000 KVA

MV

LV

2000 KVA

MV

LV

EG EG EG

2000

kVA2000

kVA

2000

kVA

2000

kVA

1800 KVA 1800 KVA


Tier III + architectures : N+1 type

BENEFITS :

Fully redundant architecture�No SPOF�High reliability as Tier III+ 2N

CAPEX less than Tier III+ 2N type� Installed capacity drops from 4/4 to 3/4

Reduced footprint

OPEX less than Tier III+ 2N type� 63 % load factor instead of 50 %

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

AC

DC

DC

AC

2000

kVA

MV

LV

MV

LV

MV

LV

EG EG EG

1200 KVA

2000

kVA

1200 KVA

1200 KVA

2000

kVA


Cooling plant 1 POD : Tier III+ (n+1)

DN200

Ballon

Tampon

+ Exp

DN150

Ballon

Tampon

+ Exp

DN150

Ballon

Tampon

+ Exp

DN150

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN80

DN50

DN50

DN32

DN50

DN50

DN50

DN50

DN32

Injection

Produit tra

itement

Remplissage

C D

BENEFITS :

Redundant architecture� Limited SPOF� High reliability level

CAPEX less than Tier IV�No full capacity duplicated�2 pathes� Capacity to isolate element


Cooling plant 2 PODs : Tier III+ (n+2)

Sur 1 Sur 2Sec 1 Sec 2

BENEFITS :

Redundant architecture� Limited SPOF� High reliability level

CAPEX less than Tier IV�No full capacity duplicated�2 path� Capacity to isolate element�Charge can be partially producedfrom 1 way to another

X X





• L’approche par les SLA � remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA)

� retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering


Architecture élec multi-tiering







Quel mode de distribution électrique privilégier:• Indice de service à retenir pour ses TGBT: de 111 à 333 – Que choisir ?


Indice de Service: un compromis disponibilité / évolutivité







Quel mode de distribution électrique privilégier:• Indice de service à retenir: de 111 à 333 – Que choisir ?

• Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU – Que choisir ?


Décentraliser les protections électriques

●Au niveau des rangées de baies avec cheminement sur le toit pour « désengorger » le faux plancher et faciliter le cheminement de l’air

Source A

Source B

Source A

Source B


Décentraliser les protections électriques


Distribution par disjoncteurs modulaires, intégrées dans la salle

Coffret de dérivation


Alimentation par Canalis ibusway+ coffrets disjoncteurs modulaires mesurés







Quel mode de distribution électrique privilégier:• Indice de service à retenir: de 111 à 333 – Que choisir ?

• Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU – Que choisir ?

• Modularité de l’architecture UPS ou onduleur modulaire ? Ou les 2 ?


Exemple d’architecture modulaire(redondance N+1)

3 x 120kW ou 10 x 25kW ?

225kW de charge informatique Ecart de rendement lié au taux de charge : 5%.

� 8400 €HT sur la facture électrique


500kW d’onduleur modulaire à haute efficacitéénergétique

25kW50kW75kW100kW125kW150kW175kW200kW225kW250kW275kW300kW325kW350kW375kW400kW425kW450kW475kW500kW



Définir le niveau de sécurité souhaité:• Pour l’accès au bâtiment: ex - Méthode des cercles concentriques:La sécurisation des locaux se fait par cercles concentriques des abords des bâtiments, aux limites du bâtiment vers l’intérieur des locaux. Plusieurs outils sont disponibles. Les protections mécaniques servent à dissuader, retarder et parfois empêcher les intrusions. Ces protections (clôtures, murs, portes, fenêtres, serrures) font l’objet de normalisation.

SIte

Commun

Clim Elec

Salle IT/Telecom

Peu Sensible

Très sensible



Pour la sécurité Incendie:

• Ne rien faire

• Détection seule

• Extinction en vue de protéger le bâtiment: Sprinkler

• Extinction en vue de protéger la charge: brouillard d’eau, gaz

De la brique « courant faible »:

• Nombre d’arrivée FO – localisation géographique

• Distribution FO/Cuivre – Virtualisation du réseau

• Choix du cheminement des câbles


Précautions à prendre:

Séparation des flux• CFO/CFA• CFO/réseau d’eau/condensats• Cheminement Voie A voie B / Cloisons coupe-feu

Bien identifier les SPOF• Une architecture 2N sur l’élec peut être mise à défaut si l’on oublie de redonder les pompes ou les GF

Un coup de poing « arrêt d’urgence » mal placé peut compromettre la disponibilité

Ne pas négliger/oublier les auxiliaires• Choix/position de l’éclairage de la salle• Sécuriser le contrôle commande (onduler les automates, les climatiseurs, secourir les pompes, les GF…)

Garder à l’esprit les obligations/contraintes réglem entairesNorme NFC15-100, ICPE, besoin de PC, Organisme de contrôle…


Choisir le bon mode de refroidissement:

La densification des applications IT véritable chal lenge:• Consolidation/virtualisation• Serveurs multi-cœurs, châssis multi-serveurs• Augmentation de la fréquence d’horloge des processeurs

Rack


Choisir le bon mode de refroidissement:

Les plages de refroidissement s’élargissent:• ASHRAE: élargissement des tolérances de température et d’hygrométrie• CoC Européen des DC: Idem• Autorise la mise en œuvre simplifiée de solutions de free-cooling


Problèmes rencontrés dans les salles informatiques●Mélange des flux d’air (chaud et froid) beaucoup trop important :

• Pas d’urbanisation en allées chaudes et froides

• Disposition des armoires de climatisation non optimale• Disposition aléatoire des dalles perforées

� Flux d’air imprévisibles, baisse du rideau d’air chaud, surconsommation des climatiseurs


Distribution de l’air climatisé difficile !

HAUTEUR RECOMMANDEE DU FAUX PLANCHER

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8

densité des baies en kW

haut

eur e

n cm


1ère étape: Séparation drastique des flux d’air (chaud et froid).●Séparation des allées chaudes et froides

●Pour faciliter une distribution optimale de l’air grâce à la séparation du parcours de l’air en entrée (froid) et en retour (chaud)

●Pose systématique d’obturateurs en face avant des baies pour combler les espaces vides


Allée chaude – Allée froide

Architecture traditionnelle de la plupart des Data Centers aujourd’hui

Ok pour charges max de < 4kW par baie


Solution: efficace pour des baies moyenne densité● Au delà de 4kW par baie des changements de flux d‘air sont

constatés.


Plus d’air à travers les dallesAccroitre la quantité d’air en accroissant la pression dans le faux plancher

=> Plus d’air = Plus d’électricité; plus de pression = Plus d’éléctricité=>Limite physique des dalles ventilées de faux plancher


Adapter sa solution de refroidissement à la charge IT

CapacitékW

Densité

5kW

10kW

13kW27kW 20kW

45kW

60 kW

120 kW

4kW /rack

30kW /rack

20kW /rack

10kW /rack

7kW /rack

In RowHACS

400 kW


Le climatiseur de précision dans la rangée:idéal pour la moyenne et haute densité

●Consommation électrique réduite de 15% grâce à l’architecture InRow™●Positionnement du système de refroidissement à la

source de chaleur, permettant d’empêcher la recirculation de l’air chaud dissipé vers les équipements IT sensibles

●Alimentation des ventilateurs amoindrie comparée au système de faux-plancher traditionnel

●Garantie du maintien des températures de consignedes équipements informatiques

●Des ventilateurs qui accélèrent ou ralentissent en fonction des changements de charge de chaleur IT.


Close-coupled Cooling™Climatisation

In-row

Fonctionne avec ou sans faux-plancher

L’air froid est diffusédans l’allée froide

Allée Froide

L’air de l’allée chaudeentre par l’arrière, pour

éviter les mélanges

Chaleur capturée et réinjectée dans l’eau

glacée

Allée

chaude


Climatiseur InRowLa vitesse variable des ventilateurs optimise l’efficacité en adaptant le flux d’air à la demande dynamique de refroidissement

Unités InRow ® Peut être mis en œuvre avec

ou sans faux plancher

Le flux d’air chaud en provenance des équipements informatiques est capturé

par l’aspiration des climatiseurs et évite son mélange avec l’air froid

Le flux d’air froid est projeté dans l’allée froide en face avant

des baies

La chaleur est évacuée jusqu’àl’échangeur du

groupe froidUnité de refroidissement

InRow ®


Le climatiseur Overhead cooling: s’intègre dans les salles existantes

InRow Pumped Refrigerant

Dual A-B Power Inputs

Power redundancy & protection

Micro Channel Heat Exchanger

Improved heat transfer and thermal performance

Integrated Lighting

Motion activated integrated lighting, replaces room lighting in hot aisle.

Variable Speed Hot Swappable Fans

Rightsizing cooling capacity, energy savings

Rollers

Allows for easy installation & removal


Comment cela fonctionne-t-il ?

Refrigerant Distribution Unit (RDU) IT Racks

InRow OA

Piping from RDU to OA

Piping from RDU to Chiller

Containment Curtain

Drop Ceiling

OA Frame

Min

imum

cei

ling

heig

ht –

3.1m


Système de confinement en allée chaude Vs système de confinement en allée froide

Source: Knuerr Application Report; Cold Aisle Containment in Computing Center,

Les 2 approches évitent le mélange de flux d’air chaud et froid. Cequi permet de mieux prévoir et d’analyser l’environnement thermique.

L’air chaud dissipé estconfiné dans l’allée chaude

L’air froid est diffusé dans la salle

L’air froid est diffusé dans l’alléefroide

L’air chaud est diffusé dans la salle


Architecture du système de confinement en allée froide

●Elimine les mélanges d’air chaud et froid

●Compatible avec un système de climatisation d’ambianc e traditionnelle –L’air froid est diffusé par les dalles perforées du faux- plancher

● Le reste de la salle devient une gigantesque gaine de re tour d’air chaud

F CC

CC C

CR

AC

CR

AC

RA

NG

EE

RA

NG

EE(allée froide)

(plénum)

(plancher)

(plafond)


Confinement d’allée froide

+ Flux froid et chaud séparés+ Moins de perte de température circuit d‘air froid+ Efficacité accrue des climatiseurs de salle- La température en salle est plus élevée- Consigne de T°Air Froid plus basse que nécessaire- T°de retour d’air moins élevée -> baisse de perf d es clims- Si défaillance du refroidissement montée en T°rapi de

� possible jusqu‘à 10-12kW par baie

☺☺☺☺

��


Les limites du confinement en allée froide

●Parcours plus long de l’air et plus grande résistan ce à la pression de l’air –La consommation d’énergie par ventilateur est supér ieure

● Température de retour plus basse car l’air chaud es t moins concentré –Faible capacité de refroidissement - efficacité énergé tique moindre

● Lors d’une défaillance du refroidissement, la circu lation de l’air est limitée àl’espace du confinement

● La salle joue le rôle de l’allée chaude = Difficult é à refroidir les autres racks et équipements dans la salle

●Nécessite des températures plus basses de fonctionn ement – plus grande consommation d’énergie et période de free cooling li mitée

●Pas de modularité ni d’évolutivité - Périmètre de refr oidissement variable et non prédictible


Architecture du système de confinement en allée chaude

●Elimine les mélanges d’air chaud et froid

● Typiquement utilisé avec un refroidissement au nivea u de la rangée –l’air chaud est capturé et neutralisé par les unités de refroidissement puis rejeté dans l’allée froide non confinée.

● Il n’est pas nécessaired’avoir de faux-plancher ou de canalisations. Lereste de la salle devient une gigantesque gaine d’air froid


Temperature (deg C)

<24 27.4 30.8 34.3 >37.8

Simulation with Flovent von Flomerics

Confinement allée chaude+ Séparation totale des flux d’air+ Circuit d’air + court -> - pression -> conso réduite des ventilateurs+ T°retour + élévée = Efficacité optimale des climatis eurs+ Consigne de T°des climatiseurs + élevées = conso d’énergie réduite+ Environnement prévisible Compatible avec une salle traditionnelle+ Si défaillance du système montée en T°moins rapid e+ Modularité et évolutivité facilité – concept « pay as you grow »

� Possible jusqu’à 35 kW par baie (voir au-delà)

☺☺☺☺


Avantages du système de confinement en allée chaude

● Le refroidissement au niveau de la rangée est en ci rcuit fermé – Parcours de l’air court, peu de résistance à la pression de l’ai r – Consommation d’énergie par ventilateur inférieure

● Température de retour plus élevée – Capacité de refro idissement & efficacitésupérieures

●Environnement Haute Densité par rack possible – Toute la chaleur est neutralisée – Pas de limite due aux faux-planchers e t dalles perforées

●Environnement prévisible car indépendant des dimens ions de la salle et du faux-plancher

●Plus grande circulation de l’air si défaillance du système de refroidissement –volume de l’allée froide significativement plus gra nd (la salle).

● La salle joue le rôle de l’allée froide, solution f lexible qui peut être déployée avec des architectures existantes

●Des températures plus basses de fonctionnement ne s ont pas nécessaires –la consommation en énergie est faible, l’utilisatio n du free cooling est possible et pour des périodes plus longues

●Solution modulaire & évolutive grâce à l’approche du refroidissement au niveau de la rangée


Tableau comparatif

Caractéristiques Confinement en alléechaude

Confinement an alléefroide

Commentaires

Elimine les mélanges d’air

Oui Oui Améliore la prévisibilité et l’efficacité du refroidissement

Déploiement possible dans des zones de DC existants

Oui Non Confinement de l’alléechaude neutralise la chaleur

Evolutivité vers la haute densité

Oui Non Limites dûes au système de faux-plancher

Environnementprévisible

Elevée Limitée Indépendance entre salle et faux-plancher

Température de retour plus élevée

Oui Limitée Plus grande capacité de refroidissement & d’efficacité

Possibilité d’utiliserle Free cooling

Elevé Limité Plus grandes possibilitésd’utiliser le free cooling

Circulation de l’air Elevée Limitée Plus grand retour d’air


Les solutions de Free-cooling

●Plusieurs solutions existent●Direct à l’air:

•Introduction de l’air extérieur pour refroidir le DataCenter

● Indirect à l’air •Utilisation de l’air extérieur pour refroidir le Data Center sans introduction d’air

• EcoBreeze (Complément adiabatique)

●Air/Eau: (Indirect)•Utilisation de Groupe Froid avec free-cooling intégré, de refroidisseur hybride associé à un échangeur à plaque, ou tour de refroidissement avec échangeur àplaque

●Eau/Eau: Utilisation d’eau de nappe ou de rivière (voir mer) avec échangeur thermique.


Design et applications free cooling

●Analyse du potentiel free cooling du site heure par heure

●Comparatif des solutions de refroidissement

●Free cooling indirect eau / eau●Free cooling indirect air / eau●Définition des architectures et redondances

Site Tunis Country TunisieAltitude 0 m Longitude LatitudeDry bulb TemperatureMax 39,5 °CMin 0,5 °C

T [°C] Hours-5 °C<T 0

-5 °C<T< 0 °C 00 °C<T< 5 °C 85

5 °C<T< 10 °C 1 11710 °C<T< 15 °C 2 10815 °C<T< 20 °C 2 07520 °C<T< 25 °C 1 73625 °C<T< 30 °C 1 17130 °C<T< 35 °C 43635 °C<T< 40 °C 32

>40°C 08 760

Absolute HumidityMax 19,7 g/kgMin 3,6 g/kgWW [g/kg da] Hours

2 g<WW 02 g<WW<4g 74 g<WW<6g 1 0406<WW<8g 2 620

8<WW<10g 1 46010<WW<12g 1 43512<WW<14g 1 22614<WW<16g 69216<WW<18g 24418<WW<20g 36

8760

Wet bulb TemperatureMax 26,3 °CMin 0,1 °C

T [°C] Hours-10 °C<T 0

-10 °C<T< -5 °C 0-5 °C<T< 0 °C 00 °C<T< 5 °C 159

5 °C<T< 10 °C 2 07510 °C<T< 15 °C 2 55215 °C<T< 20 °C 2 52820 °C<T< 25 °C 1 41225 °C<T< 30 °C 0

8726

Comments:

DBT Hours Distribution

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

-5 5 15 25 35 45

TWB Hours Distribution

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

-10 -5 0 5 10 15 20 25

WW Hours Distribution

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

NEWPORT (UK) Outdoor Conditions10 years average

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-5 0 5 10 15 20 25 30

Temperature °C

% R

elat

ive

Hum

idity


Free cooling Direct à l’air

●Grande variabilité des conditions● Introduction massive de particules●Coût important de la filtration (vidéo

datacenter Facebook)● Impact fort sur le contrôle de

l’humidité● Focus sur le PUE mais pas forcement

sur le TCO


Free cooling indirect à l’air:EcoBreeze


EcoBreeze™High Level Application


1. L’air chaud des serveurs est canalisé par le système de confinement arrièredes racks

2. L’air chaud est alors renvoyé dans le plénum, puis vers la conduite de retour d’air chaud de l’EcoBreeze

3. L’air de l’IT est alors refroidi et renvoyé vers le datacenter au travers des diffuseurs de l’allée froide

EcoBreeze™


EcoBreeze™


Retour d’air chauddepuis le Data Center

37°C-39°C

L’air ambiant froidest pulsé par le

ventilateur

Echangeur de chaleurIndirect entre le flux d’air IT

et extérieurs (mode Adiabatique ou Air-Air)

L’air froid estrenvoyé sur

l’évaporateurdétente direct puis renvoyé

vers le DC (25°C)

L’air chaud ambiant estexpulsé dans l’atmosphère


Comment cela fonctionneCooling Module – Refroidissement adiabatique (evaporative cooling)

● L’eau est pulvérisée sur les tuyaux de l’échangeur

● La chaleur de l’air IT estcapturée par évaporation de l’eau au contact de l’échangeur

● Le système maintient la température de consigne de l’airIT


Exemple de free-cooling indirect Eau-Eau

●Association Inrow en confinement allée chaude HACS et refroidissement direct par eau de nappe

●Secours par GF●PUE cible < 1,3

●Récupération de chaleur


Exemple de free cooling indirect Air/EauProduction à Condensation par air

●Association Inrow en confinement allée chaude HACS et refroidissement par Groupe Froid avec dry cooler free cooling

●Secours par GF●PUE cible < 1,4

P&EC

Ballon Tampon100L+ Exp

CIAT LD H 90V LN25 kW

13°C/18°C30% MEG4,8m3/h

N+1

Ballon Tampon100L+Exp

C

Injection MEG

D

InRowRC 300mm

20 kW x (N+1) en V2V

K7 3kW

13°C

18°C

PLC

TE

TE

Ext

FS

DRY COOLER FC30% MEG

25kW @ 7°C extN

BYPASS DP=CTE


Exemple de free cooling indirect Air/EauProduction à Condensation par eau

●Association Inrowen confinement allée chaude HACS

●Groupe Froid haute performance (turbocor)

●Refroidisseur Hybride ou Tour

●Echangeur FC●PUE cible < 1,4

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C

B

A

Project : Rev.

Page 1

Folio :

2 3 5 6 7 8 91 104

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EVAP CONDEVAP CONDEVAP COND

CLOSED CELL COOLING TOWERS N+1

FANS 2x11kWPUMP 1x 5,5kWTOTAL 27,5kW

PRIMARY PUMP N+1

241m3/h12m

15kW

SECONDARY PUMP N+1

241m3/h25m

30 kW

PUMP N+1290m3/h

20m30kW

CHILLER N+1

1450kW cool240kW elec

COOLING PLANT ELECTRICAL ABSORBED POWER

CHILLERS 2x240=480kWCond PUMP=2x30kW=60kWPrim PUMP=2x15kW=30kWSec PUMP=2x30kW=60kWTOWER=2x27,5=55kW

TOTAL= 685kW

GLOBAL PLANT EER 4,23

DN 400

DN 400

DN

200

DN

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DN

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DN

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DN

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DN

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DN

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DN

300

DN

300


Mettre en place du monitoring:

Sans mesure la performance énergétique n’est pas po ssible• Evaluer• Automatiser (plusieurs centaines de décisions à prendre dans un DC)• Corriger � par des plans d’amélioration, grâce à la connaissance et au suivi des dérives

Gestion des alarmes• connaître en temps réel l’état de fonctionnement des matériels (GE/GF/TFO/disjoncteurs/UPS/clims…)

Gestion de la performance énergétique• PUE: être capable d’identifier les sous-ensembles énergivores• Automatiser le marche/arrêt de certains sous-ensembles• Intégrer les évolutions de l’environnement extérieur pour piloter finement son infrastructure énergétique

Gestion des équipements IT• Capacitaire• Prise en compte de la virtualisation des applications (VM)


Enterprise portal

Supervision

Supervision

L’intégration la clé de l’optimisationénergétique

PROCESS& MACHINES

BUILDINGCONTROL

WHITE SPACE

POWER

SECURITYSupervision

Accès aux données énergétique“low cost”

Energy managementservices


L’évolution des systèmes de Gestion

Le management de chacun de ces 5

environnements clésCommence a prendre

forme

Debut d’environnementrépondant à des questions basiques

1

“Facility management”quasi-system

Les environnements de gestion sont excellentsdans chaque domaine

mais séparés

Amélioration – “séparésmais structurés de faconéquivalente”

2

Système de GESTION intégré

Création d’un écosystème, où les environnements

opèrent ensembles

Evolution vers unesolution “excellence”3


: L’écosystème ou la convergence de 5 domaines clés

:●Compatibilité / synergie / capacité

garantie entre 5 domaines d’expertises

●Gestion et mesure de l’énergie : jusqu’a30% d’économie d’énergie

●Par les technologies adaptées :● IP – Technologie par défaut

● Web services language (SOA architectures)

Gestion des

Processus &

Machines

Gestion du Bâtiment

Gestion de la sécurité

Rendre l’énergie : Sûre, fiable, efficace, productive et verte

Gestion Electrique

Gestion de la Salle Blanche


Efficacité

>30% d’économie d’énergie liéau management – modularitéévolutivité, architectures CC

Energie Sécurisée

Climatisation

Solutions intégréesdans les data centers & réseaux

Monitoring & contrôle de l’énergie

Distribution électrique

Contrôle du bâtiment

Sécurité

Contrôle d’accès

Fiabilité

Offre de service multi niveaux(N, N+1, 2N, hybride)

Vert

Système intégré simplifié du management de l’EE –automatisation, état de l’art, et recommandations

Racks & PDUs

Interoperabilité et ouverture auxsystèmes tiersIntégration Simple


Approche « one Schneider Electric »

IT room

Server

Excellence in service Operations

SecurityManagement

White SpaceManagement

PowerManagement

Process & machine

Management

BuildingManagement


Le DataCenter “Intelligent” & AutomatiséAfin de pouvoir:

●● SuperviserSuperviser mon infrastructure physique => Connaitre et tracer en temps réel tous mes

évenements et paramêtres vitaux de salle

●● Aligner Aligner Capacité & Demande=> Limiter la réservation de ressources, déployerrapidement & réduire les pannes serveurs

●● EtablirEtablir un lien un lien dynamiquedynamique: : PannesPannes

Infrastructure/Impact ITInfrastructure/Impact IT

=> Sécuriser mes applications métiers

●● RRééduireduire la consommation non - IT => Optimiser mon PUE pour réduire mes coûts

UNMANAGED infrastructure


Prendre des décisions critiques, rapidement

PannePanne ventilateurventilateur alerte !

Supervision non intégrée

Gestion Intégrée

… et alors?

PannePanne ventilateurventilateur alerte !

Identification serveurs affectés

Alerte les process applications métiers

Implémente une stratégie de sécurisation des applicatifssensibles

La Gestion Intégrée automatise l’interfaceInfrastructures/Applicatifs Métiers de l’entreprise

La La GestionGestion IntInt éégrgr ééee automatiseautomatise ll ’’ interfaceinterfaceInfrastructures/Infrastructures/ ApplicatifsApplicatifs MMéétiers de tiers de ll ’’entrepriseentreprise


La structure du logiciel ISX Central

Enterprise Management Systems•Microsoft System Center Operations Manager (SCOM)

•Microsoft System Center Essentials•IBM Tivoli

Building Management Systems•Schneider , GETEX, TAC , Andover Continuum, Vista

•Compatibilité multi-marques

Supervision“ISX Central”

“InfraStruXureOperations”

Gestion Capacitaire& Optimisation


La structure du logiciel d’ISX Central: Fonction Monitoring

Securité & Environnement•NetBotz•Pelco

Infrastructure Physique du Data Center

Gestion Energétique•PowerLogic GETEX•PowerLogic Meters•Cisco Energywise•IBM Active Energy Manager

Enterprise Management Systems•Microsoft System Center Operations Manager (SCOM)

•Microsoft System Center Essentials•IBM Tivoli

Building Management Systems•Schneider , GETEX, TAC , Andover Continuum, Vista

•Compatibilité multi-marques

InfraStruXure Central

•Gestion centralisée en temps réel•Notification de défauts & Graphes•Configuration Seuils/Alarmes, Profiles•& Action•Fonction ”Découverte Automatique”•Configuration de ”Masse”•Compatibilité Multi-constructeurs

InfraStruXureOperations


● Gestion Centralisée

● Simplifie la gestion de la couche physique de

l’infrastructure en s’appuyant sur un serveur

central accessible de n’importe quel point du

réseau informatique.

● Supervision en temps réel

● Remonté des alertes en temps réel sur unité

serveur centralisée.

● Notification de défaut

● Les reports d’alarmes en temps réel réduit les

temps de réaction et donc le MTTR sur les

infrastructures critiques.

InfraStructure CentralFonction Supervision

Outils de gestion de Centre de Données pour assurer l a continuité de service et garantir l’optimisation énerg étique du

batiments aux systèmes IT.

● Découverte Automatique● Réduit le temps de déploiement et

d’installations de tous les équipements

informatiques dans le DataCenter grâce

notamment, à la fonction “Autodiscovery”.

● Configuration de Masse

● Permet la création de configuration type

pour installations “De Masse” aux

équipements SNMP.

● Analyses Graphiques● Donne accès aux données actuelles et à

l’historique de n’importe quel équipement

ou groupe d’équipement.

● Visualisation des tendances importantes

dans le DataCenter.


InfraStructure CentralFonction Supervision

InfraStruXure Central ManagementNetBotz 420

CameraPod

SensorPod

NetBotz 500SensorPod

TempSensor

FluidSensor

Environmental Manager

Private or Public Network

UPS and PDU

Row & Room Cooling

Rack PDUDistribution

Panel

Electronic Access Control

Battery Management


InfraStructure Central: Fonction Analytique

InfraStruXure Operations

•Gestion d’inventaire des matériels en baies•Report des alertes en temps réel sur plan de salle•Zoom par site•Calculette PUE

InfraStruXureCapacity

•Analyses Capacités et Planification•Positionnem-ent des équipements

InfraStruXureEnergy Cost

•Utilisation de l’Energie•Re-facturation

InfraStruXureEnergy

Efficiency•Analyse détaillée du PUE •Analyse des coûts des sous-systèmes

InfraStruXureChange

•Gestion des tâchesautomatisée•Planificationdes changements

InfraStruXureMobile

•Status en temps réel des alertes.•Changements”à la volée”•Scan des Barcode

InfraStruXureCentral

”Enterprise Management Systems”•BMC Remedy

& Autres plateformes à travers InfraStruXure Central

Building Management Systems•Schneider GETEX - TAC Vista & TAC Andover Continuum

•Autres marques via InfraStruXure Central


Gestion d’Inventaire● Les données des équipements, détails des

configurations et attributs sont accessibles

sur le plan de salle ainsi que toutes les

caractéristiques fonctionnelles du DC.

Report des alarmes sur le plan de salle● Alarmes affichées en temps réel sur tout

les paramêtres du DC sous la vue de plan

de salle ou vue frontale des baies.

Personnalisation des arborescences● Arborescence des sites par

Pays/Sites/Batiments/salles avec fonction

de

InfraStructure “Operations”

Calcul du PUE ● Fournit le PUE instantané par période de 24h en

fonction de la consommation energétique.

mesurée ou estimée.

PDA pour la Mobilité Opérationnelle● Intégré avec ISX Central, ce PDA permet un

accès mobile aux paramètres opérationnels de la

salle, saisie des équipements “a la volée” et

execution des tâches planifiées.

Gestion d’inventaire intégrée pour une vision exhaustive et globale des opérations du DataCenter


De la panne Infra à l’impact IT● Identifie quels serveurs sont concernés par

les défaillances d’infrastructures.

● Simule des défaillances d’Infrastructure

pour identifier les répercutions sur les

serveurs.

Rangées perpendiculaires● Permet une modelisation précise et réelle

du DataCenter avec l’ajouts de rangées

perpendiculaires.

InfraStructure “Capacity”

Equilibrer la demande IT avec les ressourcesdisponibles

Planification et optimisation des ressources du DataCenter pour un déploiement pertinent des équipements et une utilisation homogènes des ressources.

Evolutivité● Possible jusqu’à 1000 baies et 50 000

équipements IT

Analyse CFD Multi-environnement.● Permet l’analyse des flux d’air pour les

environnements à refroidissement classique ou

“In-Row”.

Personnalisation des arboresences● Permet d’organiser l’arborescence des sites et

des salles selon les besoins du client.

Plusieurs façon de visualiser les informations

● Il est maintenant possible de présenter les

données de sites, détacher les vues et les

applications selon les besoins du client. .


Créer automatiquement des fiches de travail● Créer des fiches de travail afin d’effectuer

les MACs (Moves, Adds & Changes) sur

les équipements IT.

● Planifier, Assigner et suivre le status des

tâches à réaliser dans le DataCenter

Planification des changements● Visualiser l’agenda des MACs afin

d’optimiser la charge et la répartition du

travail dans le DataCenter.

InfraStructure Change

Le Management des MACs permet un suivit simple et une planification optimisée des tâches dans le

DataCenter

Evolutivité● Jusqu’à 1,000 Baies et 50 000 Equipements en

baies.

Réservation d’Espace● Réserver l’espace dans les baies pour y installer

des équipements à venir.

Audit des modifications IT● Permet de tracer les MACs des équipements IT

par date/heure, responsable de tâche, numéro

de tâches pour suivit de ces derniers, impression

et export.

Rapport de modification● Vision immédiate de l’ensemble des

modifications IT sur le DataCenter


InfraStructure Mobile 6.0

PDA Wireless, Scan de Codes Barres pour Infrastruct ure Opérationafin de visualiser, et d’implémenter en temps réels le s

changements dans le DataCenter depuis la salle (Motorola MC70)

Accès mobile aux Tâches● Visualise les tâches et met à jour immédiatement

celles réalisées.

Recherche de Codes Barres● Permet de localiser les Codes Barres grâce à la

fonction “Recherche”.

Audit de Baies informatiques● Fourni l’inventaire du contenu des baies et son

historique.

Synchronisation. ● Mise à jour automatique des informations par

synchronisation Wireless avec la base de

données.

Accès Wireless aux informations ISX C• Permet de travailler Online ou Offline pour

accéder aux tâches à executer et analyser les

informations pendant les déplacements sur le DC

Report des Alarmes● Fournit l’ensemble des alarmes avec leurs

descriptions et actions recommandées pendant

les déplacements dans le DataCenter.

Scan des données via Code Barres● Réduits les erreures humaines liées aux saisies

manuelles en enregistrant les MACs par Scan

des Codes Barres.


InfraStruXure Module Energy EfficiencyAnalyse de l’efficacité énergétique

● Donne le PUE en temps réel et son

historique sur la base de la charge IT

mesurée ou estimée afin de permettre une

analyse de l’efficacité énergétique du DC.

Pertes des sous-systèmes● Liste les pertes énergétiques et financières

des sous-systèmes pour définition des

priorités.

Pas de nécessité de mesure● Sur la base de données mesurées ou

estimées pour permettre des

investissement progressifs sur

équipements de mesure.

Intégration des données Multi-constructeurs● Permet l’interface avec les autres outils du marché

afin d’assurer une collecte exhaustive des

informations et de définir des valeurs de PUE

pertinentes.

Interface Web● Utilise le standard API afin de permettre la création

de page Web et l’interface avec d’autres

applications.

Rapport de PUE● Fournit un rapport du PUE instantanné et ainsi que

son historique afin d’analyser un cycle annuel

complet et d’assister à la définition des priorités

d’investissements.

Déploiement simplifié● Réduit drastiquement les temps d’installations et

coùts associés.


Efficacité Energétique

Fournit un PUE instantané et un historique sur la base de la charge IT réellement constatée pour une analyse factuelle de l’inf rastructure.


InfraStructureEnergy cost

Re-facturation interne de l’énergie● Donne le coût de l’énergie pour des

équipements spécifiés dans une zone

spécifiées en fonctions des étiquettes

assignées.

Intègre le PUE du DataCenter● Inclus les coûts énergétiques amonts

grâces à l’intégration du PUE du

DataCenter.

Valeures mesurées ou théoriques● Le raport se base sur les valeurs mesurées. A

défaut la valeur du constructeur est utilisée.

Rapport sur l’utilisation Energétique● Permet un calcul précis du coût de l’énergie sur la

base du kW/h, jusqu’au niveau de la baie

informatique.

S’adapte aux particularités locales● Ce module donne la possibilité d’intégrer le coût

local de l’énergie et l’unité monaitaire en vigueur.

Permet une analyse fine des coûts énergétiques afin de responsabiliser les utilisateurs et d’optimiser les

Investissements & Dépenses Budgétaires.


Les Rapports

Assurer la supervision des équipements et planifier l es budgets àcourt, moyen et long terme


System CenterOperation Manager

Logiciel de supervision(ISX Central)

ISX Operations

UPS a

Virtual Machine Manager

PROPack

UPS b

Baie 1

Serveur

TâchesVirtuelles

= Analyse d’impact serveur

Localisation + Identificationréseau Electrique

UPS sur BatterieUPS sur BatterieLogiciel de supervision détecte uneanomalie

Logiciel de supervision détecte uneanomalie

ISX Operations enregistre l’alarme et calcule l’impact sur serveurs

ISX Operations enregistre l’alarme et calcule l’impact sur serveurs

ISX Operations communique avec Virtual Machine Manager à travers SCOM PRO

Pack

ISX Operations communique avec Virtual Machine Manager à travers SCOM PRO

Pack

En fonction de l’analyse d’ ISX Operations , les tâches Virtuelles sontdéplacées sur des serveurs en zone

sécurisée.

En fonction de l’analyse d’ ISX Operations , les tâches Virtuelles sontdéplacées sur des serveurs en zone

sécurisée.

Baie 2

ISX Opération & Pro-Pack de Microsoft


Comment faire un datacenter « Green »

● Utiliser les dernières technologies pour produire l’énergie sécurisée et le refroidissement des installations

� Onduleurs modulaires haut rendement > 96%� Solution de climatisations de précision intégrées dans les rangées pour extraire la chaleur au plus près de la source – 100% compatible avec les applications « haute densité » (10 à 30 kW dans une baie)� Le confinement thermique des couloirs chauds pour un gain global de 30% sur la production de froid.� Un relèvement de la température de soufflage à 23/25°C mini 25/27°C voir au-delà ...pour les plus téméraires � Régime d’eau élevé (15/20°C) permettant de réduire l a consommation électrique et de favoriser le mode « free-cooling » ou « récupération de chaleur ».

● Utiliser les spécificités environnementales de la région pour optimiser la performance énergétique:� Température extérieure permettant l’utilisation du free-cooling air/eau (environ 5000h/an)

● Se baser sur une approche modulaire, flexible, évolutive, standardisée, simplifiant au maximum les processus de conception, mise en œuvre et exploitation� Approche globale avec engagement de performance de bout en bout� Interopérabilité des systèmes de gestion� Mise en adéquation maximale de l’ET et de l’IT

TM

StruxureWarefor data centers


L’art est unique

Standardisée – Modulaire – Extensible - Intégrée Répétitive – Compréhensible - Prévisible

Pas votre infrastructure informatique…


Make the most of your energy


Limites de 3 types d’urbanisation haute densité

●Comment urbaniser une salle hébergeant 640kW d’équipements ?

●Cas 1 : 320 racks chargés à 2kW



TRADITIONNELLE

EN RANGEES

CONFINEMENT


● Infrastructure:● 28 Climatiseurs périmétriques

●Soufflage par faux plancher (60 cm)

Cas 1 : 320 racks de 2 kW

●Surface de la salle: 672 m²●Equipements informatiques : 205 m²●Armoires de climatisation : 19 m²

●Distribution électrique : 3 m²

●Consommation électrique 1343 kW●Equipements informatiques : 640 kW●Armoires de climatisation : 200 kW

●Production Eau Glacée: 416 kW

●Pertes onduleurs : 70 kW●Eclairage + auxiliaires : 17 kW

227 m² de surface utile

PUE 2,1 – DCiE 47%

●Urbanisation en allée chaude/allée froide



24m28m


● Infrastructure:● 24 climatiseurs en rangées

● Pas de faux plancher






●Pertes onduleurs : 78 kW●Eclairage + auxiliaires : 4 kW


PUE 1,56 – DCiE 64%

●Pas de confinement

●Urbanisation en allée chaude & allée froide



15,2m 12m


● Infrastructure:● 18 climatiseurs en rangées

●Confinement de l’allée chaude






●Pertes onduleurs : 76 kW●Eclairage: 3 kW


PUE 1,5 – DCiE 66%

●Pas de faux plancher



15m7m


En synthèse : pour une même charge (640kW)

Urbanisation Traditionnelle En rangée Confinement

Densité par baie 2kW 16kW 40kW

Surface de la salle 672m² 185m² 108m²

-72% -84%

Surface utile 227m² 45m² 24m²

-80% -89%

Efficacité Energétique 47% 64% 67%

Quantité baies 320 40 16

-88% -95%

Economies annuelles (Electricité) - 190 111 € 213 645 €

Economies (CO 2 et kWh) - -27% -30%


Cartographie de l’Efficacité Energétiqueet des composants installés entre le point de livraison énergétique et les équipements informatiques

PUE : 1,7 - DCiE : 59%

Coût annuel de l’inefficacité : 43470€

Chaque kW informatique économisé en fait gagner 1,7

sur la facture EDF (1200€/an/kW)


Les causes de l’inefficacité

●Surdimensionnement des équipements d’alimentation électrique et de refroidissement

●Equipements inadaptés au refroidissement de la haute densité●Conception inadaptée des salles informatiques●Flux d’air inefficaces (mélange du froid et du chaud)●Trop de redondance sous prétexte de disponibilité●Rendement énergétique des composants d’alimentation et de

refroidissement●Configuration et paramétrage des équipements●Filtres encrassés (eau ou air)●Désactivation des modes de fonctionnement « économiques »●Faux plancher inadaptés (hauteur insuffisante et encombrement des

câbles)

ang datacentre autrans oct 2011: construire sa salle it ...€¦ · • le « tiers 4 » est le...

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