Le cycle de remplacement des batteries VRLA dans les data centers est de retour. Les ingénieurs font entrer de nouvelles armoires de batteries dans la salle batteries, mais une question leur reste en tête : combien de temps ce plancher pourra-t-il encore tenir ?
Cette inquiétude n’est pas sans fondement. La charge au sol des salles batteries est l’une des contraintes physiques les plus sous-estimées dans la planification des infrastructures de data centers. Les batteries VRLA constituent la charge concentrée la plus lourde de la salle batteries, et ce problème de poids ne disparaît pas à chaque cycle de « remplacement à l’identique ».
Le poids des VRLA : un coût sous-estimé
Une seule batterie VRLA 12 V 110 Ah pèse entre 28,5 kg et 33 kg. Un système UPS typique nécessite des dizaines, voire des centaines, de ces batteries connectées en série.
Prenons 100 batteries VRLA comme exemple : le poids total approche les 3 tonnes métriques. Ce poids est concentré dans une salle batteries de peut-être quelques dizaines de mètres carrés. Chaque extension d’UPS ajoute davantage de batteries, et la préoccupation liée à la charge continue de s’accumuler.
Plus critique encore, le cycle de remplacement des VRLA n’est que de 3 à 5 ans. À chaque remplacement, le poids total des nouvelles batteries reste pratiquement inchangé : la charge au sol ne diminue pas simplement parce que les batteries sont neuves. Cela signifie que si un remplacement VRLA consiste seulement à installer un autre ensemble de batteries VRLA tout aussi lourdes, le risque lié à la charge continue de s’accumuler au fil du temps et ne se résout jamais de lui-même.
L’écart avec les normes de charge au sol est plus important qu’on ne le pense
Les normes de charge d’exploitation des planchers de salles batteries se situent généralement entre 12,0 et 23,9 kPa, tandis que les zones d’équipements standard des data centers sont seulement autour de 7,2 kPa. Les salles batteries exigent une capacité portante 1,7 à 3,3 fois supérieure à celle des zones d’équipements ordinaires.
La logique est simple : les batteries VRLA sont extrêmement lourdes. Un rack de batteries VRLA typique pèse environ 1 000 kg, et un système complet peut atteindre jusqu’à 5 000 kg. C’est pourquoi de nombreux data centers sont contraints de placer les salles batteries au rez-de-chaussée ou dans des zones structurellement renforcées.
Pour les data centers convertis à partir d’immeubles de bureaux ordinaires, l’écart est encore plus marqué. Les planchers de bureaux ordinaires sont généralement dimensionnés pour seulement environ 2 kN/m², tandis que les salles batteries de data centers peuvent nécessiter jusqu’à 16 kN/m², soit une différence de près de 8 fois.
Cela signifie qu’un nombre important de data centers vieillissants disposent de salles batteries dont les planchers sont soumis à une forte charge depuis le premier jour. Et à chaque remplacement VRLA (remplacer du VRLA par du VRLA), le problème ne s’améliore jamais.
Renforcer le plancher ? Le coût est plus élevé que vous ne le pensez
Certains pourraient dire : si la capacité de charge est insuffisante, il suffit de renforcer.
Mais le renforcement d’un plancher est bien plus complexe que « l’ajout de quelques armatures ». Renforcement par tissu en fibre de carbone, surcouche en béton sur la dalle, collage de plaques d’acier sous la dalle : chaque approche implique une évaluation structurelle, une conception, des travaux et une inspection professionnelle. Selon la structure concernée, les coûts varient généralement de plusieurs dizaines de milliers à plus d’un million de dollars.
Plus critique encore : une fois le renforcement terminé, les batteries VRLA doivent toujours être remplacées tous les 3 à 5 ans. Le plancher peut tenir cette fois-ci, mais cela ne garantit pas qu’il tiendra encore dans dix ans. Un renforcement ponctuel n’élimine pas définitivement la préoccupation liée à la charge.
Remplacement VRLA : passer de « renforcer le plancher » à « réduire la charge »
Au fond, le problème de charge est une question de poids. Il n’existe que deux façons d’y répondre : renforcer le plancher pour supporter la charge, ou réduire la charge elle-même.
Les batteries nickel-zinc Gerchamp empruntent la deuxième voie.
À capacité équivalente, la batterie nickel-zinc Gerchamp (par ex. 8XNFZ38) ne pèse que 7,8 kg. La batterie VRLA équivalente pèse 28,5 à 33 kg : le nickel-zinc ne pèse qu’un quart de ce poids. Avec la même configuration de 100 batteries, le poids total passe de près de 3 tonnes métriques à moins de 800 kg.
Cela signifie que le plancher du data center vieillissant n’a pas besoin d’être renforcé. Retirez les batteries VRLA, installez les batteries nickel-zinc : la charge est réduite de plus des deux tiers. Le problème de conformité de la charge au sol est résolu au moment de « choisir la bonne batterie », plutôt que d’attendre l’apparition de problèmes structurels pour tenter ensuite d’y remédier.
Plus important encore, les batteries nickel-zinc ont une durée de vie de conception supérieure à 10 ans, ce qui réduit la fréquence de remplacement de trois ou quatre fois à une seule fois sur le même cycle de vie du bâtiment. Chaque remplacement signifie moins de manutention, moins de perturbations liées aux travaux et moins de charge supplémentaire sur le plancher.
Conclusion
Le remplacement VRLA dans les data centers vieillissants ne commence pas par « quelle batterie est la moins chère », mais par « ce plancher peut-il encore supporter le poids ? »
Par exemple, la batterie nickel-zinc Gerchamp (8XNFZ38 13,2 V, 38 Ah) remplace directement les batteries VRLA 12 V 110 Ah : aucun remplacement d’armoire, aucune modification du système UPS n’est nécessaire. Avec une réduction de poids de 75 %, elle transforme un problème de conformité structurelle qui pourrait exiger des centaines de milliers de dollars en coûts de renforcement en une décision d’achat qui se résume simplement à « l’installer, et c’est terminé ». Au-delà de cela, Gerchamp propose également 8XNFG90, une batterie nickel-zinc de 90 Ah.
Le remplacement VRLA ne concerne pas seulement l’amélioration des performances des batteries : il s’agit de soustraire du poids à l’équation de charge de votre plancher.
Pour en savoir plus sur les solutions de remplacement VRLA et l’évaluation de la conformité de la charge au sol, visitez le site web de Gerchamp ou contactez notre équipe technique.