Refroidissement des datacenters : le freecooling comme levier stratégique 

Quand refroidir coûte autant qu’alimenter 

Les datacenters ne consomment pas seulement de l’énergie pour faire tourner ses serveurs. Ils en consomment une quantité quasi équivalente juste pour les garder à température. Les systèmes de refroidissement représentent en moyenne près de 40 % de la facture énergétique d’un centre de données, juste derrière l’IT elle-même. À l’heure où l’énergie représente 54 % des dépenses opérationnelles d’un datacenter, le refroidissement devient donc, de loin, le premier gisement d’économies accessible.  

Pour objectiver cette réalité, le secteur s’est doté d’un indicateur incontournable. Il s’agit du PUE (Power Usage Effectiveness), défini par la formule PUE = consommation totale / consommation IT. Un PUE de 2,0 signifie qu’on dépense autant d’énergie pour les infrastructures annexes (dont le refroidissement) que pour l’informatique elle-même. En France, le PUE moyen était de 1,5 en 2024 selon l’ADEME, contre 1,8 en 2016. Le PUE des nouvelles installations doit cependant tendre vers 1,2. La mention spéciale « Meilleur PUE » durant la première saison de CUBE Data Center a été décernée à Digital Reality pour PAR7, avec un PUE de 1,37.

Le freecooling : exploiter le climat plutôt que le combattre 

L’idée du freecooling est d’une logique implacable : si la température extérieure est suffisamment basse, pourquoi actionner des compresseurs énergivores ? On utilise alors l’air extérieur, ou un circuit d’eau refroidi par cet air. Cela sert à évacuer la chaleur produite par les serveurs, sans cycle frigorifique mécanique. 

En pratique, trois architectures principales coexistent : 

• Le freecooling direct (air-side economizer) : l’air extérieur filtré est introduit directement dans les salles IT. Simple et très efficace, mais il exige une filtration rigoureuse et un contrôle strict de l’humidité pour éviter la corrosion ou l’accumulation de particules.  

• Le freecooling indirect (water-side economizer) : l’air extérieur refroidit un circuit d’eau via un échangeur thermique, sans jamais entrer en contact avec l’air des salles. C’est l’approche la plus répandue en Europe pour les installations colocation. Chez Scaleway DC3 (Paris, 6,9 MW), le système passe en freecooling total lorsque la température extérieure descend en dessous de 8°C, avec un impact sur le PUE de 0,10 à 0,23 point selon les conditions — mesuré en temps réel via débitmètres et sondes différentielles certifiés ISO/IEC.  

• Le freecooling adiabatique : l’air est prérefroidi par évaporation d’eau avant d’entrer dans les échangeurs. Cette technique, plébiscitée en Franceⁱ,  étend considérablement le nombre d’heures d’activation, même par temps chaud. Cette technologie consomme néanmoins plus d’eau. Elle peut par exemple, être utilisée lors des pics de chaleur et lorsque le freecooling n’est plus suffisant.

Ce qu’on gagne vraiment avec le freecooling

À partir de 3°C sous la consigne intérieure, le freecooling peut couvrir 100 % des besoins en froid. En France, le climat tempéré de l’Île-de-France offre plusieurs milliers d’heures par an dans ces conditions. En climat tempéré comme Paris, le recours au freecooling via eau glacée haute température (18 à 25°C) permet une réduction des frais d’exploitation allant jusqu’à 40 %, selon Schneider Electric — avec des retours sur investissement souvent inférieurs à 3 ans.  

Le cadre réglementaire qui accélère la transition 

La pression réglementaire pousse l’ensemble du secteur dans cette direction. Depuis le 15 mai 2025, les datacenters dont la puissance installée est supérieure ou égale à 500 kW sont tenus de publier annuellement leurs indicateurs de performance énergétique (PUE, consommation totale, part des renouvelables), en application de la directive européenne EED 2023/1791 transposée en droit français. Depuis octobre 2025, les installations de plus de 1 MW ont l’obligation de valoriser leur chaleur fatale, sauf impossibilité technique ou économique démontrée.  

Le décret tertiaire s’applique également aux datacenters en bâtiment de plus de 1 000 m². Ils sont soumis à objectifs de réduction de la consommation de -40 % en 2030, -50 % en 2040 et -60 % en 2050. Sur ce plan, le freecooling est éligible aux Certificats d’Économies d’Énergie (CEE). Cette démarche se fait via la fiche standardisée BAT-TH-156, qui peut financer une partie significative de l’investissement initial. 

Les limites à ne pas occulter 

Le freecooling n’est pas une solution universelle clé-en-main. Sa performance dépend des conditions psychrométriques locales (température, humidité, bulbe humide), des approches d’échange thermique, des pertes de charge liées aux ventilateurs et des contraintes de qualité d’air (pollution, corrosion). En environnement urbain dense — là où se concentrent 43 % des datacenters français, en Île-de-France — la qualité de l’air extérieur et les épisodes de pollution sont des contraintes réelles qui imposent une filtration robuste et des procédures de lockout automatisées.  

La montée en densité des serveurs IA, qui génèrent des flux thermiques de 50 à 100 kW par rack contre 5 à 10 kW pour un rack standard, pousse par ailleurs vers le refroidissement liquide direct (direct-to-chip ou immersion). Ces architectures, en remontant les températures de l’eau de refroidissement, ouvrent paradoxalement de nouvelles opportunités pour des systèmes de type dry cooler — c’est-à-dire du freecooling étendu à des températures plus hautes, activable encore plus souvent dans l’année. 

Conclusion 

Le freecooling n’est pas un gadget d’optimisation marginal : c’est le levier le plus direct pour réduire la part du refroidissement dans la facture énergétique d’un datacenter, dans un contexte où cette part peut dépasser le tiers de la consommation totale. Les retours d’expérience en France et en Europe montrent des gains de 30 à 40 % sur les coûts de refroidissement, des PUE descendant sous 1,2 pour les installations les mieux conçues, et des ROI souvent inférieurs à 3 ans. La réglementation européenne et française rend désormais ces investissements non seulement souhaitables, mais obligatoires. Les opérateurs qui n’ont pas encore sauté le pas n’ont plus beaucoup de raisons d’attendre. 

Pour aller plus loin :

• Découvrez CUBE Data Center, la ligue du CFEE dédiée aux data centers
• Travaux en datacenter : des chantiers techniques aux économies d’énergie mesurables 

Références 

• ADEME – PUE moyen des datacenters français, 2024 
• IEA – Data Centres & Networks, 2022 
• ISO/IEC 30134-2 – Power Usage Effectiveness (PUE), standard de mesure 
• ASHRAE – Thermal Guidelines for Data Processing Environments (Classes A1–A4) 
• U.S. DOE/FEMP – Best Practice Guide for Energy-Efficient Data Center Design, juillet 2024 
• Directive européenne EED 2023/1791 & décret français n°2025-1382 
• Fiche CEE BAT-TH-156 – Freecooling par eau de refroidissement