Refroidissement liquide Direct-to-Chip (DTC)

Garantir une fiabilité et des performances essentielles pour les systèmes de refroidissement technologiques (TCS) dans les espaces techniques.

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Refroidissement liquide direct dans les data centers

Le refroidissement liquide direct (DLC) — incluant le refroidissement direct sur puce (direct-to-chip cooling) ou le refroidissement par plaque froide (cold plate cooling) — devient essentiel dans les data centers à haute densité, où le refroidissement par air traditionnel ne suffit plus à suivre l’augmentation des densités de puissance générées par les CPU et GPU optimisés par l’intelligence artificielle. En transférant la chaleur directement des processeurs vers un fluide caloporteur circulant, tel que le propylène glycol à 25 % (PG25) ou d’autres fluides techniques spécialisés, le DLC offre des performances thermiques supérieures, prend en charge des charges de rack de 100 kW et plus, et améliore considérablement l’efficacité énergétique.

Dans une configuration standard, le fluide circule à travers un Technology Cooling System (TCS) jusqu’aux plaques froides montées sur les composants générant de la chaleur. Celle-ci est ensuite absorbée et transférée via une Coolant Distribution Unit (CDU) vers le Facility Water System (FWS), où elle est évacuée. Le maintien de la pureté du fluide, de la stabilité de la pression et de l’étanchéité du circuit est crucial, en particulier en raison des microcanaux très fins des plaques froides et de la proximité du fluide avec les composants électroniques sensibles.

C’est ici que les systèmes de tuyauterie en polymère offrent un avantage distinct par rapport aux solutions métalliques. Des matériaux haute performance tels que le polypropylène (PP) et le fluorure de polyvinylidène (PVDF) résistent à la corrosion, sont chimiquement compatibles, et contribuent au maintien de la qualité du fluide. Ils garantissent un fonctionnement fiable sur une large plage de températures — de -20 °C à +140 °C pour le PVDF, et de 0 °C à +80 °C pour le PP-H — avec une résistance à la pression pouvant atteindre 10 bar. Disponibles dans des dimensions allant de d16 à d500 mm, ces matériaux sont assemblés par soudage infrarouge (IR fusion), garantissant une traçabilité complète et une performance testée sous pression.

Plus légères et plus faciles à installer que les alternatives métalliques, les solutions polymères permettent également la préfabrication et le déploiement modulaire, réduisant ainsi le temps d’installation, les coûts et la complexité sur site. Elles représentent une solution idéale pour les nouvelles installations comme pour les projets de modernisation, soutenant une infrastructure de refroidissement durable et prête pour l’avenir.

Conçus pour une fiabilité sans fuite

Les systèmes de tuyauterie en polymère sont conçus pour une étanchéité absolue grâce au soudage par fusion infrarouge. Chaque composant destiné au refroidissement liquide direct (DLC) est soumis à un test de pression à 100 % et bénéficie d’une traçabilité complète, garantissant une fiabilité maximale dans les environnements stratégiques où la fiabilité est essentielle.

Conçus pour des performances optimales et une durée de vie prolongée

Fabriqués à partir de polymères haute performance tels que le polypropylène (PP), le fluorure de polyvinylidène (PVDF) et des thermoplastiques avancés, nos systèmes offrent un débit supérieur, une compatibilité chimique optimale et une isolation thermique efficace. Conçus pour une durée de vie de plus de 25 ans avec un entretien minimal, même en charge constante.

Mise en œuvre rapide et performante

Des solutions légères et modulaires permettent une installation rapide sur site ou via des modules préfabriqués. Associées à notre présence mondiale et à notre support technique, elles vous permettent de simplifier le déploiement des systèmes DLC, de la conception à la mise en service.

Accompagner des solutions de refroidissement durables pour les data centers

Les systèmes de tuyauterie en polymère sont 100 % exempts de corrosion et présentent une conductivité thermique inférieure à celle des tubes métalliques. Les systèmes GF sont compatibles avec les fluides glycoliques à faible émission et fabriqués à partir de matériaux recyclables, contribuant ainsi à atteindre vos objectifs ESG.

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Des connexions essentielles garanties par la vanne Quick Connect 700

Révolutionner les connexions de refroidissement liquide Direct-to-Chip avec la première vanne à montage rapide entièrement en polymère au monde

La Quick Connect Valve 700 est une vanne brevée à double bille, spécialement conçue pour le refroidissement liquide direct (DLC) dans les centres de données.
Fabriquée en PVDF sans corrosion, cette vanne est plus de 50 % plus légère que les alternatives métalliques et offre une performance de débit supérieure de 25 %. Conçue pour être utilisée entre la Cooling Distribution Unit (CDU) et les racks serveurs, elle permet un entretien rapide et sans fuite, grâce à un verrouillage de sécurité unique à deux mains. Avec une durée de vie de 25 ans, une classification de flammabilité UL 94 V-0 et une Déclaration Environnementale Produit (EPD) vérifiée, elle représente le choix intelligent et durable pour les infrastructures de refroidissement critiques.

Cas de référence

Refroidissement DC en environnement tropical

NUS, Singapour

Le Sustainable Tropical Data Center Testbed de la National University of Singapore (NUS) est un projet pionnier en matière de refroidissement écoénergétique dans les climats chauds et humides. Grâce à l’utilisation de tuyauteries thermoplastiques haute performance et anticorrosion, il permet de réaliser jusqu’à 40 % d’économies d’énergie. Cette installation établit de nouvelles références pour les data centers durables installés en environnement tropical.

D2C avec collecteur PVDF

LG U+, South Korea

Au sein de son centre de test de data center IA à Pyeongchon 2, LG U+ s’est associé à GF pour valider un système de collecteur en polymère destiné au refroidissement direct des puces de racks de 100 kW, utilisant un mélange de propylène glycol (PG25). Sa conception légère et sans corrosion garantit une fiabilité durable, une installation simplifiée et une réduction de la consommation d’énergie de pompage. Cette solution propre et efficace soutient la stratégie Green IT de LG U+ en matière de durabilité et de performance énergétique.

Préfabrication hors-site

Rhodium ENT, Etats-Unis

Rhodium Enterprises, une société de data centers spécialisée dans le minage de bitcoin, utilise le refroidissement par immersion afin de maximiser l’efficacité en immergeant totalement les serveurs. Pour son nouveau data center de Temple, Texas, Rhodium a conçu un vaste réseau de tuyauterie pour soutenir cette méthode de refroidissement avancée.

Co-engineering the future of Data Center cooling

En tant que membre Silver de l’Open Compute Project (OCP), GF stimule l’innovation en refroidissement liquide direct (DLC) grâce à des normes ouvertes. Nos solutions de gestion de transport des fluides, conçues en collaboration avec des ingénieurs de data centers, des OEM et des opérateurs, sont adaptées sur mesure aux besoins spécifiques de votre projet en matière de refroidissement et d’infrastructure.

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Construire l'avenir du refroidissement des Data centers

Avec plus de 30 ans d’expérience dans la tuyauterie polymère haute pureté pour l’industrie des semi-conducteurs, nous apportons une expertise éprouvée dans les processus critiques. De la production de puces au refroidissement, nos solutions évolutives soutiennent l’ensemble de la chaîne de valeur des environnements informatiques modernes.

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FAQs

Quelles sont les exigences en matière de qualité du fluide dans le refroidissement liquide direct au processeur (direct-to-chip), et comment cette qualité est-elle surveillée ?

Dans les systèmes de refroidissement liquide direct (DLC), la qualité du fluide est essentielle pour protéger les équipements sensibles et garantir des performances thermiques fiables.Le Technology Cooling System (TCS) utilise généralement de l’eau de haute pureté ou des fluides à base de propylène glycol (par ex. PG25), tandis que le Facility Water System (FWS) peut présenter des tolérances chimiques différentes.

 

  • Analyse initiale du fluide : effectuée lors de la mise en service du système.

  • Surveillance en ligne : les CDU (Coolant Distribution Units) intègrent souvent des capteurs en temps réel pour la température, la pression, la conductivité et le pH.

  • Analyses en laboratoire planifiées : tous les 2 à 6 mois pour les mélanges eau/glycol ; jusqu’à 12 mois pour les fluides diélectriques stables.

  • Analyse en cas d’événement : déclenchée par des alarmes, une contamination visible ou des modifications du système.

  • Entretien des filtres : remplacement régulier des filtres des CDU afin de prévenir l’encrassement ou la formation de biofilm.

    Gamme des sondes | Contactez nos experts pour en savoir plus

 

Comment le matériau de tuyauterie influence-t-il la qualité du fluide de refroidissement et la performance du système ?

Le matériau de tuyauterie joue un rôle essentiel dans le maintien de la pureté du fluide de refroidissement et de l’efficacité hydraulique à long terme.
Les tuyauteries métalliques, par la corrosion et le lessivage, libèrent inévitablement des contaminants dans le fluide, en quantité variable selon la chimie du fluide et le type d’acier utilisé. À l’inverse, les polymères tels que le PP-H et le PVDF ne se corrodent pas. Ils résistent à la dégradation chimique et conservent des surfaces internes lisses, ce qui réduit :

  • La formation de biofilm et de dépôts de tartre

  • La contamination particulaire

  • L’augmentation de la résistance hydraulique au fil du temps

Une comparaison avec l’acier inoxydable montre que les produits de corrosion peuvent réduire le débit volumique de 8 % en 10 ans, entraînant une baisse mesurable du débit. Les polymères empêchent ce type d’accumulation et préservent une dynamique de fluide constante dans la boucle de refroidissement.

Corrosion de l'acier inoxydable dans l'eau et l'air humide | Tuyauteries à faible friction | Contactez nos experts pour en savoir plus

dlc corrossion

Les systèmes de tuyauterie polymères sont-ils compatibles avec les fluides de refroidissement utilisés dans le DLC ?

Oui, les polymères sont compatibles avec une large gamme de fluides techniques, notamment :

  • L’eau déionisée (DI water)

  • Les mélanges de glycol, tels que les fluides à base d’éthylène-glycol (EG ou MEG) et de propylène-glycol (PG ou MPG)

  • Certains fluides diélectriques (après validation de compatibilité)

Les systèmes de tuyauterie GF conservent leur stabilité chimique et leur intégrité sous pression sur une large plage de fonctionnement. Nous recommandons de consulter notre outil de résistance chimique ou de contacter nos experts pour des cas d’utilisation spécifiques.

Outil de résistance chimique | Contactez nos experts pour en savoir plus

Pourquoi recommandez-vous le PP-H plutôt que le PP-R ou d’autres types de polypropylène ?

Le PP-H (polypropylène homopolymère) est le choix privilégié pour les applications DLC grâce à sa cristallinité plus élevée, qui se traduit par :

  • Une résistance mécanique et aux chocs accrue

  • Une meilleure résistance chimique face aux agents oxydants

  • Un soudage infrarouge fiable, entièrement traçable et automatisable

  • Un facteur de conception plus élevé (2,0 contre 1,25) pour les applications critiques

Contrairement au PP-R, conçu pour la plomberie, le PP-H est spécialement développé pour la manutention industrielle de fluides soumis à des contraintes thermiques et chimiques. Le système PROGEF de GF propose également un portefeuille complet de raccords, vannes et outils, adaptés aux boucles de refroidissement haute performance.

 

Outil de résistance chimique | Contactez nos experts

Comment les systèmes de tuyauterie polymères contribuent-ils à la durabilité dans le refroidissement liquide direct (DLC) ?

Les systèmes de tuyauterie polymères offrent plusieurs avantages environnementaux tout au long du cycle de vie d’une infrastructure de refroidissement liquide direct (DLC), de la production à l’exploitation :

  • Empreinte carbone réduite : les thermoplastiques tels que le PP-H et le PVDF présentent des points de fusion nettement plus bas que les métaux comme l’acier ou le cuivre. Leur fabrication nécessite donc moins d’énergie, ce qui réduit l’empreinte carbone incorporée.

  • Matériaux légers : comparés aux tuyauteries métalliques, les polymères sont beaucoup plus légers, entraînant une réduction des émissions de transport lors de la logistique d’expédition et d’installation.

  • Longue durée de vie : conçus pour la durabilité, les systèmes polymères sont résistants à la corrosion, à l’encrassement et au tartre, ce qui prolonge leur durée de vie et réduit la fréquence des remplacements ou réparations.

  • Transparence environnementale : GF Industry and Infrastructure Flow Solutions propose des Déclarations Environnementales de Produit (EPD) pour ses solutions de tuyauterie, fournissant des données détaillées et vérifiées par des tiers sur l’impact des matériaux, la consommation d’énergie et l’empreinte carbone.

En choisissant des systèmes de tuyauterie polymères conçus sur mesure, vous associez hautes performances, fiabilité et réduction mesurable de l’empreinte carbone dans vos opérations de refroidissement liquide direct.

Calculateur de Carbone

Les systèmes de tuyauterie thermoplastique sont-ils respectueux de l’environnement et durables ?

Les systèmes de tuyauterie en plastique sont conçus dans une optique de durabilité environnementale. De nombreux types, tels que le PEHD, le PE100, le PVC-U et le PVC-C, sont fabriqués à partir de matériaux recyclables, et certains, comme le PVC-U, intègrent même des matières renouvelables. Ces systèmes sont conçus pour réduire la consommation d’énergie et diminuer l’empreinte carbone. La production et le transport des tuyaux et raccords thermoplastiques nécessitent considérablement moins d’énergie que ceux en métal, ce qui se traduit par une réduction globale des émissions de CO₂. GF Industry and Infrastructure Flow Solutions fournit des Déclarations Environnementales de Produit (EPD) pour ses solutions, détaillant leur impact environnemental et leurs avantages en matière de durabilité.

Comment GF Industry and Infrastructure Flow Solutions accompagne-t-il ses clients dans la conception et l’installation d’infrastructures DLC à base de polymères ?

Passer des tuyauteries métalliques traditionnelles aux systèmes polymères pour le refroidissement liquide direct (DLC) peut représenter un changement majeur - en particulier pour les équipes d’ingénierie peu familières avec les thermoplastiques. C’est pourquoi GF propose un accompagnement complet, de la conception à la mise en service :

  • Support à la conception : nos experts collaborent étroitement avec votre équipe pour co-développer des schémas personnalisés, en fonction de vos charges de refroidissement, contraintes de bâtiment et types de fluides privilégiés. Nous fournissons des plans 2D/3D, des analyses de contraintes et des spécifications détaillées des matériaux.

  • Services de préfabrication : afin de réduire la complexité sur site et de garantir la qualité de l’installation, nous proposons la préfabrication modulaire de tronçons de tubes, ensembles et groupes de vannes, réalisés en environnements contrôlés avec soudage certifié et tests de pression.

  • Assistance à l’installation : via nos programmes de formation certifiés, vos installateurs apprennent les bonnes pratiques de soudage, de manipulation et d’assurance qualité, garantissant dès le premier jour une performance sûre et sans fuite.

  • Logistique mondiale : nos ensembles préfabriqués sont expédiés dans le monde entier, réduisant les efforts de coordination et permettant des délais de projet plus rapides.

Cet accompagnement intégré réduit les risques d’installation, raccourcit les temps de déploiement, et permet même aux équipes novices en polymères d’adopter en toute confiance des systèmes de circulation prêts pour le DLC.

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