Une plaque de refroidissement en cuivre pur, capable de réduire fortement l’énergie consacrée au refroidissement des centres de données vient d'être mise au point par une équipe de chercheurs américains et japonais. Mais les fabricants devront composer avec des prix du cuivre déjà proches de leurs records pour généraliser cette technologie.
Les centres de données consacrent aujourd’hui près de 30 % de leur électricité uniquement au refroidissement de leurs serveurs. Une équipe de scientifiques américains et japonais vient de publier, dans la revue Cell Reports Physical Science, des travaux sur une plaque de refroidissement en cuivre pur.
Les chercheurs ont remplacé les plaques en aluminium, posées sur les puces pour évacuer la chaleur via un liquide caloporteur, par ce métal, à la conductivité thermique de 400 W/m·K maximum, un niveau bien supérieur à celui de l’aluminium. Selon leurs calculs, la part d’énergie consacrée au refroidissement ne serait seulement que d’1,1 % dans les data centers équipés de ces plaques, contre près de 30 % à l’heure actuelle.
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Une plaque en cuivre pour ramener le refroidissement à 1,1 % de la consommation totale
On se faisait l’écho sur Clubic en mai dernier des premiers résultats d’une équipe de l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Behnood Bazmi, doctorant en génie mécanique à l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign, et ses collègues ont fabriqué leur plaque par dépôt électrochimique. Ce procédé dépose le cuivre atome par atome, dans un bain d’ions métalliques, sans recourir à la fusion. Les chercheurs ont dessiné, à l’aide d’un algorithme d’optimisation topologique, la forme des ailettes situées sur la base de la plaque.
Une fois la plaque fabriquée, l’équipe a effectué deux mesures, avec deux protocoles différents. Pour la première, les chercheurs ont comparé les plaques à débit de liquide égal. La résistance thermique de la nouvelle plaque était 32 % inférieure à celle des ailettes carrées classiques. Pour la seconde, les chercheurs ont mis les deux plaques à la même température de puce avant de mesurer l’électricité consommée par la pompe dans chaque cas. Avec la plaque en cuivre, la pompe a consommé 68 % d’électricité en moins pour maintenir cette température.
Il se trouve que six des auteurs de l’étude travaillent chez Fabric8Labs qui vend justement le procédé de fabrication utilisé pour ces plaques. Le prototype testé ne mesure que 20 sur 20 millimètres donc bien plus petit qu'une puce réelle de data center. Mais la généralisation de ces plaques, en cuivre pur, dépendra directement du prix du métal, déjà en forte hausse depuis un an.
Les industriels devront composer avec un cuivre hors de prix
Le cuivre s’échangeait à 9 769 dollars la tonne, soit environ 8 470 euros, en juillet 2025. Il est aujourd'hui de 14 182 dollars, soit 12 296 euros et quelques, en retrait par rapport au record de 14 806 dollars, ou 12 837 euros, enregistré en mai dernier. Cette hausse est due entre autres, aux difficultés d'approvisionnement sur certaines mines et à une demande toujours plus importante, sans compter sur les droits de douane américains.
Washington applique un droit de douane de 50 % sur la plupart des importations de cuivre depuis un peu plus d’un an maintenant, mais cela ne concerne pour l’instant pas le cuivre raffiné. Heureusement, car il sert justement de matière première à la fabrication de ces plaques de refroidissement. Plusieurs entreprises américaines craignent une nouvelle taxe de 15 % sur ce cuivre raffiné. Elles font déjà des stocks en prévision. Goldman Sachs prévoit malgré tout un tarif autour de 11 000 dollars, soit environ 9 537 euros, en 2027, même dans son scénario le plus favorable.
Les analystes de S&P Global ont anticipé une collision entre la demande mondiale de cuivre et les capacités de production existantes. Le cuivre entre dans la fabrication des câbles électriques et des canalisations, mais aussi des satellites ou des panneaux solaires. Une hausse ou une stagnation de son prix toucherait également l’électronique grand public, déjà confrontée à une pénurie de puces et à des prix en hausse pour les téléviseurs, les composants informatiques et les smartphones.
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