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Protection contre la foudre dans les centres de données
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Protection contre la foudre dans les centres de données
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Les centres de traitement des données (CPD) sont constamment menacés, non seulement par des attaques informatiques mais aussi par des phénomènes météorologiques tels que les orages électriques. Il s'agit d'infrastructures essentielles qui nécessitent une protection contre la foudre et les surtensions afin d'éviter d'éventuelles pertes de données et la dégradation des équipements électriques et électroniques, ainsi que pour prévenir les temps d'arrêt, les pannes et les interruptions de service qui impliquent un impact économique élevé.
Les structures critiques sont des installations ou des systèmes qui sont nécessaires pour assurer le fonctionnement économique ou social. Bien qu'il existe différentes classifications des centres de données, allant des salles de serveurs aux centres à haut niveau de sécurité, on peut dire qu'en général, les centres de données sont les nœuds de traitement des informations critiques pour les entreprises et les particuliers.
Les dangers associés à la foudre sont une source de préoccupation pour l'industrie des centres de données. La foudre peut provoquer des incendies, détruire des éléments structurels ou mettre hors service des systèmes critiques tels que le refroidissement, l'alimentation électrique et la sécurité, voire mettre hors service un parc de serveurs entier. Plus grave encore, ils peuvent provoquer des accidents du travail.
La foudre peut sembler un phénomène isolé et improbable, mais elle a provoqué de graves interruptions de service pour des entreprises comme Amazon (2009), Navisite (2010), Google et Fujitsu (2015), AT&T et Microsoft (2018). Les conséquences ont été des interruptions de service de longue durée, des incendies, la destruction d'équipements coûteux et la perte de données clients. En revanche, une protection adéquate contre la foudre a permis à Fibernet en 2011 d'éviter tout désagrément à ses clients, ceux-ci n'ayant subi que des dommages matériels minimes et des coupures de courant mineures.
Bien que la sécurité des centres de données soit bien meilleure qu'il y a quelques années, selon le rapport 2021 de l'Uptime Institute, quatre incidents de panne de centre de données sur dix entraînent des pertes comprises entre 100 000 et 1 million de dollars. Et un sur six coûterait plus d'un million de dollars. En outre, la gravité des pannes n'a pas diminué entre 2019 et 2021.
Les données recueillies par l'Uptime institute indiquent que le nombre de pannes graves devrait se situer entre 20 et 50 par an partout dans le monde, entraînant des perturbations pour les entreprises et les clients. À cela s'ajoute la perte de réputation que ces pannes entraînent. Les chiffres relatifs à la fréquence et à la durée des pannes suggèrent que les performances réelles des centres de données d'aujourd'hui seraient inférieures à leurs contrats de service.
Le coût des pannes augmente en raison de plusieurs facteurs tels que la dépendance croissante de l'informatique dans les entreprises mais aussi dans la société, la taille croissante des centres de données et la difficulté de résoudre rapidement les pannes complexes.
Les clients et les régulateurs des centres de données exigent tous deux une surveillance accrue et des garanties de bonnes pratiques. La prévention des pannes d'électricité est un défi constant pour les centres de données, qui requiert de l'attention, des investissements financiers et des analyses. La protection contre la foudre est cruciale et représente un coût relativement faible par rapport à l'ampleur des dommages et des pannes qu'un seul coup de foudre pourrait causer au personnel, aux serveurs et aux bâtiments. Tout comme les sauvegardes et la redondance, les systèmes de protection contre la foudre et la protection coordonnée contre les surtensions sont essentiels pour la cybersécurité et la continuité des services.
Dans cet article, nous examinerons certains aspects de la réglementation DPC qui s'appliquent à la protection contre la foudre et la manière dont les solutions avancées d'Aplicaciones Tecnológicas S.A. s'adaptent aux besoins de l'industrie.
TIA 942 et BICSI 002 (États-Unis) : Protection contre la foudre pour les centres de données
La norme Building Industry Consulting Service International (BICSI 0021) pour la conception et la mise en œuvre des meilleures pratiques dans les centres de données classe les centres en fonction de leur disponibilité dans les classes F0-F4, où F0 est le niveau le plus bas et F4 le niveau de sécurité le plus élevé.
Les différentes classes impliquent quelques exigences en matière de sécurité contre le foudroiement. Par exemple, la nécessité d'un système de protection contre la foudre est déterminée dans toutes les classes en fonction de l'analyse de risque effectuée avec la norme NFPA 7802, qui inclut un calcul de risque comme la norme IEC 62305-2 pour une analyse plus approfondie. En revanche, la protection préventive au moyen d'un système de détection des orages est facultative pour les classes F0-F3, alors qu'elle est recommandée pour les classes F3 et F4 qui se trouvent dans des zones à forte incidence d'orages.
D'autre part, la Telecommunications Industry Association (TIA), qui est accréditée par l'American National Standards Institute (ANSI), classe les centres de données dans sa norme TIA 9424 en quatre niveaux. Le niveau 1 correspond à l'infrastructure de base, sans redondance, qui offre une protection limitée contre les événements physiques. Le niveau 4 correspond au plus haut niveau de sécurité et de protection contre presque tous les incidents physiques.
La norme TIA 942 indique que des systèmes de protection contre la foudre sont requis pour les niveaux 3 et 4, tandis que les niveaux 1 et 2 sont soumis à une analyse des risques conformément à la norme NFPA 780.
Outre la norme BICSI 002 et la norme TIA 942, les autres normes relatives aux centres de données comprennent la norme SS 507 du Singapore Standards Council, la norme SSAE 16 de l'AICPA et la norme européenne EN 50600.
Dans tous les cas, il convient de considérer qu'il peut être nécessaire d'aller au-delà des exigences mentionnées dans les normes afin d'atteindre le niveau maximal de protection des centres de données.
Dans ce qui suit, nous présenterons les solutions avancées d'Aplicaciones Tecnológicas S.A. pour protéger les structures sensibles telles que les centres de données des effets des orages électriques.
Protection préventive dans les DPC
La détection locale des orages permet d'éviter les accidents causés par la foudre, qui pourraient entraîner des accidents du travail. Les systèmes d'alerte pour la prévention des risques dérivés des orages, en plus de prévenir les risques professionnels, permettent d'adopter des procédures pour déconnecter les systèmes du réseau électrique, en activant des générateurs à la place.
Le système de détection d'orages locaux ATSTORM® est le plus complet du marché, avec une technologie à double capteur (champ électrostatique et champ électromagnétique). Les experts d'Aplicaciones Tecnológicas S.A. gèrent ATSTORM® à distance. Dans le système de calcul centralisé, le signal est traité, le fonctionnement est contrôlé et des alertes sont envoyées aux utilisateurs.
Centres de traitement de données centro de procesamiento de datos data center CPD protección contra el rayo y las sobretensiones protection contre la foudre protection contre les surtensionsProtections externes dans les infrastructures des centres de données
En plus de la protection préventive, d'autres mesures de protection du personnel comprennent l'isolation correcte des systèmes de mise à la terre et des conducteurs de descente du paratonnerre, afin d'éviter la production d'étincelles entre les parties métalliques de la structure.
En cas de foudre sur l'infrastructure du centre de données, le courant de foudre s'écoulerait vers la terre à travers les différentes parties conductrices telles que les armatures en béton et les autres structures métalliques. La probabilité que le courant de foudre pénètre dans le bâtiment est considérablement réduite par un système externe de protection contre la foudre approprié5, qui peut être composé de pointes et de mailles de protection contre la foudre, ou de parafoudres avec dispositifs d'arrêt (PDC).
Les DPC sont généralement protégés par des pointes et des grillages conventionnels afin de créer une cage de Faraday qui entoure les bâtiments d'un écran continu, parfaitement conducteur et mis à la terre, et par une liaison équipotentielle des lignes électriques qui entrent dans la structure. Cela empêche la pénétration du courant de foudre et de son champ électromagnétique dans les bâtiments, en évitant les effets thermiques et électrodynamiques6. Chez Aplicaciones Tecnológicas S.A., nous avons une grande expérience dans la réalisation de projets de protection contre la foudre à l'aide d'une protection conventionnelle avec des pointes et des mailles, bien que cet effet cage de Faraday puisse être très compliqué si le projet de protection contre la foudre est réalisé une fois le bâtiment déjà construit.
Les parafoudres à dispositif d'arrêt se caractérisent par le fait qu'ils protègent un plus grand rayon que la protection contre la foudre conventionnelle. Comme l'explique le site Internet de l'Association internationale de la protection contre la foudre, les bâtiments des centres de données peuvent être répartis sur de grandes surfaces. A cet égard, les PDC sont efficaces pour protéger de grandes zones avec seulement quelques bornes et permettent de couvrir les bâtiments et d'autres zones sensibles du centre de données telles que les générateurs d'énergie et les systèmes de refroidissement. De plus, dans le cas de bâtiments existants, une installation conforme à leur réglementation est plus réalisable qu'une protection par mailles.
Pour la protection des infrastructures critiques telles que les centres de données, Aplicaciones Tecnológicas S.A. a développé le système complet SMART DAT CONTROLER® SUPERVISOR, qui appartient à la gamme Smart Earthing and Lightning Solutions. Le système SMART DAT CONTROLER® SUPERVISOR comprend non seulement un paratonnerre avec dispositif d'amorçage, un parafoudre DAT CONTROLER® REMOTE avec autocontrôle quotidien de la tête du parafoudre, mais il surveille également la continuité du conducteur de descente et la résistance de la terre, et fournit des informations sur la grève interceptée.
Protection interne : sécurité des données et continuité du service
Tout manquement à la protection des équipements vitaux tels que l'électronique de contrôle, les systèmes de refroidissement, les générateurs et les transformateurs peut entraîner la perte de données précieuses pour les clients. L'objectif de la protection interne contre la foudre est d'empêcher le courant de foudre de pénétrer dans les lignes électriques et de télécommunication, réduisant ainsi les défaillances permanentes des systèmes électriques et électroniques.
Toutefois, il ne faut pas seulement se préoccuper de la perte d'informations critiques, mais aussi de la continuité du service du centre de données, en veillant à ce que l'alimentation électrique soit toujours maintenue pour éviter les temps d'arrêt et les pannes de service. Les centres de données ont besoin d'une puissance électrique élevée pour leurs différents systèmes (salle informatique, refroidissement, etc.). Par conséquent, les centres de données peuvent être conçus pour être connectés à plusieurs stations de distribution, générateurs d'électricité et UPS (alimentations sans coupure). Dans tous les cas, il est également nécessaire de protéger les lignes de cette alimentation alternative afin que le datacentre reste en service même s'il est frappé par la foudre.
Les mesures internes de protection contre la foudre reconnues dans la norme CEI 62305-47 sont la liaison équipotentielle, les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) et les éclateurs7. Chez Aplicaciones Tecnológicas S.A., nous disposons du matériel approprié pour réaliser la liaison équipotentielle des centres de données, les dispositifs de protection contre les surtensions et les éclateurs.
De plus, pour réaliser les connexions entre les conducteurs, notamment au niveau de la prise de terre, il est recommandé d'utiliser la soudure aluminothermique, également connue sous le nom de soudure exothermique, car les joints moléculaires garantissent efficacité et durabilité. APLIWELD® Secure + est la soudure aluminothermique la plus efficace et la plus sûre du marché, avec le format innovant de la tablette, les initiateurs électroniques et l'allumage à distance.
Dans la plupart des DPC, disposer de dispositifs de protection contre les surtensions est aussi important, voire plus important, que les systèmes externes de protection contre la foudre. Les surtensions transitoires pénètrent dans les équipements électriques et électroniques précieux des centres de données par les lignes d'alimentation électrique, téléphonique et de télévision. Même si la communication de données s'effectue principalement par le biais de câbles en fibre optique, éliminant ainsi le risque de dommages dus aux surtensions, il existe toujours des connexions vulnérables à ces câbles qui doivent être protégées.
Les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) s'activent instantanément lors de pointes de surtension transitoires, conduisant le courant de foudre à la terre. De cette manière, ils protègent les équipements, maintiennent la continuité du service et réduisent à un niveau acceptable la probabilité d'incidents de sécurité impliquant des personnes et des biens.
Les protecteurs contre les surtensions transitoires d'Aplicaciones Tecnológicas S.A. Ils sont testés dans des laboratoires officiels et indépendants, passant tous les tests avec les valeurs contenues dans les fiches techniques et les étiquettes des équipements.
De Aplicaciones Tecnológicas S.A. Nous recommandons spécifiquement pour les CPD la série de protecteurs de type 1 ATSHIELD (protection des effets de la foudre directe) et la série de SPD de type 2 ATSUB et ATCOVER (protection des effets secondaires de la foudre). En outre, ATSHOCK 25, qui est approuvé par Iberdrola, peut être utilisé comme substitut d'ATSHIELD.
Pour la protection des lignes de données non fibre optique, la série de protecteurs ATLAN type 3 dispose de différentes variantes pour répondre à tous les besoins : individuel, rack, CAT6, POE.
Dans le cas où les centres de données disposent de panneaux photovoltaïques sur leurs toits, la série ATPV offre une protection efficace de ceux-ci et des éléments intégrés à leur installation.
La protection contre la foudre des CPD est essentielle pour préserver leurs multiples aspects (personnel, infrastructure, équipements électriques et électroniques, traitement et stockage des données, continuité du service). Applications Tecnológica S.A., expert en protection contre la foudre de haute qualité, propose des produits et services pour protéger les centres de données. Sur ce lien vous pouvez contacter nos experts qui vous aideront avec les solutions technologiques recommandées pour la protection contre la foudre CPD.
Références :
ANSI/BICSI 002-2019 Meilleures pratiques de conception et de mise en œuvre des centres de données. (2019).
Association nationale de protection contre l'incendie (NFPA). NFPA 780 Norme de sécurité pour l'installation de systèmes de protection contre la foudre. (2020).
Commission électrotechnique internationale (CEI). CEI 62305-2 Protection contre la foudre - Partie 2 : Gestion du risque. (2010).
Norme TIA ANSI/TIA-942-2005. 148 (2005).
Commission électrotechnique internationale (CEI). CEI 62305-3 Protection contre la foudre - Partie 3 : Dommages physiques aux structures et risques pour la vie. (2010).
Commission électrotechnique internationale (CEI). CEI 62305-1 Protection contre la foudre - Partie 1 : Principes généraux. (2010).
Commission électrotechnique internationale (CEI). CEI 62305-4 Protection contre la foudre - Partie 4 : Systèmes électriques et électroniques dans les structures. (2010).