Huit fois moins de pannes. C’est le chiffre qui a stupéfié les ingénieurs de Microsoft quand ils ont remonté leur cylindre d’acier des fonds marins des îles Orcades, en Écosse, à l’été 2020. Microsoft a perdu six des 855 serveurs immergés dans la mer, contre huit sur seulement 135 pour le groupe témoin qui tournait sur terre avec les mêmes tâches. Une différence énorme, pour un résultat qui ne doit rien au froid abyssal ni à la pression des profondeurs. La vraie explication est ailleurs, et elle est presque contre-intuitive.

Sommaire

1. Un cylindre englouti pendant deux ans, sans une seule visite humaine
2. Le vrai responsable : ce qu’il n’y avait pas dans l’air
3. Une efficacité redoutable, un projet abandonné malgré tout

Un cylindre englouti pendant deux ans, sans une seule visite humaine

Le module, baptisé Northern Isles, n’était pas un prototype de laboratoire. Il contenait 864 serveurs et 27,6 pétaoctets de stockage dans un cylindre rempli d’azote inerte, pour une consommation totale de 240 kW, soit environ 20 kW par baie. Microsoft l’a déposé à 117 pieds de profondeur, soit environ 36 mètres, sur le fond marin au printemps 2018. Le site n’a pas été choisi au hasard : les Orcades abritent l’European Marine Energy Centre, un site expérimental d’énergies renouvelables où le réseau électrique local repose largement sur l’éolien et le solaire.

Pendant deux ans, personne n’a posé la main sur ces machines. La structure a été immergée, le câble raccordé, puis les ingénieurs sont partis : pendant deux ans, aucune main humaine n’a touché le moindre serveur. Quand l’équipe de récupération a enfin rouvert l’écoutille, le décor extérieur avait bien changé. Le module est ressorti recouvert d’algues, de bernacles et d’anémones de mer, alors qu’il était d’un blanc éclatant au moment de son immersion. Des anémones avaient même atteint la taille d’un cantaloup dans les recoins abrités de sa base. Un joli décor marin, presque une curiosité biologique, mais qui n’avait strictement rien à voir avec ce qui se passait à l’intérieur du tube.

Le vrai responsable : ce qu’il n’y avait pas dans l’air

À l’intérieur du cylindre, aucune trace d’oxygène. L’environnement de fonctionnement interne était composé à 100 % d’azote sec, à une pression atmosphérique normale. Un détail qui change tout. Notre atmosphère respirable contient environ 21 % d’oxygène, un gaz vital pour nous mais redoutablement réactif pour l’électronique. L’oxygène réagit avec les matériaux et provoque de la corrosion, d’où l’hypothèse que retirer l’oxygène au profit d’un environnement pur en azote pourrait améliorer la fiabilité.

Ben Cutler, qui dirigeait Project Natick chez Microsoft, résume la découverte sans détour : « Notre taux de panne dans l’eau représente un huitième de ce que nous observons sur terre ». Et l’équipe de recherche a identifié deux causes précises à cet écart. L’atmosphère d’azote, moins corrosive que l’oxygène, et l’absence de personnel venant heurter ou déplacer les composants, sont considérées comme les raisons principales de cette différence. Sur terre, les data centers cumulent trois sources d’usure permanentes : la corrosion due à l’oxygène et à l’humidité, les fluctuations de température, et les chocs provoqués par le personnel qui remplace les composants défaillants, sont autant de variables qui contribuent aux pannes ; le fond marin a supprimé ces trois facteurs d’un coup.

Le froid de la mer, lui, n’a joué qu’un rôle secondaire, et pas forcément celui qu’on imagine. Il existe une courbe de vie typique pour les composants, avec une zone de température idéale : trop chaud ou trop froid pose problème, or les disques durs immergés fonctionnaient plus froids que la norme sans que cela ne les pénalise. la baisse de température n’a pas cassé les machines comme on aurait pu le craindre, mais ce n’est pas non plus elle qui explique l’essentiel du gain de fiabilité. Le vrai facteur, c’est l’absence d’air respirable et l’absence d’humains. Deux ingrédients qu’on peut, en théorie, reproduire à sec.

Une efficacité redoutable, un projet abandonné malgré tout

Au-delà de la fiabilité, l’expérience a aussi livré un chiffre d’efficacité énergétique impressionnant. Northern Isles a affiché un PUE de 1,07, le ratio entre l’énergie totale consommée et celle réellement utilisée par les serveurs, alors que les sites terrestres les plus performants plafonnent encore autour de 1,2 et que l’industrie tourne plutôt au-dessus de 1,5 ; un score aussi proche de 1,0 sans aucun système de refroidissement mécanique a de quoi faire réfléchir les architectes de data centers. Le refroidissement, l’un des postes de dépense énergétique les plus lourds pour ces infrastructures, devenait ici quasiment gratuit : de l’eau de mer circulait derrière les baies, absorbait la chaleur, puis repartait dans l’océan sans intervention mécanique.

Ces résultats prometteurs n’ont pourtant pas suffi à convaincre Microsoft de construire une flotte de data centers sous-marins. La société a discrètement mis fin au programme, une décision confirmée en 2024. Interrogée sur le sujet, la responsable des opérations cloud de l’entreprise a été catégorique : elle ne construit de data centers sous-marins nulle part dans le monde, mais reconnaît que le projet a fonctionné et que les enseignements tirés seront appliqués ailleurs. Les leçons sur l’azote, sur l’automatisation des interventions et sur la résistance aux vibrations nourrissent désormais d’autres chantiers, notamment ceux liés aux infrastructures capables de fonctionner sans présence humaine sur des sites isolés.

L’histoire ne s’arrête pas complètement là. D’autres acteurs ont pris le relais de l’idée à une échelle industrielle : la Chine a mis en service une installation commerciale au large de l’île de Hainan, avec une centaine de modules répartis sur une surface équivalente à dix terrains de football, pour une puissance de calcul comparable à six millions d’ordinateurs personnels. Ce que Microsoft a validé en laboratoire grandeur nature dans la mer du Nord, d’autres cherchent aujourd’hui à le transformer en modèle économique viable à grande échelle. La question qui reste ouverte n’est plus de savoir si l’azote et l’absence d’humains rendent les serveurs plus fiables, mais si quelqu’un saura industrialiser cet avantage sans avoir à couler des containers au fond de l’océan.

Sources : tomshardware.com | autonocion.com