Épreuve E4 session 2026 BTS Electrotechnique Métropole

BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR ELECTROTECHNIQUE

SESSION 2026 Métropole

EPREUVE E4. Conception - Étude préliminaire

« Marilyn », data center à faible impact environnemental

Durée 4 heures – Coefficient 5

Présentation générale :

L’entreprise CELESTE, spécialisée dans le déploiement du réseau fibré très haut débit en France, a fait le choix de se doter de ses propres centres de stockage de données numériques (data centers). Le centre « Marilyn » situé en Île-de-France est composé de deux tours de 300 m² incluant chacune 100 baies informatiques. Ce centre de stockage de données garantit une bonne performance énergétique grâce à un système de refroidissement utilisant l'air extérieur.Une architecture électrique redondante.

Une architecture électrique redondante.
Afin d’assurer la continuité de service des serveurs, le data center « Marilyn » a été conçu autour d’une architecture électrique redondante. Les baies informatiques sont également alimentées par des lignes de distribution redondantes, ce qui permet d’assurer une disponibilité élevée du service de stockage de données.

Réchauffement climatique – Impact sur l’efficacité énergétique du data center.
Avec le réchauffement climatique, des épisodes caniculaires exceptionnels se produisent de façon récurrente. Les températures extérieures peuvent dépasser les 35 °C sur plusieurs jours.
Les équipes techniques ont décidé de procéder à une augmentation de la capacité de ventilation en free-cooling en ajoutant une unité de refroidissement supplémentaire à l’installation existante.

Objectifs de l’étude préliminaire :

Premier enjeu étudié : réussir l’intégration d’un module de refroidissement supplémentaire sur l’alimentation électrique existante afin de supporter les épisodes caniculaires de plus en plus fréquents.
L’ajout d’une unité de refroidissement supplémentaire sur l’installation électrique existante impose de vérifier que celle-ci est en capacité de l’alimenter, tout en maintenant les critères de performances définis dans l’appel d’offres initial.
Deuxième enjeu étudié : garantir le classement énergétique du data center conformément au CCTP y compris en période de canicule.
L’entreprise CELESTE se doit d’établir un rapport d’exploitation prévisionnel annuel du data center. Ce rapport doit contenir les données de classement énergétique du data center ainsi que des prévisions chiffrées sur les impacts environnementaux et économiques de son exploitation.
Objectifs de l’étude préliminaire :
Le sujet a pour objectif de conduire une étude de conception préliminaire en relation avec les deux enjeux énoncés précédemment.

Travail demandé :

• Partie A : vérifier le capacité de l’installation à intégrer la nouvelle unité de refroidissement.

Afin de supporter les épisodes caniculaires exceptionnels, il a été décidé d’ajouter une unité de refroidissement supplémentaire sur l’installation existante du data center. L’étude porte sur l’avant-projet de dimensionnement du départ qui permet l’alimentation électrique de cette unité de refroidissement depuis le TGBT .

• Partie B : rétablissement du taux de charge des transformateurs HTA / BT.

Suite à l’ajout de l’unité de refroidissement, le taux de charge d’un transformateur alimentant seul l’ensemble des deux chaînes A et B ne respecte pas la contrainte fixée par le CCTP. Pour rétablir le taux de charge attendu des transformateurs, il a été décidé de rajouter des batteries de compensation de l’énergie réactive au niveau des TGBT de chaque chaîne. L’étude porte sur l’avant-projet de dimensionnement d’une compensation d’énergie réactive permettant d’obtenir un facteur de puissance tel que : tan φ = 0,34 

• Partie C : capacité du data center à basculer sur l’alimentation électrique de secours.

Au vu des modifications apportées sur les TGBT du data center, il est nécessaire de vérifier que celles-ci n’ont pas altéré la sécurisation du site du point de vue de la continuité de service électrique. L’étude porte sur la vérification des performances de l’alimentation de secours suite à la coupure de l’alimentation normale.

• Partie D : préservation du classement énergétique du data center.

Afin de faire un bilan des travaux engagés sur le data center, il est nécessaire de pouvoir quantifier leurs effets.
Le CCTP initial du data center impose d’obtenir un coefficient de performance énergétique PUE à une valeur annuelle moyenne inférieure à 1,4.

• Partie E : opportunité d’optimisation financière et écologique du fonctionnement du data center.

La tonne de CO2 équivalent par mégawattheure (t eq. CO2) est une unité de mesure utilisée pour comparer les émissions des gaz à effet de serre des moyens de production d’énergie. En France, la production d’énergie électrique génère 70.10-3 t eq. CO2 par MW·h.
La tarification de l’énergie électrique consommée par le data center peut se faire selon deux options. L'objectif est ici de comparer les impacts environnementaux liés au choix de l’option tarifaire et conclure quant à l’opportunité écologique du changement de tarification de l’énergie électrique consommée.