Le sujet comporte deux parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre indifférent :

- partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable) : durée indicative 2h30 (12 points)

- partie enseignement de spécialité SIN (Systèmes d’Information et Numérique) : durée indicative 1h30 (8 points)

Partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable) :

Mise en situation

Les centres de données (data center) comportent de nombreux serveurs informatiques qui nécessitent d’évacuer la chaleur qu’ils produisent en grande quantité : ils sont très énergivores, tant pour leur fonctionnement que pour leur refroidissement.

Il est donc souhaitable de recycler la chaleur produite par les serveurs. Ceci permet de chauffer avec un coût moindre des habitations, des bureaux ou des bâtiments publics réduisant ainsi l’empreinte carbone des calculs informatiques.

Afin d’améliorer l’efficacité énergétique d’un parc immobilier composé de quatre bâtiments de six étages, la société Carnot Computing a fait le pari de mettre en place une solution innovante appelé le radiateur numérique Q.RAD. Il s’agit de déporter une partie des serveurs (carte mère), émettrice de chaleur, dans les bâtiments.

L’objectif de l’équipement est double :

- vendre aux entreprises de la puissance informatique pour leurs usages ;

- chauffer gratuitement un parc immobilier.

L’objectif de cette étude est de démontrer le caractère innovant et économique du radiateur numérique.

Travail demandé

Partie 1 - Quelle est l’innovation apportée par le système Q.RAD ?

Partie 2 - Quelle est l’optimisation technico-économique de la solution Q.RAD ?

Partie enseignement de spécialité SIN (Systèmes d’Information et Numérique) :

Mise en situation

L’industrie aéronautique, le monde de l’animation 3D, la simulation météorologique ou encore l’analyse de risque bancaire traitent de grandes quantités de données qui nécessitent énormément de calculs et monopolisent beaucoup de ressources informatiques.

Avec ses radiateurs Q.RAD, la société Qarnot Computing souhaite commercialiser, auprès des entreprises, de la puissance de calcul pour leurs applications, tout en chauffant des habitations.

La société Carnot Computing a installé 240 radiateurs Q.RAD pour chauffer les quatre bâtiments d’un parc immobilier. Chaque Q.RAD est connecté par l’intermédiaire d’un réseau Ethernet à un serveur situé dans un local proche du parking. Le serveur permet à la société Carnot Computing de suivre l’état des radiateurs de chaque appartement et de leur transmettre des données à traiter (calculs à effectuer).

Dans chaque Q.RAD, un module reçoit les données à traiter puis les distribue aux processeurs. Il est aussi chargé de collecter les données après traitement et de les transmettre au serveur.

Les processeurs traitent les données en produisant une certaine quantité de chaleur. La carte de commande à microcontrôleur fixe la fréquence de fonctionnement des processeurs (de 40 % à 100 % de la fréquence maximale) en fonction de la consigne de température à atteindre, fixée par l’utilisateur.

La mémoire RAM qui équipe le radiateur permet de stocker les données en attente de traitement par les processeurs, ainsi que celles issues des traitements avant de les transmettre.

Depuis leur mise sur le marché, les radiateurs Q.RAD ont évolué, ils s’adaptent en permanence aux nouvelles technologies de processeurs. Ils deviennent également « intelligents » en proposant de nouvelles options aux utilisateurs.

Travail demandé

Partie A - Étude de l’efficience de l’installation

Partie B - Ajout d’une fonction supplémentaire au radiateur Q.RAD