Autoroute Humboldt II de Cuba : Une initiative d'énergie renouvelable

En août 2023, un groupe d'experts en informatique et de scientifiques s'est réuni à Cuba pour discuter d'un projet appelé Humboldt Highway II. Le but de ce projet est de créer un cluster informatique qui fonctionne entièrement à l'Énergie renouvelable à l'Université de La Havane. Cette initiative se concentre sur les besoins énergétiques de la recherche scientifique, en particulier en physique des particules.

Un cluster informatique, c'est en gros un groupe d'ordinateurs qui bossent ensemble pour réaliser des tâches complexes plus efficacement qu'un seul ordinateur. En utilisant de l'énergie renouvelable, comme l'énergie solaire, le projet veut offrir une manière durable de soutenir le travail scientifique. Ce cluster est vu comme un modèle pour de futurs projets d'énergie renouvelable à grande échelle dans les Caraïbes.

#Pourquoi l'énergie renouvelable est importante ?

Utiliser de l'énergie renouvelable est super important pour plusieurs raisons. D'abord, ça aide à réduire la dépendance aux combustibles fossiles, qui contribuent au changement climatique et à la pollution. En utilisant l'énergie solaire, le projet veut montrer comment l'énergie propre peut soutenir les efforts scientifiques. De plus, Cuba a plein de soleil, ce qui rend l'énergie solaire une option viable.

Avec plus de 330 jours ensoleillés par an, le climat cubain est favorable à la production d'énergie solaire. Ça fait de Cuba un candidat idéal pour des projets d'énergie renouvelable, surtout en tenant compte que son approvisionnement électrique a souvent dépendu de combustibles fossiles importés. Élargir l'utilisation de l'énergie solaire fait aussi partie du plan de développement national de Cuba.

#Le besoin de Collaboration scientifique

Le projet Humboldt Highway va au-delà de l'énergie. Il vise à renforcer les liens scientifiques entre Cuba et l'Europe, en particulier l'Allemagne. Pendant de nombreuses années, des scientifiques cubains de l'institut InSTEC ont collaboré avec des chercheurs au DESY à Hambourg, en Allemagne.

Dans le cadre de cette collaboration, des étudiants de La Havane se sont rendus en Allemagne pour participer à des programmes d'été et poursuivre des diplômes avancés. Cependant, le manque d'internet fiable et d'installations informatiques à Cuba a rendu difficile le maintien de liens solides après leur retour chez eux. Le projet Humboldt Highway s'attaque à ce problème en fournissant l'infrastructure nécessaire pour un échange scientifique continu.

#Aperçu des centres de calcul

Pour comprendre le concept derrière le projet Humboldt Highway II, il est utile de regarder des centres de calcul existants comme le CERN et le DESY. Ces centres sont de grandes installations qui gèrent d'importants besoins en calcul pour la recherche scientifique. Ils fonctionnent à une grande échelle et consomment beaucoup d'énergie.

Au CERN, par exemple, la consommation d'énergie de son centre de données atteindra jusqu'à 12 mégawatts d'ici le milieu des années 2030. L'efficacité de ces centres est essentielle, surtout en tenant compte que l'utilisation de l'énergie doit être équilibrée avec des systèmes de refroidissement efficaces. Plus les systèmes sont efficaces, mieux ils peuvent fonctionner sans tirer trop de puissance.

#Défis de l'énergie renouvelable dans le calcul

Bien que l'énergie renouvelable offre des avantages clairs, elle pose aussi des défis. Par exemple, l'énergie solaire et éolienne n'est pas toujours disponible à pleine puissance. Donc, des stratégies doivent être mises en place pour un fonctionnement efficace. Deux approches principales existent en fait :

1. Fonctionnement basé sur la disponibilité : Cela signifie que le cluster informatique fonctionnera à pleine capacité uniquement quand suffisamment d'énergie renouvelable est produite. Pendant les périodes de production d'énergie plus faible, les systèmes peuvent entrer en 'mode veille' pour économiser de l'énergie tout en effectuant des tâches essentielles.

2. Systèmes de batteries : De grands systèmes de batteries peuvent stocker l'énergie provenant de sources renouvelables pour une utilisation lorsque la production est faible. Cela permet au cluster informatique de fonctionner de manière cohérente, même en cas de pénurie d'énergie.

#Efficacité énergétique dans le calcul

La consommation d'énergie dans les centres de calcul dépend largement du nombre de processeurs (CPU) utilisés. Il est important d'utiliser des dispositifs à faible consommation d'énergie pour améliorer l'efficacité. Des alternatives, comme les CPU ARM, sont envisagées pour leurs besoins en énergie inférieurs par rapport aux processeurs Intel ou AMD traditionnels.

De plus, les systèmes de refroidissement doivent être pris en compte dans l'utilisation globale de l'énergie. Un refroidissement efficace est nécessaire car les ordinateurs produisent de la chaleur en fonctionnant. Si les systèmes de refroidissement ne peuvent pas suivre la chaleur générée, cela peut limiter la capacité de calcul globale.

#Le rôle de la gestion des charges

À mesure que les sources d'énergie renouvelable deviennent plus courantes, de nouvelles pratiques comme la gestion des charges entrent en jeu. Ce terme fait référence à la réduction à la demande de la consommation d'énergie pour correspondre à la production d'énergie disponible. Par exemple, pendant les périodes de forte génération d'énergie renouvelable, les centres de calcul peuvent fonctionner à pleine capacité. Quand la production baisse, ils peuvent réduire l'utilisation d'énergie en abaissant les fréquences des CPU. Cette méthode peut instantanément réduire la consommation d'énergie de jusqu'à 50%.

Gérer les charges d'énergie peut aussi impliquer d'éteindre des nœuds entiers pendant les périodes de faible demande. La capacité à ajuster rapidement l'utilisation d'énergie en fonction de la production et de la demande est essentielle pour maintenir l'efficacité et réduire les coûts.

#Systèmes photovoltaïques : Capturer l'énergie solaire

Le principal objectif du projet Humboldt Highway II est d'utiliser des systèmes photovoltaïques (PV) pour alimenter le cluster informatique. Il existe différentes manières d'installer ces systèmes :

1. Systèmes solaires sur les toits : Des panneaux solaires sont placés sur les toits des bâtiments, leur permettant de générer de l'électricité. Ces systèmes peuvent être connectés au réseau électrique local tout en ayant un système de batterie de secours pour une utilisation pendant les coupures de courant.

2. Parcs solaires : De grandes zones de terre peuvent être dédiées à des panneaux solaires, générant une puissance substantielle. Cette électricité pourrait soutenir les clusters informatiques, mais des systèmes de secours seraient nécessaires pour maintenir les opérations pendant les pannes.

3. Photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) : Cette technologie intègre des panneaux solaires directement dans la structure des bâtiments, comme des fenêtres ou des tuiles solaires, permettant de générer de l'énergie sans nécessiter d'installations solaires séparées.

#Vision future pour un cluster informatique à grande échelle

Une fois le cluster à petite échelle établi avec succès, il y a des plans pour une version plus grande qui pourrait servir toute la région des Caraïbes. Ce plus grand hub fournirait des ressources informatiques avancées à divers pays et favoriserait des projets collaboratifs en science.

Un tel centre agirait comme une plateforme coopérative pour la recherche dans des domaines comme le changement climatique, les sciences de la santé et la préparation aux catastrophes. En mettant en commun les ressources informatiques, les Caraïbes peuvent aborder les défis régionaux de manière plus efficace.

#Financement et partenariats

Le financement du projet Humboldt Highway II pourrait venir de diverses sources, comme des subventions de l'Union européenne ou des programmes des Nations Unies ciblant le développement durable. Des partenariats numériques avec d'autres organisations pourraient aussi faciliter le partage de connaissances et de ressources, rendant cet objectif plus atteignable.

De plus, construire un cluster informatique évolutif et économe en énergie à Cuba pourrait servir de modèle pour des projets similaires dans d'autres régions en développement. En se concentrant sur l'énergie renouvelable, le projet s'aligne avec les objectifs mondiaux de réduction des empreintes carbone et d'amélioration de la durabilité.

#Conclusion

Le projet Humboldt Highway II a un potentiel énorme non seulement pour Cuba mais aussi pour la région plus large des Caraïbes. En associant énergie renouvelable et capacités informatiques avancées, cette initiative représente une étape vers une collaboration scientifique durable.

Les étudiants et les chercheurs bénéficieront d'un meilleur accès à la technologie et à la connectivité, favorisant des avancées dans divers domaines d'étude scientifique. À mesure que de plus en plus de pays s'attachent à intégrer l'énergie renouvelable dans leurs infrastructures, des projets comme Humboldt Highway II peuvent servir de modèles pour des initiatives futures dans le monde entier.