Aperçu du projet

Ce projet est situé à l'Université Jomo Kenyatta d'Agriculture et de Technologie (JKUAT) au Kenya. La JKUAT est la première université publique pluridisciplinaire du Kenya, spécialisée dans l'ingénierie et la technologie, et une référence académique dans le domaine de l'ingénierie et des TIC en Afrique de l'Est. Elle dispose de formations approfondies en génie technologique, en sciences de l'information et en applications d'intelligence artificielle, et bénéficie d'une forte dimension internationale. Elle a établi des partenariats de longue date avec des universités de Chine, d'Allemagne, du Royaume-Uni et d'autres pays, ainsi qu'avec des entreprises technologiques internationales.

Ces dernières années, grâce au déploiement complet de sa stratégie “ Enseignement numérique + Calcul pour la recherche scientifique ”, l’université a rapidement mis en place un système d’apprentissage en ligne, un système de carte unique pour le campus et une plateforme de gestion des données de laboratoire. Elle prévoit également de déployer un petit cluster de recherche en intelligence artificielle afin de soutenir l’enseignement et la recherche en science des données et en apprentissage automatique. Cependant, l’infrastructure informatique existante de l’université est devenue obsolète et ne peut plus répondre à la croissance rapide des besoins, constituant ainsi un frein majeur à sa transformation numérique.

GOTTOGPOWER a conçu et mis en œuvre une solution déployant plusieurs ensembles de systèmes de micro-centres de données modulaires GT-DC8000 et GT-DC5000, adaptés aux besoins réels de JKUAT et aux caractéristiques environnementales locales en Afrique. La solution intègre systèmes UPS à double conversion en ligne et de haute précision climatiseurs de précision pour salles informatiques, assurant une solution clé en main pour l'ensemble de la liaison, de la distribution électrique et du refroidissement à la surveillance et à l'hébergement informatique. Le projet a désormais achevé l'installation et la mise en service.

Principaux points de douleur des clients

Des recherches approfondies menées au début du projet ont révélé que l'université n'était pas confrontée à un simple problème d'insuffisance de salles informatiques, mais à une prolifération concentrée de contradictions structurelles au sein des infrastructures, un problème courant dans la transformation numérique des universités africaines.

Tout d'abord, des problèmes de qualité de l'alimentation électrique. L'infrastructure du réseau électrique dans la banlieue de Nairobi est fragile, avec d'importantes fluctuations de tension, des chutes de tension instantanées et des coupures de courant fréquentes. Ces problèmes ont entraîné des redémarrages fréquents des serveurs principaux et de multiples cas d'incohérence, voire de perte, de données dans le système d'administration scolaire et le système d'examens en ligne, perturbant gravement le bon déroulement des cours.

Deuxièmement, la gestion thermique était incontrôlable. La salle informatique d'origine utilisait des climatiseurs commerciaux ordinaires dispersés, ce qui entraînait une circulation d'air chaotique et un mélange important d'air chaud et d'air froid. Incapable de gérer la charge thermique des serveurs haute densité, elle provoquait d'importants points chauds localisés. La température de l'air entrant dans certaines baies dépassait largement la plage standard, et le taux de panne des équipements augmentait considérablement.

Troisièmement, une évolutivité insuffisante. La salle informatique traditionnelle de l'université reposait sur un modèle de construction fixe, sans modularité. Avec le lancement du laboratoire d'IA et de la plateforme de cours en ligne, le nombre d'équipements informatiques a augmenté de 651 TP3 TP en six mois. Chaque extension nécessitait des travaux d'extension, perturbant les cours pendant deux à trois jours en moyenne.

Quatrièmement, des capacités d'exploitation et de maintenance insuffisantes. L'équipe informatique de l'université est de petite taille et manque d'expérience professionnelle en matière d'exploitation et de maintenance de centres de données. Se basant sur des inspections manuelles, elle ne peut assurer une surveillance en temps réel ni une maintenance prédictive, et le temps moyen de détection et de résolution des pannes dépasse quatre heures.

Conception de l'architecture de la solution

En réponse aux problèmes susmentionnés, GOTTOGPOWER a adopté une architecture globale de “ micro-centre de données distribué modulaire + hébergement hiérarchique ” au lieu du modèle traditionnel d'extension de salle informatique unique.

Le centre de données GT-DC8000 sert de module central, déployé dans la zone principale du campus, et héberge les systèmes d'information essentiels de l'université, notamment la plateforme de gestion administrative, le système de base de données, le système de stockage et les nœuds de calcul pour la formation en IA, tout en garantissant un niveau optimal d'alimentation électrique et de refroidissement.

Le centre de données GT-DC5000 sert de module périphérique étendu, déployé dans le bâtiment du laboratoire et la zone de l'École d'informatique, utilisé pour prendre en charge les plateformes d'expérimentation pédagogique et les ressources informatiques locales, réalisant un accès aux entreprises de proximité et une répartition de la charge, et réduisant la pression sur la salle informatique principale.

Cette architecture résout fondamentalement les trois problèmes clés de la gestion centralisée, de l'hébergement distribué et de l'évolutivité future, s'adaptant parfaitement aux caractéristiques d'une large distribution commerciale et d'une croissance rapide dans les universités.

Concernant la conception du système d'alimentation, tous les micromodules utilisent systématiquement des systèmes d'alimentation sans coupure (ASI) à double conversion en ligne, assurant une isolation électrique complète entre l'alimentation secteur et les charges de sortie. Ceci élimine totalement l'impact des fluctuations de tension, des interférences harmoniques et des coupures de courant instantanées sur les équipements informatiques. Le système ASI adopte une conception modulaire redondante, avec une capacité redondante de 30% réservée dans la configuration initiale, garantissant un fonctionnement continu du système en cas de défaillance d'un module et prenant en charge l'extension à chaud sans interruption de service.

Concernant le système de refroidissement, des climatiseurs de précision dédiés aux salles informatiques sont utilisés. Ils optimisent le flux d'air grâce à une reprise d'air zénithale, permettant ainsi à l'air froid de recouvrir précisément les entrées d'air des serveurs. Le système assure un contrôle précis et constant de la température et de l'humidité, évitant ainsi les pertes d'efficacité dues au mélange d'air chaud et d'air froid.

Dans le même temps, le système stabilise l'environnement de la salle informatique dans la plage recommandée, réduisant ainsi efficacement les taux de panne du matériel serveur et les risques d'erreurs de données, et maximisant la durée de vie des équipements.

Détails techniques clés de mise en œuvre

Lors de la mise en œuvre du projet, GOTTOGPOWER s'est concentré sur la résolution de trois difficultés clés au niveau de l'ingénierie.

Tout d'abord, la fiabilité de l'alimentation électrique a été vérifiée dans des conditions extrêmes. Compte tenu des fréquentes coupures de courant sur le réseau électrique de Nairobi, plusieurs séries de tests de commutation en pleine charge ont été réalisées sur site. Les résultats ont démontré que le système garantit une alimentation sans interruption de 0 milliseconde et que tous les serveurs et systèmes d'information n'ont subi aucun redémarrage ni interruption lors de la coupure totale du courant.

Deuxièmement, vérification de la redondance du refroidissement en environnement à haute température. Compte tenu des fortes variations de température entre le jour et la nuit à Nairobi et des températures ambiantes élevées à certaines saisons, le système a subi un test de charge thermique continu de 72 heures en conditions de fonctionnement à pleine charge. La fluctuation de température au cœur de la salle informatique a été maintenue à ±1,5 °C, sans surchauffe locale.

Troisièmement, un déploiement rapide et sans interruption de service. Tous les modules des centres de données GT-DC8000 et GT-DC5000 sont préfabriqués et testés en usine. Sur site, l'intervention se limite à l'assemblage des modules, au raccordement des barres omnibus et des canalisations de réfrigérant, ainsi qu'à la mise en service du système. Le délai de construction, traditionnellement de 3 à 6 mois, est ainsi réduit à 45 jours, sans aucune incidence sur le fonctionnement normal des systèmes d'information de l'université.

Surveillance dynamique de l'environnement et optimisation des opérations et de la maintenance

Compte tenu des capacités limitées d'exploitation et de maintenance de l'équipe informatique du client, ce projet s'est concentré sur l'amélioration de la convivialité et du niveau d'intelligence du système de gestion de l'infrastructure du centre de données.

Le système assure une surveillance centralisée et unifiée de l'état des entrées/sorties de l'onduleur, de l'état des batteries, du taux de charge, des paramètres de fonctionnement de la climatisation, de la température et de l'humidité de la salle informatique, des systèmes de contrôle d'accès et de protection incendie, et propose une interface de gestion visuelle intuitive. En cas d'anomalie, le système déclenche automatiquement des alarmes hiérarchisées et les transmet en temps réel aux administrateurs par e-mail, SMS et application mobile.

Ceci est particulièrement crucial dans le secteur de l'éducation en Afrique, car la rapidité d'intervention des techniciens sur site est limitée et les capacités de maintenance et d'exploitation visuelle à distance déterminent directement la fiabilité du système. Grâce à ce système, l'université a opéré une transformation de son mode d'exploitation et de maintenance, passant d'une “ réparation passive ” à une “ alerte précoce active ”, réduisant ainsi le temps moyen de réponse aux pannes de 4 heures à moins de 15 minutes et diminuant considérablement les difficultés d'exploitation et de maintenance ainsi que les coûts de main-d'œuvre.

Réalisations du projet et amélioration de la valeur client

Après la livraison du projet, l'université a réalisé une mise à niveau structurelle passant de “ salles informatiques dispersées ” à des “ centres de données micro-modulaires unifiés ”.

• En termes d'exploitation et de maintenance, le système d'environnement dynamique a permis à l'université de disposer pour la première fois de capacités complètes de gestion visuelle du centre de données, réduisant considérablement la dépendance à l'égard de l'inspection manuelle, permettant un fonctionnement sans surveillance 24h/24 et 7j/7 du centre de données et réduisant les coûts de main-d'œuvre d'exploitation et de maintenance de plus de 601 TP3T.
• En matière de fiabilité de l'alimentation électrique, les systèmes clés de l'entreprise n'ont connu aucune interruption non planifiée tout au long de l'année, éliminant ainsi totalement le risque d'accidents d'enseignement dus à des problèmes d'alimentation électrique.
• En termes de stabilité environnementale, la capacité de contrôle de la température de la salle informatique a été considérablement améliorée, la température de fonctionnement moyenne des serveurs a diminué, le taux d'alarmes matérielles a chuté de plus de 40% et la durée de vie prévue des équipements a été prolongée de plus de 30%.
• En termes d'évolutivité, le module prend en charge l'extension à la demande, qui peut être étendue en ligne sans affecter les activités existantes, répondant ainsi aux besoins de croissance des futurs cours et projets de recherche en IA.

Conclusion du projet

Ce projet ne se limite pas à la simple livraison d'équipements ; il s'agit d'une innovation en matière d'architecture d'infrastructure visant à résoudre les difficultés de la transformation numérique dans le secteur de l'éducation en Afrique. Grâce à l'utilisation combinée des micro-centres de données modulaires GT-DC8000 et GT-DC5000, GOTTOGPOWER a fourni aux universités africaines une solution intégrée, standardisée et reproductible, combinant “ alimentation électrique haute fiabilité, contrôle environnemental précis, extension modulaire et exploitation et maintenance intelligentes ”.

Ce cas illustre parfaitement les avantages uniques des centres de données modulaires face à la faiblesse des infrastructures électriques, la pénurie de personnel qualifié et la forte croissance de la demande numérique en Afrique. Il présente un fort potentiel de réplication et de promotion pour le secteur, et s'applique à divers contextes d'utilisation, tels que les hôpitaux, les administrations publiques et les petites et moyennes infrastructures de cloud computing.