Pourquoi Djeddah pose un problème de conception différent de Riyad ou Dammam
L'humidité côtière de Djeddah sollicite davantage le refroidissement ASHRAE A1 à l'entrée des serveurs que les sites intérieurs d'Arabie saoudite, avec un bulbe humide estival dépassant souvent 32 °C qui oblige les exploitants à pousser à 4 à 6 cycles de concentration (CoC) pour maintenir la puissance frigorifique des groupes d'eau glacée. L'eau d'appoint mélange du perméat d'osmose inverse sur eau de mer de la mer Rouge avec des eaux souterraines saumâtres et des eaux usées traitées (TSE) pour l'équilibre de la dureté, et ce mélange dépasse couramment 800 mg/L de TDS. La purge de la tour de refroidissement qui sort du circuit à 5 CoC atteint donc 2 500 à 4 000 mg/L de TDS, avec une dureté totale dans la bande 400 à 800 mg/L CaCO₃ et une silice entre 40 et 80 mg/L (données terrain HydropureWater, 2026). Quiconque reprend un cahier des charges intérieur saoudien sans retravailler le bilan hydrique sous-dimensionnera le bassin d'égalisation, mal estimera le SDI à l'entrée de l'OI et imposera une pénalité de PUE que le maître d'ouvrage ne pourra pas absorber.
Djeddah se situe aussi dans la région de La Mecque, où tout rejet en mer Rouge et tout raccordement à une station d'épuration municipale relèvent de la NCEC et de la PME ; les bassins d'évaporation sont limités par le coût du foncier et l'opposition des riverains en périphérie urbaine, et toute conception hyperscale qui ne peut obtenir une autorisation de rejet de saumure doit en pratique fermer la boucle. À titre d'ordre de grandeur, un campus de 100 MW peut consommer jusqu'à 2 millions de litres d'eau par jour (référence de conception pour data center côtier en climat tropical selon IDE Tech, 2026), si bien qu'un projet Djeddah même de 10 MW représente un véritable enjeu de gestion de l'eau, et non une simple note de bas de page. L'eau d'OSM sur eau de mer de la mer Rouge — environ 40 000 mg/L de TDS au prélèvement, contre moins de 500 mg/L après OI — produit un mélange nettement plus propre que la nappe de Dammam à forte TDS, mais le bulbe humide plus élevé annule largement cet avantage en imposant plus d'évaporation et davantage de volume de purge.
Le bilan hydrique à six flux d'un campus de 10 MW à Djeddah
Un bilan hydrique défendable pour un campus de 10 MW à Djeddah recense six flux distincts, et l'oubli de l'un d'eux dans le périmètre de l'appel d'offres est la cause la plus fréquente de reprises tardives en phase d'études. La purge de la tour de refroidissement est le flux le plus volumineux, avec 60 à 120 m³/j pour une installation hybride aérofrigorifique et évaporative de 10 MW fonctionnant à 5 CoC. Le rejet d'osmose inverse du mélange d'appoint OSMer/TSE arrive en deuxième position, avec un taux de rejet de 15 à 30 % donnant 8 000 à 12 000 mg/L de TDS à Djeddah. La purge d'humidification et les condensats des unités de traitement d'air sont à faible TDS (moins de 200 mg/L) mais charrient des inhibiteurs de corrosion et des oxydes métalliques issus des batteries des AHU ; ils rejoignent donc le bassin d'égalisation plutôt que le réseau sanitaire. Les eaux des locaux techniques et des siphons de sol sont intermittentes, avec souvent des poussières, un film d'huile et des traces de métaux provenant des locaux groupes électrogènes et transformateurs ; elles nécessitent un séparateur huile-eau dédié avant de réintégrer la chaîne principale. La purge du circuit de refroidissement liquide (lorsque la densité par baie dépasse 30 kW par armoire) introduit du propylène glycol, de l'éthanol ou un fluide diélectrique qui empoisonnent les membranes d'OI et doivent être captés par une étape d'UF ou un coalesceur. Les eaux sanitaires du bâtiment d'exploitation sont traitées par une station d'épuration compacte et restent totalement en dehors de la chaîne de purge.
| Flux | Origine | Débit type (m³/j, site 10 MW) | Chimie clé | Routage |
|---|---|---|---|---|
| 1 — Purge de tour de refroidissement | Circuit évaporatif, 4 à 6 CoC | 60 à 120 | TDS 2 500 à 4 000 mg/L ; dureté 400 à 800 mg/L CaCO₃ ; silice 40 à 80 mg/L | Bassin d'égalisation → FAD → filtre multicouche → BWRO → MVR/cristalliseur |
| 2 — Rejet d'OI (mélange d'appoint OSMer/TSE) | Traitement d'eau d'appoint du site | 40 à 90 | TDS 8 000 à 12 000 mg/L ; chlorures élevés | Bassin d'égalisation (combiné à la purge de la tour) |
| 3 — Purge d'humidification / condensats AHU | Batteries AHU, humidificateurs | 10 à 25 | TDS <200 mg/L ; traces d'inhibiteurs de corrosion et d'oxydes métalliques | Bassin d'égalisation (pas le réseau sanitaire) |
| 4 — Eaux de locaux techniques et siphons de sol | Groupes électrogènes, transformateurs | 5 à 15 (intermittent) | Film d'huile, traces de métaux | Séparateur huile-eau → bassin d'égalisation |
| 5 — Purge du circuit de refroidissement liquide | Circuits caloporteurs en baie (>30 kW/baie) | 2 à 10 | Propylène glycol, éthanol ou fluide diélectrique | UF/coalesceur → traitement séparé ou prétraitement dédié |
| 6 — Eaux sanitaires | Bâtiment d'exploitation | 10 à 20 | Charge domestique standard | STEP compacte (hors chaîne de purge) |
La chaîne de traitement en cinq étapes : ce que chaque étape doit fournir
La chaîne complète pour un site hyperscale de Djeddah se décompose en cinq étapes, chacune disposant d'une plage de spécification défendable sur laquelle un fournisseur peut s'engager. Étape 1 — égalisation et dégrillage grossier : un bassin d'égalisation de 4 à 8 heures amortit les pics de débit de purge liés aux variations de CoC, avec un dégrilleur rotatif mécanique en tête du bassin d'égalisation des purges qui retient chiffons, plastiques et débris susceptibles de colmater la FAD ou de détruire la pompe d'alimentation OI. Étape 2 — adoucissement chaux/soude ou clarification par FAD : injection de soude caustique, de carbonate de sodium et de coagulant pour précipiter calcium, magnésium et silice ; suit une unité de clarification par flottation à air dissous en prétraitement de la purge de tour, avec un objectif MES inférieur à 20 mg/L et turbidité inférieure à 5 NTU avant l'entrée OI. Étape 3 — filtration multicouche : un filtre multicouche pour polir l'effluent de FAD jusqu'à la spécification d'alimentation OI ramène le SDI sous 3, bien en deçà de la limite membranaire BWRO de 5. Étape 4 — filtration cartouche et préconcentration OI : une cartouche de garde à 5 µm précède une OI d'eau saumâtre en préconcentration avec dispositif de récupération d'énergie, exploitée à 70 à 85 % de récupération, concentrant la purge 4 à 6 fois et produisant un perméat à moins de 50 mg/L de TDS utilisable comme eau d'appoint de la tour. Étape 5 — concentration de la saumure et ZLD : le rejet d'OI alimente un concentrateur à recompression mécanique de vapeur (compresseur 200 à 500 kW), puis un cristalliseur à circulation forcée qui livre un gâteau de sel solide à plus de 95 % de siccité pour élimination hors site. Pour les circuits caloporteurs, prévoir une étape dédiée de séparation glycol/diélectrique (UF ou séparateur huile-eau) en amont de la chaîne principale afin d'éviter d'empoisonner les membranes d'OI.
| Étape | Fonction | Équipement | Plage de spécification / livrable |
|---|---|---|---|
| 1 | Lissage de débit, élimination des débris | Bassin d'égalisation + dégrilleur rotatif | TSH 4 à 8 h ; espacement des barreaux 5 à 10 mm |
| 2 | Adoucissement + abattement MES | FAD + dosage chaux/soude | MES <20 mg/L, turbidité <5 NTU ; 10 à 20 % du débit total de purge par unité FAD (50 à 80 m³/h par unité) |
| 3 | Polissage SDI | Filtre multicouche (anthracite/sable/grenat) | Coupe 5 à 10 µm ; SDI <3 |
| 4 | Préconcentration + perméat réutilisable | Cartouche 5 µm + BWRO | Récupération 70 à 85 % ; perméat TDS <50 mg/L ; cuves sous pression PRV ; dispositif de récupération d'énergie |
| 5 | Minimisation de la saumure + gâteau de sel | Concentrateur MVR + cristalliseur à circulation forcée | Compresseur MVR 200 à 500 kW ; gâteau de sel >95 % de siccité |
Cycles de concentration : le calcul que la plupart des ingénieurs font mal
La formule du taux de purge est : purge = 1 / (CoC − 1) de l'eau d'appoint — à 4 CoC, cela donne 25 % ; à 6 CoC, 20 %. Le gain net entre 4 et 6 CoC n'est donc que de 5 points de pourcentage, soit environ 20 % de volume de purge en moins, et non 50 % comme beaucoup de rapports de durabilité le laissent entendre (Genesis Water Tech, 2026). Au-delà de 6 CoC, les risques biologiques et d'entartrage croissent de façon exponentielle sans traitement avancé, et le calcium, le magnésium et la silice ramènent généralement le CoC dans la bande 4 à 6. Il ne faut dépasser 6 CoC qu'avec un adoucissement en dérivation, un anti-incrustant compatible OI et un skid de dosage d'anti-incrustant et de biocide piloté par automate avec redondance ; sinon la conception reste théorique. Dans le mélange OSMer de la mer Rouge à Djeddah, l'espèce limitante est habituellement la silice à 40 à 80 mg/L, et non le calcium ; c'est pourquoi un anti-incrustant silice compatible OI et une boucle d'adoucissement en dérivation traitant 5 à 10 % du débit circulant sont incontournables au-delà de 5 CoC.
Le référentiel de conformité saoudien : cinq textes que l'appel d'offres doit citer
La conformité saoudienne ne tient pas en une seule autorisation : elle repose sur un empilement de cinq instruments qui régissent la construction, l'exploitation et le rejet de la chaîne de purge d'un data center à Djeddah. La NCEC (National Center for Environmental Compliance) fixe les valeurs limites opposables de rejet industriel pour les TDS, les métaux lourds et les résidus de produits chimiques de traitement ; en hyperscale, la voie pratique de conformité consiste à pousser la chaîne jusqu'au gâteau de sel et à éviter tout rejet liquide (données terrain HydropureWater, 2026). Les normes de réutilisation PME (désormais gérées par la NCEC) encadrent la réutilisation du perméat d'OI — appoint de tour de refroidissement, alimentation de laveur, irrigation — et imposent un suivi et une traçabilité continus. Le labelling d'efficacité SASO et le Saudi Energy Efficiency Program fixent des seuils minimaux de performance pour les groupes d'eau glacée, les CRAC et les skids de climatisation de précision importés ; tout équipement non conforme est bloqué en douane, ce qui impose de mentionner en amont les numéros d'enregistrement SASO dans le cahier des charges de la production de froid. Le chapitre efficacité énergétique du Saudi Building Code régit l'enveloppe thermique globale du bâtiment et le rendement de la centrale frigorifique, et le choix de la tour de refroidissement doit servir l'objectif global du code, et non seulement la charge IT. ASHRAE A1 (18 à 27 °C) et les Thermal Guidelines 2015 restent la base de conception des températures d'entrée d'air des serveurs ; le refroidissement liquide ouvre les zones A3/A4 pour les baies à plus forte densité, ce qui agit directement sur le volume de purge liquide à traiter.
| Instrument | Portée | S'applique à | Implication pour l'appel d'offres |
|---|---|---|---|
| NCEC | Qualité du rejet industriel | Rejet liquide de la chaîne de purge | TDS, métaux lourds, résidus chimiques ; le ZLD évite la bataille de l'autorisation de rejet |
| PME (gérée par la NCEC) | Normes de réutilisation de l'eau | Perméat d'OI pour appoint, laveur, irrigation | Suivi et traçabilité continus exigés |
| SASO / SEEP | Efficacité des équipements importés | Groupes d'eau glacée, CRAC, skids de climatisation de précision | Numéros d'enregistrement SASO sur les documents douaniers |
| Saudi Building Code | Efficacité globale de l'installation | Enveloppe thermique, centrale frigorifique | Choix de la tour au service de l'objectif du code, pas seulement de la charge IT |
| ASHRAE A1 (TG 2015) | Base de conception entrée d'air serveur | Espaces blancs et zones de refroidissement liquide | Zones A3/A4 accessibles via le refroidissement liquide pour baies >30 kW |
CAPEX, OPEX et choix du ZLD : quand les chiffres basculent vers la cristallisation
Un skid complet de traitement des purges avec ZLD pour un projet Djeddah de 5 à 10 MW se situe généralement dans une fourchette CAPEX de 3 à 8 M$, l'OPEX étant dominé par l'énergie thermique du cristalliseur, le remplacement des membranes d'OI et la consommation de réactifs (données terrain HydropureWater, 2026). La préconcentration par OI réduit la demande énergétique de l'étape thermique d'environ 50 % et l'OPEX d'environ 30 % par rapport à un ZLD thermique seul ; cet écart se traduit en pratique par un retour sur investissement de 3 à 5 ans face à un rejet de purge au tout-à-l'égout, une fois intégré le coût de l'eau d'appoint mélangée à Djeddah (1,5 à 3 $ par mètre cube). Anti-incrustant, biocide et produits de nettoyage en place (CIP) de l'OI ajoutent typiquement 0,10 à 0,30 $ par mètre cube de purge traitée, et l'évacuation du gâteau de sel vers une installation agréée de la région Ouest constitue un poste séparé, souvent de 50 à 120 $ la tonne. La charge du compresseur MVR et de la pompe haute pression OI doit être prise en compte dans le PUE du site ; viser une contribution PUE du traitement inférieure à 0,05 pour maintenir le PUE global sous 1,3, et mesurer la station de traitement séparément de la charge IT pour qu'elle ne se retrouve pas noyée dans le dénominateur du PUE mécanique. Un étage de sédimentation haute performance en amont de la FAD peut réduire significativement la consommation de coagulant et le volume de boues dans la bande haute dureté de Djeddah.
Check-list de l'appel d'offres : ce que l'EPC Djeddah doit exiger noir sur blanc
Pour le prétraitement, spécifier une unité FAD dimensionnée à 10 à 20 % du débit total de purge à 50 à 80 m³/h par unité, couplée à un filtre multicouche pour atteindre un SDI <3, et exiger que la gestion des boues soit spécifiée dès le départ. Pour la préconcentration OI, spécifier une BWRO avec dispositif de récupération d'énergie, récupération de 70 à 85 %, cuves sous pression en PRV dimensionnées pour la bande locale 2 500 à 4 000 mg/L de TDS, avec système CIP et dosage d'anti-incrustant compatible OI inclus ; les éléments membranaires doivent être chiffrés avec une résistance documentée à l'encrassement dans la bande silice de Djeddah. Pour l'étape ZLD, spécifier un concentrateur MVR avec un fournisseur de compresseur habitué aux conditions du Golfe et un cristalliseur à circulation forcée livrant un gâteau de sel à plus de 95 % de siccité, en mentionnant un contrat d'évacuation hors site. Pour les réactifs et la conduite, spécifier un skid de dosage d'anti-incrustant et de biocide piloté par automate avec pompes redondantes, intégration CIP OI et double dosage sur le circuit de refroidissement ; associer le programme biocide à un générateur de dioxyde de chlore pour le contrôle du biofilm et à un stérilisateur UV sur la boucle perméat pour maintenir l'eau de réutilisation dans les limites microbiologiques de la PME. Pour la conformité, exiger les numéros d'enregistrement SASO sur les équipements importés, un dossier de conformité aux rejets NCEC, et une ligne de base WUE documentée assortie d'un plan de suivi.
Questions fréquentes
Quelle est la bonne plage de cycles de concentration pour une boucle de refroidissement de data center à Djeddah ?
4 à 6 CoC est la plage d'exploitation à Djeddah. Au-delà de 6 CoC, le risque d'entartrage sur calcium, magnésium et silice sollicite davantage l'OI qu'une BWRO standard ne peut le supporter sans adoucissement en dérivation agressif et programme anti-incrustant géré chimiquement ; le gain net de volume de purge entre 4 et 6 CoC n'est que de 5 points de pourcentage (20 % d'amélioration), et il est rarement rentable de chercher des CoC plus élevés dans le mélange OSMer/saumâtre de la mer Rouge, au vu de la complexité chimique induite.
À partir de quel TDS un data center à Djeddah doit-il s'engager sur un ZLD avec MVR et cristalliseur ?
Une purge dépassant environ 2 500 mg/L de TDS combinée à une interdiction de rejet en mer Rouge ou en réseau municipal déclenche en pratique l'engagement MVR + cristalliseur. Dans la région de La Mecque, le parcours d'autorisation pour un rejet liquide hyperscale est coûteux et lent, si bien que l'option gâteau de sel est la conception défensive, avec typiquement 3 à 8 M$ de CAPEX pour un skid de 5 à 10 MW et un retour sur investissement de 3 à 5 ans face au tout-à-l'égout.
Quel taux de récupération viser pour la BWRO de préconcentration ?
70 à 85 % sur la BWRO de préconcentration. Dépasser 85 % sans étape chimique maîtrisée — anti-incrustant, adoucissement en dérivation ou précipitation contrôlée — crée un risque d'encrassement sur carbonate de calcium, sulfate de calcium et silice qui réduit la durée de vie des membranes et gonfle la fréquence des CIP ; dans la bande OSMer/saumâtre de Djeddah, 80 % est le plafond pratique sans ces briques complémentaires.
Quel socle de conformité un appel d'offres hyperscale à Djeddah doit-il citer ?
NCEC pour le rejet industriel, PME (gérée par la NCEC) pour la réutilisation, SASO/SEEP pour l'efficacité des équipements importés, Saudi Building Code pour l'efficacité globale, et ASHRAE A1 pour la conception des entrées d'air serveurs. Le dossier de conformité doit rattacher chaque instrument à un flux et à un équipement précis, et la consommation électrique de la station de traitement doit être mesurée séparément de la charge IT pour ne pas être absorbée par le dénominateur du PUE mécanique.
Dans quelle enveloppe CAPEX chiffrer un skid purge + ZLD de 5 à 10 MW à Djeddah ?
3 à 8 M$ pour un skid purge + ZLD de 5 à 10 MW, avec un retour sur investissement de 3 à 5 ans face au tout-à-l'égout une fois intégré le coût de l'eau d'appoint mélangée à Djeddah, soit 1,5 à 3 $ par mètre cube. L'OPEX est dominé par l'énergie thermique du cristalliseur, le remplacement des membranes d'OI et la consommation de réactifs (0,10 à 0,30 $ par mètre cube de purge traitée) ; l'évacuation du gâteau de sel vers une installation agréée de la région Ouest est un poste séparé à 50 à 120 $ la tonne.
