Pourquoi Milan est un cas particulier pour l'eau en datacenter
La Lombardie est classée en stress hydrique moyen à élevé dans le cadre WRI Aqueduct, et cette classification fixe l'économie de chaque litre prélevé par un campus milanais. Les tarifs municipaux de niveau 2 dans l'ATO Città Metropolitana di Milano s'élèvent à 0,30–0,80 €/m³, tandis que les surtaxes industrielles de niveau 3 atteignent 1,50–2,50 €/m³ (données tarifaires ATO Lombardie, 2025). Pour un site évaporatif hybride de 60 MW prélevant 2 200 m³/jour d'eau d'appoint, l'écart entre niveau 2 et niveau 3 représente environ 1 million d'euros par an, suffisant à lui seul pour faire basculer le temps de retour d'une chaîne de réutilisation.
L'hydrologie constitue la deuxième contrainte propre à Milan. Les températures de bulbe humide estivales se situent entre 22 et 24 °C, mais la plaine du Po connaît aussi de fréquentes journées sèches à plus de 35 °C où l'humidité descend sous 40 %. Cette combinaison exclut une architecture purement évaporative et oriente les conceptions vers des groupes froids à refroidissement par air avec économiseur intégré et appoint adiabatique limité pour les jours de pointe. Le site Vantage Milan I (64 MW de charge IT critique, 48 000 m²) sert de référence locale : eau glacée en boucle fermée depuis des groupes froids à air avec économiseur intégré, qui réduit l'énergie des compresseurs par temps favorable, sans fonctionnement évaporatif continu (d'après la documentation du campus Vantage Data Centers Milan I). L'économiseur produit néanmoins un flux de purge en mode humide lors des vagues de chaleur, ce qui rend le traitement saisonnier mais obligatoire.
Trois termes que l'ingénieur italien en charge des permis insérera dans un dossier AUA ou AIA méritent d'être fixés dès maintenant. WUE (Water Usage Effectiveness) : litres d'eau du site par kWh d'énergie IT, avec une référence efficace proche de 1,8 L/kWh. COC (Cycles of Concentration) : rapport entre les TDS de l'eau en circulation et les TDS de l'eau d'appoint, généralement réglé entre 4 et 6 dans les conditions lombardes. CTBD (cooling tower blowdown) : le flux de purge qui maintient le COC dans la plage cible. Aligner ces termes sur les attentes d'ARPA Lombardia évite les erreurs de traduction lors de l'instruction du permis.
Ce qui sort d'une tour de refroidissement milanaise : chimie de la purge
L'eau d'appoint issue de l'acquedotto milanais arrive typiquement entre 250 et 400 ppm de TDS, et la tour de refroidissement la concentre entre 1 500 et 2 000 ppm à un COC de 4 à 6. La silice, le calcium et l'alcalinité suivent à peu près le COC : une tour opérant à COC 5 avec 350 ppm d'eau d'appoint rejettera une purge proche de 1 750 ppm de TDS, avec une silice de 40–80 mg/L et un calcium de 350–500 mg/L exprimé en CaCO₃ (données terrain HydropureWater, 2026). La valeur exacte de silice est la plus grande variable saisonnière : la silice des eaux souterraines de la plaine du Po varie de 15 à 30 % entre saison sèche et saison humide, ce qui rend tout simplement non négociable un programme d'essais en jarre estival.
La CTBD quitte le bassin entre 28 et 34 °C, et le delta de température avec le milieu récepteur doit rester inférieur à 5 °C selon les règles relatives aux milieux récepteurs du D.Lgs. 152/2006. La charge chimique est plus lourde que dans la plupart des cas de référence américains : biocide oxydant résiduel (ClO₂ ou NaOCl) à 0,5–2 mg/L d'équivalent chlore libre, antitartre phosphonate à 2–6 mg/L, inhibiteur de corrosion à base de molybdate à 5–15 mg/L. Les tubes de condenseur relarguent du Cu et du Zn, et ces deux métaux déterminent si la purge nécessite un polissage avant rejet au réseau d'assainissement : le tableau 3 du D.Lgs. 152/2006 fixe le Cu à 0,1 mg/L et le Zn à 0,5 mg/L pour un rejet en eau de surface.
La microbiologie suit une cinétique de premier ordre avec une constante de vitesse k comprise entre 0,1 et 0,5 h⁻¹ sur les surfaces d'échange thermique, ce qui fixe la cadence de rotation des biocides. La décantabilité des boues, mesurée par l'IVB, se situe entre 80 et 150 mL/g sous contrôle chimique normal. La chaîne de traitement doit être dimensionnée sur le paramètre le plus défavorable, et non sur la moyenne annuelle.
| Paramètre | Eau d'appoint Milan | CTBD à COC 5 | Limite Tab. 3 (eau de surface) |
|---|---|---|---|
| TDS (mg/L) | 250–400 | 1 500–2 000 | — |
| Température (°C) | 10–18 | 28–34 | ΔT < 5 °C vs milieu récepteur |
| Silice exprimée en SiO₂ (mg/L) | 8–15 | 40–80 | — |
| Calcium exprimé en CaCO₃ (mg/L) | 80–150 | 350–500 | — |
| Cu (mg/L) | < 0,05 | 0,1–0,4 | 0,1 |
| Zn (mg/L) | < 0,1 | 0,3–1,0 | 0,5 |
| Cl₂ libre résiduel (mg/L) | 0 | 0,5–2,0 | 0,2 |
| P total (mg/L) | < 0,5 | 2–6 | 2 (Tab. 3) |
Trois chaînes de traitement réellement construites à Milan
La chaîne adaptée dépend du cycle de service en mode humide, et non de la puissance IT nominale. Un site qui rejette moins de 100 m³/jour de purge en mode humide peut se contenter d'un polissage et d'un rejet ; un site évaporatif hybride de 30–60 MW doit atteindre 70 % de réutilisation pour maîtriser les tarifs de prélèvement ; une revendication « water positive » ou un CAP imposant une enveloppe de prélèvement fixe appelle une gestion de saumure de type ZLD-lite.
Chaîne A — Polissage avant rejet. Bassin tampon, unité de FAD en amont de l'adoucisseur et de l'OI pour la coagulation des MES et des métaux, filtre multicouche, charbon actif pour l'élimination du biocide et du phosphonate, puis rejet à la fognatura conformément au tableau 3 du D.Lgs. 152/2006. Le CAPEX se situe entre 150 000 et 250 000 € pour un site de 30 MW. Pas de réutilisation, pas d'OI. Cela convient aux sites refroidis par air dont la seule purge est le mode humide d'urgence pendant une vague de chaleur.
Chaîne B — Réutilisation à 70 %. Prétraitement de la chaîne A, puis adoucisseur à sodium pour ramener le LSI dans la fenêtre −0,3 à +0,3, skid de dosage d'antitartre et de biocide piloté par automate, et unité d'OI saumâtre dimensionnée pour 75–80 % de récupération sur la CTBD. Le perméat d'OI présente moins de 50 mg/L de TDS et retourne à la ligne d'eau d'appoint de la tour ; le concentrat repasse par la FAD puis est rejeté à l'égout. Un site de 60 MW réutilise 1 000 à 1 500 m³/jour. C'est la configuration de référence pour les campus hybrides de taille milanaise.
Chaîne C — Récupération élevée / ZLD-lite. Chaîne B complétée par un réacteur de précipitation de sels à lit fluidisé sur le concentrat d'OI, où silice, CaCO₃ et CaSO₄ sont extraits sous forme de pellets compacts, plus une passe d'OI en mode dynamique pour porter la récupération globale à 90–95 %. Le volume final de saumure représente moins de 5 % de la CTBD d'origine. Le CAPEX est environ 3 fois celui de la chaîne B, mais l'économie sur les surtaxes Lombardie de niveau 3 et les redevances d'assainissement évitées donne un temps de retour de 3 à 5 ans sur les projets « water positive ».
Flux de procédé en clair : bassin tampon → coagulation/FAD → adoucissement/charbon actif → dosage d'antitartre → OI → (option) précipitation de saumure à lit fluidisé → rejet ou réutilisation. La logique de décision est simple : dry-cooler avec moins de 100 m³/jour de purge en mode humide → chaîne A ; évaporatif hybride 30–60 MW → chaîne B ; stress hydrique élevé ou revendication « water positive » → chaîne C.
| Chaîne | CAPEX (30 MW) | Récupération | Volume de saumure | Meilleur cas d'usage |
|---|---|---|---|---|
| A — Polissage avant rejet | 150 000–250 000 € | 0 % | 100 % à l'égout | Refroidi par air, mode humide < 100 m³/jour |
| B — Réutilisation 70 % | 400 000–700 000 € | 75–80 % | 20–25 % à l'égout | Évaporatif hybride 30–60 MW |
| C — ZLD-lite | 1,2–2,0 M€ | 90–95 % | < 5 % sous forme de pellets | Sites « water positive » ou à fort stress hydrique |
Bilan matière à l'échelle milanaise pour 30 MW et 60 MW
Les chiffres ci-dessous utilisent un PUE de 1,25, une charge évaporative de 50 % en juillet–août et un COC de 5, qui est l'enveloppe d'exploitation attendue par ARPA Lombardie dans le dossier AIA. Le cas 60 MW représente un campus de classe Vantage avec appoint hybride plutôt qu'un design purement à air, c'est-à-dire le pire cas réaliste pour la région milanaise.
À 30 MW : l'eau d'appoint s'élève à environ 1 100 m³/jour, l'évaporation à 880 m³/jour et la purge à 220 m³/jour à ~1 800 ppm de TDS. La chaîne B récupère environ 155 m³/jour de perméat, ramenant le prélèvement municipal net à ~945 m³/jour.
À 60 MW : l'eau d'appoint atteint 2 200 m³/jour, la purge 440 m³/jour ; la chaîne B récupère ~310 m³/jour et le prélèvement municipal net passe de 2 200 à ~1 890 m³/jour. La pénalité énergétique de la chaîne B est de 0,8–1,2 kWh/m³ de perméat pour l'OI, plus 0,2 kWh/m³ pour la FAD, bien dans un budget PUE étendu de 1,3.
Ces chiffres varient de ±15 % avec l'humidité de la plaine du Po. Un échantillon de conception prélevé en mars sous-estime la charge en silice que portera réellement une purge de juillet, et un programme saisonnier d'essais en jarre couvrant avril à septembre reste la seule façon de verrouiller l'objectif de récupération.
| Flux | 30 MW (m³/jour) | 30 MW chaîne B (m³/jour) | 60 MW (m³/jour) | 60 MW chaîne B (m³/jour) |
|---|---|---|---|---|
| Eau d'appoint municipale | 1 100 | 945 | 2 200 | 1 890 |
| Pertes par évaporation | 880 | 880 | 1 760 | 1 760 |
| CTBD avant traitement | 220 | 220 | 440 | 440 |
| Perméat d'OI (réutilisé) | — | 155 | — | 310 |
| Concentrat à l'égout | — | 65 | — | 130 |
Conformité italienne et lombarde pour les rejets de datacenter
Le rejet en eau de surface relève du D.Lgs. 152/2006, partie III, annexe 5, tableau 3, qui fixe des limites sur TDS, Cl⁻, SO₄²⁻, Cu, Zn, P total, DCO et hydrocarbures. Le rejet au réseau public d'assainissement (fognatura) est régi par le tableau 3 complété par le CAP local ; l'ATO Città Metropolitana di Milano impose généralement des limites de métaux et de température plus strictes que le tableau national, et tout CAP détenteur du permis de rejet peut exiger une surveillance en ligne du pH, de la conductivité et du Cl₂ résiduel.
Le permis s'inscrit dans un schéma à deux voies. Les sites sous les seuils SUE (Soglia Inferiore Equivalente) peuvent déposer une AUA via le SUAP ; un campus de 64 MW relève en général de l'AIA (Autorizzazione Integrata Ambientale) au titre de la directive européenne sur les émissions industrielles 2010/75/UE, ce qui impose un enregistrement continu en SCADA des émissions : débit, pH, température et métaux du tableau 3. Les eaux usées sanitaires mêlées au même exutoire entraînent aussi l'application de la directive européenne sur les eaux urbaines résiduaires 91/271/CEE. Le dossier AIA est l'endroit où le bilan matière présenté plus haut devient une pièce réglementaire, et non un simple document interne de planification.
Foire aux questions
Un datacenter milanais à refroidissement par air avec économiseur a-t-il tout de même besoin d'une chaîne de traitement des purges ?
Oui. Même un refroidisseur à air en boucle fermée avec économiseur intégré — Vantage Milan I en est la référence locale à 64 MW — produit une purge en mode humide lors des vagues de chaleur, quand l'économiseur active l'appoint adiabatique. Le débit saisonnier reste faible, mais la chimie est identique à celle d'un site en évaporation continue, et le D.Lgs. 152/2006 s'applique dès qu'un rejet a lieu.
Quels cycles de concentration une installation en Lombardie doit-elle viser ?
La fenêtre d'exploitation standard se situe entre 4 et 6 COC, avec 5 comme centre de design. Au-delà de 6, la charge en phosphonate et en zinc dans la purge augmente plus vite que l'économie sur l'eau d'appoint, et les limites de métaux du tableau 3 deviennent la contrainte active plutôt que la contrainte de volume.
Quelle chaîne de traitement convient à un campus évaporatif hybride de 60 MW près de Milan ?
La chaîne B — polissage avant rejet plus OI saumâtre à 75–80 % de récupération — est la configuration de référence. Elle réutilise environ 310 m³/jour à 60 MW, ramène le prélèvement municipal net de 2 200 à 1 890 m³/jour et reste dans un budget PUE étendu de 1,3, à 1,0–1,4 kWh/m³ de perméat. La chaîne C ne se justifie que pour les sites visant une labellisation « water positive » ou opérant sous plafond de prélèvement fixe.
