Comment construire une armoire de serveur silencieuse pour votre homelab ?
Apprenez à construire une armoire de serveur silencieuse pour votre homelab avec nos conseils pratiques. Réduisez le bruit efficacement et à moindre coût.
Lorsqu’on construit un homelab, c’est-à-dire un laboratoire technologique installé à la maison, le bruit devient rapidement un enjeu central. Les serveurs de calibre entreprise n’ont jamais été conçus pour être silencieux, et peu de gens apprécient le son de moteur à réaction qui accompagne leur démarrage. Dans un contexte familial, si vous ne disposez pas d’un espace dédié et isolé pour votre laboratoire, le bruit limitera rapidement le type d’équipement que vous pourrez installer.
Pour ceux qui disposent d’un budget important, il est possible d’acheter une baie serveur insonorisée capable d’absorber la majorité du bruit généré par un homelab. Ces solutions coûtent toutefois plusieurs milliers de dollars. L’un des modèles les plus connus, l’APC Netshelter CX 24U, se vend autour de 3 775 $ US.
Pour les plus débrouillards, il est aussi possible de construire sa propre armoire insonorisée. J’ai eu la chance de réaliser ce projet avec mon père. Ses années d’expérience en ébénisterie ont été déterminantes dans la conception et la réalisation de cette installation.
La science
La première étape pour construire une baie insonorisée consiste à comprendre les principes fondamentaux du son. Avant même de sortir les outils, il est essentiel de saisir comment les ondes sonores se propagent, rebondissent sur les surfaces et traversent les matériaux. En effectuant quelques recherches, j’ai rapidement constaté que je n’étais pas le premier à entreprendre un tel projet.
Sharad Dominic
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Voici ce que j’ai retenu de mes recherches.
Une baie insonorisée doit avant tout agir comme une boîte qui contient le son. Le bruit généré par l’équipement informatique se propage dans toutes les directions et frappe les parois de l’armoire. Une partie des ondes sonores tentera de traverser la paroi, créant ainsi du bruit à l’extérieur. L’autre partie rebondira sur la surface jusqu’à rencontrer un nouvel obstacle. Le cycle se répète alors, une portion des ondes traversant le matériau et l’autre continuant à se réfléchir à l’intérieur de la structure. Pour bloquer efficacement le bruit, il faut donc traiter à la fois la réflexion et la transmission du son.
La réflexion sonore est généralement l’aspect le plus simple à contrôler. Il faut réduire au minimum les surfaces planes à l’intérieur de la boîte. On y parvient souvent en installant de la mousse acoustique profilée, de type alvéolé ou pyramidale, qui disperse les ondes sonores plutôt que de les renvoyer directement. Certains matériaux plats peuvent également limiter la réflexion selon leur composition. Dans notre cas, nous avons utilisé des panneaux en polyester de la marque BXI.
L’absorption sonore, ou l’atténuation du bruit, repose sur l’utilisation d’un matériau très dense capable de bloquer les ondes sonores. Dans les studios d’enregistrement, on utilise fréquemment des panneaux de vinyle chargé en masse, souvent appelé MLV. Ce matériau ajoute une masse importante aux parois, ce qui limite la transmission du son. Toutefois, en raison de son poids et des coûts d’importation, il est difficile de s’en procurer au Canada à un prix raisonnable.
Nous avons plutôt opté pour un matériau d’absorption plus récent connu sous le nom de Green Glue. Lorsqu’il est appliqué entre deux panneaux, qu’il s’agisse de bois ou de gypse, ce composé viscoélastique transforme une partie de l’énergie des ondes sonores en microquantités de chaleur, qui sont ensuite dissipées dans les panneaux. Cette technique est couramment utilisée dans l’insonorisation résidentielle, notamment pour les murs et les plafonds.
Je tiens à remercier particulièrement BXI pour son aide précieuse dans la compréhension des principes scientifiques derrière l’insonorisation.
Les plans
Une fois la partie théorique clarifiée, l’étape suivante consiste à dessiner des plans pour définir précisément ce qu’il faut construire. Un enjeu important, que je n’avais pas encore abordé, est la dissipation de la chaleur. Comme on s’apprête à fabriquer une boîte presque hermétique, il faut absolument prévoir une façon d’aspirer de l’air frais et d’évacuer l’air chaud.
L’air froid est capté à la base de l’armoire et poussé à travers les serveurs. En se réchauffant, l’air monte naturellement. On récupère ensuite cet air chaud et, après l’avoir fait circuler dans un parcours qui casse le bruit, on l’évacue par le haut du caisson.
Ensuite, il faut prévoir une structure capable d’accueillir les serveurs. Nous avons retenu un format de 19U, un compromis permettant d’héberger une quantité respectable d’équipement sans rendre l’armoire trop haute.
La profondeur de l’armoire dépend directement de l’équipement le plus long qu’elle doit contenir. Dans notre cas, il s’agissait d’un Dell R720 et d’une librairie de bandes MSL-2024, deux appareils qui imposent une profondeur importante. La largeur, en revanche, est standardisée, puisque la majorité de l’équipement de homelab respecte le format 19 pouces.
Des maquettes tridimensionnelles ont été réalisées à l’aide de Tinker3D afin de valider les dimensions et l’assemblage avant la construction.
De grandes roulettes ont été sélectionnées afin de rendre l’armoire partiellement mobile. Même si l’ensemble demeure massif, cette mobilité facilite les déplacements pour l’entretien ou les ajustements.
Une ouverture a également été prévue à l’arrière de l’armoire pour le passage des câbles d’alimentation et de réseau, tout en conservant l’intégrité acoustique de la structure.
Construction
La construction a commencé par la structure de base, réalisée à partir de montants en bois massif de 2 x 2 pouces. Cette ossature constitue le squelette de l’armoire et assure sa rigidité, un élément essentiel compte tenu du poids des serveurs et des matériaux d’insonorisation.
En raison de la pandémie, il m’était impossible de travailler directement avec mon père. La préparation et la découpe des matériaux ont donc été effectuées dans son atelier, tandis que j’étais responsable de l’assemblage final sur place.
Toutes les parois extérieures ont été construites à partir de deux panneaux de contreplaqué russe, avec une couche de Green Glue appliquée entre les deux. Ce produit atteint ses performances optimales lorsqu’il est comprimé, donc des serre-joints ont été utilisés pour maintenir les panneaux fermement pressés l’un contre l’autre pendant le séchage. Le résultat offrait une excellente atténuation du bruit, au prix d’un poids considérable.
Pour limiter la réflexion du son, toutes les parois intérieures ont été recouvertes de panneaux BXI. Ces panneaux se découpent facilement au couteau utilitaire et s’installent à l’aide de longues agrafes ou de vis. Il aurait été possible d’utiliser des panneaux de mousse pyramidale moins coûteux. Toutefois, les panneaux BXI offrent également certaines propriétés d’absorption sonore, ce qui améliore davantage la capacité d’insonorisation de l’armoire.
Pour le dessus de l’armoire, nous souhaitions une finition de type bloc de boucher. L’épaisseur minimale de la pièce supérieure a été déterminée en fonction de l’espace requis pour l’évacuation de l’air chaud. Une circulation adéquate devait être maintenue sans compromettre l’insonorisation.
L’utilisation d’un véritable bloc de boucher de cette épaisseur aurait toutefois été trop coûteuse. Il est possible d’obtenir un rendu similaire en utilisant un placage en noyer, collé sur la surface à recouvrir, un peu à la manière d’un panneau mélaminé. Ce type de placage peut également être verni, ce qui donne une finition riche et augmente la résistance aux égratignures et aux éclats.
Le haut et le bas de l’armoire ont été équipés de ventilateurs de marque AC Infinity. Les ventilateurs inférieurs aspirent l’air frais du plancher vers l’avant des serveurs, tandis que les ventilateurs supérieurs évacuent l’air chaud qui monte naturellement. Dans les deux cas, des chambres d’air ont été intégrées afin de réduire les vibrations provenant de l’équipement à l’intérieur du caisson. Ces ventilateurs ont été sélectionnés en raison de la réputation d’AC Infinity en matière de refroidissement silencieux, ainsi que pour leur finition noire discrète qui s’intègre bien à l’ensemble.
Les derniers éléments de conception concernaient les portes, à l’avant et à l’arrière de l’armoire. Même s’il aurait été simple d’ajouter des charnières, la plupart des solutions auraient été trop visibles et auraient nui à l’esthétique générale.
Nous avons plutôt opté pour du velcro fixé à la structure et aux panneaux de porte. Cette approche offre une stabilité suffisante tout en conservant une apparence épurée et un accès facile à l’équipement.
Le panneau de brassage
Certains équipements réseau, en raison de leur flux d’air, devaient être installés à l’avant de la baie. Cette configuration posait un problème, puisque la majorité des connexions réseau se trouvaient à l’arrière.
Ce problème a été réglé simplement à l’aide d’une paire de panneaux de brassage de 24 ports, déjà câblés pour un ancien boîtier serveur. Même si les câbles étaient un peu longs, les panneaux se sont installés facilement dans la partie supérieure de la baie, ce qui a permis de rediriger proprement les connexions vers l’avant.
Le test thermique
L’un des principaux défis lors de la construction d’un caisson insonorisé consiste à assurer une ventilation adéquate. Une fois fermé, le caisson est presque hermétique afin de limiter la fuite des ondes sonores. Cette absence de circulation naturelle de l’air peut toutefois entraîner une surchauffe de l’équipement informatique, qui se mettra en arrêt automatique pour éviter des dommages.
Dans ce cas précis, le système de refroidissement de notre armoire silencieuse devait être capable de dissiper environ 350 watts de chaleur.
Lors de la première itération de cette baie serveur, le flux d’air était assuré par un AirPlate T9, composé de trois ventilateurs de 6 pouces offrant 151 CFM, ainsi qu’un AirPlate S7, doté de deux ventilateurs de 6 pouces totalisant 106 CFM. Ensemble, ces unités déplaçaient environ 251 pieds cubes d’air par minute.
Cette capacité s’est révélée insuffisante. La température à l’intérieur du caisson augmentait à des niveaux trop élevés pour un fonctionnement sécuritaire de l’équipement informatique.
La baie a donc été démontée et deux AirPlate S7 supplémentaires ont été ajoutés sous la partie supérieure de l’armoire afin d’améliorer l’évacuation de l’air chaud. Avec une capacité totale de 469 CFM, le système atteignait enfin un équilibre satisfaisant. L’air aspiré entrait à température ambiante, soit environ 25 °C, et l’air évacué ressortait à 36 °C, ce qui confirmait une dissipation efficace des 350 watts générés par l’équipement.
Le test sonore
L’une des caractéristiques essentielles d’une armoire serveur silencieuse est sa capacité à réduire le bruit. Les niveaux sonores sont mesurés en décibels, sur une échelle logarithmique. Une augmentation de 10 dB correspond à un son perçu comme environ deux fois plus fort. À titre de référence, une pièce calme se situe autour de 20 dB, un chuchotement à 30 dB, une maison typique à 40 dB et une conversation normale à 50 dB. Toutes les mesures présentées ici ont été prises dans une pièce dont le bruit ambiant était de 36 dB.
L’objectif était de maintenir le niveau sonore sous les 40 dB afin que l’armoire puisse s’intégrer naturellement dans un environnement résidentiel. Au repos, l’équipement à l’intérieur produisait environ 55 dB. Une fois les panneaux de l’armoire fermés, le niveau sonore chutait à environ 39 dB, ce qui représente une réduction perçue d’environ cinq fois. Le composant le plus bruyant du système atteignait environ 70 dB. Installé dans l’armoire, ce niveau descendait à environ 42 dB, soit une réduction perçue d’environ vingt-cinq fois. Ces résultats démontrent que l’armoire est particulièrement efficace pour contenir le bruit autour du seuil des 40 dB.
Lorsque les ventilateurs AC Infinity sont en fonction, ils contribuent légèrement au profil sonore global. En hiver, lorsque la température ambiante est plus basse, les ventilateurs fonctionnent à vitesse modérée et le niveau total se situe autour de 43 dB. En été, la situation est plus exigeante. Les ventilateurs doivent fonctionner à pleine vitesse, ce qui élève le niveau sonore à environ 50 dB. Malgré cela, l’armoire demeure plus silencieuse que la plupart des solutions de refroidissement estivales, comme un climatiseur.
Le budget
La construction d’une armoire serveur silencieuse nécessite une variété de matériaux. À l’exception des rails de baie, tous les éléments ont été achetés sur Amazon.ca ou dans un magasin Home Depot local.
- 2 ensembles de panneaux BXI Sound Absorber, fibre de polyester, noir, 16 po x 12 po x 3/8 po, paquet de 6 : 66 $ CAD
- 1 ensemble de panneaux BXI Sound Absorber, fibre de polyester, noir, 23,6 po x 23,6 po x 3/8 po, paquet de 8 : 115 $ CAD
- AC Infinity AIRPLATE T9 : 150 $ CAD
- 3 ensembles de AC Infinity AIRPLATE S7 : 180 $ CAD
- 1 ensemble de roulettes 2'' Caster Wheels with Screws, usage intensif : 35 $ CAD
- 2 tubes de Green Glue : 40 $ CAD
- Contreplaqué russe, colle à bois, vis et quincaillerie diverse : 200 $ CAD
- Placage de bois pour le dessus : 100 $ CAD
- 4 ensembles de rails Penn Elcom 16U Full Hole Rack Strip à trous carrés 2 mm, modèle R0863/2MM-16 : 40 $ CAD
Le coût total des matériaux pour ce projet s’élève à 926 $ CAD, ce qui demeure largement inférieur au prix d’une armoire insonorisée neuve. Toutefois, si l’on tient compte du temps investi en conception et en construction, l’option d’acheter une solution commerciale pourrait s’avérer plus rationnelle d’un point de vue strictement économique.
Le produit final
L’objectif de ce projet était de concevoir une armoire serveur silencieuse offrant un contrôle thermique adéquat. Avec une capacité de réduction sonore de 20 à 30 dB, l’armoire atteint effectivement son objectif en matière de silence. La gestion thermique est satisfaisante dans la configuration actuelle, mais l’ajout d’équipement supplémentaire risquerait de dépasser les capacités du système de refroidissement en place.
Même si elle représente un investissement important, l’armoire serveur silencieuse remplit sa fonction avec une grande efficacité. Installée discrètement sur le côté du sous-sol, elle héberge plusieurs serveurs sans attirer l’attention.
Au-delà du résultat tangible, le principal bénéfice demeure les connaissances acquises sur la transmission du son et les techniques d’insonorisation. Nous sommes très satisfaits du résultat obtenu et envisageons déjà des améliorations futures pour optimiser encore davantage l’installation.
