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Focus 04/11/2019

Mettre le numérique au service de la transition écologique

Winter, Digital DNA, City of Palo Alto, Art in Public Places, 9.01.05,9374, via Wonderlane , CC
De la production des ordinateurs, tablettes et téléphones au poids écologique des usages, la révolution numérique consomme une part croissante des ressources et de l’énergie mondiale. La convergence avec l'écologie est urgente, et certains l'ont déjà entamée.

Ces dernières années, des rapports, largement médiatisées et d’ailleurs souvent trop rapidement interprétés se succèdent pour mettre en lumière le coût écologique alarmant du secteur du numérique.
Pour autant, le numérique n’est pas en soi l’ennemi de l’environnement, et il serait simpliste, voire sensationnaliste, de les opposer. Mais pour durer, la transformation numérique va devoir rencontrer pour de bon la transition écologique.

Un bilan difficile à estimer...


Il est très difficile d’estimer exactement le coût environnemental du numérique.
D’abord parce que celui-ci pèse sur divers territoires : un smartphone française, par exemple, consomme de l’énergie en France, via le réseau et les usages — mais il peut avoir été assemblé dans une usine chinoise, avec des puces contenant des minerais extraits en Afrique ou en Amérique du Sud.
Ensuite parce qu’il peut varier très largement selon les usages : un visionnage de vidéo en streaming sera beaucoup plus énergivore selon qu’on utilise ses données mobiles ou qu’on se connecte en Wifi, que la vidéo est en haute ou basse définition, que le serveur consulté est proche ou non, etc.
La chercheuse Françoise Berthoud, spécialiste de l’impact écologique du numérique, résumait ainsi : « Si l’on prend l’exemple des smartphones et des ordinateurs, la quantification de l’énergie nécessaire à leur utilisation suppose de connaître, au niveau mondial : la consommation d’énergie liée à la fabrication, au transport et au recyclage des équipements, leur nombre en cours d’usage, puis le nombre d’heures d’utilisation par jour, par an, etc.
Or les seules données précises à notre disposition sont le volume de vente d’objets neufs et la consommation mesurée avec un wattmètre sur certains équipements… Tout le reste relève d’hypothèses, de données moyennées, estimées. Il y a donc forcément une incertitude importante. »

... mais préoccupant


Malgré ces marges d’incertitude, des consensus se dégagent du côté des chercheurs : le numérique a des impacts préoccupants. Dans une synthèse publiée en 2019 dans la revue Informatique et Société, trois chercheurs spécialisés dans les questions de numérique et d’environnement, membres d’Eco Info , groupe d’information sur l’impact écologique du numérique sous l’égide du CNRS, Kevin Marquet, Françoise Berthoud et Jacques Combaz identifient tout de même plusieurs impacts environnementaux directs.

Aujourd’hui, les Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) sont responsables d’au moins 10 % de la consommation électrique mondiale. Ce chiffre prend en compte l’impact global du secteur : phase de conception, d’extraction, de fabrication, d’utilisation et de recyclage.
C’est moins que les transports, la production d’énergie, l’agriculture ou le logement. Mais le chiffre ne cesse d’augmenter, à mesure qu’Internet se démocratise et que de nouvelles populations mondiales arrivent en ligne. L’empreinte énergétique du secteur augmente ainsi de 9 % par an .

En termes de consommation énergétique, ce sont les équipements terminaux (ordinateurs, smartphones, tablettes, télévisions etc.) qui consomment le plus. Cette consommation inclut l’énergie nécessaire à la fabrication des terminaux et à leur acheminement, mais aussi leurs usages. Vient ensuite la consommation énergétique des data center : ces derniers seraient responsables, à eux seuls, d’environ 2 % des émissions de gaz à effet de serre mondiales, puis celle des réseaux.

Le numérique participe aussi à l’épuisement des ressources naturelles, notamment en matière de métaux et de ressources rares. La fabrication d’un smartphone implique actuellement une cinquantaine de métaux. La demande pour ces derniers ce cesse de croître, tandis que la concentration dans les minerais est en baisse. Selon les chercheurs cités plus haut, « au rythme actuel de production les réserves seraient de 15 ans pour l’étain, de 16 ans pour l’or, de 20 ans pour l’argent, ou encore de 39 ans pour le cuivre ». Ils précisent néanmoins que ces chiffres ne prennent pas en compte d’éventuelles découvertes de gisements, d’améliorations technologies ou des évolutions économiques.

Le secteur du numérique est un fort émetteur de gaz à effets de serre : par la production de l’énergie nécessaire à son fonctionnement mais aussi à cause de tous les procédés industriels utilisés tout au long de la chaîne. Le secteur du numérique génère aujourd’hui plus de gaz à effet de serre que l’aviation civile. (Il faut toutefois noter qu'il peut être difficile de savoir ce qui relève du « numérique » et des autres secteurs : ainsi, l’aviation civile compte-t-elle dans ses émissions la part d’énergie consommée par son trafic numérique lié à l’immense activité de réservation et de billetterie en ligne par exemple ?

Les demandes toujours croissantes du secteur ont aussi des implications politiques et sociales, parfois graves. Les conditions d’assemblage de smartphones dans les usines chinoises sont désastreuses, et les conflits liés à l’obtention des minerai provoquent des tensions dans l’accès à l’eau en Amérique du Sud , ou des guerres meurtrières comme au Congo .

Malgré cela, la filière du recyclage des déchets électroniques est encore peu développée. A l’échelle mondiale, seuls 20% de déchets sont traités dans des filières de recyclage et la durée d’utilisation des objets est de plus en plus courte. La situation devrait cependant évoluer avec la mise en œuvre du paquet européen sur l’économie circulaire.

L’épineuse question des effets rebonds


Les auteurs de la synthèse se montrent sceptiques quant à la capacité des ingénieurs et des scientifiques d’optimiser les systèmes informatiques pour réduire les impacts. S’appuyant sur l’histoire de l’informatique, ils remarquent qu'« en général, les progrès réalisés dans ce domaine ne permettent pas de compenser la demande toujours croissante mais participent à renforcer cette dernière. »
Cela tient aux très complexes effets-rebonds : lorsqu’un produit gagne en efficacité, il peut susciter une demande plus forte, ce qui peut à terme annuler les économies initialement réalisées. Des études montrent ainsi que la mise en place de factures électroniques est néfaste du point de vue des gaz à effet de serre, puisqu’environ un tiers sont imprimées par les usagers. L’ADEME a observé un effet similaire au sujet des plateformes numériques de covoiturage. En réduisant le nombre de véhicules en circulation, le covoiturage devait réduire les gaz à effet de serre. S’il les réduit un peu (environ 13% de réduction par équipage), environ 21 % des conducteurs déclarent qu’ils se déplaceraient moins souvent sans le covoiturage. « En permettant à ces conducteurs de se déplacer davantage, le covoiturage engendre un effet rebond dont l’impact n’a pas été quantifié. »
Ces exemples concernent, il est vrai, une situation où le modèle carboné et le modèle numérique coexistent. Reste à savoir ce qu’il en sera quand, ou si, le numérique produit ses pleins effets.

Écologie et numérique : une convergence à approfondir



« La transition écologique sait raconter son but, mais peine à dessiner son chemin. La transition numérique, c’est le contraire. Chacune a besoin de l’autre ! », écrit la FING. Dans les faits, la rencontre entre transition numérique et transition écologique est encore largement incomplète. L’écologie se développe en faisant peu appel au numérique, hormis ses fonctions de communication et de mise en réseau, et la tech oublie souvent la question écologique dans ses préoccupations. Les géants du numérique, Facebook, Google ou encore Apple ou Amazon, sont ainsi bien plus engagés publiquement sur les questions de lutte contre les fake news, les contenus violents ou pornographiques, que sur les questions écologiques. Pourtant, la révolution numérique ne pourra tenir entièrement ses promesses que si elle se réconcilie avec la transition écologique. Un livre blanc publié en 2018 , auquel ont participé l’Iddri, la Fondation Internet Nouvelle Génération, WWF France et GreenIT, esquisse des pistes, à poursuivre ou à développer.

Le numérique pour transformer les pratiques


Il ne faut pas pour autant jeter le bébé avec l’eau du bain : « il est bien évident que nos connaissances sur le réchauffement climatique, sur l’effondrement de la biodiversité n’existeraient pas sans ces outils. » rappelle Françoise Berthoud.

Les outils numériques ont aussi apporté des outils de mesure sans précédents pour mesurer les dépenses énergétiques et les rectifier.
A l’échelle des villes, des projets de smart grids se développent : des réseaux électriques dits « intelligents », qui permettent d’optimiser et d’ajuster la production, la distribution, la consommation et le stockage d’énergie, pour limiter l’empreinte écologique des villes. Ces dispositifs sont encore en phase d’expérimentation mais semblent payants.
La métropole du Grand Lyon, en lien avec Enedis, utilise depuis plusieurs années les données collectées pour définir sa politique énergétique. L’analyse des données énergétiques, croisées avec celle des données territoriales, de l’agence d’urbanisme ou de l’INSEE permet alors, selon le directeur de mission « énergie » du Grand Lyon de « travailler avec des industriels pour favoriser les économies d’énergie ou de repérer les bâtiments les plus énergivore pour orienter l’éco-rénovation. » Les données fournies par les acteurs sociaux permettent de repérer la précarité énergétique, qui concerne 15 % des foyers français.
A une autre échelle, à Saint-Sulpice, un village de 1500 habitants dans l’Ille-et-Vilaine, un projet de smart grid a permis de réaliser 20% d’économie d’énergie sur l’ensemble du village.

Ces dispositifs d’optimisation et d’ajustement sont tout aussi prometteurs à l’échelle des entreprises et des bâtiments. Les capteurs et dispositifs de mesure fine de l’Internet of Things, par exemple, ont permis pour certaines entreprises de limiter la consommation des bâtiments de 66% , dans le meilleur des cas.

De façon générale, les outils numériques de mesure peuvent permettre de mieux calibrer l’utilisation des ressources. Le secteur de l’agriculture consomme environ 30% de l’énergie mondiale — tout en connaissant une crise profonde et durable dont les agriculteurs sont les premières victimes. De nombreux services numériques se montent pour les aider à mesurer plus finement les besoins de leur exploitation, et y réagir rapidement.
En France, Airinov propose de la location de drones pour survoler les sols et anticiper les récoltes. En Allemagne, l’application Plantix utilise la reconnaissance d’images et le machine learning pour identifier les maladies dans les cultures et proposer des recommandations de traitement adaptées...
Cependant, pour les auteurs du Libre Blanc, « l’optimisation, sans être négligeable, ne suffira pas à répondre au défi écologique qui nécessite de diviser notre consommation d’énergie et d’autres ressources rares par 4, 5 ou plus dans les décennies à venir. » Il faudra y ajouter un profond bouleversement des pratiques, déjà entamé (partage des ressources, circuits courts, échange et troc...) que le numérique peut encourager et soutenir.

Encadrer l’obsolescence et favoriser l’économie circulaire


Il reste pourtant urgent de limiter l’extraction des ressources et de lutter contre la baisse de la durée de vie des équipements (entre 1985 et 2015, la durée d’utilisation d’un ordinateur a été divisée par 3, passant de 11 à 4 ans). Ici, les pouvoirs publics ont des leviers d’actions.
Il existe déjà des réglementations européennes, pour limiter l’utilisation de substances dangereuses, améliorer la collecte, et des labels pour favoriser l’achat d’équipements numériques plus respectueux de l’environnement...
Le rapport propose d’allonger la durée de garantie des équipements numériques à 5 ans, de renforcer le Green IT (les technologies éco-responsables) dans les administrations, ou encore rendre obligatoire l’éco-conception des sites web des services publics, ainsi que des entreprises au-dessus d’un certain chiffre d’affaires (comme c’est déjà le cas pour l’accessibilité des sites).
Car des solutions existent pour réduire le coût environnemental de la conception. Il est possible de concevoir des terminaux moins gourmands en énergie, mais aussi des applications plus légères. Les dernières décennies ont vu l’émergence des « obésiciels » , des logiciels utilisant beaucoup de mémoire, et des applications intégrant de plus en plus de fonctionnalités par défaut, souvent inutiles à l’utilisateur.
Par exemple, en 8 ans, les besoins en cadence processeur du système d’exploitation Windows ont été multipliés par 15 et ceux en mémoire vive par 42. L’éco-conception des logiciels promet des programmes modulables et beaucoup plus légers, pour une qualité de service similaire (comme le defend depuis des années GreenIT). Elle repose notamment sur « l’utilisation d’algorithmes plus efficaces en énergie, la réduction des temps d’exécution (et donc d’utilisation des processeurs), l’élaboration de cahiers des charges précis visant à éliminer les fonctionnalités inutiles et l’optimisation des volumes de données générés. », écrit la revue de l'INRIA .

Des outils citoyens pour élaborer d’autres transitions


Le numérique peut participer à la mobilisation citoyenne pour réaliser la transition écologique. Via des outils de crowdsourcing, les citoyens peuvent aussi être acteurs de l’évaluation écologique des environnements , par exemple avec des outils de mesure citoyenne de la pollution de l’air. Selon leurs partisans, les civic tech, qui se donnent pour but de favoriser de nouvelles formes de débat public, peuvent aussi être mobilisées pour faire participer les citoyens à l’élaboration de politiques de transition écologique. Cependant, les impacts réels de ces outils restent encore à définir.
Pour développer des solutions à grande échelle, il faut aussi ouvrir les données énergétiques. Le rapport constate en effet que les données nécessaires à la mise en place d’outils écologiques précis (mesure, captation etc.) sont souvent manquants. Pour finir, le rapport en appelle à la transparence des données publiques et à leur partage. Il propose de créer une base de données publique pour permettre aux acteurs du numérique d’analyser leurs impacts environnementaux, de renforcer la coopération entre collectivités et acteurs numériques, et enfin de développer la « culture de la donnée » au service de l’écologie.

On le voit, le numérique n’est pas en soi l’ennemi de l’environnement : les opposer frontalement serait simpliste, voire sensationnaliste.
Il est difficile de savoir aujourd'hui quelles formes prendront la convergence du numérique et de l’écologique, mais il est certain que celle-ci doit désormais être une priorité.
La question de l’impact environnemental du numérique est désormais posée dans l’espace public, et c’est un énorme progrès. Il faut désormais un effort concerté et durable de toutes les parties prenantes, des États aux individus, des entreprises aux collectivités locales. Le numérique est aujourd’hui partout : il est logique qu’il soit l’affaire de tous.


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