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    >> « Solutions pour le climat », également disponible en podcast et en livre électronique


    Par Andres Gavira Etzel

    Permettez-moi de commencer par un exemple simple. Je suppose que vous consultez cet article en ligne sur un appareil numérique. Vous estimez que c’est mieux pour l’environnement que d’en lire une version imprimée. Votre lecture numérique nécessite l’énergie employée par votre ordinateur, votre téléphone, les serveurs d’hébergement et toutes les technologies concernées par la transmission de l’article jusqu’à votre appareil. Toutefois, aucun arbre n’a été abattu pour l’imprimer et aucun camion n’a été ravitaillé en carburant pour que vous l’ayez entre les mains. Nous avons donc tendance à croire que la numérisation protège davantage l’environnement. Nous pensons qu’en faisant les choses virtuellement (comme acheter un livre puis le stocker dans le nuage), nous émettons moins de CO2 qu’en accomplissant ces mêmes actes dans le monde physique (comme acheter un livre en librairie).

    Mais, est-ce vraiment le cas ? La réponse est peut-être plus complexe que vous ne le soupçonnez.

    Avons-nous des données sur les données ?

    Pour mesurer l’impact de la numérisation sur le climat, deux aspects doivent être pris en compte. Le premier concerne les émissions générées par le secteur des technologies de l’information et des communications (TIC) lui-même; Le second les effets de l’application des services numériques sur d’autres secteurs de l’économie et sur notre vie quotidienne.

    Comme toute industrie, les TIC émettent du CO2 et ainsi accentuent les changements climatiques. Ces émissions ne sont pas simples à mesurer. Si certaines études montrent que les émissions de CO2 dues aux technologies numériques ont continué d’augmenter1, d’autres indiquent que, grâce à une meilleure efficacité énergétique des équipements TIC, ces émissions se sont stabilisées ces dernières années2. En outre, contrairement à d’autres secteurs, les TIC font déjà appel à l’électricité et non à un combustible comme source d’énergie. L’empreinte carbone du secteur dépend donc largement de la future décarbonation de la production d’énergie.

    Pour ce qui relève du deuxième aspect, le secteur des TIC est l’un des grands contributeurs à la décarbonation d’autres industries. Les réseaux intelligents, les villes intelligentes, l’industrie 4.0, les satellites d’observation de la Terre, etc., se fondent invariablement sur la mise au point de solutions et de dispositifs TIC toujours plus petits et plus puissants.

    Par conséquent si, d’une part, les TIC consomment bien de l’énergie, d’autre part, cette consommation aide de nombreuses autres industries à économiser de l’énergie. L’effet de rebond complique davantage le paysage.

    Le paradoxe de Jevons

    Les progrès continus des technologies numériques réduisent la quantité de ressources nécessaires à leur production. Très connue, la loi de Moore fait le constat que le nombre de transistors par puce électronique double tous les deux ans.

    Moins célèbre que la loi de Moore, il y a le paradoxe de Jevons. Tout commence par l’invention de la machine à vapeur dans l’Angleterre du XIXe siècle. James Watt met au point un nouveau modèle de machine à vapeur beaucoup plus efficace que les précédents. D’aucuns prédisent alors une réduction de la demande de charbon. Mais, l’économiste William Stanley Jevons remarque qu’en raison de leur efficacité accrue, ces moteurs voient au contraire leur utilisation progresser, engendrant une hausse de la consommation de charbon.

    Ce même effet de rebond sera observé dans de nombreuses autres industries et il est manifestement à l’œuvre dans la numérisation. Alors que le coût de transmission d’un méga-octet de données a beaucoup baissé, tant du point de vue monétaire qu'au niveau de l’impact environnemental, l’augmentation du nombre global de mégaoctets transmis qui en résulte continue de faire grimper la facture financière et écologique.

    Les professeurs Christopher Magee et Tessaleno Devezas ont constaté le même effet sur plus de 50 autres matériaux. Parmi ceux-ci figurent aussi bien les disques durs que l’énergie photovoltaïque, mais aussi des ressources simples comme l’aluminium ou le formaldéhyde. Les deux professeurs n’ont trouvé que six matériaux pour lesquels la consommation en valeur absolue avait chuté. La plupart d’entre eux sont des matériaux dangereux, comme l’amiante, dont l'utilisation diminue en conséquence des réglementations mises en place par les pouvoirs publics. Remplacée par des matières synthétiques comme le polyester, seule la laine fait figure d’exception. Ici non plus, les nouvelles ne sont pas réjouissantes pour le climat.

    Les exemples d’effets de rebond sont multiples dans le monde des TIC. Intéressons-nous à la vidéoconférence. Oublions un instant la quantité d’énergie requise par les serveurs, les dispositifs de transmission de données, les écrans et les ordinateurs. En théorie, la vidéoconférence devrait réduire la nécessité de se rencontrer en personne, et permettrait d’économiser d’innombrables kilomètres de voyages aériens.

    Dans la pratique, les outils numériques ont incité les entreprises à mettre en place des équipes plus dispersées géographiquement. Ces équipes aiment néanmoins se réunir de temps à autre et, lorsqu’elles le font, leurs retrouvailles sont synonymes de nombreuses émissions.

    La diffusion en continu (le « streaming ») est un autre exemple de nouvelle demande née avec les TIC. Laissons de côté la consommation d’énergie de l’appareil de réception, pour nous intéresser uniquement à l’infrastructure nécessaire pour acheminer le signal jusqu’à votre domicile. Là où les radiotélédiffuseurs proposant des services linéaires auraient utilisé un petit nombre de chaînes de radiotélévision nationales émettant un même signal pour tous, les fournisseurs de diffusion en direct proposent aujourd’hui une expérience personnalisée. Pour offrir un bon service sans latence ni coupure, ces fournisseurs de « streaming » installent des centres de données dans le monde entier pour y stocker des contenus au plus près de l’utilisateur final. De plus, pour distribuer le signal à l’appareil final, chaque client utilisera un flux de données allant du centre de données à cet appareil. Ce flux individuel fera encore appel à l’électricité pour alimenter l’infrastructure de télécommunication (fixe ou mobile).

    Examinons néanmoins les avantages de la numérisation.

    Sauver le monde analogique du CO2

    Certains rapports laissent entrevoir des améliorations d’efficacité dues aux solutions numériques. Ainsi, Global e-Sustainability Initiative, une initiative du secteur des TIC, a récemment estiméque les TIC pourraient réduire les émissions de CO2 de 1,34 gigatonne en 2030 par rapport au scénario de statu quo. Ce calcul se fonde sur des gains d’efficacité dans des secteurs tels que :

    • L’énergie. Les réseaux intelligents pourront mieux faire correspondre l’offre et la demande d’énergie, sur la base d’une collecte de données auprès de compteurs intelligents, d’outils de diagnostic du réseau et d’un marché plus transparent. Ils faciliteront également l’intégration de sources d’énergie renouvelables dans le réseau d’électricité, car celui-ci se montrera plus résistant aux variations brusques de l’approvisionnement. De plus, à une échelle plus modeste, les bâtiments intelligents seront en mesure de réduire les coûts énergétiques car prévus pour allumer ou éteindre l’éclairage, le chauffage ou l’équipement au moment opportun.
    • L’alimentation. Des capteurs, des données satellitaires et des machines connectées permettront aux agriculteurs de pratiquer une agriculture de précision, en mesurant le dosage exact d’eau, d’engrais et de nutriments nécessaires à une culture spécifique sur une parcelle de terrain donnée à un moment précis. Un meilleur suivi des stocks et de la demande du marché permettra également de réduire le gaspillage de denrées alimentaires tout au long de leur cycle de vie.
    • Les transports. L’information en temps réel peut aider à orienter la circulation de manière à réduire la consommation de carburant. L’éclairage intelligent des autoroutes (comme le projet de la Plateforme européenne de conseil en investissement mis en œuvre en Belgique) permet de régler automatiquement l’intensité de l’éclairage en fonction de la densité du trafic et des conditions météorologiques. La logistique intelligente peut réduire le nombre de pratiques inefficaces, telles que la circulation de camions ou de conteneurs à moitié vides ou leur déplacement vers des destinations non optimales ; et elle n’est pas applicable uniquement à l’industrie agroalimentaire.
    • L’industrie manufacturière. La poursuite de l’automatisation aura un effet positif sur l’efficacité de la production. Une production sur mesure fondée sur une réponse rapide à la demande du marché permettra de réduire les déchets. L’impression 3D n’est qu’un exemple parmi d’autres de cette fabrication à la demande qui se traduira par une production au plus près du client, réduisant ainsi les besoins d’une logistique néfaste pour l’environnement.

    Selon le rapport, les économies d’émissions réalisées grâce aux cas d’utilisation présentés ci-dessus peuvent être estimées à sept fois la croissance de l’empreinte carbone du secteur des TIC pour la période comprise entre 2019 et 2030.

    Il est bien entendu difficile de quantifier les émissions directes et indirectes de la transition numérique, mais il serait simplement impossible de mesurer les émissions de CO2 d’un monde dans lequel ces avancées technologiques n’auraient pas eu lieu.

    Les TIC passent au vert

    Les réductions éventuelles des émissions dues au secteur des TIC devraient passer par un « verdissement » du secteur. En d’autres termes, alors que les secteurs non numériques deviennent plus propres avec la mise en place de solutions et d’outils informatiques intelligents, le verdissement du secteur des TIC passe par l’amélioration de l’efficacité de ces mêmes solutions et outils.

    Alors, comment le secteur peut-il passer au vert ?

    En règle générale, une partie des forces du marché qui tirent l’innovation dans le domaine des TIC – la concurrence qui pousse à produire des solutions et des produits plus petits et moins coûteux – permet également d’avancer vers une réduction de l’empreinte environnementale. Par définition, la fabrication de petits processeurs nécessite moins de matériaux. S’efforçant d’être compétitives sur les prix, les entreprises sont amenées à s’intéresser au coût du cycle de vie, donc à examiner le coût d’exploitation d’une solution ou d’un produit donnés. Invariablement, elles devront prendre en compte les coûts énergétiques. S’il est possible de les réduire, un acteur du marché y parviendra.

    Les nouvelles générations de réseaux à fibres optiques ou la cinquième génération de technologie mobile illustrent à merveille cette situation. Les progrès sur le plan des performances – vitesse, latence ou densité des connexions – devraient s’accompagner d’une amélioration sensible de l’efficacité énergétique, notamment du point de vue de la quantité d’énergie nécessaire pour transmettre un octet de données. Pour pouvoir offrir de meilleurs services à leurs clients tout en maîtrisant les coûts d’exploitation liés à la consommation d’énergie, les opérateurs de télécommunications se montreront prompts à déployer ces nouvelles technologies.

    Cependant, devant la disponibilité de services avancés, il y a fort à parier que les utilisateurs les adopteront. Cela signifiera presque certainement une nouvelle augmentation du nombre total d’octets transmis, qui pourrait au final s’opposer aux gains énergétiques permis par ces nouvelles technologies.

    Des circuits circulaires

    Les déchets électroniques sont l’un des domaines qui appellent encore des réponses.

    En raison du développement très rapide d’appareils améliorés, nous nous débarrassons de nos anciens appareils à vitesse grand V. Au fur et à mesure que notre vie se « numérise », ces appareils se multiplient. Par conséquent, nous devons veiller à mettre en place des mesures incitatives, des règlements et des solutions afin de gérer ces déchets.

    Ce qui nous amène à l’idée de l’économie circulaire. Éliminer les déchets potentiels dès le cycle de production, c’est d’abord rechercher les moyens d’utiliser le moins de matériaux possible, mais c’est aussi concevoir des produits et des systèmes qui puissent être utilisés plus longtemps, remis à neuf ou retournés et démontés afin que les matériaux puissent être réutilisés dans de futures versions. L’économie circulaire s'oppose au modèle linéaire habituel, dans le cadre duquel nous prenons des matériaux, en fabriquons quelque chose, que nous faisons ensuite utiliser par un client, lequel s’en débarrassera in fine.

    Comptant les forces du marché pour alliées, le modèle est puissant. Des modèles économiques plus circulaires permettent de réduire la dépendance à l’égard de matériaux parfois rares et de leur coût fluctuant. Les gains d’efficacité créent de la valeur pour le client. Ils fondent une relation potentiellement à long terme entre l’utilisateur et le fournisseur de la solution circulaire.

    Toutefois, des obstacles subsistent pour les modèles économiques circulaires, en particulier en matière de financement, comme l’ont résumé mes collègues de la Banque européenne d’investissement.

    Il y aura inévitablement des déchets. Nous devons nous assurer que des systèmes sont en place pour les éliminer dans des conditions de sécurité, afin de ne nuire ni à l’environnement ni à nous-mêmes.

    Oui, c'est vrai, nous produisons de plus en plus de composants numériques pour tout, des réfrigérateurs aux chaises. Et ces appareils transmettent toujours plus d’octets. Cependant, nous avons des raisons d’espérer pour notre planète. Les efforts déployés pour atteindre une plus grande efficacité énergétique dans le secteur des TIC et l’impact que la transition numérique aura sur les émissions du monde analogique signifient qu’en fin de compte, nous pouvons nous attendre à un effet positif sur les émissions.

    Solutions pour le climat : Comment garantir un monde numérique respectueux du climat si vous êtes....

    • un décideur ou une société spécialisée dans les TIC : le secteur devrait proposer une voie vers un alignement sur l’accord de Paris. Ce parcours devrait comporter des étapes concrètes qui serviront pour un suivi efficace. Contribuez davantage à la définition de la taxonomie de l’UE concernant les initiatives d’activités durables liées au secteur des TIC.
    • ... un citoyen : comprenez que le monde virtuel n’est pas une zone libre d’émissions de CO2. Tenez compte des différents aspects de l’économie circulaire lors des décisions d’achat et ayez à l’esprit l’effet de rebond. Utilisez intelligemment les solutions basées sur les TIC pour réduire votre empreinte personnelle en matière de CO2 (telles les solutions de type « maison intelligente »).
    • ... une institution financière : prenez acte de l’importance de ce secteur dans la réalisation des objectifs de l’accord de Paris. Approfondissez vos connaissances des spécificités des risques et avantages des investissements dans le secteur. Mettez à disposition des capitaux patients.

    Andres Gavira Etzel est ingénieur en chef dans le département Innovation et compétitivité de la Banque européenne d’investissement.


    >> « Solutions pour le climat », également disponible en podcast et en livre électronique


    1.  https://theshiftproject.org/wp-content/uploads/2019/03/Lean-ICT-Report_The-Shift-Project_2019.pdf
    2.  Malmodin, J. et Lundén, D., 2018. The energy and carbon footprint of the global ICT and E&M sectors 2010–2015. Sustainability, 10(9), p. 3027.
    3. https://gesi.org/storage/uploads/DIGITALWITHPURPOSE_FULL_R_WEB.pdf