Trop d'Internet tue le climat ? - Osons Comprendre
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Trop d'Internet tue le climat ?

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Smartphones, objets connectés, vidéos en 4K, internet prend une place de plus en plus importante dans nos vies. Quelles en sont les conséquences ? Quel est l'impact d'internet, fixe et mobile, sur le climat et comment va-t-il évoluer dans les prochaines années ?

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Points clés

  • Internet ne flotte pas dans les nuages, Internet n’est pas dématérialisé. Internet, c’est plein d’objets connectés entre eux. Internet, c’est des data centers pour stocker nos données, c’est des objets connectés de toutes sortes (ordis, smartphones, télés, etc) et c’est un réseau de modems, d’antennes et de câbles pour connecter tout ça. Produire et faire fonctionner tous ces objets qui, ensemble, sont internet occasionne des émissions  de gaz à effet de serre.

 

  • D’après Green IT, qui est spécialisé sur les impacts environnementaux du numérique, en 2019, Internet est responsable de 1400 millions de tonnes d’équivalent CO2, soit 2.5% du total des émissions de gaz à effet de serre de l’humanité. Un tiers des ces 1400 millions de tonnes d’équivalent CO2 vient de l’infrastructure : les data centers et les réseaux, et deux tiers vient des utilisateurs.

 

  • Autre manière de décomposer ces émissions totales : une petite moitié vient de la production des objets, c’est-à-dire de la fabrication des serveurs, des antennes, des smartphones,etc. L’autre – grosse – moitié vient de leur usage, c’est-à-dire des émissions liées à la production d‘électricité qui fait fonctionner tous ces objets

 

  • Une électricité 100 % bas carbone peut faire chuter les émissions d’usage. Alimenter les data centers, les réseaux, charger nos téléphones et brancher nos ordinateurs à une électricité décarbonée peut faire décroître de beaucoup cette grosse moitié “usage” des émissions. Plus étonnant et moins connu, ’en décarbonant la production d’électricité, on décarbone aussi la phase de production des objets. Et oui, une grande partie de l’impact climat de la construction d’un smartphone par exemple, est due à l’électricité utilisée pour sa fabrication. C’est la grande leçon de cette vidéo : l’électricité est au cœur de l’impact climatique d’internet. Ou autrement dit : l’impact d’internet sur le climat, c’est l’électricité !

 

 

  • Seulement quand on voit la vitesse des innovations (4k, 8k, réalité virtuelle, 5g) et la multiplications des objets connectés (télés, montres, chauffage et bientôt voitures) on peut penser que l’impact d’internet sur le climat va exploser. Pourtant ces 10 dernières années, la consommation des data centers n’a pas bougé malgré un trafic internet multiplié par 12. En France, la consommation du réseau stagne depuis des années alors que la quantité de données échangées et d’appareils connectés continue d’augmenter. Derrière cette performance, pas de miracle, mais de formidables progrès dans l’efficacité énergétique. La 4G consomme moins que la 3G, la fibre moins que l’ADSL.

 

 

  • Malgré cela, les projections de Green IT et du Shift nous donnent, pour 2025, un internet responsable de  5 à 8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Il s’agit donc d’une multiplication par 2 à 3 en seulement 5 ans. Le problème, c’est que ces estimations tiennent très mal compte de la décarbonation de l’électricité. Green IT l’ignore purement et simplement. Quant au Shift, ils prévoient une décarbonation 5 fois moins rapide que celle que le monde a connu ces 5 dernières années, de 2014 à 2019. Dans un monde où les plans climats se multiplient un peu partout, il est fondé de dire que ces projections sont trop alarmistes et peu probables.

 

  • Pour autant, il serait faux de se réjouir. L’impact d’internet risque de continuer à augmenter, alors qu’il nous faudrait en réalité le réduire si l’on veut maintenir un climat soutenable sur la planète. Pour réduire son impact, on a vu que pour un Français, le plus efficace et de très très loin, c’est d’acheter moins d’objets high tech. Ensuite, il est souhaitable de regarder vos vidéos sur des plus petits écrans, avec une résolution plus basse, et en wifi plutôt qu’en 4G, tout ça diminue vos impacts.

Sources et références

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L’impact d’internet sur le climat aujourd’hui

 

Plusieurs études ont cherché à mesurer les émissions de gaz à effet de serre occasionnées par tous les objets qui, ensemble, font internet. Ces études comptent et additionnent les émissions occasionnées par leur production, par leur utilisation, par leur fin de vie. Ils additionnent toutes ces émissions dans tous les pays pour faire l’ACV, l’analyse du cycle de vie, d’internet.

 

Commençons par l’estimation de Green IT, pour 2019 parce que c’est la plus récente et qu’elle fournit des donnés homogènes.

Les estimations des autres études, celle du Shift Project ou du Journal of clean air production variant un peu à la marge mais donne, pour des années antérieures, des ordres de grandeur tout à fait similaires.

 

Au total, internet représenterait environ 1 400 Mt d’équivalent CO2 en 2019 selon Green IT. Soit 2.53 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

 

Notons immédiatement leur erreur. Dans leur rapport, Green IT affirme que ces 1 400 Mt CO2e équivalent à 3.8 % des émissions de gaz à effet de serre. C’est faux.

Si on divise les 1 400 Mt CO2e émises par internet par les 55 300 Mt CO2e émises mondialement en 2018 (malheureusement, le chiffres des émissions de 2019 n’est pas encore consolidé) on obtient soit 2.53 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Pour arriver au chiffre de 3.8 % des émissions, Green IT a divisé les 1 400 Mt CO2e émises par internet par 36 800 Mt. Ce chiffre ne correspond pas du tout aux émissions de gaz à effet de serre mondiale mais aux émissions mondiales d’un seul gaz, le CO2. En 2017, les émissions planétaires de CO2 s’élevait à 36 150 Mt. Les ingénieurs de Green IT ont donc commis une erreur grossière : diviser des choux (les GES) par des carottes (le seul CO2).

 

Quelques comparaisons pour mieux comprendre le chiffre total. 1 400 Mt d’équivalent CO2, c’est plus que les émissions du Brésil en 2016 (1379 Mt CO2e) et 2.5 % des émissions mondiales c’est à peu près ce qu’émet le secteur de l’aviation (1.9 % des GES). Et c’est moins que la production d’acier (7.2 % des GES) ou la production de ciment (3% des GES).

 

Voilà comment ces 1 400 Mt émises par internet se décomposent.

15 % des émissions sont dues aux data centers et 19 % au réseau. En gros, on peut retenir que l’infrastructure d’internet c’est 1/3 de son impact sur le climat.

Le gros de l’impact, les deux tiers restants, se produit au niveau des utilisateurs : nous autres les particuliers, les entreprises, les administrations qui achetons et utilisons des smartphone, des ordinateurs, des télés, etc.

 

Les 1 400 Mt d’équivalent CO2 d’internet peuvent aussi se décomposer autrement, en deux étapes à peu près égales : la production des objets (44%) et leur usage (56%).

 

La répartition “production / usage” varie selon le type d’objet. Prenez un smartphone. Miner les métaux, assembler minutieusement ces bijoux de technologie miniature, les transporter jusque chez nous créé plus d’émissions que ce que consomme la recharge de la batterie tout au long de sa vie. Plus de 90% des émissions d’un smartphone sont dans sa fabrication.

Pour une télé ou un ordinateur de bureau, la production représente aussi des émissions, mais comme l’écran est grand et l’appareil gourmand en électricité, la phase d’usage est plus importante.

 

Attention, ces graphiques montrent des émissions d’usage moyennes à l’échelle mondiale.

 

 

La variable essentielle : l’électricité

 

Derrières les émissions induite par l’usage des datas centers, des réseaux ou des objets qui font internet se cache, évidemment, les émissions induites par l’électricité utilisée pour les alimenter en énergie.

Et vous le savez, ces émissions d’usage peuvent changer du tout au tout selon l’intensité carbone de l’électricité utilisée. L’usage d’internet n’émettra pas autant en France qu’en Allemagne, ni autant en Allemagne qu’en Chine tout simplement parce que l’électricité française est moins carbonée que l’allemande ou la chinoise qui utilisent beaucoup de charbon.

Et l’électricité peut faire toute la différence. Voici un tableau qui montre, à partir des données de l’ACV dont est tirée le graphique au-dessus, à quel point l’électricité peut bouleverser les émissions totales du cycle de vie d’un smartphone, d’une tablette, d’un ordinateur (fixe ou portable) ou d’une télévision.

La différence est énorme. Sur sa vie, la même TV aura émis en France un peu moins de 350 kg d’équivalent CO2, 700 kg en Allemagne, et jusqu’à 900 kg en Chine.  La phase d’usage ne fait “que” 50kg de CO2 sur les 7 ans de vie de la TV en France, mais elle pèse 600 kg en Chine. L’utilisation émet donc 12 fois moins en France qu’en Chine !

 

On voit que l’électricité qu’on utilise fait une grosse différence sur l’impact de la phase d’usage. Mais, plus surprenant, l’électricité utilisée a aussi un immense impact sur la phase de production des objets qui font internet.

Prenons un smartphone. Fabriquer la batterie, l’écran, les puces électroniques, les circuits imprimés, la coque du téléphone, tout ça demande beaucoup d’électricité.

La question est : dans la fabrication des objets, quelle est la part des émissions liées à l’électricité utilisée ? 10% ? 50% 90% ?

Après une revue de littérature poussée, nous avons eu du mal à trouver une réponse précise. Aucune étude n’isole spécifiquement le rôle de l’électricité dans la production d’un smartphone, elles décomposent plutôt des étapes de production (minage de matériaux, production de l’écran etc.) mais pas des sources d’émissions (combustion fossiles, électricité, réactions chimiques) .

Les études affirment toute que le gros de l’impact climat de la production d’un smartphone ou d’une tablette se produit à  la construction des puces électroniques et des circuits imprimés. Et selon un article récent 50% des émissions de la construction de ces composants vient juste de l’électricité consommée pour les produire.

Le même article nous dit que l’électricité est responsable d’une part très importante des émissions liées à la construction des batteries au lithium, de l’écran et des autres parties des objets numériques, même si il ne nous donne pas pour eux de pourcentage précis.

 

Qu’est-ce qu’on peut conclure de tout ça ?  Décarboner l’électricité, ça décarbone Internet tout entier.

Dans un monde à l’électricité 100% bas carbone, internet aurait un impact climat très faible.

Pourtant, de nombreux experts prévoient une augmentation, voire une explosion de l’impact d’internet sur le climat. Pourquoi ?

 

Les émissions d’internet vont-elles exploser ?

 

Les mêmes études qui évaluent l’impact d’internet sur le climat cherchent aussi à estimer comment cet impact va évoluer dans les prochaines années.

Nous allons étudier ici les études de Green IT (p.20) et celle du Shift Project (p.63). Voilà comment ces deux études prédisent, dans leur scénario central, que la part d’internet dans les émissions de gaz à effet de serre mondiaux va évoluer.

D’après GreenIT, internet pourrait causer 5.5 % des émissions mondiales dans seulement 5 ans ! Et d’après le Shift, ça pourrait même exploser à quasiment 8% ! C’est énorme comme augmentation !

 

Pour savoir si il faut croire ces projections dramatiques, demandons- nous : de quoi dépend l’impact de l’internet de demain sur le climat ?

Et bien de 3 gros facteurs :

 

  1. De combien va monter la demande : plus la quantité d’objets connectés et de données échangées augmente, plus internet consomme d’énergie et plus l’impact climat d’internet augmente. Logique.
  2. Deuxième facteur : l’efficacité énergétique : est-ce que les data centers, les réseaux, les objets, arriveront à faire plus en consommant moins d’énergie ?
  3. A quelle vitesse va-t-on décarboner l’électricité. Plus on décarbone vite l’électricité, plus on diminue l’impact d’internet sur le climat.

 

Maintenant qu’on a les 3 principaux ingrédients, voyons les recettes. Comment le Shift et GreenIT arrivent-ils à leurs chiffres massifs ?

 

La demande d’abord. L’étude de GreenIT comme celle du Shift anticipent toutes les deux une augmentation continue du nombre d’objets connectés au net et du volume de données échangées.

Avec la connexion au net qui va progresser en Inde, en Afrique et dans les pays en développement, avec l’explosion des “objets connectés” ou de “l’internet of things” (vous savez les montres, volets, chauffages, frigos, ampoules connectés au net) permis par la 5G, avec le développement possible des voitures autonomes, avec l’essor de la vidéo en 4k, et même de la réalité virtuelle, ces études ont probablement raison : les objets connectés et les datas vont continuer à croître dans les prochaines années.

Il est impossible de savoir à quel point la demande va augmenter – difficile par exemple de prévoir le succès ou non de la réalité virtuelle ou même des voitures autonomes – mais c’est très raisonnable de s’attendre à une croissance continue et importante de ce côté là.

Pour cet ingrédient, on a des incertitudes sur les proportions, mais rien de bizarre. Continuons la recette avec le 2eme ingrédient : l’efficacité énergétique

 

Ensuite, l’efficacité énergétique. Nos 2 études prévoient une augmentation de l’impact des data centers et des réseaux ces 5 prochaines années, le Shift prévoit par exemple que l’énergie utilisée par les data center va doubler d’ici à 2025 (SOURCE : Shift 2018, p.63) 

 

Une telle hypothèse semble couler de source si l’on sait que le nombre d’objets et la quantité de données vont augmenter. Pourtant, quand on regarde le passé, on se rend compte que les intuitions peuvent être trompeuses.

Vous le voyez, d’après l’étude de l’AIE, de 2010 à 2019, malgré un trafic internet multiplié par 12, et une charge de travail des data centers multipliée par 8, la consommation des data centers n’a pas bougé d’un iota. Si vous vous demandez comment c’est possible, c’est grâce à d’immenses progrès dans l’efficacité énergétique des data centers.

Ils ont par exemple fait des progrès énormes dans le refroidissement des serveurs (eh oui ça consomme un sacré paquet d’énergie de refroidir des hangars de serveurs). Il y’a quelques années, sur 100 watt consommés par un serveur, 70 servaient à le refroidir. Aujourd’hui, on est descendu à 10-20.

 

Si vous voulez en savoir plus la dessus et découvrir les autres progrès techniques qui ont été réalisés par les data centers : comprendre ce que change le développement du cloud ou les serveurs hyperscale, on vous invite chaudement à aller découvrir cette vidéo de Monsieur Bidouille, qui traite du même sujet que nous mais avec un angle plus technique.

 

Du côté des réseaux aussi, on retrouve d’énormes gains d’efficacité énergétique ces dernières années. Voici les émissions de gaz à effet de serre totales des opérateurs réseaux français (Orange, SFR, Free, Bouygues). Les chiffres fournis par l’Autorité de régulation des communications électroniques et des postes  (p.6) sont limpides.

Vous le voyez, en France, les émissions carbone des opérateurs de télécommunications français sont stables depuis des années, alors que le trafic augmente beaucoup.

Comme pour les data centers, il y’a plusieurs raisons à ça, mais on peut citer le développement de la fibre, qui consomme 2.5 fois moins d’énergie que les techno DSL utilisées par nos vieux modems (p.4), ou encore le remplacement de la 3G très énergivore par la 4G.

 

Jusqu’à présent, grâce à ces progrès fulgurants de l’efficacité énergétique, l’augmentation du trafic internet a pu être absorbée sans explosion de la consommation d’énergie et des émissions.

A la vue des données de l’AIE sur les data centers et des données de l’ARCEP sur les réseaux,  c’est sûr que sur l’efficacité énergétique, nos deux études prennent des hypothèses pessimistes.

Mais après tout, pourquoi pas ? En fait, ce qui est vraiment critiquable dans nos études, c’est le 3eme ingrédient de la recette, c’est la prise en compte de l’électricité.

 

Passons enfin à la décarbonation de l’électricité. Nos études ne prennent pas bien en compte la décarbonation du mix électrique mondial et ça fausse complètement leurs projections.

Pour l’étude de Green It, on a contacté l’auteur principal qui nous a très gentiment précisé quelles hypothèses de décarbonation électrique ils ont retenu. En fait ils font comme si on ne décarbonait pas du tout l’électricité entre 2020 et 2025. Evidemment c’est très problématique. Ca exagère l’impact futur du numérique.

 

La projection du shift (basée sur un article scientifique publié en 2015) est plus sérieuse.

Dans leur étude, ils supposent que l’électricité se décarbone de 0.5 % par an. Chaque année, l’électricité mondiale émet un demi pour cent de moins que l’année précédente.

Est-ce que cette estimation est  raisonnable ?

 

Et bien grâce à l’Agence internationale de l’Énergie, l’AIE, on peut savoir comment a évolué le mix électrique mondial ces dernières années. De 2014 à 2019, l’intensité carbone de l’électricité mondiale est passée de 518 g CO2/kWh à 463 g CO2/kWh. soit une réduction annuelle de 2.2 % en moyenne sur ces 5 dernières années.

EDIT (07/11/20 18h50) : Dans notre vidéo, nous disons que l’électricité s’est décarbonée de 2.5 % sur la période 2014 – 2019. C’est une erreur. Les chiffres, graphiques et calculs figurants ici sont les bons. 

Les projections du Shift supposent donc qu’on décarbone l’électricité près de 5 fois moins vite que ce qu’on fait depuis 5 ans. On va le dire gentiment parce qu’on les aime bien : c’est très très très improbable 🙂

 

C’est d’autant plus surprenant que, pour le total des émissions de gaz à effet de serre, ils prennent les chiffres d’une trajectoire 2 degrés compatible, qui suppose une décarbonation rapide, en particulier de l’électricité.

Grâce au tableau “Expected updated” de la page 63 de leur étude, on peut déduire que le Shift suppose que les émissions mondiales vont passer de 50.24 Gt CO2e en 2015 à 47.72 Gt CO2e en 2025 ce qui correspond à la trajectoire “2° compatible” donnée par les derniers chiffres du Climate Action Tracker.

En clair d’après leurs hypothèses, le monde se décarbone rapidement MAIS pas l’électricité, qui est pourtant le secteur où la décarbonation est la plus facile et rapide. Tout aussi improbable.

 

Faisons maintenant un petit calcul un peu plus réaliste.

Si on garde le modèle du Shift mais qu’on suppose, contrairement à eux, que l’électricité mondiale se décarbonera entre 2020 et 2025 au même rythme qu’elle l’a fait ces 5 dernières années, on trouve des résultats bien différents. Avec cette décarbonation électrique plus “réaliste” internet sera responsable de 6.4 % des émissions de GES en 2025 au lieu de presque 8 % dans l’étude du Shift.

C’est déjà “moins pire”. Et dites vous que ça reste un scénario pessimiste. C’est un scénario où on n’accélère pas la transition électrique. On continue juste au même rythme que ces dernières années.

Si on se base sur les projections plus optimistes de l’AIE, celles de leur scénario “soutenable”, où la décarbonation de l’électricité s’accélère, avec une baisse accélérée du charbon et un fort essor des renouvelables, là on trouve qu’internet pourrait ne contribuer qu’à 5.5 % des gaz à effet de serre en 2025.

 

Autrement dit, même avec beaucoup plus d’objets et beaucoup beaucoup plus de données échangées, ET en supposant comme le Shift une efficacité énergétique qui ne progresse plus bcp, l’impact d’internet pourrait augmenter bien plus lentement dans les 5 prochaines années, grâce à la décarbonation de l’électricité que ne le laissent penser leur projection.

 

Le calculateur de l’AIE pour les actions individuelles

 

L’Agence internationale de l’énergie a produit un super calculateur (en bas de la page) pour estimer l’impact de plusieurs efforts individuels sur les émissions de gaz à effet de serre liées à l’usage d’internet.

Vous mettez France tout à droite et vous jouez avec les différentes rubriques, vous verrez que les émissions sont divisées en gros par 3 si vous utilisez le Wifi plutôt que la 4G et par presque 10 si vous préférez les petites résolutions à la 4k.

En jouant avec ce calculateur, vous pouvez calculer l’impact en France d’1h de vidéo en HD sur votre pc portable en wifi : 10g de CO2 seulement !