Impact environnemental du numérique

L'impact environnemental du numérique regroupe l'ensemble des effets des technologies de l'information et de la communication sur l'environnement.

Décharge sauvage d'écrans usagés, aux États-Unis.

L'expression « pollution numérique » désigne les impacts environnementaux négatifs de ces technologies qui ressortent de leur bilan environnemental. La consommation d'électricité non négligeable des systèmes, l'usage de matières premières et d'énergie grise pour la fabrication des appareils, leur transformation en déchets après leur remplacement sont généralement évalués.

Problématique

Les promoteurs des technologies de l'information et de la communication soutiennent que les flux d'information, qu'ils disent « dématérialisés », réduisent l'impact des activités humaines sur l'environnement, en diminuant les ponctions sur les ressources naturelles par une meilleure organisation de la production et de la consommation[1]. Leurs critiques estiment que cette réduction est illusoire et que cette perception se fonde sur la discrétion des consommations numériques, opposée à la visibilité des moyens de transmission matériels, comme dans le cas d'un courriel remplaçant un courrier[2]. Pourtant, la plus grande disponibilité de la ressource entraîne par un effet rebond l'augmentation de la consommation, réduisant ou annulant le gain[3].

Exemple : remplacement du papier par la communication électronique :

La lecture d'un document sur ordinateur pèse moins sur l'environnement que la transmission sur papier — à condition de ne consulter qu'une fois et de passer moins de trente minutes à l'écran. L'impact environnemental du papier est plus grand que celui d'une liseuse pour ceux qui lisent plus de vingt livres par an[4].

Le remplacement du papier par des documents électroniques peut amener à diminuer la consommation de papier[5]. Encore faut-il montrer que la facilité d'imprimer rapidement un document papier n'en stimule pas la consommation. La technologie permet l'économie, mais les utilisateurs semblent utiliser plutôt les corrections manuelles sur papier que les systèmes de gestion de versions sur document électronique. La consommation de papier a plus que doublé au cours des vingt dernières années[6].

Exemple : informatisation de la logistique :

L'informatique a permis la baisse de la consommation des moyens de transport, par l'amélioration matérielle des véhicules et l'organisation de la logistique[7]. Le calcul numérique contribue à la réduction de la consommation des aéronefs de l'aviation civile. L'effet de cette baisse, cependant, est entièrement effacé et dépassé par l'augmentation des flux, la baisse des coûts ayant permis une augmentation de la quantité de marchandises transportées.

La circulation électronique des données implique au moins une consommation d'électricité, diffuse chez les utilisateurs, concentrée dans les centres de données. La consommation diffuse, plus difficile à évaluer, consomme avec discrétion plus d'énergie qu'il n'y paraît à cause des pertes en ligne et du mauvais rendement énergétique de la recharge des appareils portables, tandis que les opérateurs peuvent construire les centres de données à proximité de moyens de production d'électricité. Selon l'organisation environnementale Greenpeace, le secteur informatique consomme 7 % du total de la production électrique mondiale, soit environ 1,4 % de la consommation énergétique mondiale. L'impact de cette consommation dépend de la façon dont est produite l'électricité ; les émissions de CO2 dépendent du mix électrique, c'est-à-dire de la proportion de centrales thermiques à flamme (charbon, fuel ou gaz) et de l'heure de consommation, puisque ces centrales prennent le relais des productions « décarbonées » lors des pics de consommation ou en complément de l'intermittence des énergies renouvelables. Certaines des plus importantes organisations industrielles de l'informatique et d'Internet se sont engagées pour un Internet alimenté par des énergies renouvelables[8].

La facilité d'envoyer des messages en masse entraîne la prolifération d'usages parasites de l'informatique comme le pourriel, qui représente plus de la moitié des courriels envoyés dans les années 2010[9] et pèse sur le coût énergétique final des messages utiles.

Au crédit des technologies de l'information et de la communication, l'augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs et la multiplication des capteurs de toutes natures ont permis la construction des modèles qui alertent sur l'état de la planète et le réchauffement climatique.

Impact positif du numérique

Le numérique peut rendre possible la gestion des énergies renouvelables, souvent intermittentes et réparties en petites unités indépendantes sur un vaste territoire. L'organisation d'un réseau électrique intelligent vise ainsi à diminuer les pertes et à organiser la production dans une vaste zone géographique, malgré les conflits d'intérêts entre producteurs et distributeurs d'une part, et d'autre part entre ces industries en général et l'objectif de réduction de consommation énergétique. Les promoteurs de ces réseaux envisagent l'effacement des pics de consommation, qui déclenchent la mise en route des centrales à énergies fossiles, en commandant la mise en route différée des chauffages et des appareils ménagers.

Dans l'industrie et dans les transports, l'optimisation des processus, des trajets, des flux par l'usage des technologies de l'information pourrait réduire la consommation de matières ; cependant, on constate souvent que l'effet de cette réduction est la diminution du prix, aboutissant finalement à une augmentation de la consommation par effet rebond, ce qui pousse à conclure que les relations sociales, plus qu'une technologie en particulier, sont en cause[10].

L'impact du numérique sur l'environnement sera positif en ce qui concerne l'énergie si l'économie d'électricité qu'il permet dépasse sa propre consommation. Cette condition ne semble pas remplie actuellement[11].

Pollution numérique

La « pollution numérique » désigne les conséquences négatives de l'utilisation des technologies de l'information et de la communication[12], tandis que l'étude de son impact environnemental tente d'établir un bilan de ses effets environnementaux négatifs comme positifs.

Concept

La « pollution numérique » agglomère les conséquences dommageables de la fabrication du matériel (usage de matières premières et d'énergie grise), de son utilisation (consommation électrique des équipements individuels et professionnels, y compris celle du réseau Internet) et des déchets d'équipements électriques et électroniques qui en résultent[13],[14].

Fabrication
Un ordinateur de bureau contient 36 éléments chimiques, dont plusieurs rares ou précieux.

La fabrication des appareils numériques (serveurs, ordinateurs personnels, tablettes, smartphones, infrastructures réseau diverses, écrans) consomme une quantité de matières relativement petite, en comparaison avec les autres produits industriels, mais, de la quarantaine de matériaux différents contenus dans un smartphone, plusieurs métaux et terres rares ne sont disponibles qu'en quantités faibles ou raréfiées dans la nature[15].

Un ordinateur de bureau contient près de 25 % de silice, à peu près 23 % de matières plastiques, un peu plus de 20 % de fer, 14 % d'aluminium, 7 % de cuivre, 6 % de plomb et 2 % de nickel. Le zinc, l'étain, les matériaux plus rares (manganèse, cobalt, argent, barium, arsenic, bismuth, titane, berylium, galium, germanium, cadmium, chrome, selenium, mercure, palladium, rhutenium, etc., tous à moins de 1 %) composent les 2 % restant. La fabrication d’ordinateurs portables emploie une forte proportion d’éléments de la famille des terres rares (lanthanides) dont l’accès est jugé particulièrement critique par les instances internationales[16]. En moyenne, il faut mobiliser de 50 à 350 fois leur poids en matières pour produire des appareils électriques à forte composante électronique, soit par exemple 600 kg pour un ordinateur portable et 500 kg pour une box[17].

Composition des déchets électroniques et électriques[18].
Matériaux Proportion (%)
Plastiques 31
Oxydes réfractaires
(silice, etc.)		 30
Cuivre 20
Fer 8
Etain 4
Nickel 2
Plomb 2

Consommation d'énergie

Les appareils numériques consomment une énergie nécessairement électrique, dont la production et le transport engendrent des pollutions[19]. Une recherche sur internet, l'envoi d'un courriel requièrent, en plus des appareils de départ et d'arrivée, un passage par plusieurs centres de données. Le refroidissement de ces ensembles de serveurs informatiques et d'ordinateurs de traitement de données numériques absorbe une énergie, non nécessairement électrique mais qui l'est souvent en pratique, qui équivaut à environ la moitié de celle qu'exige leur matériel informatique[20].

La production de l'énergie qui alimente les réseaux numériques est responsable en 2016 d'environ 2 % des émissions de gaz à effet de serre[21], plus que celles de l'aviation civile. Elle devrait avoir doublé vers 2020, avec l'essor des nouvelles technologies[19]. Selon The Shift Project, la consommation énergétique du numérique dans le monde augmente d'environ 9 % par an sur la période 2015 à 2020, ce qui correspond à un doublement en huit ans ; elle est responsable fin 2018 de 3,7 % des gaz à effet de serre émis[22].

Outre les émissions de gaz polluants, les effets inconnus de l'émission d'ondes électromagnétiques sur la santé inquiètent. Leur croissance oblige à des normes de compatibilité électromagnétique pour assurer le fonctionnement des appareils électroniques[23].

Impacts

Les impacts de la consommation électrique pour le numérique sont très différents, selon le moment de la consommation, la source d'énergie servant à la production d'électricité et les méthodes utilisées pour refroidir les serveurs, entre autres. Les estimations peuvent donc différer. Certaines données du groupe français Grenoble Alpes Recherche suggèrent qu'environ sept grammes de CO2 sont émis pour une simple recherche sur Internet et quelques grammes à quelques dizaines de grammes pour l'envoi et la réception d'un courriel, en fonction du nombre de destinataires et de la taille des pièces jointes[24],[25],[26].

Une donnée numérique (mail, téléchargement, vidéo, requête web…) parcourt en moyenne 15 000 km, en 2018[27]. Environ 500 milliards de courriels sont envoyés chaque jour dans le monde. L'utilisation des TIC représente entre 6 et 10 % de la consommation d'électricité sur Terre[26]. Plus de 80 % de nos courriels reçus ne sont jamais ouverts, pourtant l'envoi et la réception de 30 courriels équivaut à la consommation d'une ampoule allumée pendant 24 heures[28] et l'utilisation d'une boîte courriel par une entreprise de 100 salariés produit environ 136 kg de CO2 par employé chaque année, l'équivalent de 1,4 allers-retours Paris-New York[29].

La part du numérique dans les émissions de gaz à effet de serre a augmenté de moitié de 2013 à 2018[30]. Selon le groupe de réflexion The Shift Project, le numérique émet en 2019 4 % des gaz à effet de serre du monde ; sa consommation énergétique s’accroît de 9 % par an, qui se répartit en 55 % pour l’usage du numérique et 45 % pour la production des équipements.

La vidéo en ligne génère en 2019 60 % des flux de données mondiaux. Elle se répartit en quatre types de contenus : la vidéo à la demande (VoD) (34 %), la pornographie (27 %), les « tubes » (YouTube, Dailymotion, etc.) (21 %) et les autres vidéos (18 %)[31]. Le chiffrage des émissions de dioxyde de carbone liées à ces flux est controversé[32], notamment en raison des modalités de prise en compte des émissions liées aux infrastructures fixes. Il est estimé en 2019 à 50 millions de tonnes équivalent CO2 par an (MtCO2éq/an) par Chris Preist (université de Bristol)[32],[33] et à 300 MtCO2éq/an par Maxime Efoui-Hess (The Shift Project)[32],[31] ; ce dernier chiffre est cependant jugé par George Kamiya (International Energy Agency) surestimé d’un facteur 30 à 60[32],[34]. Le chiffre estimé par The Shift Project correspond à 1 % des émissions mondiales de CO2.

Selon Frédéric Bordage, expert en GreenIT et sobriété numérique, le réseau mobile de 4e génération (4G) a un impact sur la planète environ 20 fois supérieur à celui d'un réseau filaire de type ADSL ou fibre équipé de Wi-Fi. La 4G augmente considérablement le débit disponible pour l'utilisateur final, ce qui autorise le développement d'usages multimédia dont l'impact environnemental est très important, notamment le streaming. De la même façon, le cloud computing (informatique en nuage), indissociable de la 4G, a un impact négatif sur la planète[35].

Déchets
Recyclage manuel de déchets électroniques, en Inde.

Une fois parvenus en fin de vie, les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) sont d'autant plus difficiles à recycler qu'ils sont complexes[36] et conçus sans tenir compte des principes d'écoconception[37]. Plus nombreux chaque année[38],[39],[40], ils aboutissent dans des décharges, parfois informelles, où ils contaminent leur environnement et, dans les pays en développement, les populations qui en vivent[41],[42],[43].

Les déchets des appareils numériques obsolètes ou hors d'état de marche ont une empreinte environnementale très élevée à cause de leur nature complexe, mélangeant diverses matières plastiques avec des céramiques, des métaux et des terres rares. Les matériaux des appareils démantelés peuvent être toxiques, soit directement à l'état de déchet, soit comme poussières, soit après incinération.

Réduction de l'empreinte environnementale du numérique

La « surconsommation numérique », selon l'association The Shift Project, n'est ainsi ni soutenable, ni indispensable à la croissance économique, dont elle est décorrélée, ni compatible avec les engagements internationaux pris par la France et l’Union européenne, en particulier l'accord de Paris sur le climat de 2015[44].

Recommandations générales

L'association GreenIT.fr préconise en octobre 2019 quatre principales mesures de réduction de l'empreinte environnementale du numérique[45] :

  • réduire le nombre d’objets connectés en favorisant leur mutualisation et leur substitution et en ouvrant leurs APIs ;
  • réduire le nombre d’écrans plats en les remplaçant par d’autres dispositifs d’affichage : lunettes de réalité augmentée / virtuelle, vidéo projecteurs LED, etc. ;
  • augmenter la durée de vie des équipements en allongeant la durée de garantie légale, en favorisant le réemploi, et en luttant contre certaines formules d’abonnement ;
  • réduire les besoins des services numériques via leur écoconception.

Il est également possible de réduire sa consommation énergétique liée à Internet en suivant les recommandations suivantes :

  • remplacer les ordinateurs par des tablettes ou smartphones dès que possible et notamment en usage loisir[réf. nécessaire] ;
  • se renseigner sur la consommation électrique des appareils électroniques au moment de leur achat.

Consommation d'énergie
Un centre de données.

La circulation et le traitement de l'information consomment de 1 à 2 % d'une énergie électrique qui est encore principalement produite à partir de combustible fossile[46]. L'augmentation de l'efficacité des centres de données et des appareils individuels devrait dans un premier temps atténuer l’augmentation de la consommation induite par un accroissement du trafic, selon Dale Sartor (du laboratoire national Lawrence-Berkeley), mais la demande en électricité devrait ensuite de nouveau augmenter rapidement[46].

Diverses solutions sont envisageables pour réduire la consommation énergétique du numérique ou en tirer parti, qui évoluent de la même manière que les façons de les utiliser :

  • Mettre en place des centres de données qui n'utilisent que de l’énergie renouvelable. Certaines grandes entreprises du numérique ont choisi d'alimenter leurs centres de données uniquement avec de l’énergie verte[21].
  • Récupérer la chaleur produite par les serveurs informatiques des centres de données pour chauffer des bureaux ou des habitations[47].
  • Diminuer l'usage et le poids de la vidéo en ligne, responsable de 60 % des flux de données mondiaux[31].
  • Diminuer l'envoi de courriels, leur taille et le nombre de destinataires[21].
  • Concevoir les logiciels selon les principes de l'écoconception, pour diminuer leur demande en puissance de calcul, qui surconsomme de l'électricité et oblige à renouveler le matériel[21].
  • Limiter les impressions sur papier[21].
  • Améliorer le recyclage des appareils numériques en fin de vie, qui reste compliqué, coûteux et encore mal maîtrisé.
  • Émettre des normes pour limiter la moyenne de l’empreinte carbone des smartphones comme cela est fait pour la consommation des voitures, pour exiger une réparabilité des appareils pendant au moins cinq ans, et pour incorporer 25 % ou 50 % de produits recyclés dans la composition du matériel[48].

En France

Le 20 juin 2020, la Convention citoyenne pour le climat adopte à 98 % des mesures pour « Accompagner l’évolution du numérique pour réduire ses impacts environnementaux »[49].

Le 23 juin 2020, le collectif GreenIT.fr publie un rapport sur les impacts environnementaux du numérique en France qui montre qu'un Français a deux à six fois plus d'impacts que la moyenne mondiale, notamment à cause d'un taux d'équipement deux fois supérieur[50].

Le 24 juin 2020, le Sénat français publie un rapport sur l’empreinte environnementale du numérique en France, lequel sans action corrective pourrait représenter 7 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) en 2040 contre 2 % en 2020. La fabrication des terminaux, le plus souvent en Asie, pèse à elle seule 70 % de l'empreinte carbone. Les sénateurs proposent notamment une taxe carbone aux frontières de l'Union européenne, des sanctions plus fortes contre l'obsolescence programmée, une TVA à 5,5 % sur la réparation des smartphones ou l'achat d'un téléphone reconditionné et l'interdiction des forfaits mobiles illimités[51].

Alors que le Conseil national du numérique (Cnum) et le Sénat ont proposé d'interdire les forfaits mobiles avec accès aux données illimité, un article du journal Les Échos rappelle que, contrairement aux idées reçues, les réseaux des opérateurs ne génèrent que 5 % des émissions liées au numérique, loin derrière les centres de données (14 %) et la fabrication des smartphones (80 %), qui est réalisée dans des pays encore très « carbonés » comme la Chine. Par ailleurs, les forfaits mobiles sont aujourd'hui quasiment tous plafonnés[52].

La loi « visant à réduire l'empreinte environnementale du numérique en France », issue des travaux du Sénat est promulguée le 15 novembre 2021[53].

Annexes

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Liens externes

Articles connexes

Références
  1. The Shift Project 2018, p. 6.
  2. Sur la distorsion des perceptions, voir (en) Ipsos, « Perils of Perception » (consulté le ).
  3. The Shift Project 2018, p. 7 ; en ce qui concerne les smartphones, p. 14.
  4. « Papier vs. support numérique : quel impact environnemental ? », sur ConsoGlobe, (consulté le ).
  5. (en) Chris Blank, « The Environmental Pros & Cons of Using Computer Technology », (consulté le ).
  6. (en) « Has technology reduced paper consumption? », (consulté le ).
  7. (en) « The benefits of technology for transport services », (consulté le ).
  8. Greenpeace 2017.
  9. Stephane MANHES, « Statistiques sur les spams et le phishing, les virus et ransomwares et les publicités », sur Altospam, (consulté le ).
  10. Flipo, Dobré et Michot 2018.
  11. The Shift Project 2018, p. 7.
  12. « Le nuage de pollution d'Internet », consoGlobe,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  13. « La pollution numérique », sur Supinfo, (consulté le ).
  14. « Internet : monde virtuel, pollution réelle », consoGlobe,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  15. Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, Quel futur pour les métaux - Raréfaction des ressources : un nouveau défit pour la société, EDP sciences, 2010.
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  18. Ademe 2017.
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  20. « près de 40 % de leur facture électrique globale » en région parisienne Olivier Dumons, « Internet, la pollution cachée », Le Monde,‎ (ISSN 1950-6244, lire en ligne, consulté le ).
  21. « Pollution numérique : l'impact sur l’environnement n'est pas virtuel », sur Novethic (consulté le ).
  22. The Shift Project 2018, p. 15.
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  26. Laure Cailloce, « Numérique : le grand gâchis énergétique », CNRS Le Journal, (consulté le ).
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  30. Sylvain Rolland, « Comment le numérique pollue dans l'indifférence générale », sur latribune.fr, (consulté le ).
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  32. (en-US) Michael Le Page, « Binge watching TV isn't as bad for the climate as some reports suggest », sur New Scientist, (consulté le )
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  34. (en) George Kamiya, « Factcheck: What is the carbon footprint of streaming video on Netflix? », sur carbonbrief.org, (consulté le ).
  35. Bordage 2019, p. 29 et 48.
  36. Carole Charbuillet, « Pourquoi ne recycle-t-on que 22 % des plastiques ? », sur The Conversation, (consulté le ).
  37. Exemple des téléphones mobiles : Marie-Christine Blandin, 100 millions de téléphones portables usagés : l’urgence d’une stratégie (Rapport no 850 (2015-2016)), Sénat (présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), chap. II.B.1 (« Une explosion du marché des téléphones portables nourrie par une obsolescence organisée »), p. 52, et Synthèse [PDF], 4 p.
  38. Audrey Oeillet, « Déchets électroniques : une augmentation du volume qui inquiète l'ONU », sur Clubic, (consulté le ).
  39. « Environnement : le monde croule sous les déchets électroniques ! », sur Boursier.com, (consulté le ).
  40. « Le poids de nos déchets électroniques », sur Statista, (consulté le ).
    Des données d'évolution 2007-2017 pour cinq pays développés sont données.
  41. « Il faut se préparer à gérer l'explosion des déchets électroniques », PNUE, 22 février 2010.
  42. « L’ONU s’inquiète de la hausse des déchets électroniques produits par l’Asie », sur RFI, (consulté le ).
  43. « 2014, année du record de déchets électriques et électroniques dans le monde », 20 Minutes, (consulté le ).
  44. The Shift Project 2018, p. 59.
  45. Bordage 2019, p. 29.
  46. (en) N. Jones, « How to stop data centres from gobbling up the world’s electricity : The energy-efficiency drive at the information factories that serve us Facebook, Google and Bitcoin », Nature, no 561,‎ , p. 163-166 (DOI 10.1038/d41586-018-06610-y, lire en ligne).
  47. Guillaume Champeau, « Se chauffer gratuitement grâce à des serveurs devient une réalité », Numerama,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  48. « Il faut imposer des limites au numérique », Alternatives économiques (consulté le ).
  49. Accompagner l’évolution du numérique pour réduire ses impacts environnementaux, Convention citoyenne pour le climat, 20 juin 2020.
  50. iNUM : impacts environnementaux du numérique en France, GreenIT.fr, 23 juin 2020.
  51. Impact environnemental du numérique : le Sénat tire la sonnette d'alarme, Les Échos, 24 juin 2020.
  52. Le plafonnement des forfaits crée la polémique dans les télécoms, Les Échos, 6 août 2020.
  53. « Loi du 15 novembre 2021 visant à réduire l'empreinte environnementale du numérique en France », sur Vie-publique.fr
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