Le numérique, angle mort des discussions climatiques ?

Agbogbloshie, Ghana, l'une des destinations principales de nos déchets électroniques

Le numérique est au cœur de nos vies. Aujourd’hui, il fait partie de notre quotidien. Demain il nous permettra de créer et de profiter d’un futur plus innovant en rendant possible voitures connectées, IA, et calculateurs de tendances climatiques du GIEC. Les technologies numériques sont indiscutablement utiles. Pourtant, derrière les écrans se cachent des impacts environnementaux colossaux qui croissent à un rythme incontrôlé.

“L’empreinte carbone du numérique est comparable à celle de l’aviation”

L'ampleur du numérique

Le parc informatique mondial représente aujourd’hui plus de 35 milliards d’appareils. Des smartphones, ordinateurs, et tablettes en passant par les centres de données toujours plus grands, toujours plus puissants et les routeurs et switch qui constituent l’infrastructure de l’Internet, les innombrables appareils connectés ont une masse (223 millions de tonnes soit 5 fois le parc automobile français en 2019) et des conséquences.

Le secteur est responsable de 3,8% des émissions globales de gaz à effet de serre. Une empreinte carbone comparable à celle de l’aviation civile. Il engendre notamment le double d’émissions de CO2

Plus inquiétant encore, la taille de l’univers numérique suit aujourd’hui une croissance mathématiquement exponentielle. 

Part des émissions de gaz à effet de serre par rapport au total mondial, The Shift Project

Mon ordinateur, il pollue ?

Les appareils numériques ont des impacts tout au long de leur cycle de vie, de l’extraction des matières premières nécessaires à leur fabrication jusqu’à leur dépôt en décharge. Ainsi nos ordinateurs, smartphones et tablettes ont déjà un parcours très “sale” avant même d’atterrir dans nos mains.

Le cycle de vie peut être décomposé en trois étapes, chacune impliquant des conséquences différentes:

  1. La phase de fabrication, qui inclut l’extraction des matériaux de base, leur traitement et l’assemblage
  2. La phase d’utilisation de l’appareil
  3. La fin de vie : ce qui arrive à cet appareil lorsqu’il n’est plus utilisé/utilisable.

Mais avant d’explorer les étapes de ce cycle, il nous faut définir et différentier les différents types d’impacts.

Des impacts ? Où ça ?

Les impacts du numérique ne se cantonnent pas aux seules émissions de CO2. Importent aussi l’épuisement des ressources abiotiques, la consommation d’énergie primaire, et la pollution des terres, des eaux, de l’air. 

Gaz à effet de serre

L’ensemble des gaz qui contribuent au réchauffement climatique. Le plus médiatisé de ces gaz est le dioxyde de carbone (CO2), mais le méthane ou l’ozone troposphérique en sont aussi. Pour le numérique, les émissions de ces gaz sont principalement dues à l’extraction des minerais (moteurs à combustion des engins de mine) et à la transformation de ces matériaux en composants électroniques.

Consommation d'eau

Il y a sur Terre une quantité limitée d’eau douce potable. Plus le numérique consomme d’eau douce, moins il y’en a pour d’autres usages. On en utilise de grandes quantités pour extraire et raffiner les métaux nécessaires à la fabrication de nos appareils numériques. De plus, la plupart de l’énergie électrique est produite par des procédés très consommateurs d’eau, nécessaire notamment au refroidissement des centrales thermiques.

Ressources abiotiques

Il s’agit des ressources naturelles non biologiques et non renouvelables. La production d’équipement informatique requiert une grande variété de métaux et terres rares. Certains des éléments essentiels aux appareils (indium, tantalum, germanium) présentent un taux de recyclage actuel de moins de 1 %. De plus, la fabrication nécessite une grande quantité de ressources. La construction d’une barrette de mémoire de 2 grammes nécessite 32 kg de matières premières (ratio de 16 000 pour 1).

Energie primaire

Cette énergie réfère au potentiel énergétique contenu dans un litre de pétrole, un kg de charbon, une heure de rayonnement du soleil, un kg d’uranium, etc. Il ne s’agit pas encore d’électricité. Selon l’étape du cycle de vie et le lieu, différents types d’énergie primaires seront utilisés, par exemple le gasoil pour les excavatrices des mines, le nucléaire ou le solaire pour la phase d’utilisation…

1) La fabrication, ou la naissance de nos équipements

Quels sont les impacts lors de la fabrication de nos appareils ?

Sont provoqués à cette étape les impacts environnementaux les plus conséquents du cycle de vie. Notamment :

  • 30 % du bilan énergétique global.
  • 40 % des émissions de GES.
  • 3/4 de la consommation d’eau.
  • 3/4 de la contribution à l’épuisement des ressources abiotiques.

L’eau utilisée pour le numérique représente 0.2 % de la consommation d’eau de l’humanité. Ces 0.2 % représentent chaque année 242 milliards de packs d’eau minérale (9 litres) ou 3,6 milliards de douches.

Concrètement… d’où viennent ces impacts ?

  • L’extraction de ces ressources implique parfois le travail d’enfants.
  • Selon l’UNICEF 40’000 enfants sont employés pour l’extraction du cobalt en RDC.
  • L’utilisation de produits nocifs dans le raffinage couplée avec des mesures de protection largement insuffisantes présente un risque pour la santé des travailleurs, notamment en augmentant le risque de cancer.  Des exemples sont par exemple rapportés en Mongolie intérieure (région chinoise).

62% des émissions de GES du numérique sont liées aux utilisateurs, dont 35% pour la fabrication de leurs équipements.

  • La production nécessite d’énormes quantités de matières premières, dont de nombreuses terres rares. Des quantités gigantesques d’énergie sont en jeu dans l’extraction et le raffinage de ces métaux.
  • Les terres rares présentent un taux de recyclage de moins de 1 %.

Les terres rares se trouvent mélangées, mais peu concentrées dans un minerai qu’il faut traiter. Le processus de raffinage est complexe et très nocif pour l’environnement.

Quelles solutions ?

Tout appareil acheté doit être fabriqué…

  • Réduire le nombre d’appareils, mutualiser les appareils.
  • Augmenter la durée de vie des équipements, favoriser le réemploi, la réparation, l’achat de matériel de seconde main ou de matériel reconditionné.

2) L’utilisation, ou la partie visible de l’iceberg

Quels sont les impacts lors de l'utilisation de nos appareils ?

Le streaming émet autant de CO2 que l’Espagne (300 millions de tonnes de CO2).


Répartition des flux de données mondiaux en ligne entre les différents usages en 2018

[Source : The Shift Project 2019- à partir de (Sandive 2018), (Cisco 2018) et (SimilarWeb 2019)]

 

  • En 2019, le bitcoin émettait autant de CO2 que la ville de Las Vegas, et probablement beaucoup plus aujourd’hui.
  • Les émissions de GES du Bitcoin sont 10x plus élevées que celles de la monnaie habituelle.
  • Au rythme où son minage croît, le Bitcoin pourrait produire assez de CO2 à lui tout seul pour dépasser les 2 °C en moins de 30 ans.
  • Machine Learning : l’énergie nécessaire pour entraîner un modèle complexe émet autant de CO2 que plusieurs vols transatlantiques.
  • Si les data centers étaient un pays, ils constitueraient le 4ème plus gros émetteur de CO2 (en 2010).

La majorité de l’énergie n’est pas renouvelable : 80% d’entre elle est produite avec des ressources fossile !

Concrètement… d’où viennent ces impacts ?

La demande de flux vidéos, qui croît de manière vertigineuse exige des infrastructures et un réseau pour acheminer les données jusqu’aux appareils. La qualité d’image offerte pour les vidéos est toujours plus élevée, même si les vidéos sont regardées sur de petits appareils tels que les smartphones pour lesquels des résolutions si hautes sont inutiles. Cette consommation accrue de données entraîne une surcharge du réseau et une augmentation de la consommation d’énergie. L’utilisation d’une part croissante de l’électricité disponible accroît la tension sur la production électrique, à l’heure où sa décarbonation n’avance presque pas.

Quelles solutions ?

  • Systématiquement diminuer la qualité des vidéos au minimum nécessaire, raisonner son usage des vidéos et donc limiter les données consommées.

La digitalisation rend les impacts plus distants et moins visibles, mais le cloud n’est pas dématérialisé : il nécessite des infrastructures et des serveurs qui consomment de l’électricité. La majorité des impacts induits lorsqu’on regarde une vidéo (fabrication du matériel à part) est causée par les infrastructures et les data centers.

Quelles solutions ?
  • Souscrire le moins d’abonnements possible au cloud. Réduire son utilisation de stockage personnel et sa consommation de données nécessitant d’être stockées (vidéos). On diminuant la sollicitation des serveurs, on évite la construction de nouveaux appareils et de centres de données.

De par sa conception, basée sur la proof of work, le bitcoin demande toujours plus d’énergie. Le nombre d’utilisateurs des bitcoins a grimpé de +189% entre 2018 et 2020.

Son impact n’est pas uniquement environnemental : le Bitcoin est décentralisé, ce qui permet de garantir un meilleur respect de la vie privée et de réduire la dépendance à des tierces parties, mais cela rend aussi intraçables les comportements illégaux (achat de drogue, d’armes, pornographie infantile, paiement de rançons).

Quelles solutions ?
  • Il n’est pas nécessaire d’utiliser un système basé sur la proof of work, on peut s’inspirer du CleanCoin par exemple, qui se base sur la proof of stake.

La situation est similaire à celle des Bitcoins : une quantité de calculs énorme est nécessaire pour entraîner un algorithme et ceci se traduit par une surconsommation d’énergie. Ce secteur est en pleine expansion et l’on en trouve toujours plus d’applications, ses impacts sont donc de plus en plus élevés.

Quelles solutions ?

  • Il est nécessaire d’arbitrer l’usage de cette technologie en fonction des coûts et des bénéfices qu’elle engendre. En effet, elle est utilisée aussi bien pour l’analyse et les prédictions concernant les changements climatiques que pour vous greffer des oreilles de chat sur les réseaux sociaux.

3) La fin de vie

Qu'arrive-t-il à nos appareils quand on les jette ?

Tous les ans, l’humanité produit 75 milliards de kg de déchets électroniques. En Europe, chaque année, chaque individu en jette plus de 15 kg.

La masse colossale de ces déchets est loin d’être le seul problème.

A l’échelle mondiale, 70 % de ces déchets font l’objet d’un trafic (légal ou illégal), et atterrissent pour la plupart en Afrique (Nigéria, Ghana) et en Asie (Chine, Vietnam, Inde). Une fois arrivés, ces déchets s’empilent dans des décharges à ciel ouvert, avec des conséquences environnementales et humaines épouvantables.

Les métaux lourds (plomb, mercure, cadmium, des éléments toxiques pour les humains) présents dans nos appareils numériques finissent parfois par s’infiltrer dans la nappe phréatique. Une fois l’eau polluée, ces matériaux peuvent contaminer les organismes vivants. Ainsi, à Agbogbloshie au Ghana, les niveaux de métaux lourds (dans les œufs de poules notamment) sont 220 fois plus élevés que les limites Européennes.

De plus, nous ne savons aujourd’hui pas recycler de manière rentable une majorité des composants de nos appareils. Les quelques matériaux précieux qui sont utilisés purs comme l’or, l’argent, ou le cuivre peuvent être récupérés, mais l’énergie nécessaire rend les processus peu rentables. Les autres éléments présents dans la micro- et nanoélectronique sont présents à des concentrations infimes. Séparer ces éléments serait possible, mais à des coûts supérieurs à leur extraction tant l’opération est difficile ! Une des méthodes envisagée nécessite de les chauffer pour les faire fondre et ensuite de les séparer par distillation. La températur atteinte est de l’ordre de 1500 °C. Des procédés chimiques peuvent aussi être utilisés, mais ils ne sont ni plus propres, ni plus rentables. Ainsi beaucoup d’éléments présents dans les composants ne sont pas recyclés.

Quelles solutions ?

  • Allonger la durée de vie de ses appareils. Une durée d’utilisation maximale implique moins d’achats de matériel et ainsi moins de déchets.
  • Entretenir régulièrement ses appareils et les réinitialiser complètement lorsqu’ils deviennent trop lents. Comme une voiture, un ordinateur se soigne et nécessite de la maintenance. 
  • Dépasser largement les 5 ans d’utilisation pour un téléphone et 10 ans pour un ordinateur. Cela est possible lorsqu’il est bien traité et entretenu. 
  • Penser au réemploi, c’est-à-dire au transfert de l’appareil d’un utilisateur à un autre, pour qui il aura plus de valeur. Il est possible de passer par des plateformes qui récupèrent, remettent en état et revendent les téléphones ou ordinateurs (fillière des produits dits “reconditionnés”).
  • Considérer des options comme le Fairphone, une entreprise proposant un smartphone plus robuste et plus facilement réparable.