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Vers un numérique durable : Progrès et sobriété

Photo by Alexandre Caron on Unsplash

L’objectif de cet article est de parler des problématiques écologiques autour des technologies du numérique. Nos technologies se développent toujours plus vite avec des impacts sur notre environnement. Au cours des dernières décennies, la prise de conscience écologique dans le secteur numérique a considérablement évolué, passant d’une préoccupation marginale à une priorité centrale, avec des initiatives croissantes visant à réduire l’empreinte carbone et à promouvoir des pratiques durables.

Voyons ensemble comment le web et le numérique peuvent avoir un impact sur l’écologie à travers des éléments de la conférence « Web et décroissance : vers un web “stationnaire“ ? » de Maxime Bréhin (Disponible sur le site de Paris Web) et complétons sa réflexion avec des évolutions possibles, un changement d’approche, de paradigme.

Comprendre l’écologie numérique

Le numérique et le web contribuent au dérèglement climatique et environnemental par leurs croissances à travers :

  • Les équipements (smartphones, montres, ordinateurs…), trop souvent renouvelés, qui nécessitent des ressources de plus en plus rares pour leur fabrication (voir le travail de SystExt sur les problèmes miniers)
  • La consommation du réseau (streaming, navigation…), de plus en plus sollicitée avec les technologies récentes, notamment à travers la vidéo de qualité de plus en plus élevée (UHD, 4K, 5G…)
  • Le stockage des données toujours en croissance (datacenter, medias…). Pour maintenir cela fonctionnel cela nécessite beaucoup d’énergie.

On parle souvent du climat qui se dégrade mais c’est davantage un problème global d’environnement : le réchauffement climatique est un aspect parmi d’autres, la pollution, l’extinction des espèces, la dégradation des sols, l’effondrement de la biodiversité… sont tous des aspects qui dégradent peu à peu notre planète.

Y a-t-il des solutions ?

Le progrès technologique, décroître ou stagner ?

Aujourd’hui, l’écologie et le climat sont des sujets qui concernent tout le monde. Cependant, il est moins courant de rencontrer des personnes familières avec trois sujets spécifiques comme la collapsologie, la décroissance et les low techs. Différents sujets souvent considérés comme marginaux bien qu’ils deviennent jour après jour de plus en plus concrets.

La collapsologie hypothétise un effondrement global des systèmes économiques et écologiques, résultant de multiples facteurs interconnectés tels que la surconsommation, la dégradation environnementale, les crises énergétiques, et les instabilités politiques. Par exemple, elle examine comment ces différents éléments peuvent se combiner pour provoquer des crises majeures et des bouleversements sociétaux.

La décroissance rejette le productivisme face à une croissance économique perpétuelle, prônant une réduction volontaire de la production et de la consommation pour préserver les ressources naturelles. Un exemple concret est le mouvement des villes en transition, qui vise à créer des communautés plus résilientes et autosuffisantes.

Les low techs proposent des alternatives sans technologies lorsque cela est possible, favorisant des solutions simples, durables et réparables. Par exemple, il y a les cafetières italiennes qui ont une durée de vie très importantes par rapport aux cafetières électriques d’aujourd’hui, ou bien les vélos mécaniques par rapport aux autres moyens de transport plus consommateur d’énergie.

L’ensemble de ces sujets peuvent nourrir notre réflexion pour faire évoluer le numérique vers des pratiques plus durables et responsables.

Analyse de la situation actuelle

Changement climatique

Il est important de comprendre que les émissions de CO2 déjà présentes dans notre atmosphère mettront environ 1000 ans à se dissiper. Pour limiter le réchauffement climatique à 2°C d’ici 2100, conformément aux objectifs de la COP21, il est crucial de réduire drastiquement nos émissions de CO2.

Actuellement, un Français moyen émet environ 10 tonnes de CO2 par an. Pour atteindre les objectifs fixés pour 2050, cette émission devrait être réduite à 2 tonnes par an, ce qui représente une division par cinq. L’équivalent de l’impact du confinement lié au COVID-19 chaque année.

https://folk.universitetetioslo.no/roberan/t/global_mitigation_curves.shtml

Concernant le secteur du numérique, chaque individu émet aujourd’hui environ 1,7 tonnes de CO2 par an. Malgré les efforts pour réduire ces émissions, les scénarios actuels montrent que nous ne parvenons pas à les diminuer de manière significative.

En réalité, nous nous dirigeons souvent vers les pires scénarios avec une augmentation continue des émissions de CO2. Les prévisions passées se sont souvent révélées optimistes par rapport à la réalité.

Les émissions de CO2 sont étroitement liées à la consommation d’énergie, et le secteur numérique représente aujourd’hui près de 10% de la consommation mondiale d’électricité. Bien que le nucléaire soit considéré comme une source d’énergie “propre” en termes d’émissions de CO2, il reste minoritaire dans le mix énergétique global. Une adoption massive du nucléaire poserait également des problèmes de ressources (lithium) et pourrait entraîner des conséquences géopolitiques importantes (ecoinfo.cnrs.fr).

À ce jour, les énergies renouvelables n’ont pas remplacées les énergies fossiles, mais ont plutôt contribué à la croissance globale de la consommation d’énergie. Il est donc essentiel de repenser notre approche énergétique pour véritablement réduire notre empreinte carbone et atteindre les objectifs climatiques fixés.

https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/edition-numerique/chiffres-cles-energie-2022/12-international

De plus, même l’accès à une énergie infinie pourrait avoir des conséquences désastreuses si elle n’est pas gérée de manière durable. Une disponibilité illimitée d’énergie pourrait entraîner une augmentation massive de la production et de la consommation, exacerbant ainsi la pollution et les déchets associés. Il est crucial de considérer non seulement la source de l’énergie, mais aussi la manière dont elle est utilisée et gérée pour minimiser l’impact environnemental.

Dépendances aux ressources naturelles

Il ne faut pas négliger l’impact environnemental de l’extraction minière, qui a un coût énergétique très élevé et des conséquences significatives sur la pollution de l’environnement. Par exemple, l’extraction de métaux rares nécessaires à la fabrication des appareils électroniques contribue à la dégradation des écosystèmes et à la pollution des sols et des eaux. Par exemple il y a plus de 50 métaux rares dans un smartphone.

SystExt : https://www.youtube.com/watch?v=LXuE0mg6NBQ. (Circularity Gap Report 2022 en lien bas de page) En bas à droite du schéma

Les processus d’extraction et de raffinage des métaux libèrent des substances toxiques dans l’environnement (mercure, cyanure, arsenic), affectant la faune, la flore et les populations locales. De plus, la production de déchets miniers est massive, avec une perte de 32,6 gigatonnes pour chaque 100,6 gigatonnes extraites, représentant un énorme gaspillage de ressources naturelles.

Il est aussi de plus en plus compliqué d’obtenir les ressources nécessaires à nos appareils. On parle souvent des terres rares mais d’autres exemples sur des ressources plus courantes sont frappants. Dans les années 2000, on découvrait une dizaine de nouveaux gisements de cuivre par an, mais ce chiffre est tombé à une seule découverte ces trois dernières années. La teneur en cuivre des nouvelles mines a chuté, nécessitant l’extraction de 200 kg de roches pour obtenir 1 kg de cuivre, augmentant ainsi l’énergie nécessaire. L’Agence Internationale de l’Énergie prévoit une baisse de la production de cuivre, alors que la demande augmente. La mise en service d’une nouvelle mine peut prendre jusqu’à 20 ans et une diminution de l’approvisionnement en cuivre pourrait entraîner une baisse de la production matérielle, sans nécessairement provoquer une hausse indéfinie des prix.

Aujourd’hui, nous produisons une quantité énorme de déchets électroniques, avec environ 20 kg par an par habitant dans les pays du Nord et 1 kg dans les pays du Sud. Ces déchets contiennent des substances toxiques qui polluent l’environnement et posent des risques pour la santé humaine.

Reportage : Welcome to Sodom

Le web consomme une quantité importante d’énergie et nécessite beaucoup de matériel. Les centres de données, les serveurs et les infrastructures réseau sont énergivores et contribuent aux émissions de CO2. Il est donc essentiel de concevoir des services numériques plus efficaces et moins gourmands en ressources. En adoptant une approche plus écologique et en sensibilisant les utilisateurs, nous pouvons réduire notre dépendance aux ressources naturelles et minimiser notre impact environnemental.

Avec le développement de l’intelligence artificielle, de nombreuses opportunités s’ouvrent à nous. Cependant, les modèles de langage (LLM) soulèvent des questions écologiques cruciales, comme l’illustre l’augmentation de 48% des émissions de CO₂ sur cinq ans chez Google à cause de l’IA (Le Monde). L’automatisation peut optimiser la gestion des données, contribuant ainsi à une utilisation plus efficace des ressources. Néanmoins, il est essentiel d’adopter une approche durable et sobre avec les LLM, en choisissant judicieusement leur utilisation. C’est comparable à la différence entre le tourisme spatial et la recherche scientifique dans l’espace : le premier est spectaculaire mais coûteux et souvent superflu, tandis que la seconde est ciblée et apporte des bénéfices significatifs à long terme.

Encourager la réparation et le recyclage des appareils électroniques peut réduire la quantité de déchets, tandis que promouvoir la conception de produits durables et facilement réparables peut prolonger leur durée de vie. (Voir l’exemple du Fairphone)

L’état français a mis en place un indice de réparabilité très important à prendre en compte pour nos achats et nos parcs informatiques. On va aussi voir apparaitre prochainement un indice de durabilité qui va remplacer celui de réparabilité pour les lave-linges et téléviseurs. (https://www.ecologie.gouv.fr/politiques-publiques/indice-reparabilite)

Au delà du numérique les enjeux sont nombreux

Manger moins de viande et ne pas prendre la voiture sont des actions qui contribuent à un changement de mentalité essentiel. Ces petites actions, cumulées, peuvent avoir un impact significatif sur la réduction de notre empreinte carbone. Réduire le stockage de données inutiles diminue la demande en énergie des centres de données, tandis que réduire la consommation de viande et utiliser des modes de transport alternatifs diminuent les émissions de gaz à effet de serre.

En effet l’alimentation, l’habitat et les déplacements restent les principaux problèmes par rapport à l’empreinte carbone française.

https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/chiffres-cles-du-climat-france-europe-et-monde-edition-2024

Au-delà du CO2, il est crucial de comprendre que nous faisons face à une problématique environnementale globale, qui touche à l’organisation de nos sociétés et à notre rapport au vivant. Résoudre uniquement les problématiques climatiques ne suffira pas à éliminer tous les problèmes.

La pollution de l’air, de l’eau et des sols, due à diverses activités humaines comme l’industrie, l’agriculture et les transports, a des effets néfastes sur la santé humaine et les écosystèmes. Elle contribue à des maladies respiratoires et à la contamination des chaînes alimentaires. De plus, la dégradation des sols menace la sécurité alimentaire mondiale et contribue à la désertification.

Nous sommes également confrontés à la sixième extinction massive, causée principalement par l’activité humaine. Le taux d’extinction des espèces est actuellement 100 fois plus élevé que lors des précédentes extinctions massives, comme celle des dinosaures. Les principales causes incluent la chasse, les espèces invasives, les changements climatiques, la destruction des habitats et la surpêche. Si cette extinction se poursuit, la biodiversité pourrait mettre des milliers d’années à se rétablir, affectant également les humains.

Des solutions existent pour ralentir ce processus, mais elles nécessitent des changements significatifs dans nos pratiques. L’évolution des pratiques et des mentalités passe par l’éducation. Sensibiliser les individus aux enjeux environnementaux et aux gestes écologiques est crucial pour un changement durable. Cependant, le temps presse, et seules des lois strictes peuvent accélérer la transition vers un modèle plus respectueux de notre environnement.

Retrouvez plus d’informations sur le sujet en lisant l’échange avec Elizabeth Kolbert, prix Pulitzer pour son livre “La Sixième Extinction”, dans l’article suivant : La sixième extinction massive a déjà commencé

Explorer les solutions

Limites du progrès technologique

Souvent, le progrès technique peut être un leurre, car une évolution technologique accroît l’usage. Par exemple, si les voitures autonomes se développaient davantage, elles pourraient augmenter le trafic routier. De même, posséder une voiture électrique peut inciter à un usage plus fréquent qu’avec un véhicule thermique. Bien que cela puisse sembler pertinent, cet usage accru entraîne des effets de bord : augmentation du trafic, renouvellement des batteries plus fréquentes que prévu, usure des pneus, etc. (https://bigmedia.bpifrance.fr/nos-dossiers/quelle-est-lempreinte-carbone-dune-voiture-electrique-vs-thermique-tout-savoir)

De la même manière si l’on créait un produit plus écologique (exemple: vêtements, chaussures), on va davantage se permettre de le renouveler mais au delà du produit c’est le renouvellement fréquent et les actions autour de sa création qui génèrent une problématique écologique (acheminement, communication…).

Un autre exemple est le vélo. Passer d’un vélo musculaire à un vélo électrique pour des trajets courts est un non-sens écologique. Non seulement cela augmente la consommation d’énergie, mais cela réduit également les bénéfices pour la santé que procure l’utilisation d’un vélo musculaire.

Lorsque l’accès à une technologie est facilité, son usage augmente. Cette problématique a souvent été évoquée concernant la 5G, qui va, de fait, augmenter l’usage d’Internet avec une qualité accrue des vidéos visionnées sur smartphone. De nouveaux usages pourraient également émerger grâce à la bande passante plus importante.

On parle de l’effet rebond avec son exemple le plus extrême le paradoxe de Jevons, lorsqu’il y a une hausse de l’efficacité, il y a une hausse de l’usage et donc des effets de bord.

La loi de Moore, qui prédit le doublement du nombre de transistors sur une puce environ tous les deux ans, avait atteint ses limites. Les progrès en matière de vitesse des processeurs ralentissaient, mais de nouvelles générations de processeurs, notamment ceux de Nvidia, posent de nouvelles questions. Les nouveaux GPU Tensor Core de Nvidia, utilisés pour accélérer les performances des LLM, peuvent exécuter jusqu’à 836 trillions d’opérations par seconde.

Selon GreenIT, “le numérique sera considéré comme une ressource critique d’ici moins d’une génération.” Cela signifie que nous pourrions potentiellement connaître des coupures d’électricité si notre consommation continue d’augmenter au même rythme. Nous risquons de ne pas être en mesure de fournir suffisamment d’électricité pour répondre à la demande croissante.

En conclusion, bien que le progrès technologique puisse offrir des avantages, il est essentiel de considérer ses effets secondaires et de promouvoir une utilisation responsable et durable des technologies. Sans une gestion adéquate, ces avancées pourraient aggraver les problèmes environnementaux plutôt que les résoudre.

Décroître ou aller vers plus de robustesse

La décroissance ne signifie pas faire récession, mais plutôt une diminution de notre consommation énergétique.

Dans les pays riches, depuis les années 70, la croissance ne contribue plus au bien-être des populations, comme l’a expliqué Olivier de Schutter dans son livre “Changer de boussole”. Timothée Parrique parle même de “modernisation de la pauvreté”, alors qu’on pourrait s’attendre à ce que la croissance permette de la diminuer.

La problématique n’est pas tant de décroître, mais d’arriver à un équilibre, un état stationnaire. Il ne s’agit pas d’arrêter d’évoluer, mais de progresser tout en préservant l’équilibre. L’innovation doit intégrer la composante environnementale, en faisant plus avec moins.

Si nous progressons avec une consommation plus importante, cela ne devrait pas être considéré comme du progrès. Aller vers davantage de simplicité devrait nous aider à faire mieux avec moins.

Nous pouvons aussi travailler au remplacement des métaux utilisés dans nos équipements par des matériaux biosourcés et bio dégradable comme le propose Olivier Hamant.

L’étude de la nature nous permet d’envisager le biomimétisme, avec des exemples comme le stockage de données dans des brins d’ADN de synthèse qui pourrait offrir des solutions de contournement.

Dans le domaine du développement logiciel, il faut aller vers davantage de robustesse en adoptant des architectures permettant une évolution et une rétro-compatibilité. L’ensemble ayant pour but de limiter au maximum le renouvellement de nos équipements, ce qui est le plus couteux aujourd’hui sur notre empreinte environnementale.

Cela peut être aussi l’adoption de technologies plus légères jusqu’à l’optimisation des ressources mises à disposition, afin de limiter l’utilisation du réseau et la quantité de données stockées.

Côté stockage, le secteur du cloud doit s’améliorer, malgrés ses engagements, les émissions liées aux datacenters continuent d’augmenter, alimentées par une consommation énergétique croissante et des outils de mesure peu fiables. La nouvelle réglementation européenne, la CSRD, vient renforcer la nécessité d’une transparence accrue. Pour inverser la tendance, les fournisseurs de cloud doivent aller au-delà de l’achat d’énergies renouvelables et mettre en œuvre des stratégies globales de réduction des émissions, tout en accompagnant leurs clients dans la mesure et la réduction de leur propre empreinte carbone.

En adoptant ces pratiques, nous pouvons réduire l’empreinte écologique du numérique et contribuer à un avenir plus durable. La décroissance, dans ce contexte, signifie une utilisation plus judicieuse et responsable des ressources, tout en continuant à innover et à progresser.

Vers une symbiose avec notre environnement

Limiter l’usage des ressources naturelles, les remplacer et réduire les déchets sont des étapes cruciales. L’utilisation d’énergies plus propres et la préservation des sols et de la biodiversité par une agriculture durable sont également essentielles.

L’approche low tech et les biomatériaux sont intéressants car elle propose des solutions de remplacement efficaces. Sensibiliser et éduquer à tous les niveaux est fondamental pour intégrer la dimension écologique dans nos vies.

La législation doit effectivement évoluer pour être plus stricte, tout en encourageant les pratiques durables. Les normes, outils, législations, référentiels et certifications jouent un rôle clé dans l’amélioration progressive de nos pratiques.

Vivre en symbiose avec notre environnement nécessite un changement de paradigme, tant au niveau individuel que collectif. Les innovations technologiques et les politiques robustes sont indispensables pour créer un avenir durable.

Dans mon prochain article “Intégrer l’écologie au coeur du développement logiciel”, nous verrons les défis du développement logiciel durable et comment on peut améliorer concrètement nos pratiques d’éco-conception dans le développement logiciel.

Références :

Vers un numérique durable : Progrès et sobriété was originally published in ekino-france on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.