L’internet est tout sauf immatériel, car tous ces messages, images et vidéos vivent dans des centres de données, qui consomment d’immenses quantités d’énergie.
Nous avons l’habitude de penser que passer au numérique signifie passer au vert. Si cela est vrai pour certaines activités – par exemple, il est préférable de passer un appel vidéo de l’autre côté de l’océan plutôt que d’y aller en avion – la situation est plus subtile dans de nombreux autres cas. Par exemple, conduire une petite voiture pour aller au cinéma avec un ami peut avoir des émissions de carbone plus faibles que de regarder le même film en streaming seul à la maison.
Comment parvient-on à cette conclusion ? Étonnamment, il est assez compliqué de faire ces estimations. Cela est dû à deux raisons : nous ne disposons pas de bonnes données pour commencer, et même lorsque nous en avons, la comparaison avec d’autres activités humaines est souvent difficile à faire.
Dans un rapport de septembre 2022 intitulé « Centres de données et réseaux de transmission de données », l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a déclaré
« Il n’existe actuellement aucune donnée complète sur la consommation d’énergie de tous les opérateurs de centres de données à l’échelle mondiale, de sorte que cette fourchette estimée est basée sur des modèles ascendants. »
C’est remarquable, étant donné que nous avons été en mesure d’estimer assez précisément des phénomènes beaucoup plus complexes. Dans ce cas, nous n’aurions besoin que d’informations quantitatives – l’énergie électrique et la quantité de données utilisées – qui peuvent être déterminées avec une grande précision. La situation actuelle n’est pas acceptable et les responsables politiques devraient y remédier rapidement.
Parler de tonnes de CO2 émises, de kilowattheures pour l’électricité, de mètres cubes pour le gaz, de litres d’essence et de chevaux-vapeur des voitures crée la confusion chez beaucoup, y compris chez les universitaires. La plupart des gens ne seraient pas en mesure de dire combien d’énergie ils utilisent quotidiennement ni quel niveau d’émissions ces activités provoquent. Mais ils seraient capables de vous dire tout de suite leur salaire ou leur loyer mensuel. La facilité avec laquelle on peut parler d’argent tient au fait que nous, les humains, avons décidé il y a longtemps qu’une monnaie commune était le meilleur moyen d’échanger des choses disparates. Nous ne le faisons pas pour notre consommation d’énergie, d’où la difficulté.
Il n’y a cependant aucune raison de ne pas changer la situation : la beauté du concept d' »énergie » est que la nature nous l’a donné sous la forme d’un nombre qui est mystérieusement conservé même lorsque nous changeons sa forme – par exemple, d’électrique à thermique. Nous pouvons donc toujours la convertir en une seule unité pratique, ce qui nous permettrait de comprendre facilement l’impact de nos activités sur la planète, y compris les activités numériques.
Des pommes aux pommes
Voyons comment cela peut fonctionner en donnant quelques exemples. Nous choisissons comme unité d’énergie le kilowattheure (kWh). Cette proposition a été faite par David MacKay dans son livre Sustainable Energy, Without the Hot Air (2008). Pourquoi la quantité d’énergie utilisée plutôt que le CO2 émis ? Au niveau mondial, les deux concepts sont équivalents, étant donné que les émissions de CO2 sont proportionnelles à la quantité d’énergie non renouvelable produite. Mais presque aucun d’entre nous n’a une idée intuitive de ce qu’est une tonne de CO2, sans parler de ses valeurs à l’échelle mondiale, ni de la façon dont elle est produite. Au contraire, nous sommes presque tous capables de lire une facture d’énergie et de la relier à ce qui a été fait chez nous.
Voici trois exemples :
- Une ampoule de 10 W restée allumée pendant une heure consomme 0,01 kWh d’énergie (1 kWh = 1 000 Wh).
- Une voiture conduite en ville pendant une heure avec une puissance moyenne de 10 kW (environ 13 chevaux) consommera 10 kWh.
- En Italie du Nord, en hiver, le chauffage d’un appartement à l’aide de 10 mètres cubes de gaz nécessite environ 100 kWh par jour ou 4 kWh par heure.
Lorsque l’on compare ces activités avec les mêmes unités, il est clair que certaines (conduite, chauffage) auraient un impact beaucoup plus important que d’autres (éclairage) si leur utilisation était réduite.
Un film de deux heures pollue autant qu’un trajet en voiture de 45 minutes
En gardant cela à l’esprit, essayons d’estimer l’utilisation d’Internet dans les mêmes unités. Ce que nous recherchons maintenant, c’est la quantité d’énergie pour une quantité donnée de données transférées, exprimée en gigaoctets (Go).
Comme nous l’avons mentionné, il n’y a étonnamment pas de chiffres cohérents disponibles. Les estimations vont de 0,1 kWh par Go (Andrae, Huwaei) à 10 kWh par Go (Adamson, Stanford Magazine) – soit 100 fois plus. Le chiffre le plus bas semble supposer une quantité de données irréaliste, près de 10 fois supérieure à celle rapportée par la Banque mondiale, et impliquant une utilisation moyenne des données dans le monde qui reste peu commune, même pour le monde occidental (3 000 Go par an au lieu de 300).
D’autre part, l’estimation la plus élevée semble ne pas avoir pris en compte les dernières évolutions en matière d’efficacité énergétique dues aux nouvelles technologies.
Il semble qu’une valeur de 1 kWh par Go pourrait être une approximation raisonnable du coût énergétique actuel des données. En utilisant cette estimation, nous pouvons maintenant plus facilement comparer la consommation d’énergie des données avec d’autres activités humaines.
Par exemple, un film de deux heures en résolution 4K représente environ 7 Go, soit environ 7 kWh d’énergie, ce qui est comparable à un trajet en voiture de 45 minutes. C’est ahurissant pour quelque chose que nous percevons comme immatériel. Des estimations similaires vous feraient comprendre que 300 recherches sur Google consomment environ 0,1 kWh, soit la même énergie que celle nécessaire pour faire bouillir un litre d’eau à partir de 20 degrés Celsius, ce qui est également stupéfiant.
Il est possible et plausible que la technologie rende l’internet plus économe en énergie – c’est ce que nombre d’entre nous, physiciens, tentent de faire en étudiant de nouveaux matériaux et de nouvelles approches pour stocker et manipuler les données. Cependant, si nous continuons à augmenter l’utilisation des données, nous ne diminuerons pas notre consommation d’énergie. Par exemple, les films en résolution 8K nécessitent quatre fois plus de données qu’en résolution 4K.
Une consommation en hausse
Utilisation mondiale de l’internet, 2002-2022. En 2002, l’utilisation mondiale de l’internet ne représentait que 156 Go. Vingt ans plus tard, le trafic est d’environ 150 000 Go par seconde, soit près de mille fois plus. WDR 2021, Cisco Visual Networking Index, 2017-2022, CC BY
La preuve, depuis plusieurs années, la consommation énergétique annuelle des infrastructures des technologies de l’information et de la communication est constamment d’au moins 2 000 TWh, soit 5 % de la consommation électrique mondiale. Les projections suggèrent que nous atteindrons 10 % d’ici 2030, ce qui indique que la technologie pourrait ne pas suivre, à moins que nous n’introduisions de nouvelles approches fondamentales.
Il ne fait aucun doute que l’Internet et une vie plus numérique offrent une opportunité incroyable de diminuer notre consommation d’énergie et de réduire notre empreinte carbone. Par exemple, une personne seule effectuant un vol aller-retour long-courrier entièrement chargé – disons de Venise, en Italie, à Los Angeles, en Californie – pour assister à une réunion en personne a un coût énergétique de 10 000 kWh. En utilisant les estimations ci-dessus, il faudrait huit mois de réunions vidéo de 12 heures en résolution 4K pour que cette personne consomme la même énergie. Dans ce cas, il ne fait aucun doute que le streaming, et non le vol, est le meilleur choix.
Comme toute technologie, l’utilisation de l’internet a cependant un coût énergétique. Il est proportionnel à la quantité de données transférées, et l’utilisation est maximale avec les images et surtout la vidéo. En cas d’utilisation intensive, son impact devient comparable à celui d’activités que l’on reconnaît déjà comme énergivores, comme la conduite d’une voiture. Nous avons clairement besoin de chiffres plus précis pour prendre les mesures appropriées au niveau politique.
Regarder un film en ligne peut sembler être un choix économe en énergie, mais les recherches montrent que les émissions de carbone peuvent être importantes. Christina Morillo/Pexels, CC BY
Avant de les avoir, nous pouvons, en tant que particuliers, utiliser les données de manière réfléchie :
- Éteignez la caméra lorsque vous n’en avez pas besoin lors d’un appel vidéo.
- Diminuez la résolution vidéo lorsque cela est possible, notamment sur les petits écrans.
- Regardez des films lorsqu’ils sont diffusés plutôt que d’utiliser des services à la demande, qui nécessitent une puissance de calcul et des données dédiées pour chaque spectateur.
- Enfin, commençons à penser en kWh dans tout ce que nous faisons, et faisons notre part pour aider à la mise en œuvre d’une telle norme. De cette façon, nous parlerons avec la même monnaie énergétique qu’avec l’argent.
Pour contribuer à la réalisation de cet objectif, écrivez à votre compagnie de gaz, à votre constructeur automobile, à votre épicerie et à tout autre fabricant pour leur demander de fournir les chiffres en kWh de tout ce qu’ils vendent. Cela nous permettrait de créer des « portefeuilles énergétiques » individuels et de décider comment dépenser ce que nous avons de manière durable et atteindre ainsi nos objectifs climatiques. Une fois ces objectifs définis de manière claire et concrète, il sera beaucoup plus facile pour les particuliers, les entreprises et les gouvernements d’adopter une ligne de conduite raisonnable au quotidien, dans tous les domaines, grands et petits.
Une partie de la frustration que beaucoup d’entre nous ressentent aujourd’hui est que nous nous sentons impuissants face au changement climatique parce que nous n’avons pas de représentation concrète de la façon dont nous pouvons agir dans notre vie quotidienne. En parlant des problèmes dans des unités que nous comprenons et percevons, nous comblerons le fossé entre l’échelle locale et l’échelle mondiale, et serons donc plus efficaces dans nos actions.
https://www.nature.com/articles/d41586-018-06610-y
https://www.iea.org/reports/data-centres-and-data-transmission-networks
