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Regards croisés : la sobriété numérique


​Xavier Verne, ingénieur-mathématicien, membre de The Shift Project et Emilie Viasnoff, directrice déléguée des programmes institutionnels de la recherche technologique au CEA, partagent leurs réflexions sur la sobriété numérique en interrogeant l’impact environnemental de nos usages. Cet article est extrait des Défis du CEA n°242.

Publié le 24 mars 2021

Sobriété numérique : quelle prise de conscience ?

Xavier Verne : The Shift Project s’est organisé en 2016 pour se saisir des enjeux clés de la transition carbone visant à atténuer le réchauffement climatique. A cette époque, commençait à émerger le concept de « numérique vert », identifié par Green IT (communauté française des acteurs du numérique). En 2018, nous nous sommes emparés du sujet de la sobriété numérique en publiant des rapports conséquents. Et de l’avis de nos collègues américains, depuis lors, les sollicitations sur le sujet sont exponentielles ! J’espère qu’il ne s’agira pas d’un phénomène de mode car c’est une problématique de fond. Dans les années 1970, après les chocs pétroliers, les sociétés se sont notamment interrogées sur la consommation énergétique des bâtiments et ont mis en place des réglementations techniques. Le numérique est en train de vivre cette même prise de conscience.


En 2019, entre 3,5 et 4% des émissions mondiales de CO2 sont dues à la production et à l'utilisation du système numérique. » Xavier Verne

Qu’en est-il ? En 2019, entre 3,5 et 4% des émissions mondiales de CO2 sont dues à la production et à l’utilisation du système numérique. De ce fait, nous pensons que l’introduction de toute technologie numérique doit faire l’objet d’une réflexion, quand bien même elle œuvre à diminuer une consommation énergétique ou à réduire les émissions carbonées. Car le numérique, tel qu’il est conçu et utilisé aujourd’hui, évolue selon des dynamiques incompatibles avec les contraintes inhérentes à des ressources finies. Lorsque l’on regarde par exemple le volume de teraoctets générés par les applications de visioconférence et la sauvegarde des fichiers dans des datacenter, on comprend que l’impact du numérique est désormais macroscopique dans les émissions directes de CO2 (relatives à l’utilisation des services) et indirectes (liées par exemple à la fabrication des dispositifs).


La prise de conscience globale a vraiment eu lieu lorsque l’on a constaté que le numérique émettait davantage de CO2 que l’aviation. » Emilie Viasnoff

Emilie Viasnoff : La prise de conscience de la sobriété d’un point de vue général est assez ancienne au CEA. Notamment à Grenoble, dans les montagnes, où l’on voit la fonte des glaciers « sous nos yeux ». Dans les années 2000, en tant qu’entreprise, il entendait la problématique davantage dans une approche « développement durable », en incitant par exemple les salariés à venir à vélo plutôt qu’en voiture.


Et en tant qu’organisme de recherche, au-delà de ses activités sur les énergies décarbonées ou le recyclage, le CEA travaille également sur des programmes dans le domaine du numérique visant la sobriété. On peut citer l’exemple emblématique de la technologie FDSOI qui permet des transistors consommant deux fois moins d’énergie que le standard Finfet d’Intel. L’électronique de puissance, la fabrication additive ou la 5G qui s’avère plus économe dans la transmission de données, sont aussi des voies vers un numérique plus sobre.


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1er essai de la 5G lors des J.O. 2018 de Corée du Sud par le consortium 5GChampion piloté par le CEA-Leti. © Emilio Calvanese /CEA/5GChampion.



Mais la prise de conscience globale a vraiment eu lieu lorsque l’on a constaté que le numérique émettait davantage de CO2 que l’aviation. Tout comme est impactant le fait de savoir qu’il faut 800 kg de matières premières pour produire un ordinateur de 2kg, ou que d’ici 20 ans nous connaitrons une pénurie d’or et d’argent qui sont utilisés dans les circuits électroniques.


L’électronique de puissance, la fabrication additive ou la 5G qui s’avère plus économe dans la transmission de données, sont aussi des voies vers un numérique plus sobre. » Emilie Viasnoff

Effet rebond des technologies et usage exponentiel

Xavier Verne : Vous parlez de la 5G qui est justement symbolique en ce qu’elle soulève la question de l’effet rebond d’une technologie. Google et Intel annoncent un partenariat pour concevoir un cloud plus puissant afin d’alimenter la 5G en temps réel, avec des débits plus importants, pour des vidéos de qualité toujours plus élevées imposant la fabrication d’écrans de résolution encore meilleure, etc. Le gain technologique de la 5G « plus de débit, moins de latence » appelle une croissance exponentielle d’usages qui finira par la saturer, appelant une nouvelle technologie, avec de nouveaux dispositifs et ainsi de suite. Sans compter que ni la 4G ni la fibre optique (qui elle consomme beaucoup moins) n’ont été intégralement installées et que leur coût de déploiement est très important. Plutôt que de poser de nouvelles antennes, pourquoi ne pas conserver le matériel existant, toujours en état de fonctionnement et par ailleurs très peu recyclable ? Y répondre revient à s’interroger sur nos usages : pourrions-nous accepter, lorsque nous sommes en mobilité, de regarder une vidéo en moyenne résolution avec la 4G malgré un abonnement premium ?


Nous opérons une transition vers l’éco-innovation qui se préoccupe davantage des usages et peut interroger sur la nécessité de contraindre ou brider certains dispositifs dès leur conception. » Emilie Viasnoff

Emilie Viasnoff : En effet, le numérique conduit à chaque fois à cet effet rebond : les technologies extrêmement performantes, y compris en économie d’énergie et de matières, suscitent des usages exponentiels qui finissent par annuler leur gain énergétique. Quand on fait de la recherche, la notion de progrès semble donc dépassée tout comme celle d’innovation. Nous opérons une transition vers l’éco-innovation qui se préoccupe davantage des usages et peut interroger sur la nécessité de contraindre ou brider certains dispositifs dès leur conception. Par exemple, au niveau de l’intelligence artificielle, nous ne sommes pas obligés d’aller scanner dans un cloud des dizaines de millions d’images de chat pour en identifier un très précisément. On pourrait réfléchir à la manière de programmer ces algorithmes pour qu’ils reconnaissent ce chat de manière plus frugale en données même si moins précise.

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© Simon Haslett / Unsplash


C’est pour cela que depuis 2019, nous commençons à intégrer la notion d’impact environnemental dans nos feuilles de route technologiques. Ce critère est d’ailleurs imposé par le programme-cadre Horizon Europe (2021-2026) dans tous les projets qui seront soumis ; un critère comptant autant dans la sélection que ceux de la qualité du projet scientifique et de l’organisation des recherches.

Vers des produits éco-conçus et éco-innovés ?

Xavier Verne : De nouvelles préoccupations émergent. Orange annonce que d’ici à 2025, 100% de leurs produits (box, décodeurs) seront éco-conçus. C’est un changement de paradigme très fort au sein d’une entreprise car la direction marketing devra s’interroger sur la manière de se différencier avec un nouveau téléphone qui ne sera pas 10 fois plus puissant, dont l’écran ne sera pas 10 fois plus lumineux, avec 3 caméras plutôt que 5. C’est le prochain rêve intellectuel que de consommer des produits moins performants mais plus vertueux en terme d’impact énergétique et environnemental. Or, le « green » ne fait pas encore vendre.  


Emilie Viasnoff : Nous constatons cela aussi au niveau de la R&D que nous développons pour nos partenaires industriels. Certes, tous cherchent à réduire leur empreinte carbone mais cette préoccupation ne concerne pas encore les innovations qu’ils sollicitent. La tendance est plutôt à demander des IA plus rapides et précises, le meilleur circuit 5G et le composant le plus petit possible pour être intégré dans un smartphone. Leur proposer de développer un matériau qui ne sera pas le plus performant, compact ni petit, mais qui pourra être recyclé et dont le procédé de fabrication sera quasi neutre en carbone, ne fait pas encore vendre ! Pourquoi ? Peut-être faut-il que nous-mêmes, usagers, soyons déjà prêts à accepter des produits éco-conçus et éco-innovés.


Je suis convaincue que les chercheurs peuvent faire de la belle recherche tout en réfléchissant aux usages, aux impacts et à la sobriété. » Emilie Viasnoff

Un débat démocratique sur les usages

Xavier Verne : Il ne s’agit pas de condamner le numérique, qui a par ailleurs permis de rester connectés les uns aux autres pendant la crise de la Covid-19. Mais la situation actuelle n’est pas durable, et nous subirons une décroissance du PIB qu’on la choisisse ou pas. Au Shift Project nous préfèrerons l’organiser collectivement. La 5G est un débat démocratique qui pose la question de ce qui est prioritaire : la téléchirurgie, les téléconsultations, l’accès à un wi-fi de qualité dans les trains ? Au fond, quelle croissance voulons-nous ? Je recommande à ce titre l’ouvrage « L’économie symbiotique » d’Isabelle Delaunoy.


Emilie Viasnoff : Je suis convaincue que les chercheurs peuvent faire de la belle recherche tout en réfléchissant aux usages, aux impacts et à la sobriété. Nous déployons d’ailleurs ce printemps, à la direction de la recherche technologique, une large campagne d’acculturation et de formation afin que les ingénieurs-chercheurs s’emparent de la question de l’économie circulaire. Des programmes de recherche éco-innovants devraient ainsi germer en nombre.

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