Empreinte environnementale du numérique : entre certitudes, inconnues et recommandations

Selon le rapport de l’Arcep « le numérique représenterait aujourd’hui 3 à 4 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans le monde et 2 % de l’empreinte carbone au niveau national (phases de fabrication et d’utilisation comprises) ». Cela représente 16,9 Mt CO₂ eq, soit 253 kg CO₂ eq. par an et par Français.

Le rapport rappelle que l'équivalent CO₂ « est, pour un gaz à effet de serre, la quantité équivalente de dioxyde de carbone (CO₂) qui provoquerait le même forçage radiatif que ce gaz, c'est-à-dire qui aurait la même capacité à retenir le rayonnement solaire ».

Le régulateur s’appuie ensuite sur un rapport du Sénat pour préciser que « l’empreinte carbone de celui-ci pourrait augmenter de manière significative si rien n’est fait pour la limiter (+ 60 % d’ici à 2040 soit 6,7 % de l’empreinte carbone nationale) ». 

Et il n’y a pas que l’empreinte carbone à prendre en compte. L’étude évalue également « pour la première fois » pas moins de douze indicateurs environnementaux : épuisement des ressources abiotiques – (fossiles, minérales & métaux), acidification, écotoxicité, empreinte carbone, radiations ionisantes, émissions de particules fines, création d’ozone, matières premières, production de déchets, consommation d’énergie primaire, consommation d’énergie finale.

L’ADEME donne ainsi d’autres chiffres : « 62,5 millions de tonnes de ressources (MIPS) sont utilisées par an pour produire et utiliser les équipements numériques » et « 20 millions de tonnes de déchets produits par an sur l’ensemble du cycle de vie ». L’Agence se lance dans une comparaison à l’échelle du citoyen : « les impacts moyens annuels de l’utilisation du numérique sur le changement climatique sont similaires à 2 259 km en voiture/habitant ».

La consommation électrique annuelle des biens et services numériques en France est de 48,7 TWh, « soit l’équivalent d’environ 10 % de la consommation électrique annuelle française ». L’ADEME indique cela équivaut à la consommation annuelle de plus de huit millions de foyers français.

Les terminaux largement en tête

Si on plonge dans le détail de l’empreinte carbone du numérique, on remarque qu’elle est majoritairement liée aux terminaux avec pas moins de 79 % du total. Ils sont suivis par les datacenters avec plus de 16 % et enfin les réseaux autour de 5 %.

Les deux institutions prennent les devants concernant ces résultats, dans la lignée des limites que nous avons évoquées précédemment : « Les analyses de sensibilité conduites dans le cadre de cette étude indiquent cependant une variation des résultats large. Cette situation appelle à la prudence quant à la robustesse des résultats à un niveau plus granulaire », par exemple par type de foyers ou d’entreprises.

Le rapport se lance tout de même dans une comparaison entre les impacts liés aux usages personnels et professionnels. « Cette répartition est nécessairement imparfaite, du fait que de nombreux usages professionnels sont en réalités mis au service des particuliers. Par exemple, un serveur hébergé par une entreprise pourra fournir un service à un particulier. De la même façon, certains équipements peuvent avoir un double usage (par exemple un smartphone utilisé personnellement et professionnellement) ».

Dans l’ensemble, les « résultats montrent que les usages personnels et professionnels sont équivalents, avec une prévalence pour les usages personnels ».

Dans tous les cas, ces données « restent ainsi des estimations et montrent par ailleurs qu’il est essentiel de poursuivre ce travail en levant les obstacles identifiés au déploiement d’une mesure plus robuste et précise ». C’est là qu’entre en jeu le nouveau pouvoir de collecte de l’Arcep sur les données environnementales.

Laure de la Raudière expliquait hier que cela permettrait d’ouvrir « un nouveau chapitre de régulation du numérique avec les enjeux environnementaux […] La collecte de donnée est le nerf de la guerre », et une étape indispensable avant de prendre des mesures. L’Arcep va ainsi « pouvoir collecter les données auprès des opérateurs et de l’ensemble des acteurs du numérique, et ainsi apporter pas à pas une connaissance plus fine de ce qui crée une empreinte environnementale du numérique ».

La fabrication est le premier poste de consommation

Si l’on revient sur les équipements dans leur ensemble (c’est-à-dire tous les types confondus), la fabrication représente 78 % de l’ensemble de l’empreinte carbone, contre 21  % pour la phase d’utilisation. « La phase de fin de vie a des impacts généralement négatifs, du fait des bénéfices liés au recyclage (entre -22% et 10,5%). Enfin, la distribution a des impacts faibles (entre 0 % et 4,6 %) ».

La production d’équipements numériques est « extrêmement consommatrice de ressources naturelles », mais il faut également prendre en compte la disponibilité géographique de certains matériaux rares et critiques, parfois extraits dans des pays lointains dans des conditions parfois douteuses. Nous aurons l’occasion d’y revenir dans notre Magazine #3.

L’ADEME détaille la conception des ordinateurs portables et des smartphones dans les deux images ci-dessous :

Le reconditionné à la rescousse

« En moyenne, faire l’acquisition d’un téléphone mobile reconditionné permet une réduction d’impact environnemental annuel de 55 % à 91 % (selon les catégories d’impacts) par rapport à l’utilisation d’un smartphone neuf. Cela permet d’éviter l’extraction de 82 kg de matières premières et l’émission de 25 kg de GES par année d’utilisation, soit 87 % de moins qu’avec un équipement neuf », martèle l’ADEME.

L’Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie enfonce le clou : « le reconditionnement d’un téléphone mobile, même s’il induit le changement de l’écran et de la batterie ainsi que l’ajout d’accessoires neufs, est à l’origine d’un impact environnemental plus de 2 à 4 fois inférieur à celui de la production d’un équipement neuf, et ce, quels que soient la provenance et le lieu de reconditionnement ». Les États-Unis seraient les premiers pourvoyeurs de produits reconditionnés, les Chinois de composants.

Malgré les distances et les réparations à faire, le reconditionné serait donc bénéfique pour l’empreinte environnementale. En résumé, il faut recycler et réutiliser plutôt que d’acheter du neuf. Pour l’ADEME, cela confirme « l’importance des politiques visant à allonger la durée d’usage des équipements numériques à travers la durabilité des produits, le réemploi, le reconditionnement, l’économie de la fonctionnalité ou la réparation », au-delà des seuls smartphones.

Afin de sensibiliser les Français, une campagne numérique est lancée sur les réseaux sociaux et les sites internet, en plus d’une page dédiée : https://longuevieauxobjets.gouv.fr/. Pour rappel, la « taxe » sur les produits reconditionnés a été adoptée il y a peu de temps au Sénat.

• Le Sénat adopte la « taxe » Copie privée sur les produits reconditionnés

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Les écrans et matériels audiovisuels devant les smartphones

« Si l’impact des téléphones est substantiel, il est loin d’être majoritaire » : les « écrans et matériels audiovisuels » arrivent en tête « des impacts pour tous les indicateurs considérés » de la catégorie des terminaux, suivis par les ordinateurs.

Dans le détail, les principaux contributeurs aux impacts environnementaux sont les téléviseurs. Ils sont largement majoritaires « probablement liée aussi, à un niveau d’équipement des foyers français supérieur aux autres écrans considérés », suivi des écrans d’ordinateur. Les box représentent de leur côté une « part assez marginale ». L’ADEME précise qu’un citoyen français « possède en moyenne 15 équipements connectés, un chiffre bien supérieur à la moyenne mondiale qui est de 8 ».

L’Arcep et l’ADEME demandent donc à ce que les mesures visant à allonger la durée d’usage des terminaux aillent  bien au-delà des smartphones, sur les écrans et les ordinateurs notamment. Les objets connectés ne représentent que 7 % des impacts environnementaux, mais leur fort potentiel de développement pourrait changer la donne. 

Datacenters et réseaux en 2e et 3e position

Passons maintenant aux datacenters présents sur le territoire national : ils « représentent le second vecteur d’impacts environnementaux sur trois des quatre indicateurs considérés ». Dans cette catégorie, les serveurs arrivent largement en tête.

Sans surprise, ils « génèrent le plus d’impact via leur fabrication et leur utilisation ». Par contre, l’étude ne permet pas « de déterminer dans quelle mesure ces résultats sont le fruit d’un effet "volume" lié au nombre de serveurs d’entreprises et de colocation ou si un sujet particulier doit être adressé ». Le nouveau pouvoir de l’Arcep permettra certainement d‘y voir un peu plus clair.

Enfin, les réseaux sont en dernière position avec 5 % des impacts. « la phase de fabrication des réseaux est à l’origine de l’ensemble de l’impact sur les ressources abiotiques (métaux et minéraux) et d’un impact relativement important (de l’ordre de 45 %) sur l’empreinte carbone. Pour le reste, c’est essentiellement la phase d’utilisation qui génère le plus d’impact », explique le rapport.

Réseaux fixes vs mobiles

Autre résultat intéressant, mais pas surprenant : les réseaux fixes concentrent entre 75 et 90 % des impacts suivant les indicateurs. Néanmoins, « rapporté à la quantité de Go consommée sur chaque réseau, l’impact environnemental des réseaux fixes devient inférieur à celui des réseaux mobiles » : les réseaux mobiles ont près de trois fois plus d’impact que les réseaux fixes pour chaque Go de données.

Dans ce document, les deux institutions détaillent leurs calculs. Sur le mobile c’est simple : la consommation des Français est déjà connue : 6,937 Eo par an. Sur le fixe, les choses se corsent puisqu’il n’y a pas de chiffres précis au niveau national.

Le rapport de l’ADEME et de l’Arcep se base donc sur une étude ICT Impact study pour la Commission européenne qui indique une consommation de 518 Eo en 2020 dans l’Union européenne, pour 198 969 905 abonnés soit un peu plus de 2,6 To par an et par abonné. Cette moyenne est ensuite utilisée comme base pour la consommation des Français. On compte 30,6 millions de clients sur le fixe (FTTH, xDSL…), et on donc arrive aux alentours de 80 Eo par an en France.

Le rapport ICT est de nouveau mis à contribution pour la consommation énergétique des réseaux au niveau européen : 17,7 TWh pour 518 Eo sur le fixe, contre 15,17 TWh pour le 64 Eo sur le mobile. On arrive donc respectivement à une moyenne de 0,0342 kWh/Go sur le fixe et 0,237 kWh/Go sur le mobile.

En France, cela donnerait donc une consommation électrique de 2,7 TWh pour 80,92 Eo sur le fixe et de 1,64 TWh pour 6,94 Eo sur le mobile. Le rapport donne également une estimation de la consommation des box pour le fixe : 82 kWh par an en FTTH, 98 kWh en xDSL, sur la base de 4,5 heures actives par jour et 19,5 heures passives dans les deux cas.

Difficile relation entre trafic et consommation

L’Arcep et l‘ADEME prennent les devants : cette analyse « ne vaut pas pour comparaison de l’efficacité des réseaux fixe et mobile ». Les agences s’expliquent : « les réseaux ont une consommation très largement fixe et indépendante du trafic (plutôt fonction du degré de couverture géographique). L’augmentation du trafic a donc pour effet de baisser l’impact environnemental par Go de données et peut augmenter l’impact environnemental total associé aux réseaux, mais pas de manière proportionnelle ».

Là encore, la prudence est de mise : « il n’a pas été possible lors de l’étude de disposer de données plus fines concernant la consommation des réseaux pour chaque segment (accès, collecte et cœur de réseaux) ». Des travaux complémentaires seraient donc nécessaires.

Sur Twitter, GaLaK (ingénieur télécom et réseaux) parlait de ce sujet fin 2021 : « pour avoir fait mesurer très précisément la conso de matos mobile avec + ou - de charge, ça change pas mal quand même […] Sur mes mesures (donc à l'échelle d'un site radio) j'ai x3-4 comme ordre de grandeur entre 0 % de charge et 100 % de charge ». Il parait donc en effet important de pousser davantage les travaux et la finesse des mesures.

L’Arcep propose un comparatif des technologies : « à partir de 2021, les gains d’efficacité énergétique attendus pour les réseaux 2G, 3G et 4G sont de 5 % par an. En revanche, les gains d’efficacité énergétique attendus pour la 5G sont de 20 % par an. Le rapport précise que les réseaux 5G sont considérés comme 10 fois plus efficaces énergétiquement que les réseaux 4G, mais que, à date, l’efficacité énergétique est la même que celle de la 4G en l’attente d’une demande suffisante justifiant le déploiement des small cells, des massive MIMO et des ondes millimétriques ».

Le régulateur des télécoms a publié il y a quelques jours une étude sur la consommation énergétique des réseaux jusqu’en 2028, en comparant la 4G seule à la 4G+5G. Il en ressort que les premiers effets positifs pourraient arriver dès 2023.

• L’Arcep et la 5G : gains en efficacité énergétique et empreinte environnementale

Un rapport à compléter, 15 recommandations…

Les deux institutions prévoient ensuite de publier une troisième partie de leur étude à la fin du premier semestre 2022. Elle concernera « les travaux prospectifs d’évaluation à horizon 2030 et 2050 de l’impact environnemental du numérique en France ». En attendant, les recherches de l’ADEME pour préciser les méthodologies continuent, tandis que l’Arcep poursuit ses travaux pour mettre en place un baromètre environnemental du numérique.

Fort de ce rapport, l’ADEME émet déjà des recommandations destinées aux utilisateurs, reconditionneurs, plateformes de distribution et législateurs :

Pour les utilisateurs :

• Privilégier les produits issus d’un reconditionnement local en circuit court ;
• Ne pas choisir des produits ayant fait leur entrée sur le marché trop récemment afin de ne pas encourager à une fin de première vie prématurée et ne pas favoriser un marché du reconditionné basé sur la surconsommation ;
• Choisir des équipements plus anciens pour être dans une dynamique réelle d’économie circulaire et de seconde vie ;
• Garder son mobile reconditionné le plus longtemps possible ;
• Ne faire l’acquisition d’accessoires que lorsque cela est nécessaire.

Pour les reconditionneurs :

• Reconditionner son équipement au plus près de son marché avec des produits issus du même marché ;
• Privilégier les pièces de rechange de seconde main ;
• Ne pas systématiser les changements de pièces ;
• Optimiser le packaging par son volume, sa masse et ses matériaux ;
• Mettre en place une offre de SAV ou d’économie de la fonctionnalité qui permettrait de ne pas remplacer les pièces systématiquement mais d’utiliser les pièces d’autres équipements déjà utilisées

Pour les plateformes de distribution :

• Développer la reprise ou la collecte des mobiles initulisés et remplacés par les consommateurs, pour alimenter les reconditionneurs ;
• Mettre en avant les produits en circuit court ;
• Mettre en place avec les reconditionneurs une offre de SAV ou d’économie de la fonctionnalité qui permettrait de ne pas remplacer les pièces systématiquement.

Pour le législateur :

• Rendre l’ajout d’oreillette / kit main libre optionnel et accessible sur demande, afin de réduire le gaspillage lié aux accessoires non utilisés ;
• Mettre en place des mesures permettant d’allonger les durées de vie et d’usage

… et 15 actions « pour faire converger les politiques publiques »

Enfin, les deux institutions proposent une liste de quinze « actions concrètes pour faire converger les politiques publiques relatives aux transitions numérique et écologique » :

Connaître pour agir : développer les connaissances de l’empreinte environnementale du numérique.

• Action 1 : Élaborer une méthodologie de quantification de l'empreinte du numérique sur l’environnement ;
• Action 2 : Savoir mesurer l'empreinte écologique du numérique des ministères ;
• Action 3 : Construire un baromètre environnemental des acteurs du numérique.

Soutenir un numérique plus sobre : réduire l’empreinte environnementale du numérique.

• Action 4 : Mettre en œuvre un cadre de confiance pour l’écoconception et l’information des
  consommateurs ;
• Action 5 : Soutenir le développement d’une filière française du réemploi et du reconditionnement ;
• Action 6 : Prolonger la durée de vie des équipements et lutter contre l’obsolescence logicielle ;
  Action 7 : Soutenir le développement d’une offre française compétitive de produits et services numériques écoresponsables ;
• Action 8 : Accompagner les acteurs du numérique dans l’adoption de l’écoconception et des principes du
  numérique durable et sobre ;
• Action 9 : Maîtriser l’empreinte environnementale liée à l’usage des infrastructures numériques ;
• Action 10 : Accompagner les entreprises dans une transition numérique ;
• Action 11 : Mettre en œuvre l’exemplarité de l’État avec des services publics écoresponsables (tech.gouv) ;
• Action 12 : Former et sensibiliser les citoyens.

Innover : faire du numérique un levier de transition écologique et solidaire.

• Action 13 : Mettre les données au service de l’environnement ;
• Action 14 : Mettre l’innovation numérique au service de l’environnement ;
• Action 15 : Soutenir l’écosystème des GreenTech mobilisant le numérique.