NEWSLETTER 2021 / T4

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CONSOMMATION ENERGETIQUE ET DURABILITE DES EQUIPEMENTS INFORMATIQUES

L’essor important des technologies de l’information depuis près de 30 ans a engendré progressivement des actions politiques destinées à contraindre les constructeurs d’équipements informatiques à concevoir des produits moins énergivores et plus respectueux de l’environnement. Si les efforts sont significatifs et mettent en jeu des organismes publics, des comités de normalisation ou même des organisations non gouvernementales (ONG), force est de constater que la consommation d’énergie pour produire et utiliser lesdits produits ne cesse d’augmenter. De plus, malgré l’organisation de systèmes de tri pour le recyclage, la quantité de déchets de produits informatiques enfouis non traités reste très importante et largement majoritaire. Quelles solutions existent ou même doivent être inventées pour améliorer drastiquement cette situation ?

La loi de Moore est le symbole de la 3ème révolution industrielle, celle de l’information débutée aux débuts des années 70. En 1965, Gordon Moore énonça une règle qui stipulait que le nombre de transistors sur une puce doublerait tous les ans (1ère Loi). Mais en 1975, il corrigea sa prédiction en affirmant que la puissance des microprocesseurs doublerait tous les 2 ans (Seconde Loi). Pendant 30 ans jusqu’au début des années 2000, son affirmation s’est révélée exacte jusqu’au moment où des limites technologiques sont apparues avec la difficulté de dissiper la chaleur aux hautes fréquences sur des composants sans cesse plus petits. Cette contrainte a été contournée avec l’apparition de processeurs multi-cœurs et la mise en parallèle des traitements effectués. En d’autres terme, on faisait travailler 2 ou 4 processeurs ensembles au lieu d’un seul pour une fréquence donnée.

Grâce à ces progrès, les micro-ordinateurs sont devenus plus puissants et les éditeurs de systèmes d’exploitation ou de logiciels ont développés des programmes sans cesse plus lourds avec du code stable mais moins optimisé. L’expérience utilisateur s’en est trouvée affectée puisque les meilleures performances du matériel étaient contrebalancées par celles dégradées du logiciel qualifié parfois d’« obésiciel ». D’ailleurs, la loi dite de Wirth stipule que « les programmes ralentissent plus vite que le matériel n’accélère ».

Pendant toute la période où la Loi de Moore s’est appliquée, les équipements informatiques avaient des durées d’amortissement comptables de 2 voire 3 ans et pas davantage. Il en résultait un remplacement systématique qui a induit consommation électrique importante et  prolifération de déchets avec des habitudes de consommation néfastes pour l’environnement, sans tenir compte d’une bonne gestion des ressources naturelles.

La prise de conscience de ce constat ne date pas d’aujourd’hui mais de 30 ans environ. La norme américaine Energy Star a été la première à imposer des rendements énergétiques à tout un ensemble de produits manufacturés notamment les micro-ordinateurs. En Europe, TCO Certified a débuté ses activités de normalisation éco-responsable des appareils informatiques dès 1992. D’autres ont suivi. Ces initiatives ont été favorisées par les premières publications au sujet de l’influence de l’activité humaine sur l’environnement avec l’usage du pétrole, des chlorofluorocarbones (CFC) destructeurs de l‘ozone dans la stratosphère et tout autre gaz à effet de serre (GES). Le Programme des Nations-Unies pour l’Environnement (PNUE) est à l’origine en 1997 du Global Reporting Initiative (GRI) qui règlemente et collecte les déclarations des grandes organisations pour une prise en compte de la responsabilité environnementale. Les rapports successifs du Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) ont mis l’accent sur la nécessité d’une économie limitée en émission de GES. Une prise de conscience quasi générale du problème de réchauffement climatique due à nos modes de production et de consommation notamment d’équipements informatiques, a fait consensus dans presque tous les gouvernements mondiaux. Mais à cela on se doit d’ajouter les conditions de production de ces produits avec l’épuisement progressif des gisements de terres rares et des métaux, leur dispersion sur toute la planète et la difficulté à traiter des déchets sans cesse plus volumineux. Un micro-ordinateur contient dans ses composants des métaux de l’argent, du cuivre, du plomb, de l’or, de l’aluminium, de l’étain. Comment les récupérer ? De plus en plus la notion de finitude de la Terre apparaît avec le constat évident qu’avec 8 milliards d’êtres humains qui aspirent au développement dès demain pour les trois quarts d’entre eux, ses dimensions suffiront-elles ?

Les constructeurs ont joué le jeu et coopéré depuis bien longtemps pour concevoir des produits sans cesse plus performants en terme de puissance mais également de conception responsable en alignant leurs cahiers des charges sur les standards définis par les différents écolabels. En amont de la production, on cerne difficilement les conditions d’exploitation des matières premières et de la main d’œuvre dans des pays souvent pauvres. Pour les produits informatiques, l’éthique est difficile à contrôler et parfois la frontière du crime organisé est franchie. Derrière tout achat d’un équipement informatique se cache toute une chaîne de production aux pratiques parfois opaques. De plus, les règles économiques et les lois du marché, marketing notamment, incitent sans cesse à rendre obsolètes des équipements qui sont encore fonctionnels. Pour les entreprises, le crédo est de maintenir voire développer la performance, cause bien louable certes, mais au prix de mises au rebut peu responsables. L’enjeu des générations futures est donc important. Il faut trouver une voie de progrès tout en sachant optimiser la consommation énergétique avec moins d’émissions de GES. Il faut apprendre à produire dans une économie plus circulaire que linéaire.

D’autant que les hypothèses sur le bien fondé des technologies de l’information dans leur usage sont souvent trompeuses en terme d’environnement. Par exemple, le zéro papier est une illusion quand on sait que 43% des français impriment plus de 50 pages par jour, que la consommation de papier est en augmentation constante chaque année de 0,8% en moyenne. Les techniques numériques qui devaient supplanter son usage sont un vecteur supplémentaire de consommation. Idem pour les transports, si les technologies de communication se sont développées, les déplacements n’ont jamais ralenti. Flux physiques et flux d’information progressent de pair mais le premier n’est pas diminué par l’autre. Une publication du CNRS de 2018 montre que 10% de la consommation mondiale d’électricité est le fait de l’informatique répartie en 30% affectés aux terminaux, 30% aux centres de données (datacenters) et 40% aux équipements réseaux.

Ainsi, les évolutions vers une plus grande sobriété énergétique d’équipements futurs plus eco-responsables doivent être accompagnées par une réelle prise de conscience de ces problèmes par les entreprises et les particuliers dans leur usage quotidiens sans quoi les effets seraient quasi nuls. L’organisation économique des marchés fondés sur le libre échange actuellement peut prétendre ne faire que la moitié du chemin. C’est donc aux instances politiques aidés de groupes de réflexion d’imposer un mode de consommation plus en adéquation avec les différents engagements pris dans les conventions internationales.

Deux notions générales se détachent de ces constats : celle de sobriété énergétique et celle de durabilité des équipements informatiques. Aux constructeurs d’innover pour des produits plus performants moins énergivores, moins consommateurs de ressources, davantage recyclables. Aux consommateurs de comprendre ces nouveaux enjeux en rupture avec les modèles de développement qui ont eu cours au XXème siècle. Le défi est immense. La consommation électrique du secteur informatique progresse chaque année ! Elle était de 420 TWh en 2008 et les prévisions annoncent près de 1200 TWh en 2025. Le taux d’utilisation de la puissance installée est très faible entre 6 et 20% seulement malgré l’apparition des technologies de virtualisation des systèmes qui permettent d’optimiser l’exploitation des capacités d’un serveur. Les déchets d’équipements informatiques étaient de 50 millions de tonnes en 2010 et 75 millions en 2014. On compte environ 24 kg/an de déchets informatiques par habitant. La collecte et le recyclage concernent 15 % seulement des produits mis au rebut.

La complexité de cette situation ne peut pas être appréhendée par les entreprises seules. Des règles, des méthodes, des bonnes pratiques, de nouvelles organisations pour gérer le cycle de vie d’un équipement informatique doivent être inventées afin d’optimiser les consommations énergétiques, favoriser la durabilité et le recyclage avec une pollution limitée. Il faut expliquer aux décideurs les phénomènes physiques présents dans leurs systèmes d’information, étudier l’impact de l’obsolescence des équipements informatiques, imaginer pour chaque entreprise des scénarios d’optimisation des consommations énergétiques avec des parcs équipés de matériels plus sobre en énergie, éco-conçus et gérés de manière durable sans négliger leur recyclage.

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