Numérique responsable : la recherche de la sobriété et de l’efficacité énergétique

COMMENT CONCILIER TRANSITIONS NUMÉRIQUE ET ENVIRONNEMENTALE ? 
Découvrez notre série de trois articles dédiés au Numérique responsable et à son articulation avec le Bâtiment durable

1er article : Numérique responsable : la recherche de la sobriété et de l’efficacité énergétique

Le numérique est aujourd’hui plus que jamais au cœur du quotidien de nombreux français. Il offre de nombreux avantages en termes de gains de temps et de productivité à travers le télétravail, les smartphones et les objets connectés qui se multiplient dans nos logements et espaces professionnels. Parallèlement au développement des services digitaux, les réflexions sur l’encadrement du numérique se multiplient. Le numérique responsable est un sujet qui monte notamment dans l’agenda national. Plusieurs acteurs institutionnels se sont en effet emparés du sujet, à commencer par le Sénat, qui a adopté, en première lecture le 12 janvier 2021, une proposition de loi visant à réduire l’impact environnemental du numérique. Cette vision est non seulement partagée par le Haut Conseil pour le Climat, qui lui a remis un rapport allant dans ce sens le 18 décembre 2020, mais aussi par l’ARCEP[1].
Cette autorité s’est d’ailleurs positionnée pour jouer son rôle de régulateur pour construire un « numérique soutenable » avec la publication le 15 décembre 2020, d’un rapport d’étape dont les onze propositions formulées doivent permettre de « conjuguer développement des usages et réduction de l’empreinte environnementale du numérique ».
L’usage du numérique requiert donc des garde-fous structurants et rassurants. Les référentiels/labels que Certivea et la Smart Buildings Alliance for Smart Cities (SBA) proposent font partie de ces garde-fous, sachant qu’ils visent tout particulièrement une mise en œuvre du numérique sobre et efficace au sein des bâtiments non résidentiels.

Une mutation du secteur du bâtiment tirée par les nouveaux usages et la réglementation

Des réglementations récentes fixent des exigences de performance (Décret Tertiaire, Règlementations thermiques) ou de moyens (Décret BACS), qui poussent les propriétaires des bâtiments à s’équiper d’outils numériques (systèmes techniques, capteurs, actionneurs…), permettant de collecter et de transmettre leurs données énergétiques. Les locataires/preneurs sont en effet demandeurs de services numériques : les entreprises y recourent de plus en plus pour améliorer le confort et la productivité de leurs salariés, de leurs activités et souhaitent des espaces bien connectés pour répondre à ces attentes. Cette demande va manifestement perdurer puisque les entreprises commencent à tirer les enseignements de la situation exceptionnelle due au COVID. Début mars 2020, la nouvelle étude annuelle, réalisée par Malakoff Humanis sur le télétravail, annonçait ainsi que 75 % des salariés et 65 % des dirigeants étaient convaincus que le télétravail allait continuer à se développer au cours des 5 prochaines années, sans parler du nouvel Accord National Interprofessionnel (ANI) fin 2020 « pour une mise en œuvre réussie du télétravail ». Par ailleurs, pour le CBRE, le fait que l’immeuble soit intelligent, et donc entièrement connecté, est devenu le 5ème facteur de choix d’un immeuble. Il ne s’agit plus seulement d’un élément différenciant : le besoin est tel que les entreprises sont prêtes à payer une prime de loyer de 10% supplémentaires pour une telle promesse.

Des réglementations récentes fixent des exigences de performance (Décret Tertiaire, Règlementations thermiques) ou de moyens (Décret BACS), qui poussent les propriétaires des bâtiments à s’équiper d’outils numériques (systèmes techniques, capteurs, actionneurs…), permettant de collecter et de transmettre leurs données énergétiques. Les locataires/preneurs sont en effet demandeurs de services numériques : les entreprises y recourent de plus en plus pour améliorer le confort et la productivité de leurs salariés, de leurs activités et souhaitent des espaces bien connectés pour répondre à ces attentes. Cette demande va manifestement perdurer puisque les entreprises commencent à tirer les enseignements de la situation exceptionnelle due au COVID. Début mars 2020, la nouvelle étude annuelle, réalisée par Malakoff Humanis sur le télétravail, annonçait ainsi que 75 % des salariés et 65 % des dirigeants étaient convaincus que le télétravail allait continuer à se développer au cours des 5 prochaines années, sans parler du nouvel Accord National Interprofessionnel (ANI) fin 2020 « pour une mise en œuvre réussie du télétravail ». Par ailleurs, pour le CBRE, le fait que l’immeuble soit intelligent, et donc entièrement connecté, est devenu le 5ème facteur de choix d’un immeuble. Il ne s’agit plus seulement d’un élément différenciant : le besoin est tel que les entreprises sont prêtes à payer une prime de loyer de 10% supplémentaires pour une telle promesse.

 Le numérique : de quoi parle-t-on exactement ?

Le numérique est souvent illustré par un nuage (‘cloud’ en anglais) ou des ondes, comprenant notamment nos données stockées, images qui laissent à penser qu’il est immatériel, alors que la réalité est toute autre. Le numérique est composé d’un ensemble d’équipements et de matériels qui sont nécessaires à son fonctionnement. En France, nous comptons 631 millions d’équipements numériques (téléphones, TV, ordinateurs…) utilisés par 58 millions de personnes, ce qui correspond environ à 11 équipements par utilisateur ! À ces équipements, il faut ajouter les infrastructures réseaux (câbles, antennes, routeurs…) et le stockage des données (data centers et autres serveurs).

Une phase de fabrication impactante et un foisonnement d’usages

Si le numérique est plébiscité pour la simplification des tâches et des usages qu’il permet, ses impacts environnementaux sont de plus en plus évoqués et critiqués. En effet, le numérique est aujourd’hui responsable de 5,2 % des émissions des gaz à effet de serre (GES), soit environ 2,5 fois plus que l’aviation civile (2%). Les émissions de GES des équipements numériques sont principalement dues aux phases de fabrication et d’utilisation, les plus importantes selon l’analyse de leur cycle de vie (ACV). La phase ‘fin de vie’, considérée comme marginale, comporte assez peu de données.

Exemple d’analyse de cycle de vie -ACV- d’un ordinateur

Source : ADEME – La face cachée du numérique (2018) 

Répartition en fonction de l’étape du cycle de vie des impacts du numérique en France en 2020 

Source : GREEN IT – Impacts environnementaux du numérique en France (2020) 

Sur la durée de vie d’un équipement numérique, la phase de fabrication est ainsi celle qui émet le plus de GES avec 83% des émissions contre 17% pour la phase d’utilisation. En effet, la fabrication inclut l’extraction minière de matières premières, et souvent de terres rares, qui exigent de grandes quantités d’énergie, et l’utilisation d’autres matériaux afin d’améliorer l’efficacité des équipements ou de les miniaturiser. Cette phase implique également des traitements chimiques, l’utilisation d’eau douce ainsi que des processus industriels d’assemblage qui sont très consommateurs. Les téléphones GSM des années 90 comptaient 29 métaux ; on peut en compter jusqu’à 55 dans un smartphone aujourd’hui.
La partie relative aux ressources est donc l’objet d’une attention toute particulière.

Architecture simplifiée d’un smartphone

Source : Orange ‘Impact des métaux  rares pour le secteur des TIC’ 2017  

D’autre part, nous avons vu que les entreprises équipaient de plus en plus leurs salariés (ordinateurs, téléphones professionnels…) et qu’elles étaient aussi à la recherche de bâtiments serviciels répondant à des attentes toujours plus nombreuses (gestion énergétique, confort, santé…). Cela conduit en phase « utilisation » à intégrer davantage d’équipements et de réseaux informatiques, à augmenter la quantité de données en circulation et le besoin de stockage. Les 3 principales sources d’émissions de GES du secteur du numérique sont ainsi susceptibles de se retrouver dans le secteur du bâtiment, particulièrement les émissions liées aux infrastructures réseaux. Ces dernières se concentrent en effet sur le ‘dernier kilomètre’ pour alimenter les nombreux équipements que l’on trouve en bout de chaine, au sein des bâtiments (5 à 21% des impacts du numérique français) : box internet, équipements réseaux, objets connectés… Avec un système de pilotage énergétique, les occupants peuvent également être tentés d’améliorer leur confort en se chauffant d’avantage, ce qui peut réduire les gains énergétiques.

Reste que le numérique peut également être un moyen de réduire ces impacts, en permettant de mieux piloter le bâtiment, de limiter les déplacements, d’optimiser les usages de manière plus générale… Afin d’y parvenir, le numérique se doit de respecter, dans sa mise en œuvre, un certain nombre de grands principes, à commencer par la sobriété et l’efficacité énergétiques.

La sobriété énergétique, via un questionnement des usages 

Une première réponse simple, pour réduire les impacts environnementaux du numérique, consiste à questionner nos usages, à commencer par leur pertinence, pour qu’ils gagnent en sobriété. Selon l’ADEME, la sobriété peut revêtir plusieurs formes, notamment l’adaptation de la taille des équipements aux besoins réels.

Afin de trouver des pistes de réponses à cette quête de sobriété, The Shift Project[2] met en avant une méthodologie de calculs et des cas d’études, permettant de s’interroger sur la mise en place d’une ‘technologie smart’ en considérant ses impacts globaux : les gains énergétiques permis par la technologie en question, mais aussi l’énergie consommée et l’énergie grise. Il en ressort des résultats variés, selon les cas de figure rencontrés. Un exemple concret très parlant : alors que la mise en place d’un éclairage connecté dans un espace résidentiel ne permet pas la réalisation de gains énergétiques notables, elle permet, dans des locaux professionnels, de réaliser de 15% (plateaux de bureaux) à 49% (bureau individuel) d’économies d’énergie.

La quête incontournable de l’efficacité énergétique

Depuis 2015, les consommations énergétiques liées au numérique augmentent de 9% tous les ans : ces impacts importants doivent être correctement évalués et pris en compte, afin de ne pas tomber dans le ‘tout numérique’ et de se tourner davantage vers la mise en œuvre d’un ‘numérique responsable’.

Entre le premier ordinateur entièrement électronique qui pesait 30 tonnes (ENIAC, 1945), et un smartphone datant de 2014 avec ses 130 grammes, la puissance de calcul a été multipliée par 260 millions et la consommation énergétique divisée par 75 000. L’amélioration des performances énergétiques a aussi été théorisée par la Loi de Koomey : la quantité d’énergie dont une machine a besoin pour effectuer un nombre donné de calculs est divisée  par deux, tous les ans et demi.  Cependant, contre-intuitivement, il est possible que l’efficacité énergétique ne soit pas aussi importante que prévue ou gomme même les gains énergétiques obtenus initialement. Ce paradoxe s’explique par le fait que l’efficacité énergétique d’une technologie ou d’une machine peut être partiellement ou totalement compensée par l’adaptation du comportement de ses utilisateurs. Par exemple, l’accroissement des équipements (téléphones, ordinateurs…) favorise indubitablement de nouveaux usages (messageries instantanées, télé/visioconférences, documents partagés, cloud…). Cela requiert aussi le développement de nouvelles infrastructures réseaux capables de transporter toujours plus de données, avec des besoins accrus en espaces de stockage. Il s’agit là d’effets rebonds.

Pour parvenir à réduire ses consommations énergétiques, il est donc important d’agir sur l’efficacité énergétique, tout en la couplant à une réflexion sur la sobriété. En effet, la sobriété, en visant un numérique pertinent, qui répond aux réels besoins du bâtiment et de ses occupants, permet de mettre de côté les technologies ou services superflus qui ne feraient qu’augmenter le bilan environnemental. Une fois les usages pertinents détectés, c’est ensuite l’efficacité énergétique qui doit être visée, en choisissant des solutions adaptées aux attentes (rénovation globale, régulation, sensibilisation…), qui permettent de réduire les consommations énergétiques du bâtiment et de ses équipements.

Le partage des données entre équipements, grâce à des solutions ouvertes et standardisées, afin qu’elles soient facilement remplaçables et perdurent dans le temps, constitue également un levier d’action important, que nous vous présenterons dans le prochain volet de notre série d’articles dédiés au numérique responsable.

[1] ARCEP : Autorité de régulation des communications électroniques et des Postes
[2] Think tank focalisé sur les réflexions autour de la transition énergétique et la dépendance aux énergies fossiles