Pollution numérique : quel est l’impact du numérique sur l’environnement ?

Difficile aujourd’hui de prétendre que nos activités virtuelles soient sans conséquence sur l’environnement. Encore plus difficile de comprendre comment ces actions qui semblent « immatérielles » polluent. Ce sont ces deux raisons qui nous ont motivé à écrire cet article où nous vous proposons de décortiquer ensemble ce qu’est la pollution numérique.

Dans cet article vous trouverez : 

Empreinte écologique ou environnementale et empreinte carbone, comment les définir ?

L’empreinte carbone est définie comme la quantité de GES (Gaz à Effet de Serre) émise par les activités humaines. Elle est exprimée en équivalent carbone (ou “eqCO2”, “CO2e”, “CO2-eq”). Elle peut être estimée pour un individu, une entreprise, à l’échelle d’un pays ou pour un objet et sa valeur finale va dépendre de ce que l’on considère dans le calcul. Il est très compliqué de calculer une empreinte carbone car cela dépend de ce que l’on inclut dans ce calcul et c’est pourquoi les chiffres peuvent varier parfois dramatiquement selon la méthode de calcul employée [1].  Si vous souhaitez en apprendre plus sur le calcul de l’empreinte carbone consultez notre article dédié [2]. 

Le terme fait écho à un autre, l’empreinte écologique (ou environnementale). Mais contrairement à l’empreinte carbone, celle-ci ne prend pas en compte que les émissions de CO2 dans l’atmosphère. Elle considère l’impact environnemental sur un territoire (d’un hectare), c’est à dire à quelle vitesse nous consommons les ressources et produisons des déchets. En la comparant à la biocapacité, qui est la capacité à produire des ressources et se régénérer de ce même territoire, nous pouvons estimer la pression des activités humaines sur celui-ci. Lorsque l’empreinte écologique est supérieure à la biocapacité, le territoire a alors un déficit en biocapacité. Si c’est l’inverse, le territoire a une réserve de biocapacité. Le Global Footprint Network [3] est un institut de recherche qui calcule chaque année cette pression humaine sur l’environnement en hectare globaux (i.e. à l’échelle de la planète, note). Il faudrait actuellement 1,75 terres pour subvenir aux besoins de l’humanité [3]. Cette mesure est ensuite souvent reprise et transformée en dette annuelle de la planète par de nombreuses ONG, c’est le fameux jour du dépassement. 

Qu’est-ce que la pollution numérique (ou pollution digitale) ?

La pollution numérique fait principalement référence à l’empreinte carbone générée par le secteur du numérique, cela va de la communication, l’information aux technologies. On peut distinguer le secteur du numérique en 3 grandes catégories : les réseaux de télécommunications, les data centers, les terminaux [4,5,6].

La pollution numérique en quelques chiffres 

On peut compartimenter la pollution numérique en deux catégories : la production et l’utilisation. En effet, avant d’arriver dans nos mains nos objets connectés sont produits, ce qui génère des émissions de GES (entre 45% et 50% de la conso énergétique totale [7]). Ensuite nous les utilisons, et via nos habitudes numériques des GES sont émis (entre 50% et 55% de la conso totale [7]).

La pollution digitale au moment de la production

Si on reprend le cycle de vie d’un objet, on voit que dans le cas des objets connectés, la production nécessite l’extraction de minerais, l’acheminement de ces matières dans les usines de production puis le déplacement du produit fini pour qu’il soit vendu. Toutes ces étapes sont consommatrices d’énergies et provoquent des émissions de GES. Elles ont aussi des conséquences écologiques et sociales. En effet, l’extraction des minerais se fait dans des conditions terribles pour les écosystèmes présents autour et pour les humains qui effectuent ce travail [8,9,10].

En tant que consommateur nous avons assez peu de pouvoir à ce niveau-là. Nous n’avons pas la capacité de changer les lignes de production. Nos seuls recours possibles sont de :

  1. limiter le nombre d’objets numériques que nous possédons, 
  2. de les faire réparer autant que possible pour allonger leur durée de vie
  3. et de privilégier la seconde main à l’achat d’un produit neuf.  

La pollution digitale liée à notre utilisation

Contre intuitivement, nous ne sommes pas 100% maîtres de ‘nos’ pratiques digitales. En effet, notre utilisation des outils numériques dépend de :

  • l’exploitation de data centers 
  • des infrastructures des réseaux de télécommunication mis en place dans notre pays (réseaux wifi ou téléphonique par exemple) 
  • et les terminaux (ordinateurs personnelles, tablettes, smartphones, téléphone portables, boxes, équipement audiovisuel connecté etc).

Que sont les data center et pourquoi polluent-ils ?

Les data centers désignent les lieux physiques (bâtiments) dans lesquels sont regroupés des milliers de serveurs informatiques. Ces serveurs, ou hébergeurs, qui consistent en une série d’ordinateurs mis en réseau, servent au stockage et au traitement des données numériques. 

Envoi d’un message sur Whatsapp, réception d’un mail avec ou sans pièce jointe, photos postées sur Facebook/Instagram, utilisation d’un cloud pour stocker vos documents, consultation d’un site web … Toutes ces pratiques digitales quotidiennes reposent sur le stockage et le traitement de données numériques au sein des data centers. 

Leur bon fonctionnement requiert une quantité considérable d’électricité : pour les alimenter mais aussi pour les refroidir. En 2015, les spécialistes du sujet prévoyaient une explosion du trafic internet (et par conséquent de la pollution numérique générée par les data center) [11,12] et sommaient de trouver des solutions pour réduire notre impact.

Spoiler alert : les humains ne sont pas arrivés à se calmer sur leur utilisation numérique mais les gros pollueurs que sont les data center ont fait d’énormes progrès. Des hypercentres regroupant de nombreux data center ont été créé, divisant par 10 les estimations de demandes en électricité horizon 2030 [13].

⚠️Attention : en aucun cas nous ne voudrions faire passer le message que l’on peut attendre une solution magico-technologique pour nous sortir de ce pétrin. Ces résultats démontrent simplement que la gestion des data center n’était pas optimisée. Les prédictions prévoient toujours une augmentation des GES avec les années, simplement elle sera probablement moins impressionnante [13]. 

Encore un exemple de pollution où nous n’avons aucun moyen d’action.

Le streaming vidéo a-t-il un impact sur l’environnement ? (Netflix, YouTube etc)

La réponse va vous déplaire… mais évidemment : OUI. Le streaming vidéo est un des facteurs de pollution numérique. Le rapport du Shift Project (2019) [7] est dédié à cette question (si vous avez envie de creuser un peu plus ce sujet). 

Le streaming vidéo s’inscrit dans la catégorie RÉSEAUX de nos utilisations numériques. Le graphe suivant présente la répartition des flux de données en ligne mondiale de 2018. Ce qu’on qualifie en général de vidéos en ligne correspond à 60% (les catégories en bleu) des flux de données globaux. La presse pointe souvent du doigt l’impact grandissant des plateformes de streaming telles que Netflix [14, 15, 16] mais nous avons été surprises de constater que l’addition de l’impact de la pornographie et des tubes (Youtube, Dailymotion) supplante l’impact des plateformes de vidéos à la demande.

Avant l’avènement des plateformes de streaming, nos consommations d’audiovisuel se limitaient à la télévision et aux vidéo clubs. En 2014, des chercheurs américains ont voulu comparer les émissions de GES générées par le visionnage d’un même film en ligne ou avec location dans un vidéo club (production du DVD, trajet pour récupérer le DVD etc). Leur étude est très claire et démontre que le visionnage en ligne est moins émetteur de GES que la location de DVD TOUTES CHOSES ÉTANT ÉGALES PAR AILLEURS [17]. On souhaite insister très fort sur ces derniers mots car cette étude est souvent utilisée pour dire que «c’est pas si grave» de regarder des vidéos en ligne. Il serait envisageable de tenir ce genre de propos, si et seulement si, notre consommation d’audiovisuel n’avait pas considérablement augmenté depuis ces 10 dernières années [18].

Or l’accessibilité simplifiée à ces contenus ont bouleversé nos habitudes de consommation. Qui parmi nous peut affirmer qu’iel consomme autant de contenu audiovisuel maintenant qu’avant la popularisation de Netflix ? Personne. 

Et les e-mails ?

Le constat est similaire pour les e-mails. Comme toute pratique digitale, les échanges de mails sont source de pollution numérique (cf graphe précédent catégorie HORS VIDÉO). D’après l’Ademe [9], l’empreinte carbone d’un mail moyen avec pièce jointe est estimé à 0,3g - 50g eqCO2. Est-ce pour ça que l’on continue à faire des réunions de 2h qui auraient pu être résumée par un e-mail ? … le débat est ouvert.

Le numérique : un secteur à la croissance infinie

L’avènement du numérique est arrivé avec la promesse de connecter les gens entre eux, de communiquer plus rapidement qu’importe où ils se trouvent. Depuis une trentaine d’années le secteur des ICT connait une croissance importante [19]. Tout le monde (ou presque) possède au moins un terminal que ce soit un téléphone, un ordinateur ou bien une télévision par exemple. Entre 2015 et 2016, la bande passante liée à l’utilisation d’internet dans le monde a augmenté de 32% et si on s’attarde sur le continent africain elle a augmenté de 72%. Et cela n’est pas près de s’arrêter. 

Le défi d’une demande en électricité croissante

Seulement avec cette croissance du secteur, s’accompagne d’une augmentation de la consommation d’énergie. Certains modèles montrent que dans les pays de l’OCDE, une augmentation de 1% d’utilisateurs internet s’accompagne une augmentation de la consommation d’électricité de 0,108% [20]. En 2018 dans le monde, la demande globale en électricité est d’environ 20000 TWh (terawatt heure) on estime qu’elle aura doublé d’ici à 2030 [12], la part des ICT dans cette demande est évaluée à 51% [11]. Cette part tombe à 14% si l’on prend en compte les progrès en efficacité énergétique, notamment pour les data centers [21]. 

L’économie d’énergie au sein des ICT

De nombreuses recherches sont faites dans le domaine des ICT pour améliorer leur efficacité en matière de consommation d’énergie. C'est le cas notamment pour les datas centers qui sont responsables d’environ 19% de la consommation énergétique totale des ICT. Des prévisions de la demande en électricité prévoient une augmentation de la part des data centers qui pourrait passer à plus d’un tiers de la demande énergétique totale d’ici 2030 [12]. Ils sont donc une composante à ne pas négliger en terme d’amélioration de la consommation d’énergie. 

La majorité de ces data centers fonctionnent en réseaux en étant dispatchés à pleins d’endroits différents, on parle de fonctionnement en “cloud”. De nombreux efforts sont mis en place pour l’optimisation des algorithmes qui permettent aux data centers de fonctionner en cloud. Des algorithmes plus rapides permettent de consommer moins d’électricité [22]. Depuis quelques années, une autre solution a vu le jour, c’est celle des hypercentres. Rassembler des data centers au même endroit a permis de réduire leur consommation en énergie [12].

L’économie d’énergie grâce aux applications des ICT

La digitalisation via l’application des ICT permet de faire des économies d’énergies dans d’autres domaines. Dans les chaines de production on identifie 5 façons d’économiser de l’énergie grâce à la digitalisation : (i) la simulation de procédés de production, (ii) le design intelligent et les opérations de biens et services, (iii) la distribution intelligente et la logistique, (iv) le service client et enfin (v) l’organisation du travail [23]. 

D’autres études ont évalué le taux d’émissions carbone évitées grâce à la communication mobile, cela correspond à 30% dans le milieu du travail et de la santé, 30% dans les transports, 3% dans l’agriculture ou encore 11% dans la production industrielle [24].Est-ce que ces économies d’énergies faites grâces aux ICT se traduisent par une diminution de la consommation d’énergie ? Pas toujours...

Le retour à la réalité avec l’effet rebond

Une meilleure efficacité de la production entraine une réduction des coûts de production ce qui entraine donc une diminution du coût du produit ce qui induit alors une augmentation de la demande donc une augmentation de la production et donc augmentation de la consommation d’énergie [25]. C’est ce qu’on appelle l’effet rebond. Par exemple un effet rebond de 10% indique que les 10% d’énergies économisées grâce au progrès sont compensés par l’augmentation de la consommation de ce bien [26]. 

Cet effet rebond touche aussi bien les secteurs rendus efficace énergétiquement par la digitalisation que les ICT eux-mêmes (augmentation de la consommation de datas, arrivée de la 5G par exemple). Une étude a évalué l’effet rebond dans les ICT, et il est énorme, quasi 100% dans chaque catégorie [27]. L’étude s’est attardée à faire des scénarii à partir de données récoltées en 2011 : dans le scénario où les ICT deviennent plus accessibles en terme de prix, l’effet rebond en terme d’énergie utilisée et d’empreinte carbone est supérieur à 100% (141% et 153%). Le seul scénario qui permet de drastiquement réduire les effets rebond est celui où il y a une diminution de la consommation d’électricité (réduction de 10%) et une augmentation du prix des ICT, l’empreinte carbone tombe à 5% et l’énergie totale utilisée à 6%. 

Ce que l’étude montre c’est qu’il existe des solutions pour diminuer cet effet rebond mais que celui-ci n’est jamais à 0 : il est toujours présent... donc la sobriété est le maître mot.

Quelles actions concrètes pour atteindre la sobriété numérique ?

On ne le répètera jamais assez mais on ne peut pas espérer atteindre la sobriété (ici numérique mais en général énergétique) sans une action conjointe au niveau individuel et collectif.   

À échelle individuelle

On vous dresse ici une liste non exhaustive de petites habitudes qu’il est possible de modifier dans son quotidien :

  1. Réguler sa consommation de vidéos en ligne : regarder moins de contenu, regarder à faible résolution, privilégier le co-visionnage (comme le covoiturage mais avec Netflix), emprunter des DVDs à des amis, à la bibliothèque (en essayant de ne pas faire le trajet que pour cette raison).
  2. Limiter son stockage de données en ligne : nettoyer sa boite mail, supprimer ses vieilles photos Facebook, limiter l’utilisation des clouds en préférant stocker en local (sur un disque dur par exemple), faire le tri dans les discussions WhatsApp ou équivalent. 
  3. Apprendre à prioriser ses usages : dans un premier temps se questionner sur nos habitudes en général, puis essayer de faire le tri entre ce qui ne peut qu’être fait en ligne et ce qui peut être évité. Il n’y a pas de recette magique, cela dépend des métiers et des modes de vie de chacun.

À échelle collective

Comme rappelé par le rapport du Shift Project [7] : « Ni l’auto régulation des plateformes de diffusion ni le volontarisme des usagers ne peut suffire ».

En effet, demander gentiment aux entreprises, dont le business dépend uniquement du numérique (Meta, YouTube, Netflix, Google etc), de trouver des solutions n’est pas raisonnable. Le conflit d’intérêt est bien trop important. De manière similaire, nous l’avons vu tout au long de l’article, les individus ont un pouvoir d’action extrêmement restreint. Le poids du changement doit être partagé.

Une collaboration entre les politiques, les régulateurs, les entreprises et les consommateurs est plus que nécessaire.

Discussion

Lors de la rédaction de cet article nous nous sommes confrontées à quelques difficultés, notamment celle de trouver une définition claire du terme pollution numérique. C’est un mot parapluie dont on peut trouver autant de définition que d’articles sur le sujet, surtout lorsqu’on lit des articles de presse mainstream, des blogs ou des publications sur les réseaux sociaux. Nous avons vérifié les sources que nous avons utilisé et avons privilégié la littérature scientifique. 

De plus, il est utile de garder en tête que tous les chiffres avancés ici sont issus d'articles scientifiques et que ce sont des estimations associées à des méthodes de calculs spécifiques, ces chiffres peuvent varier et il n’est pas impossible de trouver d’autres chiffres venant de sources différentes. Cela étant dit, ça ne dénature pas le message de cet article, il faut simplement garder en tête les ordres de grandeurs plutôt que les chiffres exacts pour saisir les enjeux liés à la pollution numérique. 


Temps de travail cumulé : 45h
Autrices : Elise Say-Sallaz & Salomé Bourg
Illustration : Vincent Lhuillier

Sources utilisées pour la rédaction de l’article 

[1]. Gombiner J. Carbon Footprinting the Internet. Cons J Sustain Dev. 2011;5(1):119-124. 

[2] https://www.projetpangolin.com/empreinte-carbone/

[3] https://www.footprintnetwork.org/our-work/ecological-footprint/

[4] Belkhir L, Elmeligi A. (2018). Assessing ICT global emissions footprint: Trends to 2040 & recommendations. J Clean Prod, 177, 448-463.

[5] Aiouch Y, Chanoine A, Corbet L, Drapeau P, Ollion L, Vigneron V. Évaluation de l’impact Environnemental et Social Du Numérique En France et Analyse Prospective, État Des Lieux et Pistes d’actions. 2022. 179 pages.

[6] Freitag C, Berners-Lee M, Widdicks K, Knowles B, Blair GS, Friday A. (2021). The real climate and transformative impact of ICT:A critique of estimates, trends, and regulations. Patterns2(9), 100340.

[7] Rapport The Shift Project 2019, Climat : l’insoutenable usage de la vidéo en ligne 

[8]  https://lejournal.cnrs.fr/billets/les-terres-rares-et-apres  

[9] ADEME – Avis technique : Terres rares, énergies renouvelables et stockage d’énergie, Octobre 2020 

[10] https://lequotidien.lu/a-la-une/des-minerais-de-sang-dans-vos-smartphones/  

[11] Andrae A, Edler T. (2015). On Global Electricity Usage of Communication Technology: Trends to 2030. Challenges. 6(1), 117-157. 

[12] Jones N. (2018). How to stop data centres from gobbling up the world’s electricity. Nature561(7722), 163-166.

[13] Xu, M., & Buyya, R. (2020). Managing renewable energy and carbon footprint in multi-cloud computing environments. Journal of Parallel and Distributed Computing135, 191-202.

[14] https://www.huffingtonpost.fr/entry/netflix-disney-amazon-le-streaming-video-vert-cest-possible_fr_5f902473c5b695a32faf2c40  

[15] https://www.phonandroid.com/netflix-1-heure-de-streaming-emet-autant-de-co2-que-40-minutes-de-climatisation.html  

[16] https://www.lepoint.fr/high-tech-internet/netflix-quelle-est-l-empreinte-carbone-d-une-heure-de-streaming-11-04-2021-2421698_47.php 

[17] Shehabi, A., Walker, B., & Masanet, E. (2014). The energy and greenhouse-gas implications of internet video streaming in the United States. Environmental Research Letters9(5), 054007.

[18] Marks, L. U. (2020). Let's Deal with the Carbon Footprint of Streaming Media. Afterimage: The Journal of Media Arts and Cultural Criticism47(2), 46-52.

[19] Lange S, Pohl J, Santarius T. (2020). Digitalization and energy consumption. Does ICT reduce energy demand? Ecol Econ176(June), 106760.  

[20] Salahuddin M, Alam K. (2015). Information and Communication Technology, electricity consumption and economic growthin OECD countries: A panel data analysis. Int J Electr Power Energy Syst76, 185-193. 

[21] Andrae ASG. (2019). Projecting the chiaroscuro of the electricity use of communication and computing from 2018 to 2030. (Preprint)

[22] Khosravi A, Garg SK, Buyya R. (2013). Energy and carbon-efficient placement of virtuals machines distributed cloud data centers. In European Conference on Parallel processing (pp. 317-328). Springer, Berlin, Heidelberg.

[23] Berkhout F, Hertin J. Impacts of Information and Communication Technologies on Environmental SustainabilitySpeculationsand Evidence. Brighton; 2001. 

[24] Williams L, Sovacool BK, Foxon TJ. (2022). The energy use implications of 5G: Reviewing whole network operational energy, embodied energy, and indirect effects. Renew Sustain Energy Rev157, 112033. 

[25] Plepys A. (2022). The grey side of ICT. Environ Impact Assess Rev22(5), 509-523. 

[26] Berkhout PHG, Muskens JC, Velthuijsen JW. (2000). Energy Policy 2000-Defining the rebound effect. Energy Policy28, 425-432. 

[27] Joyce PJ, Finnveden G, Håkansson C, Wood R. (2019). A multi-impact analysis of changing ICT consumption patterns for Sweden and the EU: Indirect rebound effects and evidence of decoupling. J Clean Prod211, 1154-1161.

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