Empreinte carbone numérique

Bien que les GAFA (Google, Apple, Facebook, Amazon) n’émettent pas de véritable fumée, il serait erroné de croire qu'ils n’ont aucun impact environnemental. Chaque recherche, chaque clic, courriel ou chaque vidéo visionnée en streaming consomme une importante quantité d'énergie.

Empreinte environnementale du secteur numérique

Les data centers sont aujourd’hui les usines des services numériques, leur fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 permet la navigation, le streaming et la communication en ligne et assure la disponibilité permanente des données. Pour répondre à la croissance du trafic en ligne, le nombre de centres de données est en constante augmentation, actuellement, il en existe environ 8,5 millions dans le monde.

Le flux de toutes ces données nécessite une énorme quantité d’électricité pour alimenter les serveurs, les équipements de stockage, ainsi que les infrastructures de refroidissement. En 2016, 416 TWh d’électricité ont été consommés par les centres de données dans le monde, par rapport à la Suisse qui a consommé 58 TWh cette année-là (1). Si Internet était un pays, il serait le troisième plus grand consommateur d’électricité après la Chine et les Etats-Unis. Aujourd’hui, selon l’ADEME en France (l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie), le secteur numérique dans son ensemble (fabrication et utilisation de serveurs, réseaux, terminaux, etc.) est responsable de 4% des émissions totales de gaz à effet de serre, soit un point pourcentage supérieur au secteur aérien.

Comment quantifier ce chiffre au niveau individuel ? Selon les estimations, un courriel génère 10 g de Co2 par an et 240 millions de courriels sont envoyés chaque minute dans le monde. Un courriel avec une pièce jointe de 1 Mo génère 19 g de C02. Et pourtant, seulement 80% des courriels sont ouverts (2).

Comment les centres de données peuvent-ils réduire leur empreinte carbone?

Approvisionner les centres en énergie verte

L’utilisation d’énergie verte pour alimenter les centres de données est une solution pour limiter leur impact environnemental. Fin 2011, Facebook a été la première grande entreprise numérique à s’engager officiellement à utiliser de l’énergie 100% renouvelable pour ravitailler ses centres. Mais ceci n’est pas facile à gérer en raison des problèmes d’intermittence: le soleil ne brille pas constamment et le vent ne souffle pas en continu sans oublier la question du stockage de l’énergie qui n’est pas encore résolue. Ainsi, les entreprises doivent utiliser des sources d’énergie fossiles comme appoint et compensent ensuite leurs émissions carbones. Apple et Google ont suivi l’engagement de Facebook en 2012, pour notamment verdir leur image, mais également pour des raisons économiques: l’alimentation continue des appareils et l’utilisation permanente de la climatisation (environ 50% de la facture d’électricité totale) font d’eux des grands consommateurs d’énergie. Ainsi, leurs besoins énergétiques croissants sont mieux servis par des sources d’énergie renouvelables qui fournissent de l’énergie à des prix moins volatiles.

Malgré les engagements publics pris par plus de 20 des plus grandes sociétés Internet d’alimenter leurs infrastructures numériques avec de l’électricité 100 % renouvelable, l’accès à ces sources fait toujours défaut. Greenpeace a récemment publié un rapport soulignant que la « Virgina Data Center Alley », où se trouvent de nombreux grands centres de données, est alimentée en énergie par la société Dominion Energy, dont l’approvisionnement en énergie comprend un pourcentage décevant de 4% de sources renouvelables. En Asie, les centres de données se développent à un rythme très rapide et leur mix énergétique repose encore largement sur des énergies à fort taux d’émission de gaz à effet de serre, comme le charbon.

Si le manque d’investissement dans les énergies renouvelables de la part des fournisseurs d’énergie peut être frustrant pour des clients tels que les entreprises de technologie, certains, comme Apple, ont choisi de construire leur propre production d’énergie à certains endroits. D’autres ont signé des contrats d’énergie propre à des taux garantis qui encouragent les entreprises du secteur à réaliser davantage de grands projets d’énergie renouvelable. D’autres, comme Microsoft, choisissent de s’impliquer directement dans le financement des projets.

Le «free-cooling»

De nombreux centres de données utilisent aujourd’hui le «free-cooling», c’est-à-dire l’utilisation d’air frais extérieur pour limiter la climatisation artificielle. Cette technique permet de réduire la consommation électrique d’environ 30 à 50%. Pour cette raison, certaines entreprises préfèrent installer leurs centres de données dans des pays où elles peuvent facilement profiter de températures très basses pour refroidir leurs installations. En 2013, Facebook a construit un énorme centre de données à Lulea en Suède, près du cercle arctique. D’autres options existent, comme le démontre le projet Natick de Microsoft qui a immergé ses serveurs dans l’eau de la mer du Nord et qui est également alimenté par de l’énergie renouvelable. Si certaines entreprises peuvent choisir librement l’emplacement de leurs centres, ce n’est pas forcément le cas pour toutes. En particulier, un emplacement sur le territoire national peut être une exigence lorsque les données à traiter sont sensibles.

AI

L’utilisation de l’intelligence artificielle, telle que celle développée par la société Deep Mind, permet une meilleure gestion de l’efficacité énergétique des centres de données. Testé par Google, ce système permet d’adapter précisément le niveau de climatisation au niveau d’activité des installations et de réduire le gaspillage d’énergie.

Réutilisation de la chaleur des centres de données

L’énergie électrique utilisée par les installations est une ressource considérable et encore sous-exploitée. Dans les grands centres de données de près de 10 000 m2, la chaleur rejetée peut atteindre 2 à 2,5 kW par m2 – une grande partie de l’énergie consommée est gaspillée sous forme d’énergie thermique (3). En France, des sociétés telles que Qarnot Computing ou Stimergy sont spécialisées dans la valorisation de la chaleur numérique. Cette dernière a récemment contribué au chauffage d’une piscine parisienne à la Butte aux Cailles. L’Université de Bourgogne à Dijon chauffe les bâtiments de son campus de 115 hectares, en réutilisant l’énergie du système de refroidissement de son data center. Et récemment, Paris a décidé de gérer elle-même son data center installé dans le 18e arrondissement de la ville, pour des raisons de sécurité et de gestion de son empreinte environnementale, en réutilisant cette chaleur pour alimenter le réseau de chauffage des bâtiments environnants et des serres d’agriculture urbaine installées sur le toit (4).

Une contribution plus verte

Le secteur du numérique est certes un grand pollueur, mais il nous est de nos jours indispensable et notre dépendance à Internet ne cessera de croître dans le futur. La demande pour des data centers performants et approvisionnés en énergie verte sera de plus en plus soutenue étant donné la volonté grandissante des entreprises à réduire leur emprunte carbone.

Au niveau personnel, nous pouvons également changer certaines de nos habitudes, en réduisant la taille de nos courriels, en remplaçant le document joint par un lien vers la même information, en comprimant les images jointes, en gardant nos listes de diffusion à jour, et surtout en nettoyant nos boîtes de réception et en nous désabonnant de toutes les Newsletter que nous ne lisons pas.