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Des innovations pour décarboner le numérique

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Les technologies de densification des réseaux améliorent la qualité de service et l’efficacité énergétique.


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Alors que l’empreinte carbone des technologies de l’information et de la communication (TIC) augmente, les acteurs du secteur se mobilisent pour les rendre plus durables et améliorer leur efficacité énergétique : énergies renouvelables, techniques de “free cooling”, optimisation par l’intelligence artificielle, économie circulaire, etc.

Cachée aux regards, l’infrastructure Internet a un impact environnemental tangible.

Des stations de base moins consommatrices d’énergies fossiles

Pour réduire l’impact environnemental des réseaux à l’ère de la 5G, en particulier les émissions carbone, les opérateurs mènent plusieurs actions en suivant deux stratégies principales. D’une part, ils développent de nouvelles technologies pour améliorer leurs performances et leur efficacité énergétique. D’autre part, ils réduisent leur dépendance aux énergies fossiles en ayant recours à des sources d’énergie alternatives et des modèles d’autoconsommation.

Reposant sur des équipements peu coûteux et à faible consommation, les technologies de densification des réseaux, comme le MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) massif et les “small cells” (qui consistent respectivement à déployer un plus grand nombre d’antennes dans les stations de base et à multiplier les points d’accès au réseau) relèvent de la première stratégie. Elles doivent permettre de répondre à l’augmentation exponentielle du trafic de données tout en améliorant la qualité de service et l’efficacité énergétique.

L’autre stratégie de diversification des sources d’énergie est mise en œuvre au Japon par NTT DoCoMo. Le premier opérateur mobile dans l’archipel mène depuis plusieurs années des activités de recherche et développement sur des stations de base durables, à la fois plus respectueuses de l’environnement et plus résilientes aux catastrophes. L’objectif ? Maximiser l’utilisation des énergies renouvelables locales tout en garantissant le service pendant les pannes de courant.

Installées depuis 2013, ces stations “vertes” sont équipées de panneaux photovoltaïques d’une capacité de production d’énergie supérieure à la consommation de la station, de batteries Li-ion qui stockent le surplus d’énergie pour couvrir les besoins de la station lorsque la lumière du soleil est insuffisante, et de contrôleurs permettant de suivre et gérer l’alimentation de manière centralisée et d’arbitrer entre les différentes sources d’électricité.

Datacenters : énergies renouvelables et “free cooling”

Pour limiter les émissions carbone induites par les datacenters, une des solutions consiste à utiliser les énergies renouvelables. Hébergés dans un ancien entrepôt de munitions de l’OTAN, à Rennesøy, en Norvège, et réputés pour être parmi les moins émetteurs de carbone au monde, les datacenters de Green Mountain “carburent” à l’énergie hydraulique.

La climatisation, qui permet de maintenir les salles de serveurs en deçà d’une certaine température, est l’une des principales sources de consommation d’énergie au sein des datacenters, qui génèrent beaucoup de chaleur.

Plusieurs entreprises ont donc recours au “free cooling”, un système de refroidissement passif qui met à profit l’air extérieur pour rafraîchir les serveurs. D’autres se tournent vers le “liquid cooling” pour extraire et évacuer la chaleur des systèmes informatiques.

En outre, la chaleur produite par les serveurs peut être récupérée et valorisée pour alimenter des réseaux de chauffage urbain et des chaudières à eau. C’est notamment le cas à Val d’Europe, l’un des principaux centres d’affaires de l’est de l’Île-de-France, où le datacenter de Natixis chauffe une piscine et une pépinière d’entreprises.

L’IA contre le gaspillage

L’“hyperdisponibilité” des datacenters – qui fonctionnent à 100 % de leur capacité, même pendant les heures creuses – et le gaspillage de ressources posent également problème, souligne le CNRS. L’intelligence artificielle est mise à contribution pour optimiser le fonctionnement des datacenters. En 2016, DeepMind annonçait ainsi avoir réduit de 40 % la quantité d’énergie utilisée pour le refroidissement d’un centre de données Google grâce au machine learning.

À l’aide des données collectées par des milliers de capteurs et en prenant en compte le PUE (indicateur d’efficacité énergétique) moyen estimé, DeepMind a entraîné des réseaux de neurones profonds à prédire les futures température et pression de l’air à l’intérieur du site. Le but était de créer un système capable de s’adapter aux conditions pour ne pas dépasser les besoins énergétiques liés aux contraintes d’exploitation.

On peut également citer le projet Decima, mené par des chercheurs du MIT, qui se réfère à un nouveau modèle d’apprentissage par renforcement profond apprenant automatiquement comment optimiser la répartition des opérations de traitement des données sur des milliers de serveurs pour réduire les ressources mobilisées.

L’économie circulaire du hardware

Les appareils électroniques produisent des effets sur l’environnement tout au long de leur cycle de vie, et beaucoup lors de leur fabrication. Plusieurs opérateurs télécoms et fabricants cherchent donc à minimiser ces effets en mettant en œuvre les principes de l’économie circulaire, de l’écoconception à la valorisation des déchets électroniques, en passant par l’augmentation de la durée de vie des équipements.

Produit par une entreprise néerlandaise, le Fairphone est un smartphone présenté comme durable et équitable. Les efforts se sont portés sur l’approvisionnement responsable en minéraux et métaux, le respect du bien-être des travailleurs, la réparabilité et la possibilité de mise à niveau modulaire, ainsi que la reprise des téléphones en fin d’utilisation.

En octobre 2019, Orange lançait sa nouvelle box écoconçue. Coque fabriquée en plastique recyclé, design compact, allègement des composants électroniques, conception permettant une ventilation passive… La production de la Livebox 5 a été pensée pour minimiser son impact environnemental. Résultat : une réduction de l’empreinte carbone de 29 % par rapport à la Livebox 4.

Les entreprises se mobilisent également pour améliorer le recyclage des équipements vendus, ce qui passe par une augmentation des taux de collecte et la création de filières en partenariat avec des organismes spécialisés.

Au pays du Soleil-Levant, NTT DoCoMo a mis en place un réseau pour le recyclage des vieux mobiles, quel que soit le fournisseur d’origine, déposés dans ses magasins. En 2018, il a ainsi collecté près de 5 millions de téléphones, faisant passer à plus de 111 millions le nombre d’appareils collectés depuis le lancement de l’initiative en 2011.

L’opérateur japonais a d’ailleurs participé au programme de revalorisation de l’or, de l’argent et du bronze contenus dans les appareils mobiles usagés pour la fabrication des médailles des JO de Tokyo 2020, illustrant le potentiel de l’économie circulaire.

En France, on peut citer le partenariat entre Orange et Les Ateliers du Bocage, entreprise d’insertion membre du mouvement Emmaüs, pour la revalorisation des mobiles usagés collectés dans l’Hexagone et en Afrique, créant au passage des emplois locaux.


Les technologies de densification des réseaux améliorent la qualité de service et l’efficacité énergétique.


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