La question environnementale s’est affirmée au cours de la dernière décennie comme une question politique majeure, sur laquelle tous les secteurs d’activité sont appelés à agir. Dans ce contexte, le secteur du numérique a fait l’objet, depuis plusieurs années, d’un examen spécifique de son impact sur l’environnement, via la publication de rapports, de plans d’action et d’engagements de la part des acteurs concernés. Au cœur de ce débat, la mesure de l’empreinte environnementale du numérique, ou EEN, joue un rôle essentiel, pour quantifier la part du secteur, orienter les actions des parties prenantes, en mesurer les effets. Pour autant, cette mesure est difficile à élaborer, et fait l’objet de divergences, de débats et de polémiques. Comment expliquer ces divergences ? Comment est élaborée la mesure de l’empreinte environnementale du numérique, qui produit ces chiffres et comment circulent-ils dans l’espace public ?
La mesure de l’empreinte environnementale du numérique apparaît aujourd’hui comme un espace très ouvert, un champ d’investigation à part entière.
L’enquête exploratoire présentée ici explore ces questions en remontant aux sources des chiffres sur l’EEN. Elle combine la constitution et l’exploration de trois corpus : les publications parues dans la presse francophone sur le sujet entre 2000 et 2021 ; les 32 rapports publiés par des think tanks (Shift, Green IT, etc.) et institutions (ADEME, Sénat, etc.) de 2011 à 2021 ; 20 articles de référence dans la littérature académique qui ont fait l’objet d’une analyse détaillée.
Cette enquête montre que la mesure de l’EEN offre encore un paysage non stabilisé. Du côté des métriques, le besoin d’équiper le débat par la mesure ne trouve pas pour l’heure de solution de mesure stable et consensuelle. L’indicateur carbone fait figure de refuge dans la recherche d’un consensus, mais demeure porteur de beaucoup d’incertitudes. Du côté des acteurs de la mesure, les scientifiques n’ont pas le monopole de la production des chiffres, et les controverses impliquent également les think tanks, les institutions, et les acteurs industriels. Cette diversité d’intervenants est à la fois un gage d’intérêt collectif pour les questions environnementales, mais pourrait être un facteur de dispersion et un frein à l’action.
L’EEN et sa mesure dans le débat public
La mise à l’agenda de l’EEN dans l’espace public, telle qu’on peut l’observer à travers l’étude de la presse, est relativement récente : elle n’est visible qu’à partir de 2017, et connaît une croissance réelle après 2019.
Cette mise à l’agenda de l’EEN est liée à des événements spécifiques, que l’analyse textuelle par clusters des articles met au jour. La classification des thèmes mobilisés fait apparaître quatre grands ensembles thématiques :
- un ensemble de thèmes centrés sur des problématiques de pollution, l’un côté usage, l’autre côté production ;
- un cluster de thèmes peu présents dans la presse généraliste mais très présents dans la presse spécialisée (sectorielle ou professionnelle), autour des questions réglementaires et des enjeux pour les acteurs économiques ;
- très isolé, très cohérent, un ensemble de thèmes liés à la 5G ;
- un dernier pôle thématique lié aux enjeux politiques et sociaux, caractérisés par la description des formes de mobilisation, des gestes écologiques, des débats politiques
On observe ainsi trois formes-types de mise à l’agenda. En premier lieu, les rapports ont un réel effet de focalisation : leur publication fait l’objet de reprises dans la presse généraliste ou spécialisée, et ce d’autant plus que leurs auteurs, notamment dans le cas des think tanks, sont engagés dans un effort explicite pour les diffuser largement. De plus, ces rapports stabilisent un vivier de sources et de spécialistes que l’on voit mobilisés par la suite (mentions, citations, interviews) indépendamment de leur publication, lorsque la question de l’environnement et du numérique est amenée à l’actualité par d’autres biais.
Une deuxième forme de mise à l’agenda de l’EEN tient à des débats politiques en lien avec la question environnementale. Ce fut le cas lors de la convention citoyenne (2019-2020), ou lors du débat sur le projet de loi « Climat et résilience » (2021). Là, l’écho médiatique se produit plutôt dans la presse généraliste.
La troisième mise à l’agenda de l’EEN est liée à des contestations, issues des citoyens et de leurs mouvements, notamment lors de la controverse qui a accompagné le déploiement de la 5G.
Ces trois formes d’inscription de l’EEN dans l’actualité n’ont pas le même écho médiatique. Si l’on projette les événements d’actualité sur la courbe du nombre d’articles sur l’EEN dans le temps (Figure 1), on constate que les pics de publications sont liés à des événements politiques (convention citoyenne, 5G) plus qu’aux rapports dédiés à la question de l’EEN, qui constituent plutôt une trame de fond.
Figure 1. Évolution du nombre d’articles sur l’EEN de 2017 à 2021
Pour étayer leur propos, les articles de presse s’appuient sur un nombre restreint de sources dont le rôle apparaît décisif : deux think tanks environnementaux (Shift Project, GreenIT), et trois institutions (Ademe, Arcep, Sénat). Les évaluations chiffrées issues des rapports publics irriguent le débat public, et sont considérées par la presse comme un univers fiable et légitime, où puiser des répertoires de métriques validées par les méthodes scientifiques.
Les acteurs du chiffre
Ces deux think tanks et ces trois institutions constituent ce qu’on pourrait appeler des « acteurs du milieu » : ils cherchent soit à produire, soit à synthétiser des chiffres sur l’EEN dans un contexte politique. Côté think tanks, il s’agit de GreenIT (2004), focalisé sur les questions numériques et le développement durable, fondé et animé par Frédéric Bordage, et du Shift Project (2010), qui se veut être un laboratoire d’idées sur le changement climatique, présidé par Jean-Marc Jancovici. Du côté des institutions, si l’Ademe joue depuis longtemps un rôle pionnier dans les questions environnementales, à partir de 2020, d’autres institutions (Arcep, Cnum, Sénat, Haut Conseil pour le Climat) produisent des rapports détaillés et des feuilles de routes sur le numérique et la question climatique.
L’espace académique constitue l’autre pôle majeur de quantification de l’EEN. Les premières études sur l’empreinte énergétique des technologies de bureau (Koomey et al., 1995, 1996) puis des ordinateurs personnels sont publiées dans les années 1990. En 1999-2000 a lieu la première controverse sur l’empreinte de l’internet (Mills vs. Koomey) puis, en 2002-2005, paraissent les premiers travaux sur la consommation énergétique des data centers. En 2008, une première estimation du coût énergétique de la transmission de données par internet est produite (Taylor et Koomey, 2008). C’est dans les années 2010 que le champ se constitue plus nettement, avec un nombre croissant de travaux sur l’empreinte des data centers, des réseaux et des technologies de l’information et de la communication (ICT) en général. Aujourd’hui, le champ académique se structure autour de trois pôles principaux : des laboratoires aux États-Unis (Lawrence Berkeley Lab, Koomey Lab, Stanford University, Northwestern University), des laboratoires universitaires européens (Zurich, Louvain, Dresde, Insead, VTT), et des centres de recherche industriels (Huawei Tech Sweden, Ericsson, Sony).
Convergences et divergences dans le chiffrage de l’EEN
Dans l’univers de la mesure de l’EEN, on observe plusieurs points de convergence. En premier lieu, celle-ci repose essentiellement sur deux indicateurs qui font consensus : l’empreinte énergétique, exprimée en kWh (kilowatt/heure), et l’empreinte carbone, en tonnes de CO2 ou d’équivalent (CO2e). Ces métriques font écho aux choix du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), qui mobilise la métrique CO2e, pouvant désigner toutes formes d’émissions de gaz à effets de serre (GES) en les ramenant à la capacité d’émission du CO2.
Il existe pourtant beaucoup d’autres métriques, parfois mentionnées mais rarement utilisées. Elles sont de deux types très différents. D’un côté, on trouve des métriques spécialisées, qui s’attachent à rendre compte de manière la plus large possible des impacts au-delà de la question des GES : les effets respiratoires, le potentiel d’acidification terrestre et aquatique, l’épuisement des ressources minérales et fossiles, l’empreinte hydrologique, les masses de matières premières utilisées. Ces métriques restent cantonnées à des espaces de débats restreints et experts. A l’inverse, il existe des métriques profanes, dont l’objectif est de donner du sens à l’EEN en ramenant les mesures à des données plus facilement appréhendables (heures d’usages, km de câbles, nombre d’équipements par individu, etc.), ou en procédant par équivalences (durée d’allumage d’une ampoule, km en voiture, etc.). L’Ademe mobilise beaucoup l’équivalent ampoule ; Netflix a utilisé l’équivalent km pour argumenter sur le peu d’impact de la vidéo en ligne. Les métriques expertes s’attellent à qualifier toujours plus précisément l’EEN, quand les métriques profanes cherchent à convaincre et à changer les comportements.
La mesure de l’EEN est également sujette à des divergences, qui apparaissent dans les manières de produire ces chiffres. Un premier point de divergences a trait au la méthode de mesure. Deux approches co-existent : l’approche ‘top-down’, qui part de mesures macro de consommation énergétique d’un secteur, d’un système ou d’un acteur, et les pondère ou les extrapole pour mesurer l’impact d’éléments plus petits ; et l’approche ‘bottom-up’ qui part de l’empreinte des appareils, composants, réseaux, etc., pour en agréger la consommation. Les deux méthodes ne produisent pas toujours des chiffres convergents.
Deuxième point de divergence, la délimitation de ce qui est mesuré varie beaucoup d’une étude à l’autre. Certaines veulent saisir la globalité du numérique, quand d’autres se concentrent sur un sous-ensemble : une partie de la chaîne de distribution, un acteur, une pratique, un pays, etc. De plus, dans les approches globales, la délimitation du champ du numérique présente des marges évolutives. Il y a consensus pour voir au cœur du numérique des terminaux (PC, smartphone, tablette) accédant à des services en ligne (incluant les réseaux d’accès et data centers). Mais l’extension du numérique à des objets connectés (voiture, IoT, électronique grand public) et à des pratiques connectées spécifiques (télétravail par exemple) est sujette à débat et difficile à prendre en compte. Mesurer, c’est donc choisir, découper dans des pratiques, des réseaux d’acteurs, choix qui vont déterminer des responsabilités dans l’impact du numérique sur l’environnement.
Le troisième élément de divergence concerne les hypothèses utilisées en entrée des modèles. En effet, les mesures sont basées sur la combinaison d’un grand nombre d’estimations portant sur les types de contenus consommés, la durée de vie des équipements, leur efficacité énergétique, les réseaux d’accès utilisés, le mix énergétique, etc. Alimenter ces modèles nécessite d’articuler des sources variables, pas toujours accessibles, pas toujours récentes, ce qui constitue un élément d’incertitude important.
Deux manières d’envisager l’incertitude
Faut-il s’étonner, pour autant de telles divergences ? En quoi posent-elles problème ? Ce qui est frappant, ces sont les différences de rapport à ces incertitudes. Très schématiquement, les milieux académiques consacrent une part importante de leurs travaux à les expliciter, et à tenter de les résoudre. Cette démarche est au cœur de l’approche scientifique, qui s’attache à mettre en débat les différents travaux et à stabiliser des connaissances de manière cumulative et consensuelle. Les think tanks et les institutions sont dans un rapport plus ambivalent aux chiffres : ils ne nient pas les difficultés à produire des estimations de l’EEN, et certains (Ademe, Shift Project) fournissent un effort important pour expliciter leurs méthodes, partager leurs modèles. Toutefois, ils souhaitent également que ces chiffres naviguent dans l’espace public et outillent le débat politique et les décisions, ce qui implique plutôt de mettre de côté les incertitudes. Par exemple, l’Arcep, le régulateur des Télécoms, présentait en 2020 un découpage de l’EEN qui part des réseaux et du transport (voir figure ci-dessous) : le réseau, sur cette cartographie, ne compte que pour 5 % de l’EEN, contre 81 % pour les terminaux. Une telle représentation met l’accent sur la fabrication et le renouvellement des appareils aux mains des utilisateurs, éludant par exemple les effets systémiques du renouvellement du parc mobile dues aux nouvelles générations de réseaux.
Source : ARCEP, Pour un numérique soutenable, 2020
De manière similaire, le Shift Project met en avant le poids de la vidéo en ligne, auquel il consacre un rapport spécifique en 2019, « l’insoutenable usage de la vidéo en ligne ». L’étude se centre sur les flux de données, et détaille certains types de contenus contribuant particulièrement à l’empreinte, en pointant la pornographie comme second poste de consommation (27 %), ajoutant l’opprobre environnemental à la stigmatisation morale. Cette approche par les flux minimise le poids environnemental des terminaux, et engage un véritable débat moral sur les usages légitimes et illégitimes face à l’urgence climatique.
Source : Shift Project, ‘Climat, l’insoutenable usage de la vidéo en ligne’, 2019
Dans les deux cas, ces acteurs jouent un rôle déterminant de politisation des chiffres : quitte à les simplifier, l’important est avant tout de mettre en débat.
Circulations des mesures et controverses
Malgré ces divergences dans le recours aux chiffres, l’univers académique et celui des think tanks et des institutions entretiennent en arrière-plan des liens forts dans la production et la mobilisation des chiffres sur l’EEN. En premier lieu, les productions des premiers constituent une source essentielle de données et de méthodes pour les seconds, même si ceux-ci citent de manière disparate leurs sources : les institutions citent peu de travaux scientifiques, et se réfèrent plus volontiers aux think tanks ; le think tank GreenIT ne cite aucune source ni travail de recherche, tandis que le Shift Project mobilise certains travaux académiques, sans prétendre à une revue de littérature exhaustive.
La controverse sur l’impact de la vidéo est un bon exemple de ces circulations croisées et des espaces de débats qui se nouent entre experts académiques et experts institutionnels ou travaillant au sein de think tanks. En 2018, pour construire une estimation de l’empreinte du numérique, le Shift Project crée un modèle de projection dans lequel il combine littérature scientifique et données commerciales. Ce « One Byte Model », exposé dans le rapport Lean ICT – Pour une sobriété numérique (2018), estime l’empreinte « moyenne » d’un gigabyte (GB) de données, en pondérant les estimations existantes pour les différentes configurations techniques.
En mobilisant des sources complémentaires, ce One byte model est réutilisé en 2019 pour produire une estimation spécifique du poids de la vidéo (Climat : l’insoutenable usage de la vidéo en ligne), qui amène à conclure que « le visionnage de vidéos en ligne a généré en 2018 plus de 300Mt de CO2, soit autant de gaz à effet de serre que l’Espagne, ou près de 1% des émissions mondiales », ou que « 30 minutes de Netflix = conduire 4 miles ».
En mobilisant d’autres sources académiques et d’autres données, G. Kamiya, analyste à l’IEA (International Energy Agency), conteste ce résultat et propose une estimation 80 fois plus faible de l’empreinte de la vidéo en ligne, et conclut : du fait du caractère plus ou moins carboné de l’électricité consommée, 30 min de Netflix équivalent à parcourir 100 mètres en voiture aux États-Unis, et 10 mètres en France (IEA, 12/2020). Un écart aussi significatif suscite une controverse qui s’étend largement, notamment dans le champ académique. Il est repris par exemple lors du Forum Science et Société de Suède (nov. 2020, voir vidéo), où d’autres chercheurs majeurs du champ prennent part au débat. Ainsi, J. Malmodin, formé au Lawrence Berkeley Lab et aujourd’hui chercheur chez Ericsson Research, n’hésite pas à dénoncer publiquement les estimations du Shift Project (« sorry, you got the wrong number… »), tandis que A. Andrae, chercheur chez Huawei, dénonce le caractère optimiste des chiffres de Kamiya sur les data centers chinois.
Des acteurs industriels de la vidéo, interpelés par la mise à l’index de leur activité, s’engagent également dans l’estimation de leur impact. Canal+ a ainsi mandaté le cabinet GreenSpector pour estimer l’impact de « Visionner 1h de vidéo, en live ou en replay, sur les interfaces de Canal+ » (Greenspector, 12/2020), et produit une étude très détaillée dans ses méthodes et ses résultats. Elle se positionne dans le débat entre le Shift Project et l’IEA, estimant qu’« il est clair (et partagé par l’IEA) que l’étude du Shift Project surestime la consommation du réseau ». De son côté Netflix affirme qu’une heure de streaming video émet moins de 100 gCO2e, soit « conduire un véhicule thermique sur 400 mètres » (Netflix, 06/2021).
Enfin, ces discussions trouvent leur écho dans la presse, que ce soit spécifiquement sur la vidéo (exemple : « We finally know how bad for the environment your Netflix habit is », Wired UK, 03/2021), ou dans un bilan plus général sur l’impact du numérique (exemple : « Pourquoi le numérique contribue de plus en plus au réchauffement climatique », Le Monde, 01/2022).
L’exemple de la vidéo montre ainsi comment la controverse se déploie simultanément dans la sphère académique, dans la communication des entreprises et dans l’espace public.
Conclusion : quelle stabilisation des mesures pour l’action à court terme ?
Dans leur note de synthèse sur l’empreinte environnementale du numérique, publiée en 2022, l’ADEME et l’ARCEP pointaient du doigt « des études aux méthodologies peu harmonisées, peu transparentes et n’abordant l’impact environnemental du numérique que partiellement ». Du côté des métriques, le besoin d’équiper le débat par la mesure ne trouve pas pour l’heure de solution de mesure stable et consensuelle. Les mesures divergent selon les champs et méthodes, et en fonction des hypothèses quant à l’évolution des réseaux et des usages. Le rythme soutenu de renouvellement des infrastructures et des terminaux complexifie ce travail. L’indicateur carbone fait figure de refuge dans la recherche d’un consensus, mais demeure porteur de beaucoup d’incertitudes. Du côté des acteurs de la mesure, les scientifiques n’ont pas le monopole de la production des chiffres, et les controverses impliquent également les think tanks et institutions. Plus récemment, les acteurs industriels interviennent également dans ces débats. La diversité des intervenants est à la fois un gage d’intérêt collectif pour les questions environnementales, mais pourrait être un facteur de dispersion et un frein à l’action.
La mesure de l’EEN apparaît ainsi aujourd’hui comme un espace encore très ouvert, un champ d’investigation à part entière. L’incertitude ne doit pas être un prétexte à l’inaction ni être mobilisée à des fins partisane (à l’instar de l’exemple emblématique de l’industrie du tabac). Trois axes de travail pour équiper les débats sur l’EEN se dessinent :
- Ouvrir les données : une part importante des données pour mesurer l’EEN sont internes aux entreprises du secteur ; leur partage, sous des formes ouvertes et documentées, apporterait une contribution significative à la réduction des incertitudes.
- Faire le pont entre les mesures : alors que les acteurs académiques et institutionnels de la mesure portent leur regard sur les infrastructures et les temps longs, les discours et outils à destination des citoyens tentent d’isoler l’impact unitaire de chaque usage. La réconciliation de ces deux dimensions apparaît comme un point central dans la constitution d’outils partagés et consensuels.
- Explorer les formes alternatives de représentation de l’empreinte d’un réseau : au-delà de l’indicateur carbone, il semble important d’investir les autres métriques environnementales, mais aussi d’en investiguer d’autres liées à l’usage, qui rendent compte de la diversité des comportements et des contextes, ouvrant ainsi d’autres dimensions politiques de l’EEN que l’entrée par les acteurs industriels ou les usages agrégés.
En savoir plus :
Arcep, Dossier sur l’empreinte environnementale du numérique
