Comment mesure-t-on l’empreinte carbone des TIC ?

L’opérateur sué­dois Telia et le fabri­cant Erics­son tra­vaillent ensemble depuis une quin­zaine d’années sur l’estimation de l’empreinte du sec­teur des Tech­no­lo­gies de l’information et de la com­mu­ni­ca­tion (TIC), en s’appuyant sys­té­ma­ti­que­ment sur des ana­lyses de cycles de vie (ACV).

Dès 1996, Telia et Erics­son ont déve­lop­pé une exper­tise en ACV. Depuis que nous col­la­bo­rons, nous en avons réa­li­sé une tren­taine cou­vrant l’ensemble des acti­vi­tés télé­com, par exemple les tra­vaux de génie civil, l’installation de sites de com­mu­ni­ca­tions fixes et mobiles, la pro­duc­tion des smart­phones. Ce cor­pus de connais­sances est la base de nos tra­vaux. Actuel­le­ment, nous sommes for­te­ment impli­qués dans le groupe spé­cial environ­nemental de l’UIT (Spe­cial Group SG5), en liai­son avec le GSMA et le GeSI (Glo­bal e‑Sustainability Ini­tia­tive), sur les recom­man­da­tions du sec­teur des TIC pour le res­pect de la tra­jec­toire 1,5 °C. Ces recom­man­da­tions sont en cours de revue finale et seront publiées d’ici le milieu de l’année 2020, en col­la­bo­ra­tion avec la Science Based Tar­gets Ini­tia­tive (https://sciencebasedtargets.org/). Nos autres acti­vi­tés sont liées à l’empreinte des opé­ra­teurs télé­com via l’Etno (Euro­pean Tele­communications Net­work Ope­ra­tors’ Asso­cia­tion) et l’Expo­nen­tial Road­map.

REPÈRES

Les ana­lyses de cycle de vie (ACV) suivent une méthode d’évaluation nor­ma­li­sée par l’ISO et pré­ci­sée pour l’industrie des télé­com­mu­ni­ca­tions par la recom­man­da­tion L.1410 de l’ITU‑T (Metho­do­lo­gy for envi­ron­men­tal life cycle assess­ments of infor­ma­tion and com­mu­ni­ca­tion tech­no­lo­gy goods, net­works and ser­vices). Elles effec­tuent un bilan envi­ron­ne­men­tal com­plet de pro­duits et de ser­vices sur l’ensemble de leur cycle de vie, com­pre­nant l’extraction des matières pre­mières, la fabri­ca­tion, la livrai­son, l’utilisation et les trai­te­ments de fin de vie. 

Quels progrès avez-vous obtenus sur ces mesures d’empreinte des TIC ? 

En 2006, notre équipe publiait son pre­mier article sur l’empreinte de l’industrie des télé­coms (pour l’année 2005), en conso­li­dant des don­nées de sources diverses, mais ce n’était pas très pré­cis. Nous avons alors foca­li­sé nos tra­vaux sur la Suède, puisque nous avions un accès facile à des don­nées détaillées. Nous avons réa­li­sé des ACV détaillées pour mieux com­prendre com­ment esti­mer l’empreinte d’activités télé­com. Avec cette meilleure connais­sance des pro­blèmes, nous étions désor­mais bien armés pour conduire des études plus ambi­tieuses. Nous nous sommes mis à col­lec­ter des bases de don­nées éten­dues des opé­ra­teurs télé­com, en par­ti­cu­lier des opé­ra­teurs euro­péens. Cela nous a don­né une assez bonne image de l’empreinte des télé­com­mu­ni­ca­tions euro­péennes. Nos der­nières esti­ma­tions publiées couvrent la période 2010 à 2015 à l’échelle mondiale,
et pour cela nous avons col­lec­té les don­nées cor­res­pon­dant à quelque 66 % des abon­ne­ments mon­diaux, incor­po­ré les don­nées de l’ensemble de la chaîne de valeur du sec­teur numé­rique (TIC et Consu­mer Elec­tro­nics). Pour extra­po­ler à 100 % des abon­ne­ments mon­diaux, nous avons appli­qué des règles pour dis­tin­guer les réseaux fixes des réseaux mobiles, dont les effi­ca­ci­tés éner­gé­tiques sont très dif­fé­rentes. La pré­ci­sion de nos études s’est lar­ge­ment amé­lio­rée depuis nos pre­miers tra­vaux. Elle peut encore être amé­lio­rée, mais nos der­niers chiffres publiés per­mettent d’étudier la ten­dance. Cepen­dant, exploi­ter les rap­ports RSE est une tâche exi­geante. Il serait sou­hai­table d’automatiser le tra­vail pour faci­li­ter l’analyse sur des années suc­ces­sives et pro­duire une série tem­po­relle cohé­rente afin d’observer la ten­dance future. Aujourd’hui, une véri­fi­ca­tion atten­tive par des experts des don­nées publiées dans les rap­ports est néces­saire pour évi­ter de prendre en compte des erreurs, telles que des confu­sions entre éner­gie pri­maire et éner­gie finale ou le double comp­tage des mêmes consom­ma­tions, un cas typique cor­res­pon­dant à des réseaux en copro­prié­té de plu­sieurs opérateurs.

Comment peut-on résumer les résultats sur l’empreinte carbone des TIC ? 

Les esti­ma­tions détaillées pour 2015 ont réser­vé une bonne sur­prise ou, devrions nous dire, une sorte de sou­la­ge­ment par rap­port à nos pré­dic­tions anté­rieures. Car elles étaient infé­rieures à nos pro­jec­tions, en dépit de la crois­sance rapide du tra­fic. Le sec­teur des TIC sem­blait avoir atteint un pla­teau d’émissions autour de 730 Mt CO₂e, en tenant compte des cycles de vie des réseaux, data­cen­ters et ter­mi­naux, ce qui était envi­ron 10 % en des­sous de nos pré­dic­tions. Par ailleurs, l’électronique grand public avait dimi­nué ses émis­sions en valeur abso­lue, bais­sant à 420 Mt CO₂e au lieu des 700 Mt CO₂e pro­je­tés. Ensemble, cela tota­li­sait 1­ 150 Mt CO₂e, soit envi­ron 2 % de l’ensemble des émis­sions de GES mon­diales (55 Gt CO₂e). Dif­fé­rents fac­teurs expliquent ces réduc­tions : une meilleure effi­ca­ci­té éner­gé­tique des écrans de télé­vi­sion ; un effet de sub­sti­tu­tion des écrans de télé­vi­sion vers les smart­phones ; un effet de sub­sti­tu­tion des ordi­na­teurs, des tablettes et des autres appa­reils spé­cia­li­sés tels que les camé­ras vidéo, les chaînes audio, éga­le­ment vers les smart­phones ; le déve­lop­pe­ment de grands data­cen­ters effi­caces éner­gé­ti­que­ment et des ser­vices de cloud asso­ciés. Nous pré­pa­rons actuel­le­ment la publi­ca­tion des chiffres pour les années 2016, 2017 et 2018 au pre­mier semestre 2020. L’étude n’est pas encore ter­mi­née, mais elle semble confir­mer la sta­bi­li­sa­tion du CO₂ et de la consom­ma­tion élec­trique, mal­gré la crois­sance conti­nue des volumes de données.

“L’empreinte des TIC pourrait être divisée d’ici
2030 au moins par un facteur deux. ”

Quel est l’impact de l’électricité ?

Glo­ba­le­ment, l’empreinte car­bone des TIC découle prin­ci­pa­le­ment de la consom­ma­tion d’électricité. Selon que l’électricité est pro­duite à par­tir de sources renou­ve­lables (hydro­élec­tri­ci­té, éolien, solaire) ou nucléaire, ou de sources fos­siles, la part de l’électricité dans l’empreinte car­bone d’un opé­ra­teur varie de 0 à 75 %. Pour les équi­pe­men­tiers et fabri­cants, si l’on exclut l’extraction et le trai­te­ment des mine­rais, cette part varie de 25 % à 75 %. Dans le pas­sé, l’électricité était une com­mo­di­té, mais aujourd’hui les opé­ra­teurs de data­cen­ters consi­dèrent que l’électricité consti­tue un poste de coût impor­tant et ils s’efforcent d’en réduire la consom­ma­tion pour des rai­sons éco­no­miques, en rédui­sant l’électricité néces­saire au refroi­dis­se­ment ou en aug­men­tant le taux d’utilisation des ser­veurs de cal­culs grâce à la tech­nique de vir­tua­li­sa­tion. Dans les pays en déve­lop­pe­ment, on observe une crois­sance sou­te­nue de la consom­ma­tion d’énergie, en rai­son de la cor­ré­la­tion entre les com­mu­ni­ca­tions et le déve­lop­pe­ment écono­mique. Une étude d’Ericsson et de l’Imperial Col­lege montre qu’en moyenne une aug­men­ta­tion de 10 % des com­mu­ni­ca­tions mobiles cor­res­pond à une aug­men­ta­tion de 0,8 % du PIB.

Dans nos esti­ma­tions, nous nous effor­çons de tenir compte du fac­teur d’émission car­bone de l’électricité de chaque pays et, en l’absence de don­nées sur un pays, nous appli­quons le fac­teur d’émission élec­trique mon­dial. Pour extra­po­ler les émis­sions à l’échelle mon­diale, nous appli­quons éga­le­ment le fac­teur d’émission mon­dial. Nous tenons compte de l’électricité renou­ve­lable et nucléaire, mais nous devons dis­tin­guer le cas où un acteur pro­duit lui-même son élec­tri­ci­té, l’achète direc­te­ment d’une ins­tal­la­tion zéro car­bone ou l’achète par l’intermédiaire du réseau natio­nal ; même s’il achète des cer­ti­fi­cats verts, ces der­niers ne garan­tissent pas une élec­tri­ci­té verte à tout ins­tant. Aujourd’hui le sec­teur des TIC, GAFA et opé­ra­teurs, inves­tit for­te­ment dans l’électricité renou­ve­lable, soit direc­te­ment dans des ins­tal­la­tions de pro­duc­tion, soit via des contrats d’achats à long terme. Les futures recom­man­da­tions de l’ITU pour une tra­jec­toire 1,5 °C consi­dé­re­ront que le recours à l’électricité renou­ve­lable est cru­cial. Comme mon­tré par les tra­vaux de l’Expo­nen­tial Road­map, l’empreinte des TIC pour­rait être divi­sée d’ici 2030 au moins par un fac­teur deux si le sec­teur se conver­tit à l’électricité renouvelable.

Vous travaillez également sur le potentiel d’effet indirect positif des TIC… 

Il s’agit du poten­tiel d’effet indi­rect posi­tif sur les autres sec­teurs de l’économie, condui­sant à des réduc­tions de leurs émis­sions car­bone. L’initiative du GeSI était la pre­mière ini­tia­tive mon­diale à ce sujet, leurs rap­ports Smart 2020, Smar­ter 2020 et Smar­ter 2030 sont pro­ba­ble­ment les plus lar­ge­ment connus, ils ont contri­bué à faire prendre conscience de cet effet, même si nous ne sommes pas d’accord avec toutes leurs hypo­thèses. Consi­dé­rant cer­taines des hypo­thèses de Smar­ter 2030 comme très opti­mistes, condui­sant à 20 % de réduc­tion des émis­sions mon­diales de GES en 2030, nous avons repris leur ana­lyse et nous consi­dé­rons que la limite supé­rieure cor­res­pon­dant à la géné­ra­li­sa­tion des effets posi­tifs uti­li­sant des solu­tions dis­po­nibles aujourd’hui n’excède pas 15 % et que le poten­tiel de réduc­tion est de 7,5 % pour un scé­na­rio médian. Cela reste un effet très impor­tant, supé­rieur à l’empreinte directe du secteur. 

Notre métho­do­lo­gie est de prendre des études de cas détaillées qui offrent de tels effets posi­tifs, de façon mesu­rable, dans le domaine des trans­ports et de la logis­tique, du télé­tra­vail, du chauf­fage des bâti­ments, et d’extrapoler dans l’hypothèse d’une géné­ra­li­sa­tion chaque fois que c’est per­ti­nent sur le plan tech­nique. Ces études de cas ne sont pas fon­dées sur des tech­no­lo­gies avan­cées telles que l’IA ou la 5G, mais uti­lisent des tech­no­lo­gies com­mu­né­ment adop­tées. Il faut être pré­cau­tion­neux en extra­po­lant une étude de cas limi­tée à une large échelle. Le risque est d’exagérer et de mal inter­pré­ter le résul­tat. Nous essayons d’éviter cet écueil. 

Le poten­tiel d’effet posi­tif est donc impor­tant. Mais il ne s’agit que d’un poten­tiel. Ce n’est pas une pré­dic­tion de réduc­tions qui vont néces­sai­re­ment se pro­duire. Elles ne sont pas faciles à réa­li­ser, encore moins auto­ma­tiques. Pour concré­ti­ser ce poten­tiel au niveau d’un pays, de l’Europe, du monde, il faut mettre en place des poli­tiques publiques adé­quates. Il nous faut aus­si sou­li­gner que nos études ne tiennent pas compte des effets rebond, comme celui qu’on peut consta­ter avec le télé­tra­vail. En effet, les télé­tra­vailleurs uti­lisent le temps gagné pour d’autres acti­vi­tés néces­si­tant des trans­ports ou pour éloi­gner encore plus leur domi­cile de leur lieu de tra­vail, ce qui aug­mente les trans­ports occa­sion­nels vers le lieu de tra­vail ain­si que les trans­ports de la vie quo­ti­dienne. Cela signi­fie que les effets rebond doivent aus­si être gérés par des poli­tiques publiques. 

Enfin, nous voyons déjà des effets posi­tifs signi­fi­ca­tifs dans les sec­teurs connexes au numé­rique. On constate clai­re­ment que le pas­sage de la presse sur Inter­net a réduit la vente des jour­naux, donc l’utilisation de papier, ce qui réduit les émis­sions. Il est clair aus­si que les dépla­ce­ments pro­fes­sion­nels peuvent dimi­nuer. Ain­si Telia a pu réduire les siens de 80 % grâce à une poli­tique work where you are. Mais, de l’autre côté, on voit que les voyages par avion des par­ti­cu­liers aug­mentent parce que leur coût est faible et parce que les TIC faci­litent la com­mande des billets.

Quel est le potentiel d’une carte carbone individuelle, ce qui est envisageable avec les TIC ? 

Pour­quoi pas ? Mais soyons réa­listes. La mise en œuvre est dif­fi­cile avec les sources de don­nées actuelles sur l’empreinte des pro­duits, tout par­ti­cu­liè­re­ment pour les biens fabri­qués en dehors d’Europe. Si l’on déter­mi­nait pour chaque consom­ma­teur une taxe car­bone à par­tir d’un cal­cul de son empreinte car­bone, ce cal­cul devrait être pré­cis. Dans un monde futur ver­tueux, si chaque entre­prise conserve une trace pré­cise de son empreinte, c’est envi­sa­geable, en théorie.

Questions méthodologiques

Le noyau des sources de don­nées est for­mé par les chiffres (tels que consom­ma­tion d’énergie, empreinte car­bone, nombre d’abonnés) publiés par les 100 entre­prises les plus impor­tantes du sec­teur numé­rique dans leurs rap­ports annuels de res­pon­sa­bi­li­té sociale et envi­ron­ne­men­tale (RSE). Par­mi elles on compte des opé­ra­teurs de toutes les régions du monde, les opé­ra­teurs de data­cen­ters, les prin­ci­paux équi­pe­men­tiers et les fabri­cants d’électronique grand public. Les ana­lystes de mar­ché (Gart­ner, IDC, etc.) consti­tuent éga­le­ment des sources d’information, ain­si que des centres de recherche comme le Fraun­ho­fer Ins­ti­tute. On béné­fi­cie de don­nées détaillées four­nies par dix opé­ra­teurs de télé­com, ce qui a four­ni une bonne vue d’efficacité éner­gé­tique com­pa­rée des réseaux plus anciens (PSTN, 2G, 3G, câble TV) et des réseaux les plus modernes (fibre optique, 4G). Cela a per­mis de mesu­rer la dif­fé­rence d’empreinte entre un abon­né de ser­vices fixes et un abon­né de ser­vices mobiles. Cela a per­mis aus­si de mieux extra­po­ler à l’échelle mon­diale et cela sert pour les pro­jec­tions futures. On effec­tue des véri­fi­ca­tions de la cohé­rence entre l’approche des­cen­dante (top-down) cor­res­pon­dant à l’exploitation des chiffres RSE et l’approche mon­tante (bot­tom-up) cor­res­pon­dant à l’exploitation des chiffres de vente d’équipements (rou­teurs, trans­mis­sions, etc.) et de leurs consom­ma­tions éner­gé­tiques nominales. 

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