L’empreinte environnementale croissante d’Internet

Bien que certains des services Internet très populaires, comme Facebook ou Google Drive, soient gratuits, ils ont un coût environnemental.

Ainsi il n’y a pas de frais pour les utilisateurs qui stockent un nombre pratiquement infini de photos de famille, d’e-mails, de documents et de vidéos dans le cloud. Mais aussi léger que sonne le mot cloud, ce « nuage » n’en est pas moins constitué d’un nombre stupéfiant de machines qui nécessitent de l’énergie pour fonctionner.

Actuellement, Internet représente environ 2 % de la consommation mondiale en énergie. Mais cette consommation augmente beaucoup plus rapidement que dans d’autres secteurs.

Ce n’est tout simplement pas durable.

Si elle continue de croître au même rythme, « Internet étouffera la planète à cause de sa consommation en énergie », déclare Kerry Hinton, directeur du centre des télécommunications éconergétiques (CEET) de l’Université de Melbourne en Australie.

« Ce n’est tout simplement pas durable », explique-t-il.

Une croissance exponentielle

Si aucun grand changement n’intervient, Kerry Hinton estime que d’ici une quinzaine d’années, Internet représentera 20% de la consommation mondiale en électricité.

Un rapport 2014 de Dell EMC  sur la croissance de l’ « univers numérique » l’exprime bien : « Comme l’univers physique, l’univers numérique est grand – d’ici 2020 il contiendra autant de bits numériques que d’étoiles dans le ciel. Il double de taille tous les deux ans, et d’ici 2020 l’univers numérique – les données que nous créons et copions annuellement – atteindra 44 Zettabits, soit 44 000 milliards de Gigabits. »

Global e-Sustainability Initiative (GeSI), un groupe d’information sur l’industrie technologique, estime que 2 milliards de personnes supplémentaires seront connectées à Internet d’ici 2020. Les réseaux numériques sont considérés comme un outil majeur pour les pays en voie de développement et GeSI affirme que les technologies Internet connectent les utilisateurs à un « savoir sur l’économie ».

Alors qu’Internet peut avoir de nombreux avantages, y compris écologiques – aider à éduquer et à mobiliser les gens sur les questions environnementales, aider à faire fonctionner un réseau électrique intelligent – il a également une empreinte environnementale très importante.

Jonathan Koomey, du Lawrence Berkeley National Laboratory, a estimé qu’en 2008 Internet avait utilisé de 9 à 16 kWh pour chaque Gigabit de données transférées. Traduisons cela en termes d’utilisation quotidienne.

Si vous passez une heure à visionner une vidéo sur Netflix, c’est environ 1 Go de données transférées (et cela s’élève à 3 Go si c’est une vidéo haute définition). Donc, en utilisant les calculs de Jonathan Koomey sur la consommation d’énergie par Gb, l’énergie que vous utilisez pour une heure de vidéo en streaming est comparable à l’utilisation d’un sèche-cheveux pendant 30 minutes par jour pendant un an, ou au fonctionnement pendant 16 heures d’un climatiseur.

Netflix diffuse plus d’un milliard d’heures de vidéo par mois, selon le rapport Dell EMC de 2014. Cela impliquerait, selon l’estimation du P^r Koomey, que Netflix utiliserait plus de 9 milliards de kWh par mois, ce qui est comparable à l’énergie utilisée par environ 1 milliard de foyers américains (pendant la même durée).

Kerry Hinton a noté que la complexité des opérations de Netflix peuvent rendre inexacte cette estimation, toutefois cela illustre bien qu’il faut beaucoup d’énergie pour transférer des données via Internet. L’estimation de Jonathan Koomey est, au mieux, une approximation grossière. Ce dernier et son coauteur Cody Taylor, d’ICF International, l’ont par ailleurs souligné dans leur article intitulé « Estimating Energy Use and Greenhouse Gas Emissions of Internet Advertising », ( « Estimation de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre »).

Mener à bien une expertise de ce type est loin d’être simple et les résultats peuvent beaucoup varier selon la méthode utilisée. Pour certains, par exemple, il faut inclure dans les calculs, l’énergie consacrée à la fabrication des ordinateurs portables ou des smartphones ; pas d’outils, pas d’accès au Web. Pour d’autres l’énergie utilisée pour démarrer l’ordinateur ou pour établir une connexion ne sera pas prise en compte, mais seulement le transfert des données. L’estimation du P^r Koomey et de Cody Taylor fait partie de celles qui incluent un maximum d’éléments et utilisent des données un peu anciennes, mais l’exercice aura été instructif.

Un rapport de la société de logiciels de sécurité informatique McAfee sur l’énergie dépensée par le spamming par e-mail donne également une idée approximative de la quantité d’énergie que certaines activités en ligne courantes consomment. Lorsqu’une source majeure de spams en ligne, McColo, a été mise hors service en 2008, l’énergie économisée pendant l’arrêt des activités pour maintenance était comparable à la quantité d’énergie nécessaire pour alimenter 2,3 millions de voitures, a rapporté McAfee.

Le fonctionnement physique d’Internet

Il est rare qu’on s’intéresse à ce comment opère Internet physiquement. C’est presque magique. On appuie sur quelques boutons et notre message et /ou notre photo sont envoyés à l’autre bout du monde.

Kerry Hinton nous explique ce qui se produit concrètement lorsque nous téléchargeons une photo sur Facebook. Les données qui composent cette photo sont envoyées depuis notre appareil via notre routeur ou une autre connexion. C’est la partie la plus énergivore de tout le processus, surtout si nous utilisons une connexion sans fil haut débit, 4G ou LTE sur notre smartphone. Les antennes qui couvrent ce type de connexions consomment beaucoup d’énergie.

Notre photo est alors regroupée avec des données provenant d’autres utilisateurs par le biais de notre fournisseur Internet local dans ce qu’on appelle un réseau mobile. Puis elle voyage – parfois à travers des milliers de kilomètres de câbles de fibre optique sous l’océan – jusqu’à de gigantesques routeurs qui forment, s’avère-t-il, le noyau d’Internet, et qui sont construits par de grands groupes technologiques comme Cisco.

Notre photo se dirige ensuite vers un centre de données. Les photos se divisent en trois catégories : chaude, tiède et froide. Admettons qu’un lendemain de fête vos amis et vous avez posté des photos sur le Web. Beaucoup de personnes les visionnent ; ces photos sont encore « chaudes ». Dans le centre de données, elles se retrouvent sur un disque qui tourne constamment, et qui continue à tourner afin qu’elles restent instantanément accessibles pour ceux qui les regardent. Cette rotation consomme de l’énergie.

Quelques semaines plus tard, certaines personnes regardent encore la photo mais moins souvent. La photo est alors devenue « tiède », elle est conservée sur un disque qui tourne seulement de temps en temps, nécessitant moins d’énergie.

Au bout d’un an, plus personne ne regarde la photo, elle est alors « froide ». Elle est conservée sur une bande ou un disque optique. Quand quelqu’un veut la regarder, un petit bras robotisé s’active et va vers le disque, le ramasse et le met sur un plateau pour permettre le visionnage, comme un tourne-disque.

Un tel disque peut stocker une photo ainsi pendant des dizaines d’années. Même s’il s’agit d’une forme relativement peu énergivore de stockage de données, lorsque des milliards d’utilisateurs stockent des photos, des documents et d’autres fichiers année après année dans le cloud, tout s’entrepose dans des centres de données qui consomment de l’énergie.

En outre chaque photo est copiée à plusieurs reprises, explique Kerry Hinton. Il s’agit, d’un côté, de garantir la stabilité si un serveur venait à être mis hors ligne. De l’autre, c’est lié au besoin d’avoir la photo sous divers formats, comme la vignette… Les e-mails sont également copiés par les fournisseurs de courriers électroniques.

La consommation d’énergie

Google, Facebook et de nombreuses autres entreprises ont investi des millions dans les énergies renouvelables pour compenser l’utilisation de leurs centres de données. Comme l’a noté Greenpeace dans son rapport 2015, intitulé « Clicking Clean », il est difficile pour ces géants de se tourner vers les énergies renouvelables, car ils doivent souvent composer avec l’offre disponible auprès des services locaux.

Greenpeace a ainsi déclaré que la Virginie formait « le soubassement de l’Internet sale ». Le rapport stipule: « La Virginie reste le foyer des centres de données aux États-Unis. Le comté de Loudoun, dans le nord de la Virginie, se vante de voir transiter quotidiennement jusqu’à 70 % du trafic Internet mondial. »

Beaucoup de grands acteurs Internet ont un intérêt financier à réduire les coûts de leurs factures énergétiques, ils sont relativement efficaces,

Le fournisseur local, Dominion Resources, utilise presque exclusivement « des sources énergétiques sales », accuse Greenpeace.

Cependant certains centres de données (data centers), fournissent eux-mêmes l’approvisionnement en énergies renouvelables. En octobre dernier, Facebook a ouvert la voie avec son nouveau centre à Los Lunas, au Nouveau-Mexique, qui fonctionnerait, d’après l’entreprise, à 100 % avec des énergies renouvelables.

Puisque les centres de données, les fournisseurs d’accès Internet et beaucoup de grands acteurs Internet ont un intérêt financier à réduire les coûts de leurs factures énergétiques, ils sont relativement efficaces, explique Kerry Hinton.

« Si nous mesurons l’efficacité à économiser de l’énergie de ces machines en regardant la quantité qu’elles utilisent pour traiter un bit de donnée, on découvre qu’au centre du réseau, elles sont super super performantes », constate-t-il, « elles peuvent commuter un bit de données avec seulement un nanojoule d’énergie, c’est à dire un milliardième de joule d’énergie ».

Cela bénéficie aux milliards d’utilisateurs qui ne voient pas d’impact important sur leurs factures d’électricité et qui sont plus préoccupés par les fonctions offertes par leurs appareils et leurs vitesses de connexion au réseau que par leur consommation en énergie. C’est ainsi que l’impact d’Internet sur l’environnement ne cesse de croître.

Version originale : The Internet’s Growing Environmental Footprint