Le coût énergétique du web

Métiers Décryptages
Programmes

Le 12 janvier dernier, Prun radio recevait Florent Orsoni (directeur de la chaire Environnements connectés Banque Populaire Atlantique – LIPPI), Louise Vialard (architecte et fondatrice du projet de réflexion « Les Villes Concrètes », qui consiste à réutiliser la chaleur d’Internet au service de la ville) et Jean-Marc Menaud (chercheur au LINA, le laboratoire informatique de Nantes-Atlantique) pour évoquer une face méconnue d’Internet : son coût énergétique. Retours sur leurs échanges.

capture-decran-2017-01-31-a-12-28-47

La création de données numériques n’a jamais été aussi féconde, au point de devenir un sujet préoccupant d’un point de vue environnemental. Le coût de fonctionnement énergétique d’Internet représente environ 2% de la consommation globale d’électricité, soit 9 milliards de dollars chaque année. Ce problème va croître à mesure que la masse de données produites augmente, rien qu’en 2016 elle a été multipliée par 4. Ces éléments viennent mettre à mal l’image plutôt lisse et efficace d’Internet. Pourtant, le réseau devient fondamental dans nos vies, il faut donc réfléchir à davantage d’efficience, à réduire la facture énergétique. Comment voyage l’information ? Internet peut-il devenir éco-responsable ?

Avant de comprendre pourquoi Internet consomme autant, il faut s’interroger sur la façon dont l’information voyage. Internet apparaît souvent comme un réseau virtuel, on parle de cyber space, de cloud (nuage). En réalité, c’est un véritable réseau matériel, une infrastructure lourde représentant des millions de kilomètres de cuivre, de fibre optique, etc. Quelle est donc cette matérialité d’Internet ? Quelles sont les étapes entre le serveur et l’écran ? Globalement, Internet se schématise avec trois composants :

  • tout d’abord la partie cliente : c’est l’outil qui va nous permettre d’accéder à Internet. Cet outil peut être un ordinateur portable, un ordinateur fixe, un smartphone…
  • à partir du moment où l’on accède à Internet, on envoie des requêtes, c’est-à-dire des questions envoyées au serveur qui sont véhiculées à travers un réseau informatique parcourant le monde.
  • Au bout de cette chaîne se trouve le serveur informatique où l’on a l’information que l’on désire. Ce serveur récupère la requête initiale et la renvoie à travers ce même réseau.

On utilise pour parler du voyage de cette information un jargon poétique (on parle de nuages, etc.) ce qui alimente une certaine opacité sur la façon dont cette information est réellement véhiculée. Or, on tend aujourd’hui plutôt à comparer ce fameux cloud (nuage) à du coal (charbon). L’énergie nécessaire pour alimenter ces données, stockées dans des endroits réels (data centers), est analogue à du charbon. Donc la maxime commune qui consisterait à dire « pensez à l’environnement, n’imprimez pas ce mail » devrait tout autant s’interroger sur le stockage de ce même message. Comment, donc, se matérialise concrètement cette consommation d’énergie liée au stockage ou au voyage de l’information ? Le message est archivé dans un data center, un groupement d’ordinateurs connectés au réseau global, ce qui induit forcément une consommation d’énergie. Un data center peut s’imaginer comme une sorte de radiateur géant qu’il faut sans cesse refroidir, car chaque serveur dégage de la chaleur. Pour être performants, les serveurs doivent être maintenus à une certaine température, il faut donc les refroidir. Par exemple, Facebook installe ses serveurs en Suède afin de pouvoir les refroidir plus facilement. Il est très difficile aujourd’hui d’estimer la consommation des data centers (on parle par exemple d’une consommation équivalente à celle de 30 à 40 centrales nucléaires), car on n’en connaît pas le nombre exact. Par exemple, on pense qu’aux États-Unis, les datas centers consomment 1,8% de la consommation électrique globale américaine. 10 requêtes sur Google équivalent à environ à 30 minutes d’éclairage d’une lampe de bureau. Si on multiplie cette donnée par 3 milliards d’utilisateurs, on se rend compte que l’impact global est conséquent. Des scénarios catastrophes nous annoncent même un capacity crunch  d’Internet (un moment où l’on ne pourra plus répondre aux demandes devenues trop nombreuses) prévu pour 2023. Il faut donc une prise de conscience, chercher des leviers pour diminuer cette consommation énergétique.

Regardons de plus près le cas des États-Unis. Ce pays, berceau d’Internet et de la 3ème Révolution industrielle, comporte plus de 3 millions de data centers et consacre près de 2% de sa production énergétique à l’alimentation des serveurs, soit 70 milliards de kWh par an. Google, Apple, Facebook, Amazon et Microsoft sont parmi les entreprises les plus énergivores dans ce secteur. Mais à l’heure des énergies vertes, comment expliquer que ces data centers n’en bénéficient pas ? Pour alimenter un data center, il y a deux contraintes :

  • tout d’abord une contrainte technique : il faut du courant fiable et de qualité, pas de fluctuation de tension ou de fréquence. Difficile donc d’envisager de remplacer cette énergie par de l’éolien ou du photovoltaïque.
  • L’autre contrainte est économique. L’électricité constitue une charge pour ces entreprises qui veulent donc aller vers l’énergie et le système le moins cher.

Pour alimenter ces serveurs avec de l’électricité de qualité et à moindre coût, il faut donc soit de l’énergie nucléaire, soit de l’énergie thermique. Quelques efforts sont tout de même notables. Apple, par exemple, a équipé son data center de Caroline du Nord d’une ferme solaire. Les géants de l’Internet ont donc tout de même pris conscience depuis quelques années que cette empreinte environnementale est importante, ils font des efforts pour limiter leur consommation électrique. Dans ce sens, Google a annoncé à la fin de l’année 2016 sont objectif de ne consommer que de l’électricité produite par des énergies renouvelables en 2017. Une autre solution pour réduire la demande pourrait être de rapprocher ces data centers des utilisateurs finaux. On arriverait également à plus de fiabilité du réseau et à un désengorgement de celui-ci. Une autre solution pourrait-être de passer par la technologie optique.

capture-decran-2017-01-31-a-12-42-32

Les chercheurs lient beaucoup ces questions à celles de la production des données. Comment ont évolué le stockage des données sur le réseau depuis l’avènement d’Internet ? Avant nos informations étaient stockées sur nos propres machines, désormais elles sont sur des serveurs. A partir du moment où ces informations sont stockées ailleurs, on peut s’interroger sur ce qui est fait de ces données personnelles. Certaines entreprises ont d’ailleurs fait de la sécurité des données un fort argument commercial. Cette sécurité des données dépend d’ailleurs des pays où les serveurs sont installés.

Le numérique demeure-t-il tout de même moins énergivore ? Internet offre des possibilités et permet dans certains cas de diminuer son empreinte environnementale. L’exemple le plus classique est celui de la visioconférence : au lieu de faire des réunions physiques imposant des déplacements et donc produisant du CO2, on permet de réduire son empreinte carbone. Internet peut également être l’une des clefs de gestion des nouvelles énergies, par le biais, par exemple, des smart grids. Internet a donc tout de même des externalités positives et nous permet d’optimiser nos consommations énergétiques. Il y a également une vraie réflexion à avoir sur l’appartenance de ces données, il faut pouvoir les considérer comme un bien commun. Cela nous invite à nous poser des questions au niveau territorial et politique.

capture-decran-2017-01-31-a-12-51-08

Est-il possible de créer un data center vert ? Dans un data center, la consommation électrique est focalisée autour de la climatisation (il faut refroidir les serveurs), le serveur en lui-même et les logiciels qui fonctionnent sur ces serveurs. Beaucoup de travaux sont faits sur ces trois aspects : comment améliorer le logiciel pour utiliser au mieux les serveurs ? Comment faire en sorte que le serveur consomme le moins d’énergie possible ? Comment faire en sorte que le serveur soit refroidi de manière efficace ? En parallèle, on s’interroge sur le type d’énergie que l’on va utiliser. Comment alimenter un data center avec des énergies renouvelables ? On pourrait envisager des data centers autonomes ou bien trouver un moyen de se brancher sur un réseau électrique qui lui va manager entre les énergies grises et les énergies renouvelables. On peut également optimiser notre utilisation d’Internet en proposant moins d’images ou bien en se servant de vidéos davantage compressées, afin de consommer le moins possible. Le concept de Villes concrètes fondé par Louise Vialard consiste, quant à lui, à réutiliser la chaleur produite par ces serveurs pour le chauffage des villes. Dans le Nord de Nantes, des serveurs permettent ainsi de chauffer une vingtaine de logements sociaux.

capture-decran-2017-01-31-a-12-48-23

A l’échelle individuelle, des éco-gestes pour ralentir sa consommation énergétique peuvent être pratiqués, comme éteindre son ordinateur le soir, mettre en veille sa box d’accès à Internet, effacer ses e-mails inutiles … La solution est donc sans doute à aller chercher du côté de nos usages.

 

 

 

Partager cet article

Articles liés

409 vues
dsc06743
La smart city… et nous ?juin 26, 2017 par Zélia DARNAULT
700 vues
capture-decran-2017-03-07-a-10-12-32
La donnée : un bien commun incontournable pour la...mars 7, 2017 par Zélia DARNAULT
373 vues
capture-decran-2017-01-31-a-12-28-47
Le coût énergétique du webjanvier 31, 2017 par Zélia DARNAULT

Articles Populaires

Laisser un commentaire