Contexte de la mesure des impacts environnementaux du numérique
Objectifs du développement durable (ONU)
Rappel :
Définition : un développement qui répond aux besoins des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.
A concilier suivant trois éléments de base : croissance économique, inclusion sociale et protection de l'environnement.
17 objectifs classés dans 5 domaines :
humanité : 1. pas de pauvreté, 2. faim zéro, 3. bonne santé et bien être, 4. éducation de qualité, 5. égalité entre les sexes
prospérité : 6. eau propre et assainissement, 7. énergie propre et abordable, 8. travail décent et croissance économique, 9. industrie, innovation et infrastructure, 10. inégalités réduites, 11. villes et communautés durables, 12. consommation et production responsables
planète : 13. lutte contre les changements climatiques, 14. vie aquatique, 15. vie terrestre
paix : 16. paix, justice et institutions efficaces
partenariat : 17 partenariats pour la réalisation des objectifs
Soutenabilité et responsabilité dans le cadre du numérique
réduire l'empreinte écologique, économique et sociale
pour le numérique ou
par le numérique
inventer un nouveau modèle de société : prenant en compte les limites de l'écosystème, et en utilisant intelligemment les technologies numériques existantes.
Approche d'ingénierie classique : optimiser
efficience : techniques plus performantes
sobriété :ressources utilisées avec parcimonie)
sobriété des ressources (espace, mémoire, temps de calcul)
sobriété fonctionnelle
utilisation des énergies renouvelables
Exemple : GreenIT
Conception numérique responsable (Green IT)
Définition : Green IT 1.0
Réduire l'empreinte du numérique (pour)
Exemple :
Augmenter la durée de vie et la réparabilité des composants
Réduire la consommation énergétique des appareils
Définition : Green IT 1.5
Réduire l'empreinte des organisations à l'aide du numérique (par)
Exemple : Green IT 1.5
Télétravail : permet de réduire l'impact des citoyens car cela entraîne une diminution de l'utilisation des moyens de transports.
Mails : envoyer un mail a un impact plus faible qu'une lettre papier.
Téléconsultation : mise en place de rendez-vous à distance pour éviter les déplacements qui généreraient pollution, embouteillages...
Définition : Green IT 2.0
Inventer de nouveaux produits ou services plus durables grâce au numérique (par)
Exemple : Green IT 2.0
Utilisation de pommeaux de douche intelligents : reliés à une application, ils permettent de connaître et réduire sa consommation d'eau.
Application Too Good To Go (commerce de paniers anti gaspi) : permet de diminuer le gaspillage et encourage la solidarité.
Application Yuka : permet de connaître l'impact environnemental des produits que l'on achète.
ACV : analyse du cycle de vie
Introduction à l'ACV
Fondamental : Objectif
Identifier l'impact environnemental d'un produit tout au long de son cycle de vie.
Définition : Définition
L'ACV (Analyse Cycle de Vie) consiste à inventorier les flux de matières et d'énergies entrants et sortants à chaque étape du cycle de vie d'un produit pour ensuite évaluer ses impacts environnementaux.
Méthode : Principales phases de l'ACV
Extraction des matières premières et fabrication
Transport et distribution
Usage
Fin de vie
Remarque :
Nécessité de bien fixer les frontières du système à étudier : limites, entrées, sorties, nombre d'unité et d'utilisation considérées, etc.
Attention :
Ne pas oublier les aspects économiques et sociaux qui ne sont pas traités par l'ACV : respect des principes équitables dans sa phase de production et commercialisation, discrimination ou manque d'accessibilité, viabilité économique, impacts sociaux.
Les quatre phases de ACV : fabrication, distribution, utilisation, fin de vie
Phase de fabrication
Principaux impacts environnementaux :
déplacements,
fonctionnement d'une entreprise de service dématérialisée (moyens humains et matériels pour le développement).
Actions recommandées (typique pour les entreprises de service dématérialisées) :
favoriser le télétravail pour réduire les déplacements,
prolonger la durée de vie du matériel et des infrastructures,
favoriser la gestion de configuration,
économiser les consommables et l'énergie sur le matériel,
mettre en place un cadre de travail agréable ,
favoriser la non-discrimination.
Phase de distribution
Principaux impacts environnementaux :
moyens techniques (serveurs, réseaux, terminaux, etc.)
moyens humains
éventuellement, affrètement et production de manuels utilisateurs et supports matériels (DVD).
Actions recommandées (typique pour les entreprises de bien de consommation) :
privilégier une distribution dématérialisée,
éviter des installations de trop grosses tailles en espace disques et des performances surdimensionnées,
permettre une installation fonctionnelle modulaire pour diminuer l'espace disque et mémoire requis,
respect des données personnelles,
pratiques commerciales claires pour le client.
Phase d'utilisation
Principaux impacts environnementaux :
énergie consommée lors de l'utilisation,
production des équipements nécessaire sà l'utilisation du logiciel (serveurs, terminaux, etc.)
consommables,
Actions recommandées :
bonne conception pour éviter l'obésiciel et une consommation importante de ressource :
étudier les choix d'architecture du logiciel et décomposer les fonctionnalités par service,
bien choisir les langages et bibliothèques, favoriser la réutilisation, et optimiser (quitte à re-développer) les fonctions majeures et consommatrices,
mettre en place des outils de mesure de la qualité et de la consommation pour favoriser la maintenance,
optimiser la volumétrie des données nécessaires.
considérer les aspects sociaux :
accessibilité au plus grand nombre,
privilégier l'usage : le logiciel doit d'adapter à l'usage et ne proposer que les fonctionnalités nécessaires,
sûreté et sécurité du produit,
respect des données personnelles.
Phase de fin de vie
Principaux impacts environnementaux :
désinstallation,
fin de vie des données (recyclage, réutilisation, anonymisation) ou de l'accés à un service (désinscription)
Actions recommandées :
pérennisation du code (documentation et évolutivité),
désinstallation propre,
récupération facile des données,
interruption du logiciel ou du service sans contrepartie dissuasive.
Limites de l'ACV
Problèmes rencontrés par l'ACV
les produits et systèmes ciblés sont complexes à définir et comprendre, ce qui peut causer des erreurs
aucune garantie que des éléments n'ont pas été ignorés dans l'analyse (entrées/sorties, processus d'une phase du produit) par oubli ou absence d'information
si utilisée pour guider le développement, l'ACV ne peut se baser que sur des prévisions (impossibilité de connaître le futur)
difficulté à collecter l'ensemble des données nécessaires à sa réalisation, amenant à utiliser des modèles approximés ou à ignorer les informations manquantes
Conséquence :
le résultat d'un ACV est une approximation et peut être trés éloigné de la réalité
processus coûteux en temps et en travail
Malgré cela, seule méthode normalisée actuelle pour évaluer l'impact environnemental d'un produit
Exemple : ACV du logiciel
Difficile à réaliser : pas de déchets visibles générés, peu de matières premières utilisées dans la phase de fabrication, pas d'obsolescence intrinsèque. Les impacts proviennent majoritairement de sources de production liées au matériel et aux ressources humaines mobilisées lors du développement.
Phases d'un ACV logiciel : fabrication, distribution, utilisation, fin de vie.
Principales problématiques :
ressources de développement généralement partagées sur plusieurs projets : nécessité de bien suivre le travail effectué sur chaque logiciel.
fabrication non terminée à la commercialisation : la maintenance comprend en moyenne 50% des coûts de développement.
une nouvelle version est-elle une continuation ou un nouveau produit ?
des parties du logiciel peuvent être des bibliothèques existantes ou développées par des sous-traitants : il faut normalement les considérer dans l'ACV.
Outil « ACV de coin de table »
Indicateurs pour mesurer l'impact environnemental du numérique
Facteurs d'impacts environnementaux
Comment évaluer la durabilité d'un produit ou d'un processus ?
Quels impacts va-t-on à évaluer ?
C'est quoi les impacts d'un produit sur l'égalité ou la paix ?
impacts environnementaux : modifications (positives ou négatives) sur l'environnement :
est-ce facile d'identifier ces modifications ? est-on sûr de n'avoir rien oublié ?
Quelles mesures utiliser ?
quoi mesurer ?
quelles unités ? comment comparer les résultats de différentes modifications entre eux ?
comment obtenir les données ?
Même pour les impacts environnementaux les plus simples à manipuler, il n'y a pas de réponses complètement satisfaisantes à ces questions !
Exemple : Quelques critères (issus du PEF et des limites planétaires)
impact sur le changement climatique
impact sur la couche d'ozone
impact sur les humains (cancers, particules fines, radiations...)
impact sur les sols (acidification, disponibilité des terres, excédent d'azote et de phosphore)
impact sur les eaux douces et marines ( excédent d'azote, acidification...)
impact sur les éco-systèmes
impact sur la diminution des ressources (eau, minéraux, métaux, ressources fossiles)
Remarque : Consommation en énergie et impacts
Elle n'est pas un impact environnemental direct
Elle a des conséquences sur les PEF : resource use (fossils), climate change, ionising radiation (et autres)
Ces conséquence dépendent des sources d'énergie : hautement dépendant des pays !
Complément : Normalisation et factorisation
Les processus de normalisation et de factorisation permettent :
d'homogénéiser les mesure d'impacts,
et de les pondérer entre elles.
Mesure des facteurs environnementaux : normalisation et factorisation
Product Environmental Footprint v3.1
Facteurs d'impacts du PEF (Product Environmental Footprint)
16 facteurs (PEF2021)
développés en 2013 par la commission européenne, actuellement en version 3.1 (2022) ;
présentés dans le PEFCR (PEF Category Rules) : norme européenne visant à homogénéiser les analyses de cycle de vie environnementales au niveau européen en proposant des critères communs, notamment une catégorisation des facteurs d'impact environnementaux ;
amalgames de facteurs mesurables provenant de plusieurs travaux scientifiques.
Les 16 facteurs d'impact du PEF
climate change (kg CO2 eq) : impact sur le changement climatique
ozone depletion (kf CFC-11eq) : impact sur la couche d'ozone
human toxicity, cancer (CTUh) : impact toxique cancérigène sur les humains
human toxicity, non-cancer (CTUh) : impact toxique non-cancérigène sur les humains
particulate matter (incidence de maladie) : impact de l'émission de particules fines sur les humains
ionising radiation (kBq U235eq) : impact de l'exposition aux radiation sur les humains
photochemical ozone formation (kg NMVOCeq) : impact de la formation de smog sur les humains
acidification (mol H+eq) : impact de l'acidification des sols et des océans
eutrophication, terrestrial (mol Neq) : impact de l'excédent d'azote dans les terres
eutrophication, freshwater (kg Peq) : impact de l'excédent de phosphore dans les eaux douces
eutrophication, marine (kg Neq) : impact de l'excédent d'azote dans les eaux marines
ecotoxicity, freshwater (CTUe) : impact toxique sur les éco-systèmes des eaux douces
land use (plusieurs métriques) : impact sur la condition des terres (qualité du sol, production biotique, résistance à l'érosion, reaaprovisionnement des nappes phréatiques, capacité de filtrage)
water use (m3 worldeq) : impact sur la diminution d'eau
resource use, mineral and metal (kg Sbeq) : impact sur la diminution des ressources en minéraux et métaux (Sb = antimoine)
resource use, fossils (MJ) : impact sur la diminution des ressources fossiles
Remarque :
CTU = Comparative Toxic Unit for human/ecosystems
Limites planétaires
Limites planétaires (planetary boundaries) :
9 facteurs ;
proposées par un groupe de scientifiques experts du climat de Suède et d'Australie en 2009 et mises à jour en 2015 ;
définitions de limites aux modifications environnementales causées par l'homme au-delà desquelles des changements environnementaux abrupts et non-linéaires peuvent survenir au niveau planétaire, amenant des conséquences potentiellement catastrophiques.
Complément : Liens limites planétaires <=> PEF
climate change <=> climate change
stratospheric ozone depletion <=> ozone depletion
atmospheric aerosol loading <=> photochemical ozone formation
ocean acidification <=> acidification
biogeochemical flows (P,N) <=> eutrophication (terrestrial/freshwater/marine)
freshwater use <=> water use
land system change <=> land use
biosphere integrity <=> ecotoxicity(freshwater), null
novel entities <=> human toxicity (cancer/non-cancer), particule matter, ionising radiation
null <=> resource use (mineral/metal/fossils)
Mesure des facteurs environnementaux : normalisation et factorisation
Il y a un besoin de comparer les différents impacts environnementaux pour identifier sur lesquels porter ses efforts. On utilise pour cela deux processus le normalisation et la factorisation.
Normalisation
Elle a pour objectif de transformer les mesures de chaque facteur dans des indices de même grandeurs.
Pour les PEF, on ramène la mesure d'un facteur à l'impact moyen d'un être humain sur le facteur pendant une année (soit l'impact sur le facteur de l'espèce humaine pendant une année, divisée par la population mondiale).
Des valeurs moyennes sont données par la commission européenne (PEFCR2017).
Pour les limites planétaires, on calcule un quotient de la mesure de chaque facteur par rapport à sa limite.
Factorisation
Elle a pour objectif de pondérer les facteurs en fonction de leur importance relative (JRC Weighting)
Pour les PEF, ce poids a été déterminé à la fois par des experts et le grand public, par un processus de questionnaire (expert/grand public) et de discussions (expert seulement), en tenant compte de la confiance (ou du manque de confiance) des experts sur cette importance.
Pour les limites planétaires, des poids ont été proposés en 2015 par Bjorn et Hauschild.
Approche de l'impact environnemental du numérique
Numérique : niveaux et phases de vie
3 niveaux de composants habituellement identifiés
niveau 1 : terminaux utilisateurs. PC de bureau, PC portables, téléphones mobiles, téléphones, téléviseurs, écrans, imprimantes, boîtes internet, etc.
niveau 2 : réseau. Antennes, répétiteurs, switchs, hubs, bornes wifi, câblage, etc.
niveau 3 : datacenter. Serveurs, refroidissement, stockage
4 phases de vie
phase de fabrication : extraction des minerais, fabrication des composants, acheminement des composants, assemblage
phase de distribution : transport du produit jusqu'à l'usager, packaging, manuels d'utilisation
phase d'usage : utilisation du produit, consommables compris, reconditionnement total
phase de fin de vie : recyclage, reconditionnement partiel, mise aux déchets
L'exemple de GreenIT
ACV du numérique en Europe 2021 - GreenIT
Total | Niveau 1 : Terminaux utilisateurs | Niveau 2 : Réseau | Niveau 3 : Centres de données | |
|---|---|---|---|---|
Utilisation des minéraux et terres rares | 23% | 20.4% | 1.4% | 1.2% |
Utilisation des matières fossiles | 17% | 10.5% | 2.4% | 4.1% |
Acidification | 4,4% | 2.9% | 0.5% | 1% |
Ecotoxicité (eau douce) | 4,8% | 3.2% | 0.5% | 1% |
Toxicité humaine (cancer/non-cancer) | 0,6% | 0.5% | 0% | 0.1% |
Eutrophisation (terrestre/eaux douces/eaux de mer) | 2,2% | 1.4% | 0.3% | 0.5% |
Changement climatique | 16,1% | 10.6% | 1.9% | 3.6% |
Radiations | 11% | 7.2% | 1.6% | 2.2% |
Destruction de l'ozone stratosphérique | 0,1% | 0.1% | 0% | 0% |
Emissions d'ozone photochimique et de particules | 5,8% | 3.8% | 0.7% | 1.3% |
Total | 85% | 60.6% | 9.3% | 15% |
Remarque :
Les plus grands participants parmi les terminaux sont les téléviseurs, les ordinateurs portables et les smartphones (environ 20% chacun) suivi des ordinateurs de bureau (environ 10%).
L'utilisation des sols n'est pas comptabilisé par manque de données (pas d'information sur l'extraction de matériaux sur ce point)
Les 15% restant étaient associés au facteur d'impact utilisation de l'eau douce, mais ont été écartés à cause d'un défaut de la méthode sur l'usage des eaux de refroidissement des centrales électriques : dans la majorité des cas elles peuvent être mises de côté.
ACV du numérique en France 2021 - GreenIT
Niveau 1 : Terminaux utilisateurs | Niveau 2 : Réseau | Niveau 3 : Centres de données | Total | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
Energie | Fabrication | 37% | 2% | 2% | 41% | 100% |
Usage | 27% | 19% | 13% | 59% | ||
GES | Fabrication | 76% | 5% | 2% | 83% | 100% |
Usage | 8% | 5% | 4% | 17% | ||
Eau | Fabrication | 86% | 1% | 1% | 88% | 100% |
Usage | 1% | 4% | 3% | 12% | ||
Matières premières (métaux et minéraux/ fossiles hors énergie) | Fabrication | 79% | 15% | 6% | 100% | 100% |
Usage | 0% | 0% | 0% | 0% | ||
Exercice
Organisation
On constitue 6 groupes de 6.
3 groupes travailleront sur une restitution orale (troubadours) et 3 autres groupes sur une restitution écrite (scribes).
Timing :
préparation 15 minutes
restitution orale : 3 x 5 minutes = 15 minutes
Attribution des rôles pour les groupes « Troubadours ».
1 animateur·ice gère la distribution et le temps de parole.
1 ou 2 secrétaires prennent des notes.
1 ou 2 rapporteur·euses écoutent, suivent la prise de notes et restituent les notes à l'oral à la fin.
Les autres proposent des éléments de réponse à la question à tour de rôle.
Une fois le tour fini, s'il reste du temps on peut engager une discussion plus libre.
Attribution des rôles pour les groupes « Scribes ».
1 animateur·ice gère la distribution et le temps de parole.
1 à 3 secrétaires prennent des notes.
Les autres proposent des éléments de réponse à la question à tour de rôle.
Une fois le tour fini, s'il reste du temps on peut engager une discussion plus libre.
Questions
Proposez un ou plusieurs exemples relevant de la dénomination Green IT 1.0, d'autres relevant de Green IT 1.5 et d'autres relevant de Green IT 2.0.
Dans le domaine du numérique, exprimez des études d'impact qui peuvent être menées grâces à de l'ACV, d'autres pour lesquels l'ACV est insuffisante, et d'autres enfin, pour lesquelles elle est inopérante.
Proposez des projets ou des moyens de faciliter et rendre plus précis la mesure des impacts environnementaux des produits numériques.
Critiquez les facteurs d'impact présentés en cours, et proposez des modifications (ou une nouvelle liste de facteurs) pour les compléter et répondre à vos critiques.