Green computing

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Le Green computing[1], ou Green IT[2], ou Green information technology[3],[4],[5] ou informatique verte[6] est un concept qui désigne un état de l'art informatique qui vise à réduire l'empreinte écologique, économique, et sociale des technologies de l'information et de la communication (TIC). Il s'agit d'une manière globale et cohérente de réduire les nuisances rencontrées dans le domaine des équipements informatiques et ce, « du berceau jusqu'à la tombe » de chaque équipement : soit aux différents stades de fabrication, d'utilisation (consommation d'énergie) et de fin de vie (gestion/récupération des déchets, pollution, épuisement des ressources non renouvelables). Ce concept s'inscrit plus largement dans la notion d'informatique éco-responsable » ou développement durable[7].

Le Journal officiel français du 12 juillet 2009 donne « éco-TIC » comme équivalent de « Informatique verte ». Selon la définition qu'il en donne, les « écotechniques de l'information et de la communication » sont des techniques de l'information et de la communication dont la conception ou l'emploi permettent de réduire les effets négatifs de l'activité humaine sur l'environnement[8].

Le Journal officiel précise que « la réduction des effets négatifs de l'activité humaine sur l'environnement tient à la diminution de la consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre qui résulte du recours aux écotechniques ou à la conception même de ces techniques, qui s'attache à diminuer les agressions qu'elles pourraient faire subir à l'environnement au cours de leur cycle de vie ».

Origine[modifier | modifier le code]

La démarche d'informatique éco-responsable est récente. Historiquement, elle n'est pas liée au programme Energy Star, lancé en 1992 aux États-Unis pour des raisons purement économiques. C'est le cabinet de conseil Gartner qui a popularisé le terme en 2007. L'informatique éco-responsable est une tendance industrielle importante des techniques de l'information et de la communication, avec de très nombreuses recherches menées sur ce sujet. C'est une préoccupation sensible des centres de données, pour qui la facture énergétique augmente fortement (x2 entre 2000 et 2005[9]) avec la forte croissance de la puissance de calcul installée. (La plupart des entreprises – IT Google, Apple, etc. – communiquent sur le sujet). L'enjeu est à la fois économique et lié à l'image de ces entreprises.

Constats, ordres de grandeur[modifier | modifier le code]

Toxicité et éco-toxicité[modifier | modifier le code]

Les premiers impacts négatifs directs des équipements informatiques surviennent lors de l'extraction des ressources minérales et de la a fabrication des composants électroniques qui formeront les ordinateur, smartphone, écran, etc. Parmi ces impacts figurent la consommation de terres rares et métaux précieux (épuisement des ressources non renouvelables), et la dispersion dans l'environnement de produits toxiques et/ou écotoxiques.

Dans un second temps adviennent la consommation électrique puis viennent les effets du traitement des produits informatiques en fin de vie (déchets électroniques). Des émissions de gaz à effet de serre, directes ou indirectes sont induites à ces trois stades.

Consommation énergétique[modifier | modifier le code]

L'informatique au sens large consomme une quantité importante d'énergie électrique et contribue aussi à l'augmentation de l'effet de serre. A titre d'exemple, une estimation récente porte à 2% les émissions mondiales directe des TIC avec au Royaume-Uni près de 10% de consommation totale d'électricité au Royaume-Uni avec une demande pour de stockage qui a augmenté de 50% par an ces dernières années (rapport McKinsey), plus vite que ne baisse le coût de stockage par unité. Parallèlement à l'efficacité énergétique des bâtiments et des véhicules, il faut donc aussi améliorer l'efficacité énergétique des PC, des serveurs et des onduleurs et objets connectés.

Les enjeux financiers de l'informatique éco-responsable sont donc très importants. Par exemple l'objectif d'une consommation électrique réduite de 50% correspondrait à une économie réelle (ou attendue) du d'environ 5,5 milliards de dollars (et la non-émission de 7 millions de tonnes de CO2 en 3 ans) selon une enquête faite auprès des membres de l'initiative Climate Savers Computing Initiative (12% ayant répondu)[10].

Le secteur déploie donc des efforts de communication sur le thème de l'efficacité énergétique des équipements, parfois à la limite de l'écoblanchiment (en anglais greenwashing).

  • Un calcul fait en 2009[11] montrait que le seul fait de complètement éteindre les ordinateurs la nuit dans une entreprise possédant 10 000 PC équivalait à une économie annuelle de $ 260 000 et 1 871 tonnes d'émissions de CO2.
    Les techniques de l'information et de communication (TIC) consomment 13,5 % de l'électricité en France. Elles sont responsables de 5 % des émissions de CO2 du pays.
  • La consommation électrique des micro-ordinateurs augmente de 5 % tous les ans.[réf. nécessaire]
  • L’électricité représente 10 % du budget des DSI.[réf. nécessaire]
  • La facture électrique des ordinateurs (sur leur durée de vie) est désormais supérieure au coût d’achat[réf. nécessaire].
  • Entre 2000 et 2005, la consommation électrique des centres d'exploitation a doublé dans le monde[9].

Un rapport de l'Agence internationale de l'énergie, publié le 2 juillet 2014, attire l'attention sur la consommation croissante des appareils de l'économie numérique, ordinateurs, tablettes, smartphones, objets connectés divers : 14 milliards d'appareils connectables en 2013, 50 milliards prévus en 2020, 100 milliards en 2030 et 500 milliards en 2050 ; leur demande d'électricité est passée de 420 TWh en 2008 (égale à la consommation d'électricité de la France) à 616 TWh en 2013 ; si rien n'est fait pour maitriser cette demande, elle devrait atteindre 1 140 TWh/an en 2025, plus que la consommation totale réunie du Canada et de l'Allemagne. Or la majeure partie de cette consommation se produit pendant les périodes de « veille » des appareils ; en fait, le terme de « veille » est trompeur, car jusqu'à 80 % de leur consommation sert uniquement à maintenir leur connexion au réseau. L'étude évalue à 60 % les gains de consommation réalisables par l'application des meilleurs solutions technologiques disponibles, sans perte de performance ; en particulier, des appareils tels que la télévision ou l'électroménager pourraient très bien réduire leur consommation à des niveaux très faibles en-dehors des périodes où ils sont utilisés ; le potentiel d'amélioration de l'efficacité énergétique des appareils électroniques d'ici 2020 est évalué à 600 TWh/an, équivalent à la production de 200 centrales au charbon de taille moyenne. Un grand nombre d'actions peuvent y contribuer, mais en l'absence d'incitation économique forte, l'intervention politique est essentielle ; l'étude inventorie en détail les mesures à prendre[12].

Gaspillage de ressources[modifier | modifier le code]

Le second constat pointe que l'utilisation des capacités installées est rarement optimale :

  • Le Taux d'utilisation moyenne d'un serveur est < 6 % (pour 30 % des machines installées, < 3 %), mais les chiffres varient : d'autres sources indiquent un taux d'utilisation moyen d'un serveur autour de 20 %, en raison des différences entre types de serveurs : 5 à 10 % sur serveurs Intel, 20 % sous Unix, entre 50 à 60 % sur serveurs IBM et plus de 90 % sur grands systèmes, la moyenne donnant environ 20 %)[13].
  • Le Taux d'utilisation d'un centre d'exploitation est en moyenne à 56 % de son potentiel[14].

Création de déchets[modifier | modifier le code]

Le troisième constat est que l'informatique génère une quantité importante de déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) toxiques chaque année.

  • 50 millions de tonnes au niveau mondial en 2010, 75 millions de tonnes en 2014. En France, cela représente plus de 24 kg de déchets par an et par habitant, dont moins de 15 % sont collectés et recyclés.

Mise en œuvre[modifier | modifier le code]

La mise en œuvre pratique d'une démarche d'informatique éco-responsable passe par plusieurs étapes :

  • Comprendre et mesurer des phénomènes physiques à l'oeuvre dans les systèmes informatiques (fonctionnement, systèmes de veille...)
  • étudier les phénomènes d'obsolescence propres au domaine de l'informatique et des objets connectés
  • corréler les consommation d'énergie avec des scénarios d'utilisation opérationnelle des équipements.
  • produire des équipements éco-conçus et évaluer leurs performances réelles

Pour pouvoir comparer et reproduire ces mesures, elles doivent reposer sur un modèle partagé et si possible normalisé (On a d'abord comparé les spécifications techniques de consommation émanant des fournisseurs équipements, mais outre que les données techniques et les contextes d'emploi utilisés pour obtenir ces chiffres différaient d'un constructeur à l'autre, certains biais pouvaient parfois être introduits pour des raisons commerciales. De plus les conditions d'usage d'un matériel peuvent aussi modifier sa consommation d'énergie et son bilan énergétique et environnemental).

Normes, labels et indicateurs[modifier | modifier le code]

L'éco-conception informatique vise à rendre le cycle de processus de fabrication, utilisation et recyclage ou destruction moins toxiques et plus sobre en énergie. Ceci passe notamment par des normes de management environnemental (ex : EN/ISO ou EMAS) et les initiatives éco-responsables de certains secteurs industriels ou entreprises (ex : projet Climate Savers Computing Initiative ou CSCI, qui a ensuite rejoint le Green Grid, ou encore en France le plan de cinq ans lancé fin 2014 par l’ITU (Union internationale des télécommunications ou International telecommunication Union de réduction avant 2020 de 50 % de la quantité de déchets d’équipements électriques et électroniques et d'autant (30 %) les émissions de gaz à effet de serre associés au secteur des télécoms)[15].

L'indicateur d'efficacité énergétique (en anglais Power Usage Effectiveness ou PUE) d'un centre d'exploitation est le ratio de l'énergie totale consommée par le centre d'exploitation divisé par l'énergie effectivement utilisée par les équipements informatiques. En 2010, le PUE moyen d'un centre de données Tier-3 est compris entre 2,5 et 2,7 selon l'échelle-écologie (green grid). Mais certains acteurs parviennent à descendre en dessous de 1,3 pour des centres de données Tier-1.

En 2011, le centre d'exploitation le plus performant au monde était le HP EcoPOD, avec un PUE de 1,05[16].

Exemples[modifier | modifier le code]

  • L'allongement de la durée d'utilisation des équipements informatiques pour « amortir » leur énergie grise et les nuisances liées à la fabrication et à la fin de vie du matériel.
  • L'utilisation de logiciels automatisant les fonctionnalités de mise en veille et d'extinction des machines hors utilisation évitant les gaspillages liés aux usages utilisateurs. Un PC allumé inutilement coûterait 19 à 30 euros par an.
  • La virtualisation de serveurs qui permet un meilleur taux d'utilisation des plateformes matérielles, dont pour le calcul scientifique[17].
  • L'optimisation de la climatisation des centres d'exploitation qui est un poste important de dépenses.
  • L'utilisation des dégagements de chaleur : certains centres récupèrent la chaleur des unités centrales pour chauffer les locaux.
  • La réduction des volumes d'impression.
  • L'intégration des systèmes informatiques dans les smartgrids et processus de bâtiments positifs en énergie, via des automates programmables[18] puis l'utilisation de modèles prévisionnels[19] et/ou des systèmes d'intelligence artificielle.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Hooper, A. (2008). Green computing. Communication of the ACM, 51(10), 11-13.
  2. Frédéric Bordage, Philippe Tassin, Système d'information et développement durable - Green IT, Hermès-Lavoisier.
  3. Jenkin, T. A., Webster, J., & McShane, L. (2011). An agenda for ‘Green’information technology and systems research. Information and Organization, 21(1), 17-40 (résumé).
  4. Mithas, S., Khuntia, J., & Roy, P. K. (2010). Green Information Technology, Energy Efficiency, and Profits: Evidence from an Emerging Economy. In ICIS (p. 11).
  5. Bai, C., & Sarkis, J. (2013). Green information technology strategic justification and evaluation. Information Systems Frontiers, 15(5), 831-847 (résumé).
  6. Abadie J (2010) Technologie Le défi de l'informatique verte. Recherche, 41(444), 64
  7. Berthoud, F., Pons, J. L., Drezet, E., & Louvet, V. (2007) Comment se diriger vers une informatique durable?. Actes du JRES.
  8. Communication de la Commission générale de terminologie et de néologie.
  9. a et b (en) Jonathan G. Koomey, ESTIMATING TOTAL POWER CONSUMPTION BY SERVERS IN THE U.S. AND THE WORLD, February 15, 2007 [PDF].
  10. The Climate Savers Computing Initiative (CSCI)  ; Key facts, Smart 2020, consulté 2015-03-06
  11. 1E PC Energy Report (2009)
  12. (en)More Data, Less Energy: Making Network Standby More Efficient in Billions of Connected Devices, Agence internationale de l'énergie, 2 juillet 2014.
  13. Nicolas Sekkaki (IBM France) : "Nous espérons réduire de 42 % la consommation d'énergie de nos centres de données", interview de Nicolas Sekkaki, DG de IBM Global Technology Services France, LeJournalduNet, 16-05-09.
  14. Les datacenters véritables gâchis énergétiques - François Lambel, LeMondeInformatique.fr, 2 mai 2008
  15. Deux fois moins de déchets électroniques d’ici 5 ans ?, brève de Frédéric Bordage, publiée 30/01/2015, consultée 06-03-2015
  16. HP EcoPOD, le centre de données toujours plus vert
  17. Gerat L (2009). Technologies - Informatique verte - Le calcul scientifique se met au" vert". Recherche, 40(432), 42.
  18. Thiers, S. (2008). Bilans énergétiques et environnementaux de bâtiments à énergie positive (Doctoral dissertation, École Nationale Supérieure des Mines de Paris).
  19. Martel, P., Giroux, M., & Blain, D. (1971). http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/ecop_0338-4217_1971_num_4_1_1912Modèles prévisionnels à court terme]. Statistiques et études financières, 4(1), 17-30.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Abadie J (2010) Technologie Le défi de l'informatique verte. Recherche, 41(444), 64.
  • Frédéric Bordage Éco-conception web : les 100 bonnes pratiques, Eyrolles.
  • Olivier Philippot, Frédéric Bordage, Thierry Leboucq, Green Patterns : Manuel d'éco-conception des logiciels, Green Code Lab.
  • Fabrice Flipo, Anabelle Boutet, Laura Draetta, François Deltour, Écologie des infrastructures numériques, Hermès-Lavoisier.
  • Frédéric Bordage, Philippe Tassin, Système d'information et développement durable - Green IT, Hermès-Lavoisier.
  • Olivier Philippot, Green IT : Gérez la consommation d'énergie de vos systèmes informatiques, Éditions ENI.
  • Adrien Procheron, Christophe Corne, Pénélope Guy, James Pravia, Green IT - Les meilleures pratiques pour une informatique verte, Dunod.
  • Fabrice Flipo, Marion Deltour, Michelle Dobré, Marion Michot, Peut-on croire aux TIC vertes ?, Presses des Mines, Paris, 2012
  • Corn, C. (2009) Green IT: les meilleures pratiques pour une informatique verte. Dunod.
  • Lefèvre L & Dumé B (2012) L'émergence du Green-IT, pour une informatique plus verte. Collection" 20 ans d'avancées et de perspectives en sciences du numérique" par les chercheurs d'équipes Inria de Grenoble et Lyon., 2-p (résumé/HAL).

Liens externes[modifier | modifier le code]