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TELEDOC 792 BATIMENT NECKER 120, RUE DE BERCY 75572 PARIS CEDEX 12 2019/02/CGE/

TELEDOC 792 BATIMENT NECKER 120, RUE DE BERCY 75572 PARIS CEDEX 12 2019/02/CGE/SG/TS Décembre 2019 Réduire la consommation énergétique du numérique Rapport à Monsieur le Vice-président du Conseil Général de l’Economie établi par Mireille CAMPANA Ingénieur Général des Mines Jean CUEUGNIET Ingénieur Général des Mines Michel SCHMITT Ingénieur Général des Mines Cédric SIBEN Ingénieur Général des Mines 2 Réduire la consommation énergétique du numérique V14/11 Réduire la consommation énergétique du numérique 3 SOMMAIRE SYNTHESE .................................................................................................................................... 6 TABLE DES RECOMMANDATIONS .................................................................................................. 8 1 INTRODUCTION ..................................................................................................................... 11 1.1 Avant-propos ............................................................................................................................ 11 1.2 Méthodologie de l’étude .......................................................................................................... 12 1.2.1 Le périmètre du numérique : un focus sur la consommation énergétique .............................. 12 1.2.2 La méthode de travail ............................................................................................................... 14 2 LA CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE DU NUMÉRIQUE EN France ............................................. 15 2.1 La place du numérique dans l’équipement français ................................................................ 15 2.2 L’approche de la consommation du numérique en France...................................................... 15 2.2.1 Les parcs d’équipements .......................................................................................................... 15 2.2.2 Les usages ................................................................................................................................. 16 2.2.3 Les consommations .................................................................................................................. 16 2.2.4 Le passage à la consommation électrique globale. .................................................................. 17 2.2.5 Conversion en émission de CO2 ................................................................................................ 17 2.3 Le parc du numérique............................................................................................................... 18 2.3.1 Le parc de smartphones ............................................................................................................ 18 2.3.2 Le parc de téléviseurs ............................................................................................................... 20 2.3.3 Le parc d’ordinateurs ................................................................................................................ 21 2.3.4 Le parc de tablettes .................................................................................................................. 24 2.3.5 Le parc de box ........................................................................................................................... 25 2.3.6 Les réseaux ................................................................................................................................ 26 2.3.7 Le parc d’imprimantes .............................................................................................................. 26 2.3.8 Le parc des serveurs/data centers ............................................................................................ 27 2.4 L’impact énergétique de la phase d’utilisation en France ....................................................... 30 2.4.1 Smartphones ............................................................................................................................. 30 2.4.2 Téléviseurs ................................................................................................................................ 32 2.4.3 Ordinateurs ............................................................................................................................... 33 2.4.4 Tablettes ................................................................................................................................... 35 2.4.5 Imprimantes .............................................................................................................................. 36 2.4.6 Box .................................................................................................................................... 36 2.4.7 Réseaux .................................................................................................................................... 38 2.4.8 Serveurs et data center ............................................................................................................. 42 2.4.9 Autres dispositifs....................................................................................................................... 43 4 Réduire la consommation énergétique du numérique V14/11 2.4.10 Le total de la consommation électrique et des émissions de CO2 ............................................ 44 2.5 Le cycle de vie des matériels .................................................................................................... 45 2.5.1 L’impact énergétique de la phase de production ..................................................................... 45 2.5.2 La gestion des déchets numériques .......................................................................................... 47 3 L’ÉVOLUTION DE L’EMPREINTE ÉNERGÉTIQUE DU NUMÉRIQUE EN FRANCE ............................ 48 3.1 La croissance passée ................................................................................................................. 48 3.1.1 Rappel des évaluations du rapport CGTI de 2008 ..................................................................... 48 3.1.2 L’évolution de l’empreinte énergétique de 2008 à 2018 ......................................................... 49 3.2 La croissance prévisible ............................................................................................................ 55 3.2.1 Les études prospectives au niveau mondial ............................................................................. 55 3.2.2 L’étude au niveau France de l’association Negawatt ............................................................... 58 3.2.3 Prospective au niveau France avec une méthodologie propre ................................................ 59 3.3 Les leviers d’action ................................................................................................................... 71 3.3.1 L’écoconception ........................................................................................................................ 71 4 LE CADRE REGLEMENTAIREE .................................................................................................. 74 4.1 Introduction .............................................................................................................................. 74 4.2 Empreinte globale du numérique............................................................................................. 74 4.3 Les data centers ........................................................................................................................ 75 4.4 Les réseaux ............................................................................................................................... 75 4.5 Les terminaux (Utilisation et production) ................................................................................ 76 4.6 Réutilisation et recyclage : ....................................................................................................... 77 4.6.1 Favoriser la réparation et la réutilisation : réglementation sur l’obsolescence programmée.. 77 4.6.2 Limiter les ressources consommées : loi sur l’économie circulaire .......................................... 77 5 Recommandations ................................................................................................................. 79 5.1 Un corpus de données à établir ............................................................................................... 79 5.2 Sensibilisation et information des usagers ............................................................................... 80 5.3 Ecoconception des matériels, logiciels et services ................................................................... 82 5.4 Un Etat exemplaire ................................................................................................................... 83 ANNEXES ................................................................................................................................... 86 Annexe 1 : Lettre de mission ............................................................................................................ 87 Annexe 2 : Liste des acronymes utilisés ........................................................................................... 89 Annexe 3 : Liste des personnes rencontrées ou interrogées ........................................................... 90 Annexe 4 : Consommation 2018 estimée à partir des usages ......................................................... 92 Annexe 5 : Quelques valeurs de consommation électriques et d’ACV issues de l’Ademe .............. 93 Annexe 6 : Les discussions sur les ECV des data centers ................................................................. 96 Annexe 7 : Quelques extraits du rapport CGTI de 2008 (aspects gains liés aux TIC) ....................... 98 Réduire la consommation énergétique du numérique 5 Annexe 8 : Allonger la durée de vie versus gain d’efficacité énergétique ....................................... 99 Annexe 9 : Séries Observatoire de l’équipement des foyers en audiovisuel ................................. 101 Annexe 10 : Consommations unitaires d’autres dispositifs ........................................................... 103 Annexe 11 : Comparaison des prévisions de la consommation mondiale liée aux usages du numérique .............................................................................................................................. 105 Annexe 12 : Le cadre réglementaire .............................................................................................. 114 6 Réduire la consommation énergétique du numérique V14/11 SYNTHESE Le sujet de la sobriété énergétique du numérique a été le thème de l’année 2019 de la section Technologie et société du CGE. La mission a travaillé sur la base d’auditions et de compilations de documents, et a effectué plusieurs présentations en section CGE et au collège Energie Climat CGE- CGEDD. Elle s’est limitée à l’analyse des produits et services Télécom et informatique en France, sans chercher à analyser l’ensemble de l’électronique et s’est focalisée sur l’aspect énergétique, à la fois sur la consommation électrique lors de l’usage des produits, et sur l’impact lié à la production des produits. La mission s’est efforcée de mesurer l’impact des TIC en 2018, et notamment son évolution depuis le rapport CGTI/ CGEDD/ ARCEP de 2008. La documentation disponible est assez fournie sur le niveau mondial (études The Shift Project, AIE, ANDRAE…) mais les auteurs ne détaillent pas toujours leurs calculs qui font appel à des données propriétaires des constructeurs. La restriction au cas français a été relativement complexe, les statistiques de vente et de parc n’étant pas toujours publiques, et par ailleurs, des incertitudes fortes existent sur le contenu en CO2 (empreinte production) des produits importés. Sur le segment étudié (Télécom, informatique), la mission estime la consommation annuelle à environ 36 TWh électriques, soit la production de 6 tranches nucléaires, en légère baisse (de l’ordre du pourcent par an) à assiette égale depuis 2008. La sensibilisation de la fin des années 2000 sur le sujet, les travaux de la commission européenne (règlement sur les veilles…), et les efforts d’efficacité énergétique sur les produits (téléviseurs LED, ordinateurs portables plutôt que fixes) ont porté leurs fruits, et par ailleurs on atteint en France un taux d’équipement proche de 100% sur certains produits conduisant parfois à une légère baisse du parc d’équipements. Néanmoins, la consommation des réseaux et des data centers est en hausse régulière. Sur les émissions de CO2, la mission confirme que l’impact usage (3 Mt) est nettement inférieur à l’impact lié à la production des équipements (8 Mt) en raison de l’électricité très décarbonée de la France. Malgré une forte incertitude sur le contenu CO2 des produits et des évaluations différant d’un facteur deux ou trois entre les sources, la mission estime que la tendance à la baisse depuis 2008 est avérée. Sur l’évolution future, il est difficile de faire la part des choses entre plusieurs tendances contradictoires. - Le marché atteint la saturation sur les équipements traditionnels (téléviseurs, ordinateurs, smartphones…) pour lesquels on atteint un palier en termes de performances souhaitées par l’utilisateur ; et il est toujours difficile de prévoir les nouveaux services qui pourraient avoir un impact fort sur la consommation - Un certain consensus s’établit néanmoins sur le fait que le trafic va continuer à croitre sur les réseaux. Les études mondiales (Cisco, The Shift Project), ou françaises (opérateurs Telecom) prédisent une croissance exponentielle des volumes de données transmises, notamment de la vidéo. - A contrario, les progrès technologiques faits sur les réseaux sont significatifs avec un gain d’un facteur 10 par génération de mobiles et un gain d’un facteur 100 ou plus avec la fibre. Les data centers permettent des économies d’échelle et sont plus optimisés que les petites salles de serveurs qu’ils remplacent. Les réseaux (avec les data centers et les box) constituent maintenant plus de 40% de la consommation électrique liée à l’usage, donc leur croissance est un élément clef de la prévision énergétique. La juxtaposition d’un taux de croissance de 25% des données et de 10% de l’efficacité Réduire la consommation énergétique du numérique 7 énergétique conduit The Shift Project à prédire une explosion de la consommation électrique mais une légère variation d’un taux peut changer complètement la prévision. La mission est donc restée prudente sur les perspectives de croissance de l’impact énergétique des TIC, estimant plutôt que les progrès techniques sur les réseaux compensent l’accroissement des volumes et que la baisse de la consommation des équipements entrainera une baisse globale de la consommation totale. L’avenir est lié aux nouveaux usages qui peuvent faire la différence entre croissance et sobriété, entre des TIC « gaspilleurs » et des TIC instruments du développement durable. La mission formule donc un certain nombre de recommandations en vue de favoriser les usages les plus sobres du numérique: - Mieux sensibiliser les utilisateurs à l’impact des TIC, notamment par l’affichage obligatoire des performances énergétiques des produits. Il convient d’être vigilants sur la promotion de nouveaux produits et services: si un individu ne peut pas passer plus de 24 h par jour devant un écran, il peut en revanche télécharger de nombreux films ou images de vidéosurveillance qu’il ne regardera pas ou visionner des vidéos en 4K sur un écran d’un mètre, avec aucune différence visible par rapport à un visionnage HD voire SD. La 5G permettra le Cloud gaming, mais ce service sera beaucoup plus gourmand que le jeu uploads/Ingenierie_Lourd/ consommation-energique-numerique.pdf