Le numérique : des impacts environnementaux multiples

Nous sommes actuellement en prise avec une grave crise climatique dont l'origine anthropique est attestée. Notre planète est en effet limitée. C'est à dire que ces ressources naturelles sont limitées. Par exemple, elle est limitée en minerais, en métaux, en eau douce, en surfaces émergées ou encore en ressources non renouvelables. Ces limites reposent sur des équilibres complexes et fragiles que nous sommes en train de modifier profondément. Le réchauffement climatique est un exemple de ces équilibres qui sont nécessaires à la vie humaine sur la planète et au maintien des écosystèmes qu'elle abrite. En 2015, avec les accords de Paris, nous nous sommes fixés comme objectifs de limiter le réchauffement climatique à 2°C au-dessus des températures pré-industrielles c'est à dire d'avant 1900. Malheureusement, nous sommes en train de dévier de cet objectif. Mais notre trajectoire actuelle ne doit pas nous faire perdre de vue l'objectif principal qui est de garantir un niveau de vie décent et équitable. Dans ce contexte général, le numérique est souvent présenté comme faisant partie de la solution aux problèmes climatiques. En effet, il permet d'optimiser les transferts et le stockage de données, de modéliser finement les interactions entre systèmes complexes, de simuler des problèmes de grande taille avec un nombre très conséquent de paramètres et de calculer des trajectoires et des scénarios prospectifs par exemple. Cependant, le numérique fait assurément partie du problème, à la fois par ces effets directs et ces effets indirects. Les conséquences environnementales de nos activités humaines peuvent être estimées grâce à de nombreuses indicateurs. Un des indicateurs les plus employés reste l'empreinte de carbone, qui permet d'exprimer le potentiel de réchauffement climatique en incluant les émissions de tous les gaz à effet de serre. Chaque équipement informatique, que ce soit un smartphone, un serveur d'un centre de calcul ou un routeur, au cœur d'un réseau de communication, chaque équipement informatique a des impacts environnementaux tout au long de son cycle de vie. Lors de sa conception, le plus souvent aux États-Unis ou en Asie du Sud-Est, lors de l'extraction et la transformation des matières premières, en Asie du Sud-Est, en Australie, en Afrique Centrale et en Amérique du Sud, lors de la fabrication des principaux composants en Asie, aux États-Unis et en Europe, lors de l'assemblage de ces composants en Asie du Sud-Est, lors du transport jusqu'aux acquéreurs et acquéreuses, puis lors de l'utilisation et enfin lors de l'étape de fin de vie de ces équipements. Actuellement, le consensus scientifique est que le numérique, sur l'ensemble de son cycle de vie, représente 2 à 4% de l'empreinte carbone mondiale. Ces chiffres ont été exposés dans une étude publiée en 2021 par des collègues académiques britanniques. leur publication rassemble les études sur ce sujet des années précédentes, et elle tient compte de leurs différences méthodologiques, de leurs différences de périmètre, et de leur temporalité, pour obtenir cette fourchette entre 2 et 4%. A titre de comparaison, le GIEC estimait que l'aviation civile représentait 2,4% de l'emprunt carbone mondial en 2018. Ainsi, le numérique serait au moins aussi problématique pour les émissions de gaz à effet de serre, que l'aviation civile. En France, notre électricité est peu carbonée du fait de la forte présence du nucléaire dans notre mix électrique. Ainsi, l’empreinte carbone en phase usage des équipements numériques français est faible. Cependant, la consommation électrique est, elle, importante. L’ADEME, l’Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie, et l’ARCEP, l'autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse, ont publié une étude conjointe qui indique que le numérique représentait 11% de la consommation électrique française en 2020, soit 52 TWh sur cette année. Cette étude indique aussi que cette consommation devrait augmenter de 80% d'ici à 2050. Lors de sa sortie, cette étude a été critiquée. En effet, elle prend bien en compte l'ensemble du cycle du vie des équipements informatiques, mais uniquement de ceux qui sont présents sur le territoire français. Elle ne prend pas en compte les serveurs des centres de calculs qui sont situés à l'étranger et utilisés par des personnes en France. Pourtant, ces serveurs et ces centres de calculs sont nombreux et liés à la consommation numérique française. C'est pourquoi en 2025, l’ADEME et l’ARCEP ont publié une nouvelle étude en tenant compte de ces infrastructures à l'étranger et utilisées depuis la France. La consommation électrique du numérique passe alors à 65 TWh en 2020, au lieu de 52 TWh initialement estimés, soit 25% de consommation annuelle en plus. L'empreinte carbone des équipements informatiques tout au long de leur cycle de vie dépend de multiples facteurs : de leur durée du vie, du mix électrique utilisé lors de chaque phase, des matériaux employés et de leur méthode d'extraction, ou encore des moyens de transport utilisés dans les différentes phases du cycle de vie. Il est donc difficile d'obtenir une empreinte carbone par équipement. Cependant, pour les équipements des utilisateurs, tel que les smartphones, les ordinateurs portables ou les télévision connectées, la phase de fabrication est largement prépondérante pour la plupart des indicateurs environnementaux. Par exemple, le réchauffement climatique, l'acidification des océans, la destruction de l’ozone stratosphérique, ou encore l'impact de la toxicité humaine. Ainsi, pour un smartphone utilisé en France, ses principaux impacts environnementaux, ont lieu hors de France, lors des phases de fabrication, d'extraction des matières premières et d'assemblages des composants. Face à des impacts environnementaux, on pourrait être tenté de penser que le numérique va s'en sortir, car son efficacité énergétique s’améliore année après année, depuis toujours. Par exemple, on peut comparer les performances extrêmes entre l'ENIAC, qui était le premier ordinateur entièrement électronique en 1946, et El Capitan, le super ordinateur le plus puissant du monde en 2025, et qui se trouve aux États-Unis. Entre ces deux ordinateurs, en près de 80 ans, les performances de calcul ont été améliorées de 15 ordres de grandeur, tandis que la consommation électrique n'a elle augmenté que de 2 ordres de grandeur. On a donc fait des progrès considérables en efficacité énergétique. Mais ces efforts ont été rattrapés par des effets indirects nombreux, une prolifération des équipements numériques, une accélération de leur taux de renouvellement, une explosion des usages et des consommations de données et enfin une numérisation de tous les secteurs. La consommation électrique liée au numérique a donc elle aussi considérablement augmenté en 80 ans, tout comme les autres impacts environnementaux du numérique. Mais ils sont à leur actuelle assez peu quantifiés. Ainsi, optimiser l’efficacité énergétique du numérique ne suffit pas à réduire sa consommation. Au contraire, cela participe même à l'accélérer. Il devient donc urgent de redéfinir les usages et de réorienter les besoins en numérique en lien avec les enjeux planétaires. C'est ce que l'on nomme la sobriété numérique, un numérique qui permet de garantir un niveau de vie, décent et équitable pour toutes et tous. C'est actuellement un des enjeux majeurs de la recherche en sciences informatiques.