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Pour une transition numérique écologique

24 juin 2020 : Pour une transition numérique écologique ( rapport d'information )

B. EN AMÉLIORANT PLUS ENCORE LA SOBRIÉTÉ DES RÉSEAUX, RESPONSABLES DE 5 % DE L'EMPREINTE CARBONE DU NUMÉRIQUE EN FRANCE

1. Atteindre les objectifs du plan France très haut débit pour améliorer la connectivité fibre, réseau le moins énergivore

En 2019, les réseaux ont consommé 11,1 TWh d'énergie primaire, phase amont et phase utilisation confondues, et émis environ 0,7 MtCO2eq. Ils ne représentent donc que 5 % de l'empreinte carbone du numérique en France.

La part particulièrement faible des réseaux dans l'empreinte carbone du numérique en France (5 % contre 22 % à l'échelle mondiale selon le GreenIT.fr78(*)) s'explique une nouvelle fois par le caractère peu carboné de l'électricité française. Cette variable joue un rôle encore plus important que pour les centres informatiques. En effet, à l'inverse des émissions des data centers, les émissions des réseaux sont presque intégralement domestiques : seulement 1,75 % des émissions des réseaux associés aux usages français proviennent de l'étranger, même si l'étude commandée par la mission d'information reconnaît que ce chiffre est probablement sous-évalué79(*).

Malgré la hausse rapide du volume de données échangées80(*), la consommation d'électricité des réseaux en France est demeurée quasiment constante sur la période 2015 à 2019. Cette stabilité s'explique principalement par les gains d'efficacité des réseaux, fixes et mobiles. Pour ces derniers, les nouvelles générations, qui supplantent progressivement les anciennes, présentent une efficacité électrique nettement améliorée. L'étude commandée par la mission d'information évalue ainsi l'efficacité électrique de la 2G à 4,60 TWh/EB, contre 2,14 TWh/EB pour la 3G et 0,09 TWh/EB pour la 4G.

D'après le scénario central de l'étude, la consommation d'énergie primaire des réseaux en France pourrait passer de 11,1 TWh en 2019 à 13,3 TWh en 2025 et 19,4 TWh en 2040 (soit + 75 %). Les émissions de gaz à effet de serre des réseaux augmenteraient plus lentement, de 696 milliers de tCO2eq en 2019, à 746 milliers de tCO2eq en 2025 et 932 milliers de tCO2eq en 2040 (+ 34 %). Selon ce scénario, s'appuyant sur une trajectoire médiane d'évolution de l'intensité carbone de l'électricité en France, les gains d'efficacité énergétique ne permettraient pas de compenser l'augmentation importante du volume de données échangées. La mission d'information note cependant que le scénario bas prévoit quant à lui une baisse de moitié de l'empreinte carbone des réseaux d'ici 2040. Considérant que cette évolution est peu plausible car s'appuyant sur une conjonction d'hypothèses optimistes, la hausse de l'empreinte carbone des réseaux semble aujourd'hui plus probable.

En ce qu'il doit permettre d'ici 2025 d'assurer la couverture intégrale de notre pays par la technologie réseau la moins énergivore - la fibre - le plan France très haut débit constitue un premier outil à disposition des pouvoirs publics pour limiter la hausse probable de l'impact environnemental des réseaux dans les années à venir.

La mission d'information n'ignore pas les risques d'effets rebonds associés à la migration vers une technologie plus sobre. En effet, le déploiement de la fibre permettant l'accès à une connexion très haut débit provoque inévitablement une augmentation des usages et des données transitant sur le réseau.

La mission considère néanmoins qu'assurer une meilleure couverture du territoire en fibre, c'est limiter les risques de report sous-optimal des usages vers des technologies mobiles beaucoup plus énergivores, comme la 3G et ou la 4G, comme on a pu l'observer pendant la période de confinement dans les territoires mal desservis par la fibre.

Proposition n° 23 : Atteindre les objectifs du plan France très haut débit pour améliorer la connectivité fibre, réseau le moins énergivore.

2. Engager une réflexion pour réduire la consommation électrique des box

Les opérateurs doivent également engager des efforts pour réduire la consommation énergétique des box installées chez leurs abonnés. Un travail doit être mené par les opérateurs pour développer des technologies de mise en veille automatique des box, qui pourraient facilement être généralisées à une échéance fixée par l'Arcep. La généralisation de ces technologies serait facilitée par le fait que les opérateurs sont propriétaires des box de leurs abonnés.

Les opérateurs et le régulateur doivent également engager des travaux tendant à mutualiser ces équipements dans les habitats collectifs.

Proposition n° 24 : Engager une généralisation des technologies de mise en veille des box Internet et une mutualisation de ces équipements dans les habitats collectifs.

3. Évaluer l'empreinte environnementale de la 5G

Alors que les enchères permettant de lancer le déploiement de la 5G devraient avoir lieu en septembre prochain81(*), la mission d'information regrette qu'aucune évaluation de l'impact environnemental de cette nouvelle technologie mobile n'ait encore été mise à disposition du public et des parlementaires.

Devant la commission de l'aménagement du territoire et du développement durable, le président de l'Ademe, Arnaud Leroy, a également « réclamé (...) une étude d'impact environnemental sérieuse sur le déploiement de la 5G », affirmant par ailleurs n'avoir pas eu pour l'heure « la démonstration (...) de son impact positif sur la société »82(*).

Faute de pouvoir s'appuyer sur une véritable étude d'impact, la mission d'information a invité l'ensemble des parties à présenter leurs arguments lors des auditions et consultations menées depuis janvier.

Côté pile, les opérateurs mettent en avant les gains d'efficacité énergétiques permis par la 5G. Selon Orange, « pour acheminer 1 Go de donnée, la 5G utilisera 2 fois moins d'énergie que la 4G à son lancement, 10 fois moins d'énergie à horizon 2025, 20 fois moins d'énergie à horizon 2030 ». Ce sont notamment les antennes intelligentes « MIMO » qui amélioreront l'efficacité énergétique de la 5G : ces antennes permettront de focaliser le signal radio vers les utilisateurs sollicitant le réseau, plutôt qu'il ne soit émis dans toutes les directions de manière constante, comme cela est le cas pour les générations mobiles précédentes.

Côté face, la 5G permettra de multiplier le débit par 10 par rapport à la 4G. Il semble dès lors probable que l'accroissement des usages annule, voire surpasse, les gains d'efficacité énergétique. L'existence d'un tel effet rebond est reconnue par Bouygues Telecom, dont le PDG a même admis devant la commission de l'aménagement du territoire et du développement durable, qu'« après la première année de déploiement, la consommation énergétique de tous les opérateurs affichera une augmentation importante »83(*). Ces propos font écho à ceux du Shift Project, pour qui « la consommation d'énergie des opérateurs mobiles serait multipliée par 2,5 à 3 dans les 5 ans à venir » avec le déploiement de la 5G84(*). Cette estimation, s'appuyant sur une étude mondiale de 201985(*), ne procède cependant pas d'une véritable évaluation à l'échelle nationale.

L'impact de la 5G sur la consommation énergétique des réseaux devra donc être plus précisément évalué. Il ne faudrait cependant pas se focaliser sur cet unique aspect du sujet. La mission d'information rappelle tout d'abord que la faible carbonation de l'électricité française atténuera de fait l'empreinte carbone des réseaux, même en cas de forte hausse de la consommation énergétique des opérateurs. Elle note surtout qu'une part importante des émissions induites par la 5G pourrait en réalité être produite en dehors des réseaux !

En effet, à court terme, l'accès à la 5G impliquera pour les consommateurs un renouvellement de leur smartphone. Il n'est pas certain que la durée de vie de ces téléphones - déjà très faible (23 mois) - en soit pour autant réduite. Il est certain, en revanche, que la 5G limitera - au moins lors des premières années de son déploiement - l'effet des politiques tendant à limiter l'obsolescence programmée ou désirée des smartphones.

Par ailleurs, la hausse de l'empreinte carbone du numérique à l'horizon 2040 sera largement tirée par l'accroissement de l'Internet des objets et par la tendance à l'installation de centres informatiques de petite taille (edge computing). Or, il est évident que ces tendances seront - au moins pour partie - sous-tendues par le déploiement de la 5G.

La mission d'information ne peut que déplorer que ces différents éléments soient encore moins documentés et évalués que l'impact de la 5G sur la consommation des réseaux.

Il est donc indispensable que la 5G fasse enfin l'objet d'une étude d'impact complète, intégrant les effets de la technologie sur les consommations énergétiques des opérateurs, les effets induits sur la fabrication et sur le renouvellement des terminaux, ainsi que les impacts sur les consommations des data centers. Par un courrier daté du 10 mars 2020, le président du Sénat a demandé au Haut Conseil pour le climat de procéder à cette évaluation, sur le fondement de l'article L. 132-5 du code de l'environnement86(*).

En tout état de cause, le déploiement de la 5G impose d'engager une réflexion sur l'extinction des anciennes générations mobiles toujours consommatrices d'électricité, comme le rappelle une récente note de l'Arcep87(*). Ce sujet devra constituer un des axes du travail engagé par l'autorité concernant l'empreinte environnementale du numérique.

Proposition n° 25 : Évaluer l'impact environnemental de la 5G et engager une réflexion sur l'extinction des anciennes générations mobiles toujours consommatrices d'électricité.

En résumé

Enfin, la feuille route de la mission d'information appelle à améliorer la performance énergétique et la sobriété des data centers (centres informatiques) et des réseaux.

Si les centres informatiques ne sont aujourd'hui responsables que de 14 % de l'empreinte carbone du numérique en France, leurs émissions pourraient croître de 86 % d'ici 2040, en raison de l'accroissement continu des usages, du dynamisme du edge computing stimulé par le développement de l'IoT, et du ralentissement des gains d'efficacité énergétique.

Pour atténuer la hausse prévisible des émissions des data centers, la mission d'information recommande de favoriser l'installation de data centers en France - qui dispose d'un mix énergétique peu carboné - en renforçant l'avantage fiscal existant et en le conditionnant à des critères de performance environnementale et de faire des data centers des leviers de flexibilité énergétique permettant de stocker l'électricité des installations d'énergies renouvelables intermittentes.

Pour améliorer plus encore la sobriété des réseaux, la mission rappelle enfin la nécessaire d'atteindre les objectifs du plan France très haut débit pour améliorer la connectivité fibre, réseau le moins énergivore. Elle propose par ailleurs d'engager une généralisation des technologies de mise en veille des box Internet et une mutualisation de ces équipements dans les habitats collectifs, et d'engager une réflexion sur l'extinction des anciennes générations mobiles toujours consommatrices d'électricité.

Enfin, alors que les enchères permettant de lancer le déploiement de la 5G devraient avoir lieu en septembre, la mission d'information regrette qu'aucune évaluation de l'impact environnemental de cette nouvelle technologie mobile n'ait encore été mise à disposition du public et des parlementaires. À l'instar du président de l'Ademe, qui avait déclaré, lors de son audition devant la commission le 5 février 2020, réclamer « une étude d'impact environnemental sérieuse sur le déploiement de la 5G »88(*), la mission demande donc que la 5G fasse enfin l'objet d'une étude d'impact complète, intégrant les effets de la technologie sur les consommations énergétiques des opérateurs, mais aussi les effets induits sur la fabrication et sur le renouvellement des terminaux, ainsi que les impacts sur les consommations des data centers.


* 78 GreenIT.fr, Empreinte environnementale du numérique mondial, 2019.

* 79 « Cette part, très faible, est surement sous-évaluée : elle comporte seulement la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre liées à la part française de l'utilisation des câbles sous-marins, et omet ainsi l'équipement et la consommation des câbles souterrains, ainsi que l'équipement et la consommation nécessaires à l'acheminement des données depuis les centres informatiques jusqu'aux câbles sous-marins ».

* 80 Le rythme de croissance est élevé puisque le trafic double tous les trois ans environ en France. Les réseaux fixes portent la majorité du trafic de données (près de 90 % du trafic), mais la croissance des données mobiles a été la plus rapide ces dernières années avec l'essor de la 4G.

* 81 Les enchères 5G devaient à l'origine se dérouler en avril 2020. Du fait de la crise sanitaire, elles ont été reportées de quelques mois.

* 82 Audition de M. Arnaud Leroy, président du conseil d'administration de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie, 5 février 2020. Vidéo consultable ici.

* 83 « La 5G permet, lorsque l'on transporte des données, de le faire avec moins d'énergie. En revanche, elle augmente considérablement les débits et permet donc un usage beaucoup plus important, donc de transporter davantage de données, ce qui est beaucoup plus consommateur. Il est donc erroné d'affirmer que la 5G permettra des efforts en matière d'énergie. Après la première année de déploiement, la consommation énergétique de tous les opérateurs affichera une augmentation importante » (Olivier Roussat, président-directeur général de Bouygues Télécom, audition du 10 juin 2020). Vidéo consultable ici.

* 84 Le Monde, Hugues Ferreboeuf et Jean-Marc Jancovici, « La 5G est-elle vraiment utile ? », 9 janvier 2020.

* 85 MWC19: Vertiv and 451 Research Survey Reveals More Than 90 Percent of Operators Fear Increasing Energy Costs for 5G and Edge, 27 février 2019 : « (...) the move to 5G is likely to increase total network energy consumption by 150 to 170 per cent by 2026. The largest cost increases will be in macro, node and network data centres ».

* 86 L'article L. 132-5 du code de l'environnement permet au Gouvernement, au Président de l'Assemblée nationale, au Président du Sénat ou au président du Conseil économique, social et environnemental de saisir le Haut Conseil pour le climat pour avis « au regard de sa compétence, sur un projet de loi, une proposition de loi ou une question relative à son domaine d'expertise ». Cette saisine s'inscrit dans l'objectif d'évaluation des politiques publiques au regard des enjeux liés au réchauffement climatique et au respect des objectifs de l'accord de Paris.

* 87 Arcep, Réseaux du futur, L'empreinte carbone du numérique, 2019.

* 88 http://www.senat.fr/compte-rendu-commissions/20200203/devdur.html