Impact écologique du numérique
Lucas regarde une série en streaming sur son smartphone, envoie des photos à ses amis et stocke ses vidéos « dans le nuage ». Tout cela semble immatériel. Pourtant, chaque clic fait travailler des appareils réels, qui consomment de l'énergie et ont demandé des matières premières pour être fabriqués. Le numérique est-il vraiment « léger » pour la planète ? Et que peut faire Lucas pour réduire son impact ?
Les trois maillons du numérique
Un service numérique (regarder une vidéo, envoyer un courriel) mobilise trois grands ensembles d'objets et de systèmes techniques (OST) :
-
les terminaux : smartphone, ordinateur, tablette, télévision, objets connectés ;
-
les réseaux : box Internet, antennes 4G/5G, câbles en cuivre ou en fibre optique, commutateurs ;
-
les centres de données (data centers) : bâtiments remplis de serveurs qui stockent et traitent les données.
Chaque maillon a deux types d'impacts : la fabrication (extraction de métaux, usine, transport) et l'usage (électricité consommée). Pour un smartphone, la fabrication pèse le plus ; pour un centre de données, c'est surtout l'électricité.
a) Citer trois équipements participant à l'impact écologique du numérique. b) Indiquer pour chacun s'il s'agit d'un terminal, d'un réseau ou d'un centre de données.
- a) Citer trois équipements participant à l'impact écologique du numérique.
- b) Indiquer pour chacun s'il s'agit d'un terminal, d'un réseau ou d'un centre de données.
Un centre de données consomme de l'électricité pour fonctionner et pour se refroidir. a) Expliquer pourquoi un serveur chauffe. b) Proposer une manière de limiter la…
Un centre de données consomme de l'électricité pour fonctionner et pour se refroidir.
- a) Expliquer pourquoi un serveur chauffe.
- b) Proposer une manière de limiter la consommation liée au refroidissement.
Fabrication et durée d'usage
Fabriquer un smartphone demande des métaux rares, de l'eau et de l'énergie. Cet impact est payé une seule fois, au début. Plus on garde l'appareil longtemps, plus on le « répartit » sur de nombreuses années.
Les bons gestes : garder son appareil plus longtemps, le réparer, acheter d'occasion ou reconditionné, protéger l'écran avec une coque.
Un élève possède un smartphone qu'il garde 2 ans. Il pourrait le garder 4 ans. a) Expliquer pourquoi allonger la durée d'usage réduit l'impact environnemental. b) Citer…
Un élève possède un smartphone qu'il garde 2 ans. Il pourrait le garder 4 ans.
- a) Expliquer pourquoi allonger la durée d'usage réduit l'impact environnemental.
- b) Citer deux autres gestes simples pour réduire son impact numérique.
Selon une étude fictive, la fabrication d'un smartphone représente $80\ \%$ de son impact total pour une durée d'usage de 2 ans ; cet impact total s'élève à $60$ kg de…
Selon une étude fictive, la fabrication d'un smartphone représente $80\ \%$ de son impact total pour une durée d'usage de 2 ans ; cet impact total s'élève à $60$ kg de CO₂ équivalent sur cette durée.
- a) Calculer l'impact dû à la fabrication.
- b) Calculer l'impact annuel moyen sur 2 ans, puis sur 4 ans en supposant que l'usage reste de $6$ kg de CO₂ équivalent par an.
- c) Commenter le résultat.
Calculer une énergie consommée
Un appareil de puissance $P$ qui fonctionne pendant une durée $t$ consomme l'énergie :
C'est logique : une lampe de $2$ kW allumée $3$ h consomme trois fois plus que si elle était allumée $1$ h, et deux fois plus qu'une lampe de $1$ kW. Le coût s'obtient avec le prix du kWh : coût $=$ énergie $\times$ prix. (Les prix des exercices sont fictifs.)
Un appareil en veille consomme encore, même peu. Sur de longues durées, ces petites puissances s'additionnent : c'est l'intérêt d'éteindre ou de débrancher.
Une box Internet de $15$ W fonctionne en permanence. a) Calculer l'énergie consommée en un an, en kWh (365 jours). b) Calculer le coût annuel avec un prix de $0{,}25$ €…
Une box Internet de $15$ W fonctionne en permanence.
- a) Calculer l'énergie consommée en un an, en kWh (365 jours).
- b) Calculer le coût annuel avec un prix de $0{,}25$ € par kWh.
- c) Calculer l'économie si la box est éteinte 8 h par nuit.
Un collège de 600 élèves veut réduire l'empreinte de son parc informatique : 80 ordinateurs allumés 7 h par jour, 180 jours par an, de $60$ W en fonctionnement et $2$ W…
Un collège de 600 élèves veut réduire l'empreinte de son parc informatique : 80 ordinateurs allumés 7 h par jour, 180 jours par an, de $60$ W en fonctionnement et $2$ W en veille.
- a) Calculer l'énergie annuelle des ordinateurs en fonctionnement, en kWh.
- b) Si les ordinateurs restent en veille les $17$ h restantes de chaque jour d'école, calculer l'énergie de veille.
- c) Proposer un plan de trois actions chiffrées et évaluer l'économie attendue de l'une d'elles.
Données, réseaux et centres de données
Chaque fichier envoyé ou regardé circule dans les réseaux et est stocké sur des serveurs. Plus le volume de données est grand, plus les réseaux et les serveurs travaillent.
Rappel des unités : $1\ \text{Go} = 1\,000\ \text{Mo}$ et $1\ \text{Mo} = 1\,000\ \text{ko}$.
Un serveur chauffe : l'électricité qu'il reçoit est presque entièrement transformée en chaleur par ses composants. Il faut donc le refroidir (climatisation, circulation d'air, récupération de la chaleur), ce qui consomme encore de l'énergie.
Pour réduire ce volume : compresser ou redimensionner les images, envoyer un lien plutôt qu'un fichier, supprimer les courriels et fichiers inutiles, éviter de stocker en plusieurs exemplaires.
Pour la vidéo, baisser la définition (de HD à SD) diminue le volume de données. Mais cette mesure a des limites : elle ne change pas la fabrication des terminaux, qui reste le plus gros poste d'impact.
Un élève stocke $12$ Go de vidéos sur un service de stockage en ligne. Il envoie en moyenne $20$ courriels par jour avec pièce jointe de $2$ Mo. a) Calculer le volume de…
Un élève stocke $12$ Go de vidéos sur un service de stockage en ligne. Il envoie en moyenne $20$ courriels par jour avec pièce jointe de $2$ Mo.
- a) Calculer le volume de pièces jointes envoyées en un an, en Go (1 Go = 1 000 Mo).
- b) Proposer deux actions pour réduire ce volume.
- c) Expliquer pourquoi les données « dans le nuage » ont tout de même une réalité matérielle.
Un débat porte sur la vidéo en streaming : passer d'une définition HD à SD diminue le volume de données de $3$ Go à $0{,}7$ Go par heure. a) Calculer la réduction en…
Un débat porte sur la vidéo en streaming : passer d'une définition HD à SD diminue le volume de données de $3$ Go à $0{,}7$ Go par heure.
- a) Calculer la réduction en pourcentage.
- b) Pour 2 h de vidéo par jour sur 365 jours, calculer le volume économisé en Go.
- c) Discuter les limites de cette mesure comparée à l'allongement de la durée de vie des terminaux.
Agir : la sobriété numérique
La sobriété numérique consiste à limiter ses usages et ses équipements à ce qui est utile. Pour construire une démarche efficace, on classe les actions selon leur effet réel.
| Action | Effet |
|---|---|
| Garder, réparer, reconditionner un terminal | Très fort (réduit la fabrication) |
| Éteindre les appareils et les box la nuit | Moyen |
| Réduire la définition vidéo, trier ses fichiers | Faible à moyen |
| Utiliser le Wi-Fi plutôt que la 4G/5G | Faible |
Une bonne règle d'une charte est précise et mesurable : « Éteindre les ordinateurs de la salle de technologie à la fin de chaque cours » est mieux que « faire attention à l'énergie ». On vérifie son efficacité avec un indicateur, par exemple le nombre de kWh consommés par mois ou le nombre de postes restés allumés lors d'un contrôle.
Retour au début : le numérique n'est pas immatériel. Lucas peut agir surtout en gardant son smartphone plus longtemps, puis en éteignant ses appareils et en triant ses données.
Un projet de classe vise à réaliser une charte de sobriété numérique pour le collège. a) Rédiger cinq règles précises et mesurables. b) Pour deux de ces règles, proposer…
Un projet de classe vise à réaliser une charte de sobriété numérique pour le collège.
- a) Rédiger cinq règles précises et mesurables.
- b) Pour deux de ces règles, proposer un indicateur permettant de vérifier leur efficacité.
- c) Identifier un obstacle possible à leur application et une solution.
L'essentiel
-
Le numérique repose sur trois maillons : terminaux, réseaux, centres de données. Tous consomment de l'énergie et demandent des matières à fabriquer.
-
Pour un terminal, la fabrication pèse le plus : allonger la durée d'usage réduit fortement l'impact annuel.
-
$E = P \times t$ avec $P$ en kW et $t$ en h donne $E$ en kWh ; coût $=$ énergie $\times$ prix du kWh.
-
Les données « dans le nuage » sont stockées sur des serveurs réels, qui chauffent et doivent être refroidis.
-
La sobriété numérique passe par des règles précises, mesurables, vérifiées avec un indicateur.