Françoise BERTHOUD …...2018/09/26 · • pollution sol & air (acides, mercure, cyanure,...

Numérique et environnement

Françoise BERTHOUD

Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr

www.ecoinfo.cnrs.fr

26 septembre 2018 PACES Angers

De quoi parle-t-on ?

Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

Et environnement

• Dérèglement climatique

• Pollution (eau, air, sols)

• Gaspillage de ressources non renouvelables

Impacts sur la santé humaine (physique, mentale) Impacts sur l’effondrement de la biodiversité Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

On ne parlera pas .. • Des bénéfices du numérique sur le confort personnel, sur la santé • Sur « l’amélioration » des communications • Sur « l’amélioration » de notre efficacité • … de la sécurité • … des progrès de la réalité virtuelle

• Etc etc ..

Parce que de toute façon, pour l’essentiel des humains les priorités seront tout autres sur une planète avec +5°C, sans pollinisateurs etc.

Sommaire

Eval. Env.

Constats

Espoirs ?

Dans la réalité

Que sait-on des évaluations

environnementales ?

Eval. Env. Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

Effet TIC en tant que solution TIC en tant que problème

1er ordre

2ème ordre

3ème ordre

Source : « ICT for sustainability : an emerging research field », 2014, Lorenz Hilty & Bernard Aebischer

Eval. Env.

Consommation d’énergie primaire

•Consommation des ressources énergétiques

Changement climatique

•Émission de gaz à effet de serre

Prise en compte : fabrication, utilisation du PC ; DC ; etc. (éléments précisés)

http://www.carbone4.com/fr/nos-initiatives/facture-papier-ou-%C3%A9lectronique

Eval. Env.

Consommation d’énergie primaire

•Consommation des ressources énergétiques

Changement climatique

•Émission de gaz à effet de serre

Destruction de la couche d’ozone

•Dommages causés à la couche d’ozone

Toxicité humaine •Émissions dans l’air, l’eau et le sol de substances toxiques présentant un risque potentiel pour l’homme

Ecotoxicité aquatique •Émissions dans l’air, l’eau et le sol de substances toxiques présentant un risque potentiel pour la faune et la flore aquatique

Déplétion des métaux

. épuisement des métaux en provenance de la croute terrestre

Consommation d’eau

•Consommation d’eau tout au long du cycle de vie 10

Ordinateur portable Smartphone Téléviseur connecté

Fabrication

2) 5 ans

5 ans Fabrication en Chine, Usage en France, hors internet

Transferts de pollution

D’une phase à l’autre

D’un type d’impact à un autre

Conclusion Eval. Env.

• Importance de prendre en compte les bénéfices et effets négatifs directs, indirects et rebond

• Importance d’adopter une approche multi-indicateurs et de prendre en compte tout le cycle de vie des produits/services

Quelques constats

Constats Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

Quelques chiffres

• Intensité énergétique du Numérique : +4% par an • Augmentation annuelle des émissions GES du Numérique : 8,6% • Augmentation annuelle du trafic de données sur les réseaux :

30% et en augmentation

Emissions directes Gaz à Effet de Serre :

de l’ordre de 4%

Evolution du nombre d’objets connectés

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Nombre d'appareils numériques communicants aux USA

Aux Etats Unis, aujourd’hui, un foyer sur 5 est équipé d’un google assistant ou

équivalent

Consommation des TIC

10 % de la production

d’électricité mondiale est consommée par le numérique (en phase d’usage)

Croissance de 8% par an

Constats : consommation électrique / GES

• Environ 10% de la consommation électrique mondiale – en hausse de 8% par an alors que la consommation mondiale est en hausse de 3% par an

• Environ 4% des GES

Source : production du groupe leanICT, shift projet

8% de croissance /an : Cela signifie un

doublement tous les 9 ans 2

Croissance exponentielle, croissance linéaire : Pour un taux de croissance de 12%, chaque étape représente 10 ans

60 ans après …

Quid de l’énergie grise ? Em

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

importations

production intérieure pour la demandeintérieure + ménages

Sources :http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/fileadmin/documents/Produits_editoriaux /Publications/Datalab/2017/datalab-27-CC-climat-nov2017-b.pdf

Les métaux

Sources : O. Vidal ; orange, 2017

Demandes en métaux

100000

120000

140000

160000

180000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

REE Vn

Sex40 Nb

Ptx100 Lix0.25

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Zn Al≈ 5% / an

≈ 3 % / an

6 à 12 % / an

Source : Olivier VIDAL

Tout le cuivre contenu dans les 30

1ers km de la croute terrestre sera

extrait en moins de 800 ans !

Potentiel géologique non identifié

Réserves : Ressources exploitables au prix actuel

Réserves base : Ressources démontrées, mais (encore) non

exploitables économiquement

Réserves « déduites » (*) :

Dimension économique

Ressources « ultimes »

(*) “Inferred reserves” en anglais

Potentiel géologique identifié mais non exploré

Dimension géologique

Dimension technique

Réserve : quantité - Géologiquement

identifiée - Exploitable à

technologie actuelle - Et à prix actuel

Réserves

concentration / énergie d’extraction

Energie de production et concentration (cas du Cu et du Ni)

Source : Olivier VIDAL

Cas du Cu

la collecte et le recyclage aujourd’hui

• Monde : collecte dans filière « officielle » 20% • France : collecte environ 50%

• Max : 20 métaux différents recyclés

* 72 Hf

*Lanthanides (Terres rares)

**Actinides 90 Th

1 – 10%

10 – 25%

25 – 50%

Source : UNEP / Recycling rates of metals 2011

Impact du recyclage

Dans cet exemple, On ne gagnera jamais plus de 60 ans par le recyclage si la progression de la consommation totale reste inchangée.

Source François Grosse, futurible, 2010

Cas d’un métal dont le taux de croissance est de 2% (durée de rétention 7a)

D’autres impacts liés à l’extraction des métaux

Impacts sociaux et politiques :

– guerres civiles, – conflits d’usage de l’eau

(dans des régions soumises à la secheresse), refus exploitation minière, etc.

Source : https://mapa.conflictosmineros.net

Cobalt

Source : https://congovox.com

D’autres impacts liés à l’extraction des métaux Impacts environnementaux :

• tarissement et pollution eau, • Érosion des sols et

fragmentation territoires • pollution sol & air (acides,

mercure, cyanure, etc.) perte biodiversité et problèmes santé homme

Cobalt Kennecott Copper Mine (Utah) 3.2 x 1.2 x 1.2 km3

Conclusion Constats

• Prélèvements métaux significatifs (majeurs pour certains métaux) : risques / réserves

• Consommation énergétique du numérique en croissance (plus forte croissance parmi tous les secteurs)

• Pollutions locales importantes • Impacts sociaux et sociétaux • Caractère inéluctable si croissance exponentielle

Modélisation

Dans ces conditions les réserves pourraient être encore accessibles pendant qqs centaines d’années ?

croissance Collecte & recyclage

Efficacité énergétique

Source : Olivier Vidal, 2018

Espoirs ? Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

commentaire

4 conditions pour préserver nos réserves (mais pas infiniment !)

• Limiter la demande sur ces métaux (fin à la croissance exponentielle)

• Améliorer significativement les technologies et l’efficience énergétique des procédés d’extraction & raffinage

• Faire des progrès très très très significatifs sur la collecte et le recyclage : taux, qualité et préservation de l’environnement

• Parer à des ruptures d’approvisionnement (énergie) qui sont très probables

Ce sont des conditions nécessaires mais pas suffisantes, les aspects institutionnels, politiques, géologiques, économiques, techniques, environnementaux et sociaux sont le véritable problème !

Progrès technologiques

Source : Olivier Vidal, 2018

Espoirs ?

Cas du Fe

Cas des métaux sous-produits

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Ga*1e5 Zn Al

Source : Olivier Vidal, 2018 3

Un espoir : les mines urbaines

Materials, 2014

Metal Concentration minerai (2002) Concentration cartes électroniques (2014)

Facteur min-max

Cuivre 0,5 – 3,0 12,0 – 29,0 4 - 250

Etain 0,2 – 0,85 1,1 – 4,8 1,3 - 24

Or 0,0005 0,0029 – 0,112 10 - 224

Argent 0,0005 0,01 – 0,52 20 -1040

Eco-conception : exemple du Fairphone 2

• Design pleinement contrôlé – Compromis évalués par FP

• Approche modulaire – Fonctionnalité fixe

• vs. Orthogonalité de Ara

– Objectif premier: extension de vie – Mises-à-jour

• Possibles dans certains cas (e.g. caméras) • Limitée sinon

– Durée de vie des modules • Changements de composants, matériaux

– Remplacement de modules sans/outils simples • Par l’utilisateur

Source : Fairphone 3

• Utilisent « ifixit » pour réparer leurs équipements • Achètent d’occasion • Utilisent leurs équipements plus longtemps • Achètent en fonction de critères de durabilité • Utilisent les « repair café » • Etc …

Des usagers qui :

Ont le courage de ne pas céder aux lobbyistes Ont une vision globale Connaissent le sujet !

Directive ROHS (Europe) Directive DEEE (Europe) Loi sur la consommation (France) Règlement REACH (Europe) Directive ErP (Europe) Loi sur l’obsolescence (France) Etc.

En France :

2002 : directive Européenne

2005-2006 : transcription dans le droit Français

Mise en place filière en France

Modification transcription Européenne 2011/2012

Objectifs renforcés : 45% collectés en 2016, 65% en 2019

2018 : Intégration panneaux photovoltaïque et cartouches d’encre

Conclusion espoirs

• Des progrès technologiques

• Des initiatives courageuses

• Des petits pas incontestables

• Des actions individuelles qui montrent l’exemple 3

Les effets rebonds

Consommation pack applis

Energie disponible (batterie)

Consommation pack applis

Consommation pack applis Appli supplémentaire

Appli / plus de fonctionnalités Encore plus d’applis

et encore plus ..

Dans la réalité Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr 26 septembre 2018

effet rebonds

Disques SSD Virtualisation Etc.

obsolescence

Quel âge a le portable que vous utilisez aujourd'hui ?

Source : UNEP / Recycling rates of metals 2011

* 72 Hf

*Lanthanides (Terres rares)

**Actinides 90 Th

1 – 10%

10 – 25%

25 – 50%

Pertes dans processus de recyclage : exemple l’aluminium

Masse après le dèmantélement

Masse aprés le tri et le broyage

Masse aprés le recyclage (kg)

2,29E-01 2,12E-01 2,01E-01

Source : R. Horta, C. Charbuillet, F. Berthoud : « What are the environmental benefits of increasing the WEEE treatment in France? », soumis, EGG Berlin 2016

Effets secondaires sur la santé

• Sommeil (écran)

• Signes classiques d’addiction

• Stress, Burn out etc.

• Problèmes musculaires et articulaires

Négatifs Positifs

Surveillance médicale

Soins assistés par ordinateur

Opérations à distance

Conclusion réalité

• La réalité ne montre pas de diminution de la croissance (effets indirects, rebond et durée de vie courte des équipements)

• Les progrès de recyclage ne sont pas significatifs à l’échelle mondiale : il y a énormément de dispersion de métaux et de pollution

• Les initiatives individuelles sont indispensables mais ne suffisent pas

En conclusion générale

Françoise BERTHOUD …...2018/09/26 · • pollution sol & air (acides, mercure, cyanure,...

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