Françoise BERTHOUD …...2018/09/26 · • pollution sol & air (acides, mercure, cyanure, etc.) perte biodiversité et problèmes santé homme ai aussi es ! Cobalt Kennecott Copper

Numérique et environnement

Françoise BERTHOUD

[email protected]

www.ecoinfo.cnrs.fr

26 septembre 2018 PACES Angers

mailto:[email protected]

De quoi parle-t-on ?

[email protected] 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 [email protected] 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

1

Eval. Env.

2

Constats

3

Espoirs ?

4

Dans la réalité


Que sait-on des évaluations

environnementales ?

1

Eval. Env. [email protected] 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

1

Eval. Env.

Consommation d’énergie primaire

•Consommation des ressources énergétiques

Changement climatique

•Émission de gaz à effet de serre

8

1


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

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

1

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

1


1


1


1


0

100

200

300

400

500

600

Ordinateur portable Smartphone Téléviseur connecté

Usage

Fabrication

Emis

sio

ns

GES

(kg

eq

CO

2) 5 ans

2 ans

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

1


Transferts de pollution

D’une phase à l’autre

D’un type d’impact à un autre

1


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

1


Quelques constats

2

Constats [email protected] 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%

2


Evolution du nombre d’objets connectés

0

2

4

6

8

10

12

14

16

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

2


Consommation des TIC

10 % de la production

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

Croissance de 8% par an

2


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 …

2


Quid de l’énergie grise ? Em

issi

on

s C

O2

En

mill

ion

s d

e t

on

ne

s

0

100

200

300

400

500

600

700

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

2


Les métaux

Sources : O. Vidal ; orange, 2017

2


Demandes en métaux

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

REE Vn

Sex40 Nb

Ptx100 Lix0.25

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Cu Mn

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 !

2


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

2


concentration / énergie d’extraction

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

Source : Olivier VIDAL

Cas du Cu

2


la collecte et le recyclage aujourd’hui

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

• Max : 20 métaux différents recyclés

1 H

2 He

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

55 Cs

56 Ba

* 72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

**

*Lanthanides (Terres rares)

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

**Actinides 90 Th

92 U

< 1%

1 – 10%

10 – 25%

25 – 50%

> 50%

Source : UNEP / Recycling rates of metals 2011

Re

cycl

age

C

olle

cte

2


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)

2


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

2


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

C’e

st v

rai a

uss

i p

ou

r le

s m

ines

u

rbai

nes

!

2


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

2


Modélisation

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

croissance Collecte & recyclage

Efficacité énergétique

Source : Olivier Vidal, 2018

3

Espoirs ? [email protected] 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 !

3


Progrès technologiques

Source : Olivier Vidal, 2018

3

Espoirs ?

Cas du Fe


Cas des métaux sous-produits

0

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

3


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 :

3


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.

3


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

…

3


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 Appli supplémentaire

Appli / plus de fonctionnalités Encore plus d’applis

et encore plus ..

4

Dans la réalité [email protected] 26 septembre 2018

effet rebonds

Disques SSD Virtualisation Etc.

4


obsolescence

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

4


Source : UNEP / Recycling rates of metals 2011

1 H

2 He

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

55 Cs

56 Ba

* 72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

**

*Lanthanides (Terres rares)

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

**Actinides 90 Th

92 U

< 1%

1 – 10%

10 – 25%

25 – 50%

> 50%

4


Pertes dans processus de recyclage : exemple l’aluminium

Masse après le dèmantélement

(kg)

Masse aprés le tri et le broyage

(kg)

Masse aprés le recyclage (kg)

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

5% 7%

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

4


4


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

4


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

4


En conclusion générale

Documents

Françoise BERTHOUD …...2018/09/26 · • pollution sol & air (acides, mercure, cyanure, etc.) perte biodiversité et problèmes santé homme ai aussi es ! Cobalt Kennecott Copper