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Les TIC à l’heure de
l’Anthropocène
Quel rôle jouent les TIC dans les évolutions actuelles de la planète ?
Eric Drezet – Cours DD IUT réseau Sophia - Session 2
3 Mai 2016
zzzzzz…
?
Plan
• Session 1 – L’Anthropocène, c’est quoi ?
– Comment appréhender les impacts ? • Normes, ACV, directives, écolabels, obsolescence, effet rebond
• Session 2 – La vie d’un produit électronique et les impacts
• 1. L’extraction des ressources
• 2. La fabrication
• 3. Le transport
• 4. L’usage
• 5. La mise au rebut
– Quelles pistes d’amélioration ?
2
Qu’est-ce que vous avez retenu de la
session 1 ?
La vie d’un produit électronique
Session 2
plastiques
La vie d’un produit électronique
• Un produit électronique c’est fait de quoi ?
silice
4
métaux
La vie d’un produit électronique
• Cinq étapes principales :
5
1 - Extraction des ressources
• Un gisement c’est quoi ?
• Les sites miniers se développent sur des espaces naturels, des forêts, parfois mêmes dans des zones protégées1
• Leur implantation entre souvent en concurrence avec les activités agricoles (eau et terres), des zones de chasse, de pêche, de cueillette, de vie sauvage
(1) OCDE (2014), Examens environnementaux de l'OCDE (2) Weda Bay (île d’Halmahera, Indonésie) mine de Nickel (3) WRM (2004), http://wrm.org.uy/fr/files/2004/03/Minerie_Impacts_sur_la_societe_et_lenvironnement.pdf
Un lieu où s’est accumulée une ressource et où cette ressource est à la fois techniquement et économiquement exploitable
2
38 % des dernières forêts primaires
sont mises en péril par les activités minières et pétrolières3
6
1 - Extraction des ressources
• L’activité minière apporte de l’emploi, MAIS
• De nombreux conflits sociaux1 : manque de concertation avec les populations locales, manque d’information sur les conséquences environnementales, mauvaise distribution des revenus de la mine, problèmes d’accès à l’eau, …
• Plus grave, des conflits armés2 : tantale en RDC
• Utilisation : condensateurs des petits appareils électroniques portables
• Pourquoi le tantale ? permet la miniaturisation
• Forte demande mondiale -> RDC seul producteur mais instabilité régionale -> renforcement de la guérilla -> 3 M de morts en 2007 (6 aujourd’hui)
(1) http://www.miningfacts.org/Collectivites/L-exploitation-miniere-cause-t-elle-des-conflits-sociaux/ (2) http://www.cairn.info/revue-ecologie-et-politique1-2007-1-page-83.htm 7
1 - Extraction des ressources
• L’activité minière, tendances et chiffres
8 à 10% de l’énergie primaire mondiale sert à
extraire ou raffiner les métaux2
(1) Norgate (2007), Meadows (2012) – Axe x : Concentration %, Axe y : t déchets/t de métal (2) Bihouix, De Guiilebon (2012), Quel avenir pour les métaux ?, EDP Sciences
L’extraction des ressources génère 5% des émissions de
GES
8
1 - Extraction des ressources
• On a déjà exploité le plus facile ! 1er exemple : les métaux
– Les métaux ont été découverts depuis longtemps1 :
En savoir plus : http://www.lafonderie.be/images/stories/musee/dossier_pedagogique_metaux.pdf
• Or : 6000 avant JC • Cuivre : 4000 avant JC • Argent : 3500 avant JC • Plomb : 3500 avant JC • Étain : 3000 avant JC • Fer : 1500 avant JC • Mercure : 750 avant JC
9
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite) – Jusqu’au Moyen Age, on ne connaissait que ces 7 métaux
– Jusque dans les années 1980, on n’en utilisait qu’une dizaine dans les puces des ordinateurs
– Aujourd’hui 1:
(1) OPECST (2011), Les enjeux des métaux stratégiques : le cas des terres rares, 84p 10
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite) – Combien de matériaux dans un smartphone ?
– Pourquoi en faut-il autant ?
– Pourquoi faut-il des métaux rares ?
(1) Bihouix, De Guillebon (2010), Quel avenir pour les métaux ?, EDP Sciences
5 25 40
75 90
Pour assurer toutes les fonctionnalités
Pour améliorer l’ergonomie, le design
11
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite) – Exemple du cuivre
d’1 t. de Cuivre1 :
• Pour produire 1 tonne de cuivre1 : • 80 à 150 kg d'explosifs (nitrate d'ammonium) pour les mines à ciel ouvert • 40 à 150 tonnes de résidus stériles (gangue…) • 0,5 tonne d'acide sulfurique (procédé extraction par solvant) • 20 à 2500 kg de dioxyde de souffre émis dans l'air • de fortes teneurs en métaux dans les gaz émis (germanium, bismuth,
mercure, plomb, cadmium, étain, antimoine,…)
55 t minerai 1 t de cuivre
1930
125 t minerai 1 t de cuivre
2010
12 (1) « Quel futur pour les métaux ? » Bihouix et de Guillebon, 2010
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite) – Exemple de l’or : mine de Waihi (Nouvelle Zélande)
2kg /t
400g /t
3g /t
0,09g /t
13
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite)
(1) Bihouix, De Guillebon (2010), Quel avenir pour les métaux ?, EDP Sciences
En dessous de 1% de concentration, l’énergie consommée par tonne s’envole1
0,0003 %
0,8 %
0,0001 à 0,005 %
0,005 %
0,00007 %
0,0065 %
0,0003 %
0,0004 à 0,0007
14
1 - Extraction des ressources
• 1er exemple : les métaux (suite) – Plus les teneurs en métal des minerais baissent, plus il faut aller
profond ou traiter des minerais plus pauvres
– Nous sommes entrés dans un cercle vicieux1
(1) Bihouix, De Guillebon (2010), Quel avenir pour les métaux ?, EDP Sciences
Baisse de la concentration
De + en + d’énergie pour extraire les
matières 1ères
Energie de – en – accessible
De + en + de matières 1ère pour produire l’énergie
15
1 - Extraction des ressources
• On a déjà exploité le plus facile ! 2ème exemple : le pétrole – Quand le colonel Drake a mis en service le 1er puits de pétrole à
Titusville en 1859, il lui a suffit de forer à
– Aujourd’hui ?
(1) Morris & Goscinny (1962), Lucky Luke, A l’ombre des derricks, Dupuis (2) http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/prospection-exploration-gaziere-
et-petroliere
1
les profondeurs de forage sont habituellement comprises entre 2000 et 4000m et peuvent atteindre jusqu’à 6000m 2.
23m de profondeur
16
1 - Extraction des ressources
• Où en est-on et où on va ?
• L’utilisation de ressources naturelles pendant le 20ème siècle a augmenté environ 2 fois plus que la population mondiale2
La grande accélération
(1) Perspectives de l’environnement de l’OCDE à l’horizon 2030, OCDE, 2008 p. 266 (2) Découpler l’utilisation des ressources naturelles et les impacts environnementaux de la croissance économique, PNUE, 2010
1
17
1 - Extraction des ressources
• Ce qu’il faut retenir
Activité minière
Biodiversité Extinction
des espèces Eau
GES Pollutions
Conflits
Que faire ?
• Etats
• Industriels
• Utilisateurs
18
Pr éser ver
étude d’impact environnemental
durée de vie
• Un peu d’histoire…
2 - Fabrication
Dans les années 70, la production électronique se
délocalise en Asie et s’industrialise en masse.
Les prix chutent.
?
Des salaires faibles
Des normes environnementales peu contraignantes
Des normes sociales réduites
19
2 - Fabrication
• Conséquences
(1) End of the boom: annual worldwide PC shipments since 1998, and forecast to 2017. Source: IDC (2) NPD Displaysearch, Philips, Morgan Stanley
La production de PC augmente jusqu’à un pic
en 2011 avec 359 M d’unités vendues1
À partir de 2010, c’est l’informatique mobile qui prend le relais avec 1450 M d’unités
vendues en 20132
20
2 - Fabrication
• Pour limiter les impacts des produits électroniques les fabricants suivent des directives :
– substances dangereuses (ROhS, REACH)
– amélioration de l’éco-conception (concerne surtout la consommation énergétique : directives ErP, règlements 1275/2008, 278/2009)
• Ils communiquent sur leurs efforts environnementaux en labellisant leurs produits :
– énergie : 80plus, Energy Star
– cycle de vie : EPEAT, TCO
http://ecoinfo.cnrs.fr/rubrique118.html?lang=fr
21
2 - Fabrication
• Fairphone, un exemple d’éco-conception, de respects des critères sociaux :
– Pas de métaux rares issus de pays en guerre
– des usines respectant les critères sociaux
– Démontable, réparable
– Programme gratuit de recyclage spécifique
– Vidéo : Le Fairphone 2 en 120s (12/2015)
http://ecoinfo.cnrs.fr/article343.html 22
2 - Fabrication
• L’intégration grandissante des composants induit des processus + complexes, des éléments + purs, un recyclage moins facile. Ex : le silicium
(1) Compilation de 2 études scientifiques
et d’un article :
- Forecasting material and economic
flows in the global production chain for
silicon, Eric Williams, Technological
Forecasting & Social Change 70 (2003)
341–357 343
- Peters, L. Semiconductor International
1998, 21(2), 71
- Pure water, semiconductors and the
recession
Charbon: 184 kg
Charbon de bois: 0,88 kg
Quartz: 4,5 kg
Energie: 0,34 kWh
Produits chimiques: 0,045 kg
Eau: 22,5 l
Production d'1 cm2
de wafer (16 g)1
(2) Forecasting material and economic flows in the global production chain for silicon, Eric Williams, Technological Forecasting & Social Change 70 (2003) 341–357 343
Entre 1998 et 2020 la production mondiale de wafer passera de 24,5 à 133 milliards de cm2, ce qui fera passer la
consommation de charbon de 4,5 à 6,9 milliards de tonnes2
2 - Fabrication
• Ce qu’il faut retenir
Fabrication
Ressources
GES Pollutions
Conflits
Que faire ?
• Etats
• Industriels
• Utilisateurs
Plus l’objet est petit, plus la phase de
fabrication domine
24
taxes
éco-conception
écolabels
3 - Transport
25
• Le transport mondial en chiffres1
15% des émissions
mondiales
x par 4,3 d’ici 2050
Distances+12%
Volume fret
+290% d’ici 2050
(1) Perspective des transports FIT 2015 / OCDE Forum International des Transports
3 - Transport
26
• Le transport mondial en chiffres1
+470% depuis 1979
x 4,3 d’ici 2050
85% par mer
Fret maritime
60 000 navires 500 M conteneurs Le + gros : 400m et 18 000 conteneurs
(1) Perspective des transports FIT 2015 / OCDE Forum International des Transports
37% en 2010
32% en 2050
% des émissions du fret mondial
3 - Transport
27
• Le transport mondial en chiffres1
(1) Perspective des transports FIT 2015 / OCDE Forum International des Transports
Fret aérien
le plus polluant par tonne transportée
Fret terrestre
6% aujourd’hui
10% d’ici 2050
7% en 2010
9% en 2050
53% en 2010
56% en 2050
3% en 2010 et 2050
Fret ferroviaire
Fret routier
% des émissions du fret mondial
3 - Transport
• Ce qu’il faut retenir
Transport
Ressources
Pollutions Conflits
Que faire ?
• Etats
• Industriels
• Utilisateurs
28
transport moins impactant
transp
ort re
spo
nsab
le
délais plus longs
4 - Usage
• Quelques chiffres sur la phase d’usage
29
7,1 milliards d’abonnements téléphoniques1
(1) Union internationale des télécommunications (2015), Rapport Mesurer la société de l’information 2015 (2) Jancovici, Grandjean (2011) Lettre du carbone 4 n°2 (3) Cisco (2011), The Internet of Things
3,2 milliards de
personnes ont accès à Internet
Objets connectés3 : 2015 : 25 milliards
2020 : 50 milliards
10% de la production d’électricité mondiale est consommée
par les TIC
Croissance de 7% par an
+80% (KWh) de consommation
électrique spécifique (TIC principalement)
en France sur 20 ans2
4 - Usage
• Centres de données en service1
30 (1) http://www.datacentermap.com/ (site accédé le 22/04/2016)
3831
4 - Usage
• Le plus gros actuellement (en construction)
China Telecom (Mongolie)
Dans un complexe de 25 km2
1 million de m2 de bâtiments (centre d’appel, bureaux et salles serveurs) 100 000 racks 1,2 millions de serveurs
4 - Usage
32
4 - Usage
34
70 W
(1) Low Tech Magazine (2015), « Why We Need a Speed Limit for the Internet »
500 millions
2 milliards
8 milliards
2012
8%
24h / 24 7j / 7
données 20121
8 milliards
(1) "Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2014-2019", CISCO, 2015 et "4G networks to cover more than a third of the global population this year, according to new GSMA intellligence data", GSMA Intelligence, 2015
35
2020
Internet
Blackout
Chips 2020 Vol 2 (2015)
24h / 24 7j / 7
données 20121
4 - Usage
• Ce qu’il faut retenir
Usage
Ressources
Énergie
GES
Que faire ?
• Etats
• Industriels
• Utilisateurs
36
loi o
bso
lescence
renoncer au jetable
réparer
5 - Mise au rebut
• Production de DEEE au niveau mondial1
37
Entre 2010 et 2018 de 5kg/habitant à
6,7 kg/habitant
(1) United Nations University — UNU (2015), Global E-waste Monitor 2014 — Quantities, flows and resources
33,8 35,8 37,8 39,8 41,8 43,8 45,7 47,8 49,8
0
10
20
30
40
50
60
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
E-waste generated (Mt)
En 2014
6,5 Mt de DEEE traités
(15,5%)
5 - Mise au rebut
• Répartition des DEEE par catégorie1
1 (3%)
6,3 (18%)
3 (8%)
6,8 (19%)
11,8 (33%)
7 (19%)
World DEEE in 2014 (Mt)
Lamps
Screens
Small IT
Small equipment
Large equipment
Cooling and freezing equipment
mobile phones, pocket calculators, personal computers, printers, etc.
vacuum cleaners, microwaves, toasters, electric shavers, video cameras, etc.
washing machines, clothes dryers, dishwashers, electric stoves, photovoltaic panels, etc.
(1) United Nations University — UNU (2015), Global E-waste Monitor 2014 — Quantities, flows and resources
38
5 - Mise au rebut
• Situation en France1 (2013)
Mise sur le marché : 622 millions d’équipements
1,55 millions de tonnes (24 kg/habitant/an).
(1) http://www.developpement-durable.gouv.fr/Dechets-d-equipements-electriques,12039.html 39
Gisement de DEEE ménagers estimé :
entre 17 et 23 kg/habitant/an
Collecte de DEEE ménagers : 455 000
tonnes en 2013, soit 6,9 kg/habitant/an
Directive DEEE : Passer de 4kg /hab/an de DEEE collectés en 2012 à 20kg /hab/an en 2020
5 - Mise au rebut
• Pourquoi traiter les DEEE ?
– Mines urbaines
– Des économies d’énergie (% / production métal natif2)
Dans les 42 Mt DEEE générés en 20131
16,5 Mt
1,9 Mt
300 t
90 – 97 %
(1) United Nations University — UNU (2015), Global E-waste Monitor 2014 — Quantities, flows and resources (2) UNEP (2013), Environmental Risks and Challenges of Anthropogenic Metals Flows and Cycles
98 % 92 – 98 % 96 % 95 % 90 % 55 - 65 %
Plastiques
5 - Mise au rebut
• Pourquoi traiter les DEEE ?
– déchets toxiques et dangereux :
• Métaux lourds • Dioxines, furanes • Particules • Subst. chimiques
Émissions secondaires
dioxines et furanes libérés suite au
traitement thermique de
plastiques contenant des
retardateurs de flamme halogénés
Émissions tertiaires
substances et réactifs utilisés
dans des procédés de
recyclage rudimentaires
Émissions primaires
non dégradables et bio-accumulables
5 - Mise au rebut
• Réparer plutôt que jeter
– Initiative hollandaise
– Qui se développe dans le monde
– Des réparateurs bénévoles
– Sans rendez-vous
– Gratuit et on partage un café
– Une réparation ou au moins un diagnostique
– Lutter contre l’obsolescence
42 http://www.repaircafesophia.org/
Carros
Vallauris
5 - Mise au rebut
• Actif Azur : donner une seconde vie
• Situé à Sophia (3 moulins)
• Entreprise d’insertion
• Récupère les matériels informatiques de qualité professionnelle de Sophia
• Révision complète et vente d’occasion avec garantie 1 an
• La qualité professionnelle à prix grand public
43
http://actif-azur.com/
5 - Mise au rebut
• Ce qu’il faut retenir
Mise au rebut
Ressources
DEEE
Pollutions
Que faire ?
• Etats
• Industriels
• Utilisateurs
44
loi D
EEE collecte
filières agréées
Conclusion
Fin session 2
• TIC et Anthropocène : quels marqueurs communs ?
Béton Climat
Le secteur des TIC est
responsable de 2 à 10 % des GES émis
dans le monde. Consensus : autour de
4 ou 5%
Ressources
40
Nitrate
Biodiversité
Espèces Plastique