[Tribune] Contribution et éclairage d’Ericsson sur la question environnementale associée au numérique et à la 5G

Traditionnellement sur la 5G, nous avons eu tendance à mettre l’accent sur les nouveaux cas d’usage et les innovations technologiques associées, mais nous aimerions également élargir ce message à d’autres aspects, et en particulier la question environnementale, qui est au cœur de nombreux débats. Tout d’abord il est bon de se rappeler que le numérique représente 1,4% des émissions carbone globales, pour 3,6% de la consommation électrique et 6% du PIB mondial.

Sur les questions liées à l’environnement nous entendons les inquiétudes légitimes qui s’articulent en général autour des deux postulats suivants :

- Le numérique et en particulier les réseaux mobiles sont dans une spirale de consommation énergétique ascendante et incontrôlée.

- Quand bien même la technologie 5G serait plus efficace que les générations précédentes, par son efficacité décuplée, elle contribuerait à accroitre les usages, bien au-delà du gain d’efficacité qu’elle apporte, et au final serait l’outil d’une explosion de la consommation énergétique. « Cerise sur le gâteau », les usages seraient en grande partie futiles et soutenus par des raffinements technologiques, consommateurs de bande passante et sans effet perceptible pour l’utilisateur.

Notre R&D travaille depuis de nombreuses années sur ce sujet et notre vue est que sur ces dernières années l’impact du numérique a été stable, voire en légère décroissance, alors que le trafic a connu une croissance exponentielle (comme le montre le schéma ci-dessous). Ce comportement passé ne nous éclaire pas complétement sur les évolutions futures, mais il illustre une tendance de fond de notre industrie, qui est cette décorrélation forte entre les volumes de données transportés et l’énergie nécessaire associée. Dans ce contexte, notons que la 5G sera de l’ordre de 10 fois plus efficace que la 4G (pour la même quantité de données transmise), ce qui s’inscrit aussi dans cette tendance.

(Les images sont extraites du rapport Ericsson suivant https://www.ericsson.com/en/reports-and- papers/industrylab/reports/a-quick-guide-to-your-digital-carbon-footprint )

Mais au-delà de cette vue globale, il nous parait aussi utile de pousser un peu plus loin l’analyse.

Le schéma ci-dessous montre que la consommation énergétique des réseaux est nettement inférieure à celle des terminaux et que l’analyse se doit d’être globale. Par ailleurs des secteurs connexes, comme la télévision ou les fermes de serveurs pour les cryptomonnaies peuvent être très consommateurs.

Le schéma ci-dessous détaille l’impact carbone entre les terminaux, les data centers et les réseaux. Il en ressort en particulier que pour les terminaux la moitié de l’impact carbone est embarqué et qu’une attention particulière peut être portée sur la durée de vie de ces terminaux ou encore la phase de production et de distribution. A contrario, pour les réseaux, l’essentiel de l’impact carbone est lié au fonctionnement du réseau, et c’est donc là qu’il faut chercher en premier les optimisations énergétiques. En pratique, cela veut dire que d’un point de vue environnemental il est plus intéressant d’avoir la dernière génération d’équipements, qui sera la plus efficace et la plus sobre (avec une électronique plus intégrée, des algorithmes optimisés,...).

Pour prendre un exemple tangible, pour une voiture par exemple, et sur sa durée de vie, 35 tonnes de CO2 d’émissions seront liées au fonctionnement de la voiture (résultant du carburant consommé) et 7 tonnes à la production du véhicule. Ces chiffres correspondent à des moyennes, mais on voit bien que l’impact est majeur si les anciens véhicules polluants sont remplacés par des véhicules neufs plus sobres (et l’impact de la production du nouveau véhicule sera marginal par rapport au bénéfice de la sortie du parc des véhicules les plus polluants). Les réseaux obéissent également à cette logique, et les stratégies de seconde main et d’extension d’utilisation des équipements réseau, ont leurs limites.

Un autre aspect clé, et aussi complexe, est que les différents facteurs sont étroitement liés. Ayant dit cela, et pour continuer sur les aspects environnementaux liés aux réseaux, l’impact environnemental des terminaux est significatif mais décroit. Il décroit en premier lieu parce que les utilisateurs privilégient des terminaux plus compacts et sobres, comme des smartphones ou des tablettes, contre des PC fixes ou des téléviseurs. Si les utilisateurs font ce choix c’est avant tout parce que les réseaux mobiles offrent une nouvelle forme de connectivité rendant ces terminaux attractifs. La consommation des réseaux est d’ailleurs en légère croissance, comme nous le voyons sur le graphe précédent (entre 2015 et 2018), mais au global le numérique reste stable.

Jusqu’à présent nous avons donc essayé d’éclairer les aspects suivants :

- La consommation énergétique du numérique est stable malgré des usages en croissance exponentielle. Certes, cela peut changer mais le paradigme actuel peut aussi se poursuivre.

- La part des réseaux représente au final une part assez faible de la consommation totale du numérique et des secteurs liés (comme les terminaux, data centers, téléviseurs,...)

- L’impact carbone des réseaux sera réduit par l’utilisation des dernières évolutions technologiques

- Les différents ensembles du numérique sont intimement liés, une augmentation du mobile peut en fait traduire une migration d’usages vers le mobile avec un impact global bénéfique en termes d’émissions.

Dans le traitement de cette question liée à la consommation énergétique des réseaux, un aspect clé et récurrent porte sur les perspectives d’évolution des émissions carbone. Un point qui nous parait structurant, dans ce contexte, est que les différents acteurs du secteur prennent collectivement conscience qu’il convient de faire baisser nos émissions carbone. Certains opérateurs (y compris en France) prennent des engagements publics de baisse de leurs émissions pour les années à venir. Ericsson affiche également une volonté de neutralité carbone à l’horizon 2030.

L’initiative « Scientific Based Targets » vise à proposer des trajectoires de réduction des émissions carbone des opérateurs. Elle est soutenue par l’industrie via des organisations comme le GSMA (représentant les opérateurs), l’UIT, le GeSI, et aussi avec l’implication forte d’acteurs sectoriels comme Ericsson.

Extrait de https://www.itu.int/en/mediacentre/Documents/Documents/GSMA_IP_SBT-report_WEB-SINGLE.pdf

Nous disons donc qu’il y a une prise de conscience grandissante de l’industrie qu’il faut travailler vers une réduction de l’impact carbone du numérique et que c’est possible. Plus concrètement, Ericsson propose également des actions spécifiques pour faire évoluer les réseaux vers cette sobriété, avec 4 axes :

- « Préparer le réseau », c’est-à-dire déployer les générations les plus récentes, ou pour reprendre la comparaison automobile, remplacer les « vieux diesels » par des hybrides

- Déployer des logiciels d’optimisation de la consommation énergétique, c’est-à-dire éteindre au maximum les équipements pendant les heures creuses, sans impact sur la qualité de service

- Construire la 5G avec précision, un certain fantasme veut que la France sera tapissée d’antennes 5G, la réalité est qu’il faut déployer les équipements au plus juste en fonction des besoins, et les zones avec des forts besoins de capacité sont au final très limitées. La 5G sera aussi de l’ordre de 10 fois plus efficace par bit de données transmis que la 4G.

- Opérer les réseaux avec la meilleure efficacité énergétique, l’exemple typique est celui du « machine learning » qui permet d’anticiper des pannes, de grouper les déplacements de techniciens et de réduire l’impact carbone des opérations.

Pour résumer à ce stade, la consommation du numérique est stable et il y a une volonté croissante d’inscrire cette tendance dans la durée, et même de s’orienter vers une baisse.

Après une revue de la consommation du numérique, la deuxième partie de ce message porte plus spécifiquement sur les interrogations soulevées par l’impact possible des usages. Et nous aimerions mettre en avant trois considérations qui devraient être prises en compte dans nos analyses :

- Une mise en perspective, par rapport à d’autres usages

- Les bénéfices que la 5G peut apporter à d’autres secteurs

- L’évolution du trafic grand public, lié plus spécifiquement aux activités de loisir Nous imaginons facilement le streaming comme une forme de monstre d’émissions carbone incontrôlable, qu’en est-il ?

En fait, le streaming d’un film de deux heures :

- Sur son smartphone est du même ordre de grandeur que l’éclairage en LED de la pièce

- Sur un PC portable, équivalent par exemple à l’énergie nécessaire pour chauffer l’eau de son thé

- Sur un écran TV, moins que le réfrigérateur pendant 24h ou 2 km avec un véhicule électrique

L’idée n’est pas de dire que cela ne représente rien, tout s’additionne, mais pas rapport à d’autres activités, c’est souvent très faible. Un utilisateur moyen qui serait 6 heures par jour alternativement sur son smartphone, sa tablette et son PC portable, aurait 2% de son impact carbone qui proviendrait du numérique. De même, la consommation des data centers utilisés pour l’internet public correspond à 0,5% de la consommation électrique mondial. Et si l’alternative était de repasser uniquement par nos bons vieux DVD, l’impact carbone à usage équivalent serait bien supérieur.

Après cette mise en perspective, nous souhaitons aussi rappeler que la 5G apporte aussi un potentiel important de réduction de la consommation énergétique d’autres secteurs.

Dans ce contexte nous pensons d’abord au télétravail ou plus largement à toutes les applications de communications qui permettent d’éviter un déplacement physique (par exemple dans le domaine de la santé). A titre de comparaison, l’impact carbone d’un an d’utilisation d’un smartphone (y compris la part d’utilisation du réseau et la quotepart de production du terminal) est de 60 kg de CO2, ce qui correspond à 400 km pour une voiture moyenne (en dehors de l’impact carbone de la construction des routes, la production des véhicules,... qui réduit encore ce nombre de kilomètres parcourus pour 60 kg de CO2), c’est-à-dire 2-3% de la distance moyenne parcourue par les véhicules particuliers en France.

Au-delà de ces exemples bien connus, nous pouvons mentionner :

- Dans l’industrie, la connectivité mobile permet d’augmenter largement la productivité mais elle permet aussi de réduire l’impact environnemental. En particulier un meilleur contrôle du processus de production (par exemple avec des capteurs de vibration 5G à très faible latence) permet de réduire les pertes et les rebus de production. De même, la connectivité permet d’optimiser la logistique et les process et réduire également l’énergie consommée dans la production.

- Dans la mobilité, la connectivité entre véhicules apporte aussi des bénéfices environnementaux : les trajets sont optimisés, les accidents réduits, ... Pour les camions plus spécifiquement, les acteurs du secteur développent le concept de « platooning », avec des grappes de camions qui se suivent par exemple à quelques mètres sur l’autoroute ce qui permet de réduire également les émissions carbone associées (les camions suivant le premier véhicule consommant moins de carburant).

Plus généralement, les études montrent que jusqu’à 15% des émissions de carbone globales pourraient être éliminées grâce au numérique (illustré ci-dessous). Dans les suites de crise du Covid, la 5G sera aussi un élément de relance et un pilier pour une nouvelle économie plus résiliente. Nous voyons déjà un certain nombre de pays qui reconnaissent ce paradigme, et la crise devrait contribuer à accélérer cette digitalisation, qui aura des effets bénéfiques sur la consommation d’autres secteurs.

Pour finir sur les usages, abordons la question plus sociétale de l’évolution des usages grand public, d’une explosion anticipée par certains, et donc plus largement de leur impact environnemental.

Tout d’abord, les paragraphes précédents tendent à montrer que l’impact des usages récréatifs et grand public est pour l’instant modéré (relativement à d’autres usages et à l’impact global du numérique) et maitrisé (l’impact carbone est stable ces dernières années), nous avons donc un peu de temps pour nous interroger plus en profondeur sur ces usages.

Il y a parfois une vision un peu caricaturale, entre les bons usages d’un côté, et les usages futiles et nuisibles de l’autre. De manière évidente, la distinction ne peut pas être aussi tranchée. Les loisirs et les liens sociaux ont leur utilité dans la société, et le numérique est souvent un support essentiel pour ces fonctions sociales majeures. De même, si un usage qualifié de « futile » rend un trajet en transport en commun agréable et détourne certains de la voiture, n’avons-nous pas aussi gagné quelque chose ?

Certains suggèrent de marquer une pause et de décider si oui ou non ne devons déployer la 5G. A notre sens, Il serait mortifère de renoncer à une technologie plus efficiente, plus innovante et élément clé de notre compétitivité future. Il est par ailleurs totalement illusoire de penser que nous pourrions séquencer les deux aspects : d’abord décider ex nihilo et sans réellement connaitre les implications s’il faut lancer la 5G, puis décider comment la déployer. En fait de manière évidente les deux processus se dérouleront en parallèle et de façon itérative, et les premiers déploiements 5G nous permettrons de mieux comprendre comment les faire évoluer.

Plus largement, le questionnement sur la rupture technologique n’est pas nouveau, et il s’est posé à toutes les époques, comme pour les métiers à tisser dès la fin du Moyen-Age, la voiture individuelle au 20ème siècle, etc. et à chaque fois la bonne réponse est d’adopter ces innovations et de garder la maitrise de notre destin, en les embrassant mais aussi en décidant comment nous voulons les utiliser !

Les images sont extraites du rapport Ericsson suivant https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/industrylab/reports/a-quick-guide-to-your-digital-carbon- footprint

ainsi que celui sur le Scientific Based Targets, du rapport ci dessous https://www.itu.int/en/mediacentre/Documents/Documents/GSMA_IP_SBT-report_WEB-SINGLE.pdf

Franck Bouétard, Président d'Ericsson France

Les avis d'experts sont publiés sous l'entière responsabilité de leurs auteurs et n'engagent en rien la rédaction de L'Usine Nouvelle.