Des centres de données massifs aux réseaux de communication mondiaux, chaque aspect de l'infrastructure numérique nécessite une quantité importante d'énergie et de ressources naturelles, tout en générant des émissions de gaz à effet de serre. Face à cette réalité, il est impératif d'explorer les perspectives à venir et les actions à mettre en place pour atténuer l'impact environnemental du numérique.
L’infrastructure, selon l'analyse Fruggr
Si on cherche à simplifier la définition du périmètre de l'infrastructure, c'est tout ce qui n'est pas visible, donc tout sauf les terminaux, et qui permet la communication et l'échange de données entre les appareils d'un réseau informatique. Ici, nous prenons en compte deux facteurs : les datacenters (ou centre de données), des géants centralisés abritant des équipements informatiques essentiels au stockage, au traitement et à la gestion des données, et le réseau, dont l’infrastructure repose sur trois piliers : hardware et software. Socle technologique de notre société, l’infrastructure joue des rôles essentiels pour tout domaines : connecter aux serveurs, gérer les données, accéder au web, automatiser les processus, et permettre la collaboration. Un fonctionnement indispensable qui nécessite une consommation d'énergie importante, posant des défis en matière de gestion des ressources. Au cœur de cette architecture : les centres de données, ainsi que le réseau, moins visible mais tout aussi gourmand en énergie. Leur impact environnemental est lourd de conséquences et est malheureusement trop méconnu car ils concernent des éléments "invisibles", immatériels.
Impacts environnementaux
Les datacenters, le cloud, les serveurs sont des éléments centraux dans la chaine opérationnelle de l’IT. Mal dimensionnées, mal utilisées, ces solutions peuvent être très énergivores et donc avoir un impact très fort sur l’environnement. Et lorsque l’on parle de l’impact environnemental des infrastructures, on pense directement aux piliers de l'infrastructure numérique mondiale : les data centers.
Ces centres de données, dont le fonctionnement ininterrompu est essentiel pour de nombreuses industries, consomment une quantité colossale d'électricité (près de 2% de la consommation électrique mondiale !). La France se distingue ainsi en tant que quatrième plus gros détenteur de centres de données avec ses quelques 260 datacenters contribuants entre 4% et 22% à la consommation énergétique totale du pays (étude ADEME et ARCEP). Et pour comprendre cet impact, il est indispensable de privilégier l’analyse du cycle de vie des datas centers pour analyser leur impact tout au long du cycle.
Fabrication des datacenters
La construction de data centers implique une utilisation massive de métaux rares etune exploitation accrue des ressources naturelles, avec des impacts environnementaux. Ces métaux, cruciaux pour les équipements des data centers, sont souvent extraits dans des conditions de travail déplorables et par des procédés polluants. Ce processus est lié à des problèmes environnementaux majeurs tels que la pollution, la déforestation et la perte de biodiversité.
Fonctionnement
Une étude de Control Up a révélé que 77 % des serveurs dans les centres de données sont suréquipés, ce qui signifie qu'ils disposent de plus de matériel en fonctionnement que nécessaire. Par conséquent, ils consomment plus d'énergie que ce que les tâches requièrent, contribuant ainsi à une inefficacité énergétique accrue. De plus, certaines entreprises possèdent leurs propres serveurs mais n'en utilisent qu'une partie, ce qui aggrave encore le gaspillage d'énergie. En outre, les data centers fonctionnent en continu, nécessitant une alimentation électrique constante pour éviter la surchauffe et maintenir leur efficacité. Pour garantir leur fonctionnement optimal, il est essentiel de les maintenir à une température appropriée avec des systèmes de refroidissement sophistiqués.
Refroidissement
Maintenir une température de 20°C dans les datacenters est crucial pour leur fonctionnement. Cependant, leur climatisation consomme beaucoup d'électricité et d'eau, équivalente à la consommation annuelle de milliers de personnes. Cette eau est ensuite évacuée, ajoutant de la pression sur l'approvisionnement en eau et l'environnement. A cela, s’ajoute l’utilisation de produits chimiques polluants et des batteries toxiques.
Bâtiment
La construction des datacenters consomme beaucoup d'énergies non renouvelables et produit des déchets, aggravant leur empreinte carbone. De plus, leur expansion peut détruire des habitats naturels et modifier les écosystèmes locaux. Ces impacts environnementaux s'étendent au-delà de leur consommation énergétique directe.
Quid des réseaux ?
Les réseaux numériques, qui consomment beaucoup d'énergie, représentent environ 4 à 13% des émissions en France, selon l'Arcep. Ces réseaux connectent les terminaux des utilisateurs entre eux et aux centres informatiques. Ils se composent principalement des équipements de la "boucle locale" ou du "dernier kilomètre". Cela inclut 1,1 milliard de box DSL / fibre, 10 millions d'antennes relais (2G à 5G) et environ 200 millions d'autres équipements actifs du réseau WAN (réseau étendu) et LAN (réseau local) dans le monde. Entre 2010 et 2015, nous avons observé le déploiement d'au moins 10 millions d'antennes relais 4G et 5G, s'ajoutant à l'impact des infrastructures réseau existantes, notamment les box DSL / fibre.
Il est important de souligner que les réseaux transmettent des informations sur plusieurs milliers de kilomètres, car les centres de données peuvent être situés dans un autre pays, voire sur un autre continent, et consomment donc beaucoup d'énergie. Les opérateurs CDN, qui proposent des réseaux privés, permettent aux informations de voyager plus rapidement sur de grandes distances, tout en optimisant et sécurisant le réseau, mais cela aggrave également l'empreinte du réseau.
Quelles sont les perspectives à venir ?
Malgré la consommation élevée d'énergie de l'infrastructure numérique actuelle, des alternatives durables sont recherchées. Les tendances incluent l'amélioration de l'efficacité énergétique, l'utilisation d'énergies renouvelables et la conception d'infrastructures éco-responsables pour atténuer l'impact environnemental de la croissance constante des infrastructures numériques.
Evolution des technologies d’usage
L'utilisation des équipements informatiques évolue avec les années pour s'adapter aux besoins des entreprises, tout en prenant de plus en plus en compte les défis environnementaux. Aujourd'hui, les entreprises ont une multitude de choix pour le stockage et la gestion de leurs données. Deux tendances se démarquent comme des solutions principales :
- L'Edge Computing, qui traite les données à la périphérie du réseau, au plus près de leur source, permettant ainsi de réduire les besoins en bande passante lors des transits, notamment entre les différents systèmes où elles seront traitées, analysées, stockées et sauvegardées.
- Le Cloud, un modèle qui fournit des services informatiques via internet, permettant d'accéder à des ressources telles que des serveurs, du stockage et des logiciels à la demande, sans avoir besoin de posséder ou de gérer directement l'infrastructure sous-jacente.
Il est important de préciser que chaque solution s'adapte à l'utilisation que vous faites de vos données.
Délocalisation des data centers
Certaines entreprises font le choix de délocaliser leurs data centers pour optimiser leur efficacité énergétique. Une démarche qui doit impérativement prendre en compte le mix énergétique des pays, désignant la combinaison des différentes sources d'énergie utilisées pour répondre aux besoins en électricité et en énergie, telles que le charbon, le gaz naturel, le nucléaire, les énergies renouvelables et autre, d’un pays. Par exemple, Google et Apple ont installé des centres en Norvège et en Suède, profitant des climats froids pour réduire l'usage de climatisation. Microsoft, dans son projet "Natick", a créé un data center sous-marin, utilisant l'eau de mer et une atmosphère d'azote pour maintenir une température basse.
Réutilisation de la chaleur
Certaines villes réutilisent la chaleur des centres de données pour chauffer les piscines municipales et les entreprises. C'est le cas en Seine-et-Marne, où l'expérimentation a été couronnée de succès. Des entreprises comme Hestiia travaillent également sur des projets de réutilisation de la chaleur. Par exemple, cette entreprise a réussi à créer des radiateurs à partir de la chaleur émise.
Quelques petites actions
Agir sur l'infrastructure implique de minimiser la consommation d'énergie liée aux centres de données, au cloud, aux serveurs ou au réseau. En fonction de l'existant et du niveau de maturité de l'organisation, différentes actions peuvent être mises en place :
- Si votre organisation possède sa propre salle de serveurs : réduisez le nombre de serveurs physiques et remplacez-les par des serveurs virtuels
- Migrer les données vers des centres de données qui ont un faible impact environnemental. Cela permet de réduire l'empreinte carbone globale de l'entreprise en minimisant la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre associées aux opérations informatiques. De plus, cela peut contribuer à renforcer l'image de marque de l'entreprise en démontrant son engagement envers la durabilité et la protection de l'environnement.
- Rationaliser les baies de stockage en regroupant les données de manière plus efficace, ce qui permettra de diminuer le nombre de serveurs nécessaires, réduire la consommation électrique mais aussi les coûts associés à leur fonctionnement. De plus, cela facilite la gestion des données et leur accès, ce qui améliore l'efficacité opérationnelle du data center
- Optimiser la climatisation pour économiser l'énergie et réduire l'empreinte carbone.
- Changer les contrats d'électricité pour des contrats d'énergies vertes
- Favoriser l'hébergement des données dans des pays où le mix énergétique est faible
- Proposer des solutions pour programmer l'extinction des machines virtuelles à des moments précis où elles ne sont pas nécessaires, comme pendant les heures creuses ou les week-ends.
Cependant, il est essentiel de comprendre d'où l'on vient pour savoir où l'on va. Nous le répétons souvent, mais la meilleure première approche reste de se faire auditer, ou de mesurer soi-même l'impact des centres de données et du réseau. Certaines solutions, comme Fruggr, le proposent. Notre module infrastructure permet de cartographier l'infrastructure de nos clients, de matérialiser les empreintes associées et de proposer des recommandations pour optimiser les ressources. Et à partir de ces recommandations, il sera possible d'agir à grande échelle pour un numérique plus responsable.
Les datacenters et les réseaux sont souvent considérés comme des boîtes noires en termes de consommation d'énergie et d'impact environnemental. Ils nécessitent une transparence totale pour prendre des décisions et mettre en œuvre des actions visant à réduire leur empreinte. Il est essentiel d'éclaircir ce sujet pour comprendre pleinement leur fonctionnement et identifier les opportunités d'amélioration de leur durabilité. Avec une prise de conscience générale et la mise en place d'actions, un changement est possible !