Empreinte environnementale du numérique : le CNRS fait les comptes

Chaque jour, des millions de personnes naviguent sur Internet ou interrogent des outils d’intelligence artificielle comme ChatGPT, des actions devenues banales. Pourtant, ces gestes apparemment anodins ont un impact environnemental bien réel. C’est précisément cet enjeu qu’a étudié le projet Altimpact, une initiative portée par le CNRS, l’Ademe et l’Inria. Dans le cadre de ce programme dédié à l’évaluation de l’empreinte écologique du numérique, une équipe de recherche s’est spécifiquement concentrée sur la mesure de ces coûts cachés. 

« Nous sommes partis d’un constat : de plus en plus de personnes se demandent comment réaliser des mesures d’impact environnemental sur les produits numériques, par exemple en recourant à l’ACV1 . Or, ces normes et ces règles de calcul ne sont pas harmonisées, et donc les calculs deviennent incomparables entre eux », constate Emeline Pegon, ingénieure de recherche au CNRS2  qui a travaillé au côté de Laurent Lefevre de l'Inria sur le projet Altimpact, qui précise que cette absence d’harmonisation pénalise non seulement les citoyens mais aussi les entreprises. Thomas de Latour, ingénieur sobriété numérique à l’Ademe, partage ce constat, ajoutant que le numérique reste aujourd’hui « un secteur peu régulé, avec des acteurs relativement dispersés au sein de la chaîne de valeur ». 

L’un des objectifs du projet Altimpact a justement été d’établir des référentiels par catégorie de produits, aussi appelés « PCR » en anglais. Chaque référentiel établit une méthodologie standardisée de calcul par produits. « Nous avons travaillé sur toutes les dimensions de cette industrie : du hardware aux réseaux qui les relient, en passant par les jeux vidéo ou encore les processeurs graphiques utilisés dans les datacenters. Pour chaque sous-secteur, nous nous sommes entourés de personnes compétentes dans l’industrie concernée. Nous nous sommes également appuyés sur des scientifiques pour ce travail car il faut analyser une multitude de documents et réaliser des analyses sur certains produits », décrit Emeline Pegon. 

• 1L’analyse du cycle de vie (ACV) désigne une méthode pour calculer l’empreinte environnementale d’un produit, depuis l’extraction des matières premières jusqu’au traitement de ses déchets.
• 2Au sein du Laboratoire de l'informatique du parallélisme (CNRS/ENS de Lyon/Université Lyon-I Claude-Bernard).

Un autre axe du projet a consisté à produire une base de données publiques pour accéder à des données fiables sur le sujet. « Paradoxalement, le numérique est le parent pauvre sur ce volet. Cela s’explique en partie car certains secteurs sont contraints par la confidentialité et les brevets technologiques. Quand elles existent, les données partagées deviennent en outre très vite obsolètes », observe l’ingénieure de recherche. La base de données, baptisée « Empreinte », va être alimentée au fur et à mesure des avancées des résultats de recherche et sera régulièrement mise à jour. 

Décortiquer les GPU

Réaliser un tel travail d’inventaire est pourtant une mission loin d’être simple. David Ekchajzer, cofondateur du bureau d’études Hubblo, spécialisé dans l’impact environnemental du numérique, s’est penché sur un composant clé : les GPU (de l'anglais graphics processing unit). Ces puces, autrefois cantonnées au jeu vidéo, sont devenues le cœur matériel de l’intelligence artificielle. Leur demande a explosé avec l’essor de l’IA et les datacenters en abritent désormais des milliers. « Les données sur ces composants sont quasi inexistantes. Peu d’informations filtrent, ce qui rend leur impact environnemental difficile à évaluer », explique-t-il. Pour étudier ces GPU, encore fallait-il s’en procurer. Un défi de taille : un modèle neuf coûte entre 10 000 et 30 000 euros, un budget inenvisageable pour un projet de recherche. « Grâce à des contacts dans les datacenters, nous avons récupéré des pièces défectueuses. Nous avons complété ces stocks par des achats sur des plateformes comme eBay. Au total, nous avons pu obtenir une dizaine de GPU », détaille David Ekchajzer. 

Une fois réceptionnées, les GPU ont été démantelées afin de caractériser leurs composants. « Nous établissons quel est leur poids, leur surface, etc. puis nous envoyons ces composants dans un laboratoire partenaire qui les désencapsule, c’est-à-dire qui enlève la couche de plastique qui les protège. Notre but est d’obtenir le composant initial », commente l’expert. Les scientifiques sont allés jusqu’à récupérer les métaux qui composent ces unités. Pour y parvenir, les composants ont été cuits dans un four afin de brûler les matières plastiques et de ne récupérer que les métaux et minéraux pour les analyser au spectromètre. « Cette méthode nous permet d’obtenir des données précises et spécifiques à ces produits, ce qui n’était jusqu’à présent pas le cas des données fournies, qui étaient génériques », précise David Ekchajzer. 

Des laboratoires académiques à l’industrie

L’effort semble avoir payé, puisque des entreprises se sont déjà saisies des données publiées sur la base des travaux réalisés au sein du projet Altimpact. « Nous avons testé cette méthodologie sur plusieurs de nos produits en nous basant sur les PCR. Nous avons intégré ce référentiel pour nos outils d’entreprise afin de proposer un service supplémentaire à nos clients, qui sont de plus en demandeurs sur le plan de leur impact environnemental », témoigne Elise Auvray, product manager empreinte environnementale chez Scaleway, un fournisseur de solutions cloud numériques qui a été consulté dans le cadre d’un des groupes de travail d’Altimpact. 

En consultant leur compte professionnel, les clients de Scaleway peuvent désormais obtenir, pour chaque offre qui les concerne, le calcul des émissions de CO₂ associées en tenant compte de plusieurs paramètres : fabrication du datacenter, consommation électrique et usage du système de refroidissement, transport des pièces, recyclage et reconditionnement des équipements, etc. « Pour nous, c’était un gage de qualité de recourir à ces référentiels », assure Elise Auvray, qui précise que l’objectif est que « l’évaluation s’étende à terme à l’ensemble du catalogue de Scaleway ». 

« Nous avons essayé de mettre en place des outils qui permettent à tout un chacun d’avoir accès à ces informations sans avoir à réaliser les calculs de A à Z à l’aide des référentiels PCR. C’est le cas avec de telles applications », se félicite Emeline Pegon. Reste à savoir si la dynamique prendra aussi à d’autres échelles. « Nous ne sommes pas des législateurs, nous ne pouvons pas rendre l’usage de nos référentiels obligatoires, mais nous avons fait ce travail pour que la société civile s’empare de notre travail », espère Thomas de Latour.