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Energie grise et informatique verte

[article mis à jour le 12/11/2008 à 10:30]
[article mis à jour le 14/11/2008 à 17:00]
[article mis à jour le 11/10/2010 à 21:00]

Le concept d’énergie grise est fondamental pour faire des choix judicieux en matière d’informatique verte et de développement durable.

L’énergie grise est l’énergie totale dépensée tout au long du cycle de vie complet d’un produit, de sa fabrication à son recyclage en passant par son utilisation. On additionne donc l’énergie dépensée pour :
– la conception du produit,
– l’extraction et le transport des matières premières (plastique, acier, etc.),
– la transformation de ces matières premières en composants (circuit imprimé, ventilateurs, etc.),
– l’assemblage des composants pour fabriquer le produit final (PC, écran, clavier, etc.),
– la commercialisation du produit (et donc le transport associé),
– l’utilisation du produit,
– sa collecte et son recyclage.

Si le concept est limpide, ces étapes sont très difficiles à évaluer dans le monde réel. Si bien qu’il faut souvent procéder par déduction plus que par une analyse détaillée.

Prenons l’exemple d’un ordinateur de bureau.

1) Le boîtier et l’alimentation
Réunis, ils pèsent environ 10 à 15 kg. Ils sont essentiellement composés de PVC, d’aluminium, de cuivre, et d’acier. La fabrication de ces matériaux nécessite :
– acier : 10 kWh / kg
– aluminium : 60 kWh / kg
– cuivre : 20 kWh / kg
– PVC (plastique) : 20 kWh / kg
– peinture : 30 kWh / kg

Une unité centrale contient en moyenne 3,5 kg de PVC, 11 kg de métaux, 1,5 kg d’électronique, 200 g de revêtement (peinture, vernis, etc.) et 3,5 kg de composants divers.

L’énergie dépensée pour produire ces composants de base équivaut à environ 372 kWh auxquels il faut ajouter l’énergie dépensée pour les transporter (plusieurs tours du monde) et les assembler.

On considère généralement que le processus de fabrication d’un PC (production et assemblage des composants) nécessite aussi 1 500 litres d’eau et 240 kg d’énergie fossile.

Conclusions
– Les matières premières utilisées pèsent environ 100 fois le poids final du PC (si on prend les ressources telles que l’eau nécessaire à la fabrication en considération). En comparaison, la fabrication d’une voiture ne nécessite que 2 fois son poids.
– La fabrication de la carcasse du PC nécessite au minimum 372 kWh d’énergie.

2) Les composants électroniques
Les composants électroniques – disques durs, microprocesseur, etc. – sont extrêmement toxiques et ils nécessitent une énergie considérable. Plus un composant est miniaturisé et plus il a nécessité d’énergie lors de sa fabrication.

A titre d’exemple, la fabrication d’une barrette mémoire de 32 Mo (2 grammes) consomme 72 g de produits chimiques, 700 g de gaz élémentaires, 32 litres d’eau (32 kg), et 1,2 litre de pétrole.

Le poids total des matières nécessaires à la fabrication de cette puce est 630 fois plus grand que la puce elle même ! Et l’énergie consommée durant son utilisation représente 440 g de pétrole, soit 220 fois son poids.

Sachant qu’un PC de bureau embarque environ 1,5 à 4 kg d’électronique (puces, carte mère, disque dur, mémoire, carte vidéo, etc.), on peut facilement doubler les 372 kWh trouvés précédemment.

3) Energie grise totale
Au final, la fabrication d’une unité centrale nécessite au bas mot 750 kWh d’énergie. Mais il faut encore ajouter la conception, la commercialisation (dont le transport), et le recyclage que je ne sais pas évaluer. En appliquant un facteur conservateur de 30 % pour ces postes, on obtient 950 kWh pour produire un PC.

4) Consommation électrique Vs énergie grise
Sachant qu’un PC de bureau (desktop) consomme en moyenne 329 kWh / an (étude 2008 Enertech), et que les entreprises remplacent une machine tous les 3 ans. Un PC consomme environ 1 000 kWh sur 3 ans.

En d’autres termes, l’énergie liée à l’utilisation du PC représente 50% sur un cycle de vie de 3 ans ou 67% sur un cycle de vie de 6 ans. La quantité d’énergie dépensée pour faire fonctionner la machine a donc un impact important sur l’ensemble du cycle de vie. [MAJ 11/10/2010 : depuis l’écriture de cet article, les fabricants font des efforts importants pour réduire la consommation électrique des ordinateurs. On peut désormais considérer que la fabrication nécessite presque toujours plus d’énergie que l’utilisation]

5) Quelques conclusions

Des économies d’énergie indispensables…
Au regard des 271 millions d’unités vendues en 2007 et du milliard d’ordinateur en fonctionnement (Gartner), les efforts que font les fabricants sur la consommation électrique et l’éco-conception des machines sont essentiels.

L’ensemble des PC vendus en 2007 consommeront cette année 90 milliards de kWh. Une économie de 40 % dans leur consommation (gain entre PC énergivores et Energy Star 4.0) correspond à 35 TWh. Soit 2 centrales nucléaires.

… mais pas suffisantes
En l’état actuel du parc, les comportements les plus efficaces d’un point de vue environnemental et d’un point de vue économique sont, dans l’ordre :
1) de maximiser le taux d’utilisation du matériel, et pas seulement des serveurs, car la durée de vie électronique est plus longue que la durée de vie au sein de l’entreprise,
2) de prolonger au maximum la durée de vie du matériel en favorisant le marché de l’occasion (re-conditionnement) ou en transformant un PC en terminal,
3) à défaut de re-conditionnement, de faciliter le recyclage et l’utilisation de matériaux recyclés dans les nouveaux matériels (la fabrication de l’acier recyclé nécessite 24 kWh/kg contre 35 kWh/kg pour l’acier primaire).
4) dans ce contexte, l’efficience en ressources des logiciels (mémoire, CPU) est un puissant levier. Pour faire des économies d’énergie il faut donc allonger la durée de vie. Et pour allonger la durée de vie, il faut mieux programmer / une meilleure conception logicielle.

Au final, si vous ne deviez garder que quelques chiffres en tête :
– 950 kWh : c’est ce que nécessite au minimum la fabrication d’un PC.
– 50 à 67% : c’est la part de l’énergie dépensée pour faire fonctionner le PC sur l’énergie totale dépensée tout au long de son cycle de vie (énergie grise). [MAJ 11/10/2010 : cette part est aujourd’hui plutôt comprise autour de 40 à 50 %]
– Gagner 3 ans sur le cycle de vie d’un PC permet d’économiser la quantité d’énergie nécessaire à la fabrication d’un nouveau PC. Sauter des versions de logiciels peut vous y aider.

Source : GreenIT.fr

Frédéric Bordage

Expert Green IT et numérique responsable, j'ai créé GreenIT.fr en 2004 et lancé le sujet de l'écoconception logicielle en 2009 avec Frédéric Lohier. Je conseille des organisations privées et publiques sur ces sujets.

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