Les internautes consomment 450 à 900 fois plus d'énergie que les data centers

Générique - serveurs - racks dans un datacenter

[Les résultats proposés dans cet article ont donné lieu à de nombreux commentaires. Il faut les prendre avec précaution car c’est une ébauche d’analyse et non un résultat trempé dans le marbre.]

Contrairement à la croyance populaire, la consommation électrique et les émissions de gaz à effet de serre des centres informatiques sont très faibles comparées à celles des ordinateurs des internautes qui s’y connectent. Démonstration.

Trois facteurs à prendre en compte
Trois facteurs influencent directement le rapport de la consommation électrique entre les serveurs et les ordinateurs des internautes :
1. la consommation électrique intrinsèque du matériel,
2. le rapport entre le nombre d’utilisateurs et de serveurs,
3. le temps nécessaire pour délivrer la page (temps passé par le serveur à générer la page et par le réseau à l’acheminer jusque chez l’internaute) et le temps passé par l’utilisateur à interagir avec cette page.

Pour le premier point, les ordinateurs des internautes consomment, en valeur absolue, de l’ordre de 50 à 100 fois moins d’électricité que les serveurs (30 Wh/h pour un ordinateur portable contre 300 Wh/h pour un petit serveur). En valeur relative, les serveurs sont bien plus efficients que les ordinateurs des internautes. C’est à dire que les serveurs consomment moins d’énergie pour réaliser le même nombre de traitements informatiques que les ordinateurs des internautes.

Concernant le point 2, un seul serveur est généralement capable de répondre aux sollicitation de plusieurs centaines à plusieurs milliers d’internautes. Le rapport est donc très défavorable pour les internautes qui « pèsent » bien plus lourds que les serveurs. Google sert par exemple 3 000 utilisateurs de GMail avec un seul serveur d’une puissance de 450 Watts.

Enfin, pour le troisième point (facteur temps) est essentiel. L’internaute passe plus de temps à lire une page ou interagir avec (écriture d’un e-mail par exemple) que le serveur à la générer. D’autant plus si l’on prend en compte les différents caches (navigateur, CDN, reverse-proxy, etc.). Même en étant conservateur, on peut avancer qu’un internaute passe 10 à 100 fois plus de temps sur la page que le serveur à la générer.

Même sans réaliser de mesure précise, ces trois rapports démontrent que les ordinateurs des internautes consomment bien plus d’énergie que les serveurs web, pour une même unité fonctionnelle. Reste à savoir combien.

Dans les deux exemple qui suivent, nous allons vous démontrer que les ordinateurs des internautes consomment entre 300 et 900 fois plus d’énergie que les serveurs des data centers. Chaque données primaires (hypothèse) sera très conservatrice pour nous assurer que les résultats initiaux resteront plausibles même si nous les affinons plus tard.

Nous prenons comme unité fonctionnelle « une page web ». Nous étudierons le temps et la consommation électrique associées à :
- la génération et la livraison de cette page web chez l’internaute, dans son navigateur ;
- l’utilisation de cette page web (lecture d’article, écriture d’e-mail, etc.) par l’internaute.

Nous excluons les « cas à part », comme le fait par exemple, de regarder de la vidéo en ligne, d’écouter de la musique en ligne, de jouer en ligne.

GMail : 900 fois plus d’énergie consommée par les internautes

Google, nous explique qu’un seul de ses serveurs d’une puissance de 450 Watts est capable de servir 3 000 utilisateurs (pas en même temps). Cet ordre de grandeur est important car un webmail est assez proche de n’importe quelle application hébergée en ligne.

Sachant qu’un ordinateur portable (les plus vendus depuis quelques années) affiche une puissance de l’ordre de 15 à 30 Watts, on peut estimer, sans prendre de risque, que le rapport entre la puissance électrique d’un serveur et celle des ordinateurs des internautes qui s’y connectent est de l’ordre de 450 watts contre 45 000 watts (3 000 x 15 watts). Vous noterez que nous prenons l’hypothèse la plus conservatrice. En partant du principe que le serveur passe autant de temps pour générer la page web que l’internaute à lire ou écrire l’e-mail qui s’y affiche, on obtient un rapport de 1 à 100 en terme de consommation électrique. Autrement dit, les internautes consomment 100 fois plus d’énergie.

Quelques mesures empiriques, chronomètre en main, montre que la lecture d’un e-mail nécessite en moyenne 30 secondes, l’écriture 60 secondes, et la génération de la page 3 à 5 secondes. On obtient donc un rapport de 11 : (((30+60)/2)/((3+5)/2)) entre le temps de génération de la page et le temps de lecture. Autrement dit, les utilisateurs de GMail consomment de 1 100 (100 x 11) fois plus d’énergie que les serveurs de Google. Le PUE de Google, proche de 1,2 ne modifie pas significativement cet ordre de grandeur qui passe à 916. Au final, les internautes consomment 916 fois plus d’énergie que les serveurs de GMail.

GreenIT.fr : 450 fois plus d’énergie consommée par les internautes

Autre exemple, le serveur de GreenIT.fr consomme environ 450 Wh/h et peut accueillir jusqu’à 500 internautes en même temps. En reprenant la même hypothèse que pour Google, et toujours en se basant sur le postulat que notre serveur met autant de temps à générer une page que vous à la lire, le rapport entre la consommation électrique du serveur de GreenIT.fr et celle des ordinateurs de nos lecteurs est de l’ordre de 450 Watts contre 7 500 (500 x 15 Watts), soit un facteur 17.

Le temps moyen de lecture d’une page sur GreenIT.fr est de l’ordre de 125 secondes alors que sa génération et sa livraison dans le navigateur de l’internaute ne dépasse pas 3 secondes. Le rapport est donc plutôt de l’ordre de 41 (125 secondes / 3 secondes) x 17 = 697 ! En prenant un PUE de 1,5 pour le data center qui héberge notre serveur, les ordinateurs de nos lecteurs consomment 697 / 1,5 = env. 464 fois plus d’énergie que notre serveur. Cet ordre de grandeur paraît fiable au regard de celui calculé pour Google.

conclusion

A contre-sens des idées reçues, cette conclusion est importante à plusieurs titres. D’une part, elle ne permet plus aux internautes de rejeter leur responsabilité sur les fournisseurs du web. Les plus gros « pollueurs » sont bien les internautes, n’en déplaise à Greenpeace.

D’autre part, cette étude démontre que les arguments environnementaux des acteurs du cloud computing sont à la limite du greenwashing. Aucune étude sérieuse ne confirme l’impact positif du cloud computing sur l’environnement. Et quand bien même le cloud computing se montrerait plus vertueux qu’un hébergement en interne des applications, l’effet de levier environnemental est minime comparé aux actions à mener du côté des internautes.

Enfin, cette conclusion renforce l’idée essentielle, que nous défendons depuis bientôt 10 ans, que le geste clé du Green IT est l’allongement de la durée de vie active des équipements. Si l’on refaisait cette analyse en incluant l’énergie grise (notamment celle relative à la fabrication des serveurs et des ordinateurs des internautes), nous découvririons que le rapport reste largement en faveur des serveurs : la fabrication des serveurs émet moins de pollutions et épuise moins les stocks de ressources non renouvelables, en valeur absolue. Car un serveur suffit pour s’occuper de plusieurs centaines, voir plusieurs milliers d’internautes. Et, à moins de câbler la terre entière dans une logique peer-to-peer, ce rapport n’est pas prêt de changer car le web repose sur une architecture centralisée.

J’espère ne pas avoir fait d’erreur dans mes calculs. Comme d’habitude, nous attendons vos commentaires (constructifs) pour nous corriger et améliorer notre démonstration.


Commentaires

Un grand nombre de PC personnels ont été utilisés jusqu’à présent pour avoir un accès internet (+ téléchargement de musique et video) pour de nombreuses familles. Aujourd’hui ces personnes “migrent” vers les smartphones ou tablets qui consomment beaucoup moins (de 5 à 10 fois moins sur ce que j’ai pu trouver) et profitent de plus en plus de services légaux (deezer, VOD…) directement sur leurs smartphones (ou TV connectées). Peut-on en conclure que le passage vers ce type de matériel est finalement positif en termes exclusivement de consommation électrique?
=> on réduirait le ratio internaute/data center

Par contre, avec le développement des réseaux mobiles et l’accès internet via ces réseaux qui évoluent constamment vers un débit plus important(=> 4G), ne va-t-on pas voir se développer une consommation électrique plus importante de la partie “transmission des données via le réseau” entre les data centers et la page web visualisée par l’utilisateur? Combien peut consommer une antenne 4G par rapport à une 3G par exemple? Quel est l’impact “batterie” sur un smartphone en passant à un débit réseau supérieur? Dans cette optique, l’obsolescence du matériel ne serait plus seulement dû aux logiciels gourmants mais aussi aux accès réseaux qui demandent plus d’efforts aux batteries.
=> on augmenterait la consommation entre l’internaute et le data center. Cette dimension doit-elle être prise en compte ou est-elle encore négligeable aujourd’hui?

Fred (non vérifié) le 06/06/2013

Ceci diminue la responsabilité de l’éditeur de contenus / services en ligne car il n’est pas plus responsable de l’efficience du matériel de ses utilisateurs qu’un commerce n’est directement responsable des moyens de transport utilisés par ses clients.
Tout en plus, il peut veiller à alléger le contenu diffusé par son application (et la quantité de calcul côté client) ou encore sensibiliser ses utilisateurs mais au final son pouvoir est limité.

fab56 (non vérifié) le 06/06/2013

Bonjour, merci pour cet article, voici quelques remarques :

En partant du principe que le serveur passe autant de temps pour générer la page web que l’internaute à lire ou écrire l’e-mail qui s’y affiche, on obtient un rapport de 1 à 100 en terme de consommation électrique.

Est-ce que la machine de l’internaute consomme autant quand il lit et quand il « fait » des choses (genre quand il clique sur un bouton et que ça déclenche un calcul) ?

D’autre part, cette étude démontre que les arguments environnementaux des acteurs du cloud computing sont à la limite du greenwashing.

Il ne me semble pas que les intérêts environnementaux clamés du cloud computing soient en contradiction avec la thèse de votre article. Il me semble que le cloud computing permet la mutualisation des ressources matérielles dédiées à la réalisation des calculs côté serveur. En gros, à la place d’investir dans 10 serveurs qui fonctionnent à plein régime seulement 50% du temps, on peut investir dans 5 serveurs qui fonctionnent à plein régime 100% du temps.

Julien Richard-Foy (non vérifié) le 06/06/2013

@fab56 : Je ne vois pas du tout les choses de la même façon. L’agence de voyage de la SNCF (www.voyages-sncf.com) perd des clients tous les jours à cause d’une site très mal développé qui crée de la fracture numérique. Cela se traduit par une empreinte écologique plus forte, des coûts opérationnels plus importants, et surtout la perte de clients au profit de sites mieux développés comme capitainetrain.com (qui s’est créé sur le constat que c’est trop lent et compliqué de réserver un billet de train sur le site de la SNCF…).

En résumé, c’est de la responsabilité de l’éditeur du site web / service en ligne de ne pas créer de la fracture numérique et de réduire au maximum l’empreinte globale de son site web tant pour des raisons économiques qu’écologiques.

admin le 06/06/2013

@Fred : oui. au regard de la tendance actuelle, le réseau va prendre de plus en plus de poids.

Ceci-dit, pour un usage standard (l’article ne porte que sur un usage standard du web, pas de l’internet) le rapport n’est pas près de s’inverser.

L’article ne porte pas sur l’aberration qui consiste à véhiculer des flux multimédia synchrones au dessus du protocole IP (qui n’est pas du tout, mais alors pas du tout, conçu pour ça), et encore moins en 4G… Il y a un moment où la sottise devrait être punie par la loi…

admin le 06/06/2013

@Julien Richard-Foy : oui, la machine de l’internaute consomme à peu près autant d’énergie lorsqu’elle ne fait rien et lorsqu’elle affiche un site web. Je mets bien entendu de côté le décodage d’une vidéo HD

Pour le cloud, la mutualisation est, en théorie, une bonne chose. On note cependant un effet rebond : comme c’est moins cher sur le cloud, on utilise plus de puissance au lieu de travailler sur l’efficience du code.

Par ailleurs, la migration d’un service dans un nuage informatique se traduit par une augmentation quasi mécanique du niveau de tier. Or, plus le tier est élevé et plus l’empreinte écologique est forte.

Enfin, les acteurs du cloud font des calculs économiques : si un serveur parfaitement fonctionnel peut être remplacé par un serveur plus récent et moins énergivore, ils le font. Ce qui est une aberration d’un point de vue écologique puisque la majorité des impacts ont lieu lors de la fabrication du serveur.

admin le 06/06/2013

Cette comparaison n’a strictement aucune raison d’être à mon humble avis.
Même si le serveur sert 3000 personnes à la fois alors que l’ordinateur personnel n’en sert qu’une. Le serveur n’a à priori aucune raison d’exister sans les 3000 internautes avec leur PC.

Les deux sont intimement liés. C’est l’informatique en général qui consomme de l’énergie et qui pollue.

Après on peut rétorquer que certains serveurs n’ont à transmettre leurs données que à d’autres systèmes de traitement automatisé, et que dans ce cas c’est très optimisé. Ce n’est en tout cas pas le cas du web ou du mail qui ont par définition/conception plutôt vocation à être interprétés par des humains en bout de chaine de traitement.

Bref, tout ça pour dire. Oui c’est optimisé. C’est normal, les coûts sont rationalisés, c’est l’industrie qui veut ça. A l’opposé c’est pas optimisé, c’est humain qui veut ça.

Ronane (non vérifié) le 06/06/2013

J’ai tiqué sur une unité utilisée à 3 reprises et que je découvre, le « Wh/h ». On parle tout simplement d’un Watt, si je ne m’abuse. Donc 30 Wh/h c’est plutôt 30 W, en tous cas je corrigerais l’article en ce sens.

OlivierJ (non vérifié) le 06/06/2013

@Olivier J : non. Les Watt.heure (ou Watt-heure) ne sont pas des “Watt par heure”. Il s’agit de “la quantité d’énergie fournie par une puissance d’un watt pendant une heure”.

30 Wh/h n’équivaut pas à 30 Watts. Le “Wh” est l’équivalent du Joule. C’est une quantité d’énergie (quantité d’énergie qui passe dans le tuyaux) alors que le Watt est une unité de puissance (dimension du tuyaux).

30 Wh/h = 108000 joules par heure ou encore 2592 kJ par jour. Diriez-vous aussi aisément que “2592 kJ par jour équivaut à 30 Watts” ?

admin le 06/06/2013

Bonjour, merci pour la démonstration.

Je me demande si on ne pourrait pas améliorer encore cela en déconcentrant les data centers. Si je mets un serveur dans une pièce, ça ce pose aucun souci. Si j’en mets 10, il me faut une clim.

D’un strict point de vue de la conso électrique, la déconcentration pourrait donc être une voie. Il y a bien sur des effets de bord à analyser.

Le problème de toute analyse énergétique sur l’IT c’est qu’on n’étudie que la conso en fonctionnement et pas l’énergie “grise” qu’a nécessité la fabrication de tous ces matériels. Un exemple, Apple publie le bilan environnemental de ses machines. Et on peut y découvrir que la fabrication d’un Macbook Pro nécessite une enveloppe énergétique qui correspond à 90 ans de son utilisation 8h / jour. Le souci est là, dans l’achat, mais surtout dans le renouvellement.

Je ne sais pas ce qu’il en est de la rotation du matos dans les data centers.

romu (non vérifié) le 07/06/2013

@Ronane : je ne suis pas d’accord. Si on veut réduire l’empreinte écologique d’un service numérique, c’est important de bien comprendre où elle se situe. Or, jusqu’à présent, tout le monde (journalistes, Greenpeace, responsables informatiques, etc.) fustige les data centers, estimant qu’ils sont LA source de consommation d’énergie et d’émission de gaz à effet de serre du web.

L’analyse proposée dans cet article démontre le contraire et renforce l’idée que l’empreinte d’un service web se concentre chez l’internaute. Cela permet d’orienter les éditeurs de sites web qui souhaitent réduire l’empreinte de leur site plutôt sur ce qui se passe dans le navigateur de l’internaute que côté serveur.

admin le 07/06/2013

@Romu : c’est pour ça que cet article me semble important. Il nous conforte dans l’idée que l’empreinte est côté client. Et qu’il faut donc travailler autant sinon plus sur la fracture numérique du poste client que sur l’efficience énergétique du data center.

Finalement, pour réduire l’empreinte écologique d’un site web, il faut en priorité :
- faire que le site fonctionne sur tous les ordinateurs, sans ralentissement, pour éviter de pousser l’internaute à changer de machine ;
- s’assurer de l’ergonomie du site / service en ligne afin de limiter au maximum le temps passé par l’internaute sur le site (puisque c’est là que se situe le gros de la conso d’énergie).

admin le 07/06/2013

Bonjour,
merci pour cet article très intéressant.
Je réagis tout de même à votre remarque sur Capitaine Train, que je ne connaissais pas. Vous parlez de bonnes pratiques green mais cela s’insère dans un ensemble. Je n’ai pas trouvé le site si fonctionnel que cela (par rapport à celui de la SNCF) et surtout je n’ai trouvé aucune mention légale. On me demande mon nom, ma date de naissance (même si ce n’est pas indispensable pour le type de carte que je détiens) et je ne sais pas à qui je donne ces données. (je ne partage par ailleurs pas votre avis sur le site et globalement les outils SNCF, je suis pourtant un très grand voyageur sncf…).

YasArts (non vérifié) le 09/06/2013

je voudrais connaître votre avis sur l’argumentaire développé sur ce site: http://www.qarnot-computing.com/. S’agit-il de greenwashing?

Gilles Cohen-Tannoudji (non vérifié) le 09/06/2013

Bonjour,
Démonstration faite avec un petit serveur consommant 300 Wh/h, hors il y a de plus en plus de très gros serveurs consommant bien plus (et certes servant en même temps plus de clients)
Regarder une vidéo, écouter de la musique ou jouer en ligne sont intrinsèquement bien plus énergivore que la consultation de courriels ou le surf sur facebook ou ailleurs sur le web. Je ne suis pas sûr que les proportions d’usages, et pire de consommation électrique, puissent les faire passer à la trappe.
Quel est ce glissement sémantique : « l’hypothèse la plus conservatrice » ? Plutôt que l’hypothèse basse ou pessiste, le conservatisme est une philosophie politique.
Une page web n’est pas une unité fonctionnelle, n’est pas une fonction mais un contenu plus ou moins rapidement traité dans les fonctions que vous voulez comparer ; générer automatiquement un contenu n’est pas une même unité fonctionnelle que celle de le transmettre automatiquement, ni que celle de le lire ni que celle d’écrire quelque chose, ce sont 4 unités fonctionnelles différentes, les 2 dernières humaines durant forcément plus longtemps.
La consommation électrique étant proportionnelle au temps pris par une fonction, oui vous avez raison, un humain est plus lent qu’une machine ! C’est la seule chose que vous nous démontrez.
Ne comparer que la consommation électrique de ces 4 unités fonctionnelles me semble biaiser le raisonnement.
Quoiqu’un humain fasse, jouer au démineur ou à Command & Conquer en ligne, écouter du black métal sur CD ou en ligne, lire, écrire et envoyer des courriels d’amour ou mater un film X sur DVD ou en ligne, son ordi consomme toujours à peu près la même quantité d’électricité à la seconde. Ce dernier est suivant les cas utilisé à plus ou moins pleine capacité. Par contre une utilisation en ligne génère une consommation de sa box et des centaines de serveurs traversés. De plus certaines fonctions durant plus longtemps l’ordinateur chauffe et est refroidi par l’air ambiant.
Vous ne pouvez prendre en compte que le serveur générant un contenu et les milliers de clients en omettant les centaines de routeurs et serveurs qu’il y a entre ces 2 extrémités de la chaîne.
Mais surtout un humain passera quelques heures devant son ordinateur, refroidi par l’air ambiant, alors qu’un data center fonctionne 24H/24H et 7J/7J, dans des pièces à air climatisé par des machines gourmandes en énergie électrique et eau.
Je pense que glisser de la consommation électrique instantanée du serveur au PUE biaise aussi le raisonnement. Car le PUE (Power Usage Effectiveness) est le quotient entre l’énergie totale consommée par l’ensemble du centre d’exploitation (avec la climatisation) sur la partie qui est effectivement consommée par les systèmes informatiques que ce centre exploite, c’est-à-dire pas seulement les serveurs, mais aussi le stockage et le réseau interne.
De même il ne faudrait pas oublier que le taux d’utilisation d’un centre d’exploitation est en moyenne à 56 % de son potentiel.
Donc, sur une année, un internaute qui part en weekend et vacances polluent sûrement moins que le data center qui héberge ses courriels.
Les internautes consomment plus d’énergie que les data centers ! Et alors ? Le problème n’est pas là ! Cela ne justifie pas notre fuite en avant consumériste, toujours plus vite, plus loin, plus gros, plus nouveau … Malgré les efforts des green IT à réduire l’empreinte écologique, économique, et sociale des technologies de l’information et de la communication, la consommation électrique des micro-ordinateurs augmente de 5 % tous les ans ; entre 2000 et 2005, la consommation électrique des centres d’exploitation a doublé dans le monde ; toujours au niveau mondial, l’informatique a généré 50 millions de tonnes de déchets d’équipements électriques et électroniques toxiques en 2010 et l’on pense que ce sera 75 millions de tonnes en 2014.
 Cordialement

Yves (non vérifié) le 09/06/2013

@YasArt : Le site www.voyages-sncf.com est si mal développé que je ne peux pas y réserver un billet de train. Je n’ai ce problème presque qu’avec ce site en particulier. J’ai réalisé une analyse technique comparative qui prouve ces affirmations. Par exemple, à la date de l’analyse, la page d’accueil du site de la SNCF pesait 4,8 Mo et nécessitait 204 requête HTTP ! Le code javascript est tellement peu optimisé qu’il fait crêter un petit processeur (type netbook) !

admin le 10/06/2013

@Gilles Cohen-Tannoudji : Nous avons écrit un article ici : http://www.greenit.fr/article/energie/qarnot-computing-du-free-cooling-a…

admin le 10/06/2013

@Yves : “Les internautes consomment plus d’énergie que les data centers ! Et alors ? Le problème n’est pas là !”.

Et bien si, cela pose un problème. Pour 90 % des responsables informatiques que je rencontre, les impacts environnementaux de leur système d’information se situent au niveau de :
1. la consommation électrique du data center
2. des arbres coupés pour fabrique le papier utilisé pour les impressions
3. la consommation électrique des PC

Or, c’est totalement faux. Les impacts environnementaux du système d’information (hors m2 de bureau et déplacements du personnel et des prestataire de la DSI) se concentrent d’abord dans la fabrication des équipements, puis dans les pollutions chimiques liées à la fabrication du papier, et enfin dans les déchets radioactifs générés pour fabriquer l’électricité consommée par les postes de travail des collaborateurs.

(re)Démontrer cela permet aux entreprises d’agir plus efficacement sur les points clés de leur système d’information pour réduire son empreinte écologique, économique et sociale.

D’ailleurs cela ne se limite pas aux entreprises puisque un paquet de journalistes stigmatisent les “vilains” data centers depuis que Greenpeace a sorti son classement. Cela déresponsabilise complètement les internautes. Or, l’empreinte du web se trouve majoritairement chez eux. Faire ce constat permet de :
- prendre conscience de l’intérêt d’allonger la durée de vie active des ordinateurs des internautes,
- et donc d’éco-concevoir les sites web et services en ligne pour éviter une fracture numérique et ne pas contribuer à rendre ces équipements obsolètes trop vite.

admin le 10/06/2013

Mon expérience est je consomme en moyenne 1/2 kWh ou xxx Joule comme vous voulez. Et comme je produits 1 kWh/j en hiver et 4 kWh/j en été avec 10 m² de PV, et bientôt 4 x plus avec 40 m² de PV, il y a une nouvelle question qui se pose, certes je consomme, mais après quelques années (selon les estimations), l’impact de fab de mes panneaux sera amorti, alors peut-être pas trop grave. En plus quand je suis devant mon PC, ça m’évite de partir en voyage. En plus j’ai mis un disque dur externe, ce qui fait que je peux avoir avec moi ttes les données que je veux et sans conso permanente, pas besoin de serveurs de stockage en marche permanente.
Je parle à la première personne, c’est pas pour me vanter, mais c’est parce que ce que je décris n’est peut-être pas possible pour les autres, techniquement, économiquement et (as-)socialement ?

Côté serveurs que peut-on dire, à combien de % sont-ils alimentés en énergie renouvelable, bon en France, c’est à 10-15% comme moi par les barrages EdF. La partie PV ou éolienne rajoutera qq %, mais c’est loin du 50 à 100% en renouvelable qui me semble possible aujourd’hui pas en 2030 (scenario 50% renouvelable ADEME très optimiste que j’aprécie, mais pas encore assez).

Autre petit détail, comme le web occuperait sans difficulté plusieurs vie, si on ne se connecte pas à google, on se connecte à d’autres services ou bien même on fait des choses en local et au final, le nb d’h par jour reste le même, donc difficile d’allouer une conso à un service.
Pour être plus précis on devrait parler en Energie/bit transmis et traité/rafraichi à l’affichage local mais pas en temps de présence devant le PC qui n’a finalement pas grand chose à voir avec un service donnée, mais plutôt avec le temps de réponse de l’utilisateur (vitesse de lecture, compréhension et moi c’est très lent…), car sinon, c’est un peu comme si on comptait pour chaque individu la lampe qui reste allumé pour rien, c’est pas bien mais c’est un autre Pb. Ceci dit on devra y revenir, car les recherches avancent sur une façon un peu plus “scientifique” d’allouer la conso à un service donné notamment avec l’univ Paris-Diderot ou celle de Ghent par exemple.

didier (non vérifié) le 10/06/2013

discussion très intéressante, mais a t’on pris en compte, par exemple, la redondance nécessaire des serveurs ainsi que celle des datacentres entre eux dans le calcul de base?.

peut on donner ici la consommation globale des datacentres de Google dans le monde et le comparer à celui d’une ville comme Paris, et dire combien de centrales nucléaire sont nécessaires pour les alimenter?

bruno (non vérifié) le 11/06/2013

C’est une question intéressante, cependant même si elle souhaite remettre les pendules à l’heure entre consommation des serveurs et clients, elle oublie effectivement l’infrastructure que tout cela implique:
la consolidation de ces données, le type de sauvegardes et leur quantités, la redondance des serveurs au cas ou l’un deux tombe en panne, un autre prend le relais, ce qui implique un taux d’occupation moyen effectivement en dessous des 100%.
Car on mutualise en virtualisant, mais on consolide également grâce à cette virtualisation qui permet de sauter d’un serveur physique à un autre sans perdre de donnée ni presque de performance.
Et quant aux pratiques, est il plus efficace de stocker ses mails en local sur son petit disque dur et télécharger uniquement les nouveau au travers d’un client, ou recharger une page complète à chaque consultation ? Je crois que c’est essayer de résoudre la quadrature du cercle.
Comme le dit si bien @Yves, le problème à mon sens est surtout ce “toujours plus”, de services pas forcement utiles, de mails pas forcements utiles, de surf rallongés au grès des pages ludiques ou publicitaires. Et dans cette énergie grise amplifiée par le besoin constant de changer de matériel car le web et les systèmes d’exploitations sont de plus en plus lourds.
Une étude intéressante serait de comparer depuis 10 ou 20 ans quelles utilisations on nécessite un accroissement constant des puissances de calcul. On en saurait un peu plus sur les facteurs de consommation énergétique. Car au final, le mail textuel de mon client ou de ma tantine pouvait être lu sur un ordinateur d’il y a 15 ans, aujourd’hui l’affichage est juste plus jolie (maj de sécurité mis à part).
Pour ma part, mon pc a une carte mère de presque 10 ans, il tourne toujours, je m’y évertue, et mon utilisation n’en est pas amoindrie, même si j’ai ajouter un peu de ram et qu’il était déja “costaud” à l’époque de l’achat.

steph (non vérifié) le 11/06/2013

@Didier : je suis en partie d’accord avec votre analyse. Cependant, pour l’instant, nous n’avons pas de meilleur façon de répartir les impacts environnementaux de la fabrication et de la fin de vie d’un ordinateur autrement qu’en regardant que le temps que passe l’utilisateur sur un service en particulier. L’être humain n’étant pas multitâches, c’est une clé d’allocation correcte.

Quelles sont les “façon un peu plus “scientifique” d’allouer la conso à un service donné notamment avec l’univ Paris-Diderot ou celle de Ghent par exemple” ? Cela semble très intéressant. Avez-vous des contacts ?

admin le 11/06/2013

@Bruno : La consommation électrique des data centers mondiaux est estimée à 275 milliards de kWh par an. cf : http://www.greenit.fr/article/acteurs/hebergeur/data-center-56-de-consom… . Cela représente plusieurs centrales nucléaires, donc la consommation électrique d’un des plus petits pays de la planète.

Niveau de redondance. C’est une excellente remarque. Dans les calculs présentés dans l’article, je n’ai pas pris en compte le niveau de redondance car elle s’applique peu aux exemples - GMail et GreenIT.fr - qui ne sont pas, par nature, des services hautement disponibles (99,9 % contre 99,999 %). Ceci-dit, même en admettant que l’intégralité des données, calculs, data center, etc. sont synchronisés dans 3 centres informatiques différents, ont aurait toujours une consommation des ordinateurs des internautes de 150 à 300 fois plus importante que les serveurs.

admin le 11/06/2013

@Steph : +1 sur le toujours plus et l’exemple des mails au format texte. Mon PC à 12 ans (Thinkpad T23) et je lis mes e-mails au format texte. J’ai récemment publié une mini-étude (http://www.greenit.fr/article/bonnes-pratiques/et-si-nous-envoyions-nos-…) qui montre que les e-mails au format texte pèsent en moyenne 12 fois moins lourds que ceux au format HTML. En plus, ils sont plus sûrs !

C’est ce “toujours plus” que l’on combat quand on fait de l’éco-conception logicielle (que l’on devrait appeler de la “sobriété” logicielle).

admin le 11/06/2013

Je vous avoue être assez perplexe par cet article. Il n’y a pas si longtemps, un article nous expliquait que les data centers du monde entier consommaient environ 1,5% de l’énergie mondiale. Dans ces conditions, la consommation des PC des utilisateurs ne peut pas être 450 ou 900 fois plus élevée !

smart_grid_fr (non vérifié) le 11/06/2013

Les serveurs de Google ou de GreenIT s’arrêtent-ils lorsque aucun utilisateur ne lit ses mails ou un article? Je ne pense pas.
La consommation d’un serveur de 450W sur une journée serait plutôt de 450x24h = 10800 Wh par jour.
Disons que je passe 20 minutes par jour à lire mes mails (j’en reçois 20, j’en envoie 10), nous autres utilisateurs consommerions plutôt 3000x15x0.33 = 15000 Wh par jour, pas 916 fois plus.

gueux (non vérifié) le 12/06/2013

@smart_grid_fr : votre remarque est très juste. Cependant, ce chiffre (Cf : http://www.greenit.fr/article/acteurs/hebergeur/data-center-56-de-consom…) de 1,1 à 1,5 % de l’électricité (et non de l’énergie) mondiale est une estimation à la grosse louche. Pour rappel, il est évalué sur la base des chiffres de ventes des fabricants de serveurs. C’est le “moins incertains” que nous possédions. Cela ne signifie pas pour autant qu’il est juste. Il ne s’agit que d’un ordre de grandeur très approximatif. Tout comme les calculs de cet article.

Autre chiffre intéressant : selon le rapport DETIC, la consommation électrique des TIC (sur la phase d’utilisation) est de l’ordre de 13,5 % de la consommation électrique française, en croissance de 10 % par an. Je ne sais pas comment ce chiffre a été estimé, et notamment s’il prend en compte tous les “clients” et tous les “serveurs”. En le comparant à la fourchette de 1,1 à 1,5% de Koomey - avec toute l’incertitude que cela représente - on obtient un rapport de 1 à 10. C’est à dire que les data centers consommeraient 10 fois moins d’énergie que l’ensemble des équipements TIC des particuliers et des entreprises.

admin le 12/06/2013

@gueux : Vous avez parfaitement raison : les informations dont nous disposons sont des puissances et non des consommations sur 24 heures. C’est toute la difficulté de l’exercice. Je m’y suis heurté pendant des heures.

Cependant, GMail comme GreenIT.fr servent des clients 24 heures sur 24. Dans notre cas, le trafic est minime entre 1 heure et 7 heure du matin. Dans la prochaine version de cette estimation, j’ajouterai une modulation liée aux heures creuses. Merci.

admin le 12/06/2013

J’ai bien peur qu’OlivierJ ait raison : le Wh/h est équivalent au Watt.
Si je reprends votre argument dans votre commentaire du 06/06/2013,
30 Wh/h = 108000 Joules par heure, soit 108000/3600 = 30 Joules par seconde = 30 Watts…

JB (non vérifié) le 13/06/2013

@JB : non ! Wh/h est une énergie par unité de temps. W est une puissance instantanée. Exemple si j’ai un appareil avec une puissance de 60W, alors il va consommer 30 Wh pendant une demi heure. Si j’éteint mon appareil pendant 30 mn, il aura consommé 30Wh/h. Au final, les 30 W ne veulent plus rien dire : on a une puissance de 60W en activité, 0W à l’arrêt et une consommation de 30Wh/h.

Olivier P (non vérifié) le 13/06/2013

@JB : pour compléter le commentaire d’Olivier, le Watt est une unité de puissance. Cela permet par exemple de dimensionner correctement l’alimentation électrique d’un ordinateur en s’assurant que lorsque l’appel de puissance sera le plus fort, l’alimentation sera assez puissante. Pour prendre une image, c’est le diamètre (dont on peut déduire le débit max.) d’un tuyaux d’arrosage.

Le Watt.heure (ou Watt-heure) par unité de temps permet de compter une quantité d’énergie consommer ou transmise pendant un temps donné. Selon le diamètre de mon tuyau d’arrosage, je mettrai plus ou moins longtemps à remplir une bassine de xx litres. Dit autrement, plus l’alimentation électrique d’un ordinateur est puissante et plus elle consommera d’énergie pour un laps de temps donné.

D’ailleurs, pour clore ce débat, EDF vous envoie une facture d’électricité en “kWh par an” et non en “Watt”. J’imagine que si vous ne nous croyez pas, vous serez plus enclin à croire EDF. ;-)

admin le 13/06/2013

bonjour,

@admin, je pense que ce qui fait tiquer certains lecteurs n’est pas en l’unité utilisée en soi, le Wh/h mais c’est sans doute la confusion et la complexité que cela recèle.

Dans le paragraphe sur le site greenIT, la première phrase est sans doute plus délicate à manier qu’il y parait. D’un coté, on a 450 Wh sur une période de 1 heure, c’est compréhensible mais de l’autre on a 500 internautes “en même temps”. Que veut dire exactement “en même temps” ? Faut-il comprendre que le serveur a généré 500 pages pour 500 internautes différents sur une période de 1 heure ? Auquel cas, la mise en chiffres serait fausse, l’énergie consommée coté internaute serait de 500x15x125/3600 puisqu’il est expliqué qu’un internaute a besoin de 125 secondes pour lire une page.

C’est sans doute là qu’est le hic et curieusement la complexité est directement reliée à la conversion puissance/énergie. D’ailleurs l’auteur de l’article fait lui aussi la confusion Wh avec watts puisqu’il parle de consommation électrique mais fait le calcul sur des watts donc en puissance (c’est jamais bon d’osciller entre les 2 …).

Si on part d’un autre postulat, il y aurait “en moyenne” 500 internautes connectés, la mise en chiffres est différente mais d’autres problèmes apparaissent, en relation avec le paragraphe qui suit (toujours les 125 secondes pour lire une page, en fait ce serait plutôt 125+3).

Le calcul 450/7500 n’est éventuellement vrai qu’en puissance (Watts) à un instant donné mais pas en énergie (Wh). La logique du paragraphe 1 est antinomique avec celle du paragraphe 2 (125 sec …). Le raisonnement est mathématiquement faux et le résultat aussi.

La remarque de smart_grid_fr est très pertinente, l’ordre de grandeur calculé est totalement aberrant relativement à la conso mondiale. Pour s’en convaincre, il suffit de calculer l’erreur commise sur le 1,5% supposé (conso des datacenter). Sachant que toute l’énergie électrique n’est pas consommée que par des ordinateurs (serveur ou internautes) on arrive à un truc pharaonique.

bonne fin de journée.

ThierryMilo (non vérifié) le 13/06/2013

@ThierryMilo : merci pour cette analyse. je vais reprendre tous les calculs à tête reposée. Auriez-vous une solution (ou une piste) à proposer ?

admin le 13/06/2013

C’est bien le souci de trouver la bonne approche car il manque soit des hypothèses soit des données !
T. Milo a sans doute raison, mais pas besoin d’analyser finement le raisonnement pour voir ou ça cloche. En fait, sans s’en rendre compte, on divise de l’énergie par de la puissance : les 450 Wh !! par 7500 watts et on obtient 17 quelque chose ??? 17 quoi ??? 17 heures ? A débattre !

Ce n’est pas clair ? Alors ou est-il écrit qu’un portable a consommé 15 Wh. Nulle part ! Et pour cause, pas besoin de laisser son portable allumé 1 heure pour lire un article pendant seulement 125 secondes.

Ce qui a permis le tour de passe-passe bien involontaire entre la puissance et l’énergie, c’est très probablement le formalisme Wh/h. On dirait une sorte d’unité physique alors qu’en fait 1 Wh/heure c’est exactement pareil que 1 Wh/jour ou par an ou par siècle, c’est toujours 1 Wh. Sauf si bien sûr quand on écrit 450 Wh/h, on finit par penser à de la puissance … C’est pour ça que certains lecteurs y ont vu quelque chose de louche.

Anonyme1 (non vérifié) le 13/06/2013

Pour être plus constructif, on peut proposer une méthode hyper basique mais pas forcément très séduisante. On choisit de rester en puissance et on extrapole pour l’énergie, au moins c’est clair !
On change la formulation en disant que le serveur fait 450 W de puissance en moyenne et qu’il y a en permanence 500 personnes qui lisent le site (pas tout le temps les mêmes) avec des portables, le tout fait une puissance de 7500W. Le calcul aura alors un certain sens, on retombe alors sur le facteur 17.
Pour ce qui est du temps de lecture à 125 secondes, je ne sais pas trop comment tenir compte de cette donnée, donc à priori on l’oublie ! Elle ne sert à rien ou alors il faut le démontrer ! Au final, c’est vrai que ça fait quand même un peu grosse bidouille à la fin du cours de maths.

Conclusion, un serveur consomme 17 fois moins d’énergie que les ordinateurs des lecteurs.
C’est plutôt pas mal en première approximation, non ?

Anonyme (non vérifié) le 13/06/2013

En vrai, je pense que le problème est juste mal posé, voici les données présentées autrement .
On mesure l’énergie consommée par le serveur ou on l’estime, ici 450 W de puissance, tout le temps, soit à peu près 10 kWh au bout d’un jour.
Sur la même période de temps, on mesure ou on estime le nombre de pages générées (on se fout du nombre d’internautes à un instant donné) disons 10000 toutes les heures, nuit comprise, c’est très simplifié. Pour chaque page on sait qu’il faut 125 secondes pour la lire. A la fin de la journée ça fait 24 x 10000 x 125 / 3600 x 15 = 125000 et si on regarde au niveau des unités manipulées, ça doit faire des Wh ou pas très loin…
On a donc à comparer 10,8 kWh à 125 kWh. Les lecteurs ont bouffé 12 fois plus d’énergie que le serveur.

Est-ce que c’est réaliste pour le site GreenIT.FR ? 10000 pages par heure ? plus ou moins ?

Et surtout, quelle que soit la méthode, on fait très attention avec les Wh/h, terrain glissant ! Quand on écrit ça, il vaut mieux se simplifier la vie et dire que c’est des Watts ! parce que ça y ressemble furieusement non ? :-)

Anonyme2 (non vérifié) le 13/06/2013

@Anonyme1 : merci pour cette approximation sur le rapport 17. C’est effectivement comme cela que nous devrions, à priori, reprendre les calculs.

@Anonyme 2 : je ne pense pas qu’il faille compter en page, ou alors pas seulement. Le temps passé par l’internaute devant son écran à lire un article ou à écrire un mail est un facteur très important car il y a un écart énorme entre le temps passé par le serveur à générer une page et par l’internaute à la lire. Au final, ce temps se traduit par une consommation d’énergie.

admin le 14/06/2013

Au sein du Green Code Lab, nous avons mis en place une méthodologie de mesure de la consommation d’une page internet. Nous intégrons la puissance sur 40 s pour avoir l’énergie en mWh. Nous avons pris 40 s pour être représentatif d’une lecture . Nous mesurons via nos machines cette consommation. La metrique obtenue est alors des mWh/pages vue. Cela permet ensuite de projeter des consommations en fonction du nombre de pages vue.
Autre spécificité : nous ne prenons pas en compte la consommation de base de la plateforme (OS+services annexes). Cela minimise la mesure mais permet de mieux comprendre l’impact d’un site web. Ensuite, il ne reste plus qu’a additionner la conso de base !

Les résultats sont en cours d’analyse mais nous obtenons plutôt un ordre de 10 à 20 (attention ceci est fonction du nombre de visiteur).

En attendant les résultats, je vous laisse ajouter votre site et voir les résultats ! http://webenergyarchive.com

Olivier P (non vérifié) le 15/06/2013

@Fred Tu auras de quoi écrire plusieurs articles avec les commentaires de cette page ! :-)

Mon grain de sel :
- @Ronane et @gueux ont raison : il faut voir les choses de manière holistique. Le réseau Internet est une grande et unique machine (comme le réseau électrique), le couper en morceaux (les serveurs, les clients, etc.) fait commettre des erreurs de raisonnement (par ex., un client n’est pas allumé en permanence).
- Le Wh/h est trompeur mais est bien équivalent à un Watt ! Le Watt, c’est un débit d’1 joule par seconde, soit 1/3600 Watt-heure par 1/3600 heure, soit 1 Watt-heure par heure… Quand EDF parle de Wh/an, cela exprime une puissance moyenne. (On parle de l’objectif de la société à 2000W, par exemple.)

David Bourguignon (non vérifié) le 15/06/2013

@David : pas d’accord. Le watt est une unité de puissance, c’est à dire une capacité (le diamètre du tuyaux) tandis que le Watt.heure (Wh) ou le Joule sont des unités de quantité d’énergie (on ne mesure plus le diamètre du tuyaux qui ne nous intéresse plus, mais bien la quantité d’énergie qui passe dedans, quel que soit le diamètre du tuyaux). Ce n’est pas parce que l’un et l’autre sont liés mathématiquement que l’on mesure la même chose. Dans le premier cas il s’agit d’un diamètre que l’on peut exprimer en centimètre ou en watt. Dans le second cas, il s’agit d’une quantité que l’on exprime en litre ou en Joule.

La morale de l’article et des nombreux commentaires :
- la puissance électrique installée côté internaute (ordinateurs personnels) est des centaines de fois plus importante que celle des data centers / serveurs.
- mais on ne peut présumer de la consommation électrique des internautes sans disposer d’un scénario d’usage temporel (dont on ne dispose pas)
- différents recoupement montre que le chiffre annoncé par Koomey (1,1 à 1,5 % de la consommation électrique mondial) n’est pas fiable.

admin le 17/06/2013

@Fred Je suis désolé d’insister, mais le watt, ce n’est pas une capacité, c’est un débit (en joules par seconde). Le temps intervient. Concernant l’analogie du tuyau, on ne mesure pas facilement une distance avec un chronomètre — sauf pour un tuyau très grand de dimensions galactiques, grâce à la vitesse de la lumière… :-)

Donc il est légitime de considérer le calcul de la consommation en Wh par an comme celui d’une puissance moyenne… Tu trouveras tous les détails sur la page Wikipedia correspondante. Pourquoi cette prise de tête ?

Entièrement d’accord sur le reste de ta conclusion : le chiffre de 500 à 1000 fois plus de consommation côté client est faux (il faudrait le préciser dans l’en-tête de ce billet pour les nouveaux lecteurs), tout comme les autres chiffres disponibles… Problème classique : les données d’usage sont les plus difficiles à obtenir !

David Bourguignon (non vérifié) le 17/06/2013

Une autre approche, pour une autre prise de conscience:
Un être humain peut développer avec ces jambe une puissance de 100Watt (en pédalant à fond)…
Si je reprend la consommation moyenne de l’article pour un pc: 30W que je l’utilise 8h par jour (au travail) cela fait 240Wh par jour travaillé. Pour 45 semaines de travail, 5 jours par sem dans l’année, cela fait 240*45*5=54KWh par an.
Si je prend le cout énergétique de fabrication d’environ 1000kwh pour un pc (cf http://www.greenit.fr/article/energie/energie-grise-et-informatique-vert…), et si je l’utilise au mieux 8 ans (ce qui est un max aujourd’hui), cela fait un amortissement énergétique de fabrication de 125KWh par an.
Donc 54+125=179Kwh par an nécessaires pour utiliser un pc. sur mes 45*5 jour cela donne 179000/(45*5)=795Wh par jour.
795/100=~8 heure de pédalage effréné…
Conclusion, Il nous faudrait pédaler autant d’heure par jour que de travail pour produire nous même l’énergie nécessaire à l’utilisation de nos jolis outils…

steph (non vérifié) le 17/06/2013

@Steph : excellente démonstration !

admin le 18/06/2013

ok, ok!

mais avec tout cela, il faut rajouter les onduleurs double circuit, la climatisation, l’éclairage, le réseau informatique, la supervision, la consommation générale du bâtiment,sa climatisation, son éclairage, ses onduleurs, sa taxe foncière, les véhicules sur le parking, les transports en communs, les temps de trajets du personnels et le gas-oil consommé, l’eau chaude et froide, le traitement des déchets, etc….
qu’en dites-vous?
et tout cela, pour avoir des pages de pub envahissant nos écrans et nous faisant perdre du temps, donc de l’énergie, lors de la lecture de la page web, et on ne compte pas les erreurs 404….
comme vous l’avez compris, j’ai pris le ton de l’humour, mais dans le fond, l’analytique de la situation mérite d’être approfondie.

Car quelle débauche d’énergie pour 125 s de lecture d’une page, non?

Bruno (non vérifié) le 01/07/2013

@Bruno : toutes les dépenses dont vous parlez sont déjà prises en compte dans le calcul via le PUE.

Je partage votre analyse sur la débauche de moyen pour afficher une page. Grâce ou à cause de la centralisation du web dans de moins en moins de data center de plus en plus gros, le moindre blog dispose d’une disponibilité de niveau tier3 ou 4. Et après on nous explique que “le cloud c’est green”…

admin le 03/07/2013

désolé, le PUE ne prend en compte que le rendement énergétique du data center et non celui du bâtiment qui l’intègre, ni bien évidemment celui de ses occupants, ni leur voiture, ni, ni, etc…

et plus on augment le TIER plus on dégrade le PUE, c’est bien connu!!! et quel coût de mise en œuvre pour monter de TIER 3 vers TIER 4.

bruno (non vérifié) le 27/07/2013

Je viens de tomber sur un article intéressant de l’Université de Bristol (UK) qui démontre que l’internaute consomme 45 fois plus d’électricité que le data center.

Voici la répartition de la consommation électrique selon cet article :
- data center : 2 %
- réseau WAN + bax internaute : 31 %
- ordinateur de l’internaute : 67 %

à lire ici : http://www.bris.ac.uk/environment/green_event_toolkit/footprinting.html

admin le 11/10/2013

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