Energie grise et informatique verte

generique - Le Chiffre

[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


Commentaires

Chouette article ! Seul bémol : dommage que vous ne donniez pas de source permettant de retomber sur vos conclusions.

En tout cas, c’est intéressant de relativiser l’importance de la consommation électrique pendant la durée de vie du produit, comparée à l’énergie totale liée à la possession d’un PC.

Auriez-vous des chiffres concernant les ordinateurs portables ?

Peut-être sont-ils moins composés de métal, notamment pour le boîtier, mais questions recyclage, ça ne doit pas être génial, non ?

En tout cas, merci pour ces calculs !

Petite blague : et pour les Mac ? :-)

R4f (non vérifié) le 11/11/2008

@R4f : 100% d’accord. D’autant que j’ai mis bcp de temps à écrire cet article… mais Firefox a planté vers la fin quand j’allais sourcer les chiffres… (j’avais 60 ou 70 onglets ouverts…)

De mémoire

<< acier : 10.000 kWh / kg … >>
J’ai le PDF, mais je ne sais plus où je l’ai trouvé.

<< 7 kg de PVC, 1 kg d’alu…>>
estimation perso.

<< boîtier et alim réunis pèsent environ 10 à 15 kg. >>
estimation perso sur la base de fiches techniques de PC desktop récents. fiches techniques en ligne sur les sites des fabricants.

<< 250.000 kWh >>
7 kg de PVC, 1 kg d’alu… * coût kWh / kilo (mentionné plus haut).

<< PC de bureau consomme 386 kWh / an (étude 2008 Enertech) >>
http://www.greenit.fr/article/materiel/pc-portable/informatique-386-kwh-…

<< 41 TWh, soit énergie dépensée en un an par 3,5 millions de personnes >>
source : wikipedia mais je n’ai pas conservé l’url

J’espère que cela vous aidera.

Pour les PC portables, on peut faire la même approximation en estimant le poids du PVC / alu et de l’électronique.

Je ne sais pas si les PC portables sont plus difficiles à recycler. Mais le re-conditionnement pour les revendre d’occasion est plus long s’il y a une pièce à changer. Dans tous les cas, l’énergie dépensée lors de la fin de vie (collecte et traitement) est minime par rapport à l’ensemble du cycle de vie.

admin le 11/11/2008

Ouf c’est rude comme chiffres.

Comment vendre les PC à basse consommation d’énergie et comment faire adopter les geste d’économie si le chiffre de 0.5% de l’énergie grise est vrai?

Si je vais chez les utilisateurs en leur disant que je peux réduire la consommation d’énergie de 50% durant la vie d’un PC mais que cette économie ne représente même pas 1% de la “pollution” totale de cette machine. Ils vont me dire que cela ne sert à rien.

Le combat devrait donc se déplacer vers une production moins énergivore et un recyclage plus poussé.

Merci d’avoir exposé la vérité mais elle vient de me démotiver fortement dans ma volonté d’inciter mon entourage à adopter un usage de l’ordinateur plus économe.

Firecode (non vérifié) le 12/11/2008

@Firecode : j’ai trouvé une étude (via eco-info.org) qui montre que l’énergie grise d’un PC serait largement moindre. Et notamment que la phase d’utilisation serait la plus consommatrice d’énergie. Bref, l’une des deux approches est fausses. J’espère que c’est la mienne. Je creuse actuellement le sujet… mais quelques urgences à gérer avant de vous donner une estimation juste.

admin le 12/11/2008

@firecode : après vérification, mes conclusions sont très différentes et plus en ligne avec d’autres estimations. L’énergie consommée lors de l’usage du PC représente bien 50 à 75% de l’énergie grise. ouf !

admin le 12/11/2008

Un grand merci pour ces explications, au regard du prix de vente des PC et du coup d’utilisation, les chiffres de 650kwh pour la construction et 350-400 kwh pour 3 ans d’utilisation me semblent cohérents.

Firecoed (non vérifié) le 12/11/2008

Information impressionnante. Effectivement si on pense a la quantité d’énergie nécessaire à sa fabrication, il faut mieux conserver son PC le plus longtemps possible. Personnellement le mien à 7 ans.

http://info-retraite.eu

poursan (non vérifié) le 14/11/2008

@admin : merci pour ces précisions sur les chiffres, je vois que tout de suite, pas mal de monde réagit, car ça met plus en confiance et on peut discuter des sources… Tout le monde y gagne !

R4f (non vérifié) le 14/11/2008

très intéressant mais aussi très délicat de donner un sens à tous ces chiffres qui sont le fruit d’estimations et d’approximations. Perso, je suis assez sceptique sur l’exactitude des données finales, sans pouvoir dire si c’est pire ou moins pire.

@admin, j’ai un doute sur les réacteurs nucléaires; il faut vraiment 35 tranches pour faire 35 TWh ?
sauf erreur, y a pas comme une grosse virgule qui a sauté …

noway (non vérifié) le 15/11/2008

Un grand merci pour ces recherches et calcules effectuer, enfin une étude écologiquement réelle et non que virtuel et ou politique. Une bonne façon de faire quelque chose pour cette belle planète bleu sont a mon avis d’économiser ces énergies en bon respect pour celle-ci. Les énergies grises doivent être prisent beaucoup plus en considération ce qui m’amène a posé une question.

Quel serais le calcule réelle sur le panneau solaire, sa réalisation, sa production et son recyclage, en terme d’énergie ????

Pour ma part, je pense qu’on est énormément perdant avec ce système soi-disant écologique

alain (non vérifié) le 16/11/2008

@noway : selon Wikipedia une tranche fait entre 900 et 1300 MWatts. Pour le reste, je suis très mauvais en physique et en math… alors il manque peut être une virgule quelque part… pour le reste des calculs, ils collent pas mal avec ceux publiés sur Eco-info.org.

admin le 16/11/2008

@Alain : pour les panneaux solaires, j’ai lu qu’il faut 2 à 3 ans d’utilisation du panneau pour “amortir” l’énergie dépensée pour la production du panneau. Malheureusement, je ne parviens pas à remettre la main sur la source. Et ça aurait été intéressant car tout dépend de la surface du panneau, du taux d’ensoleillement, etc. Bref, je publie quelque chose si je remets la main sur de chiffres fiables. Promis !

admin le 16/11/2008

[...] qui lui offre une seconde vie sur le marché de l’occasion ou le recyclage. Etant donné l’énergie grise nécessaire à la production d’un matériel électronique, le reconditionnement est de loin le geste plus écologique. Et ce d’autant plus que la [...]

Acteurs &amp;rsaquo; Noël high-tech : la check-list pour ach (non vérifié) le 11/12/2008

[...] consiste à prolonger au maximum la durée de vie des PC, écrans et autres imprimantes. L’énergie grise d’un matériel informatique se concentre en effet essentiellement lors des phases de [...]

Energie &amp;rsaquo; L&amp;#039;industrie électronique est l (non vérifié) le 17/04/2009

Dans l’article, j’ai pu lire : “On considère généralement que le processus de fabrication d’un PC (production et assemblage des composants) nécessite aussi 1500 litres d’eau et 240 kg d’énergie fossile.”

Or 240 kg d’énergie fossile (du pétrole principalement), c’est un ordre de grandeur de 2400 kWh d’énergie (à peu près 10 kWh par litre).

Donc si le chiffre de 240 kg est le bon, avancer qu’il faut donc environ 950 kWh pour produire un PC est complètement faux, ce qui remet en cause l’ensemble de l’article.

Merci de m’éclairer.

Jules (non vérifié) le 23/10/2009

[...] électronique nécessitent plus d’énergie que la phase d’utilisation. On parle d’énergie grise. D’autre part, le Laboratoire fédéral Suisse d’essai des matériaux et de recherche [...]

Acteurs &amp;rsaquo; [en cours] Les 10 gestes essentiels du (non vérifié) le 23/10/2009

@Jules : remarques judicieuses. Une ACV très sérieuse va bientôt sortir. Il semble qu’elle table plus sur 1500 à 3000 kWh d’énergie grise. Bientôt plus de précisions.

admin le 22/02/2010

Bonjour et bravo Frédéric pour ce travail de fond,
Avez-vous plus d’infos sur cette nouvelle étude, des liens ou des références ? Merci.

David (non vérifié) le 10/03/2010

@David : non pas encore. J’écrirai un article dès qu’elle sortira. Certaines personnes qui ont eu accès avant sa parution officielle m’ont indiqué que le rapport entre phase de fabrication et phase d’utilisation est encore plus important que ce que nous avions calculé jusqu’à présent… !

admin le 10/03/2010

Très intéressante analyse, même sans sources, qui permet de prendre conscience du poids de l’énergie et autres matières premières pour concevoir ces produits hi-tech. Si le pétrole et l’électricité sont souvent cités, l’eau l’est moins, et c’est une ressource rare, qui a un coût. Alors l’informatique, tout comme fabriquer des hamburgers, a un coût environnemental qu’il ne faut pas négliger. A quand l’information en temps réel sur ce sujet d’actualité ?

1975jmr 侯壮马 (non vérifié) le 22/11/2010

Merci pour ce calcul.
Pour infos, une voici un calcul fait par l’association suisse pour les ENR : 6400 kWh pour un ordinateur avec écran plat, et une tonne eq CO2, selon une autre étude faite par Fujistu.
Réf : http://www.encyclo-ecolo.com/Energie_grise pour l’énergie grise, et http://www.terra-economica.info/Quelle-est-l-empreinte-carbone-d,15758.h… pour les émissions carbone.

Oldu (non vérifié) le 26/03/2011

@Oldu : L’article de Terra Economica est une reprise de notre article paru ici : http://www.greenit.fr/article/materiel/pc-de-bureau/quelle-est-l-emprein…

admin le 26/03/2011

Un panneau solaire, c’est 7 à 8 ans de fonctionnement pour rembourser l’énergie consommée pour sa fabrication. Sachant qu’ils ont une durée de vie (DVT) de 30 ans, et qu’au bout de 10 ans ils sont totalement périmés au niveau du rendement, si bien qu’on a tout intérêt à le changer, ça fait réfléchir.
Quant à l’étude qui parle d’une énergie grise qui prend une fourchette de 1500 à 3000kwh (du simple au double, on ne peut plus parler de fourchette…), ce n’est pas une étude “très sérieuse”, c’est une étude qui sert à rien. A moins d’expliciter très clairement les écarts.

da vinci (non vérifié) le 21/04/2011

@da vinci : même si l’écart est important (facteur 2) cela permet de relativiser la part de la consommation d’énergie (et des émissions) liée à l’utilisation du matériel. C’est déjà un progrès important de savoir que les effets de levier se situent surtout sur le phases de fabrication et de fin de vie.

admin le 21/04/2011

@Oldu : 6400 kWh pour la fabrication d’un ordinateur + d’un écran plat (desktop) c’est très exagéré.

Aujourd’hui, l’estimation la plus haute est celle de l’ADEME avec 1283 kg eq-CO2 et la plus basse celle de Fujitsu avec 339 kg eq-CO2.

Dans son ACV de 2004, Eric Williams est plutôt parti sur 740 kq-eqCO2 (mais il s’agissait d’un écran CRT dont la fabrication est bien moins émissive).

admin le 21/04/2011

L’association Ordi-solidaire développe un programme de réemploi des parcs informatiques mis au rebut.

La prolongation de la durée de vie des matériels est certainement une des piste les plus sérieuses à envisager.

http://www.ordi-solidaire.fr

Anonyme (non vérifié) le 05/06/2011

Dans toute une partie du bâtiment de l’entreprise adaptée (EA) Altea, des cartons remplis de vieux ordinateurs s’entassent sur des palettes. Tours poussiéreuses, écrans usagés, imprimantes en fin de vie… Inutiles ? Pas tant que ça.

materiel informatique (non vérifié) le 06/04/2012

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