Consommation énergétique : le streaming est-il mauvais pour la planète ?

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Les récentes études font état de la part de la consommation énergétique du streaming. Doit-on se sentir coupable de regarder un film en VOD ?
Doit-on se rendre coupable d’écocide dès qu’on regarde un film en streaming ?

La consommation électrique est un sujet d’actualité très chaud depuis quelques années et il s’est vu récemment renforcé par la guerre russo-ukrainienne. Notre façon de consommer la culture via les services de streaming est-elle à remettre en cause ? Pourrait-elle être plus efficace ? Cela dépend de plusieurs facteurs, notamment de la façon dont le pays (où le centre de données et l’utilisateur sont implantés) produit son énergie (son mix énergétique) et de la façon dont nous consommons les médias (une TV consomme bien plus qu’un smartphone). Notons aussi que la transmission des données est énergivore et doit être aussi comptabilisée.

Depuis le milieu des années 2010 avec l’essor de YouTube et le lancement de plateformes de streaming telles que Netflix, les experts en énergie de tous bords se penchent sur la question du bilan énergétique de cette pratique. La méthode de calcul est déjà à la base une source de débats entre les différents courants idéologiques, chacun voulant défendre sa théorie. Les études les plus sérieuses sur lesquelles se basent les nombreux articles sur le sujet convergent toutes vers la même conclusion et les nuances, parfois importantes, sont plutôt dues à l’application d’une idéologie, qu’à l’étude des chiffres. Le streaming vidéo, les jeux en ligne, la visio-conférence et les technologies numériques émergentes représentent environ 80% de la bande passante mondiale et devraient à l’avenir stimuler encore davantage la demande en centres de données et de réseaux. Qu’en est-il de sa part énergétique ?

La part énergétique des nouvelles technologies parmi tous les types d'industries.
L’ampleur des émissions des technologies numériques par rapport aux autres secteurs industriels, soit environ 1,5 % des émissions mondiales de carbone, au sein de laquelle environ 50 % sont émises par les appareils de visionnage des utilisateurs. Source : Carbon Trust.

Les trois types de consommation du streaming

La consommation de l’hébergement / des centres de données.

L’amélioration de l’efficacité énergétique contribue à limiter la croissance de la demande d’énergie. Les centres de données (data-center) se multiplient partout sur la planète et pourtant la consommation moyenne d’un centre baisse tous les ans et continue d’être largement compensée par les améliorations continues de l’efficacité des serveurs, des dispositifs de stockage, des commutateurs de réseau et de son infrastructure, ainsi que par la part élevée et croissante des services fournis par des centres de données en nuage et hyperscale hautement efficaces.

Le nombre des centres de données a quasiment décuplé mais ne consomment pas plus d'énergie grâce aux constantes innovations dans ce domaine.
Comparaison de l’évolution du trafic Internet, de la charge de travail et de l’énergie utilisée par les centres de données. Cette dernière n’a pas bougé malgré la forte augmentation du trafic Internet et de la charge des datacenters. Sources : IEA.

Les centres de données en nuage et hyperscale fonctionnent à haute capacité, en partie grâce aux logiciels de virtualisation qui permettent aux opérateurs de centres de données de fournir un rendement supérieur avec moins de serveurs. Ces grands centres de données ont aussi généralement une efficacité énergétique (PUE) très faible, qui est une mesure de l’efficacité avec laquelle un centre de données utilise l’énergie. Les centres de données hyperscale les plus efficaces peuvent avoir des valeurs PUE de ~1,1 (ce qui signifie que 0,1 kWh est utilisé pour le refroidissement/la fourniture d’énergie pour chaque 1 kWh utilisé pour l’équipement informatique). Certains continuent dans cette voie en renvoyant l’eau chauffée par les systèmes de refroidissement dans les réseaux de chauffage collectif. Les initiatives sont nombreuses et l’application de ces idées devrait être de plus en plus systématiques.

L'immersion des datacenters dans les océans sont un des éléments de réponse apporté par les acteurs du secteur.
Microsoft immerge des datacenters au large de l’Écosse pour profiter d’un refroidissement passif et d’une énergie renouvelable abondante. Ces centres profitent d’un taux de panne 8 fois moins important que leurs homologues terrestres. Source : Microsoft.

La consommation de la transmission

À l’échelle mondiale, la totalité des réseaux de transmission de données consomme 260 à 340 TWh en 2020, soit 1,1 à 1,4 % de la consommation mondiale d’électricité. Ce chiffre prend en compte toutes les transmissions et le streaming n’est qu’une fraction de celui-ci. Pour avoir un élément de comparaison, c’est environ cinq fois moins que l’énergie consommée pour l’industrie mondiale du fer et de l’acier, mais c’est aussi la production totale des centrales nucléaires françaises en un an. Cela veut juste dire que la consommation énergétique de la France provenant du nucléaire représente 1,1 à 1,4 % de la consommation mondiale d’électricité.

La 5G comportent des défauts mais à l'avantage de maximiser le rapport données transmises / consommation énergétique.
Les antennes 5G, certes controversées, seront bien moins énergivores que leurs homologues 3G et 4G. À terme, elles devraient faire transiter 83 % du trafic total.

Les technologies des réseaux de transmission de données deviennent aussi plus efficaces. Le trafic internet mondial, qui a plus que doublé entre 2017 et 2020, pourrait encore doubler d’ici 2023 si les tendances actuelles se maintiennent. La nature de la transmission des données évolue rapidement, le trafic des appareils mobiles augmentant trois fois plus vite (+50 %) que celui des appareils filaires et Wi-Fi, tels que les ordinateurs portables et de bureau (+17 %).

Cette évolution vers une plus grande utilisation des réseaux mobiles peut également avoir des répercussions importantes sur la consommation d’énergie des réseaux de transmission de données, contenu du fait que les réseaux mobiles ont des intensités électriques (kWh/GB) considérablement plus élevées que les réseaux fixes aux niveaux actuels de trafic et d’utilisation des réseaux.

D’ici fin 2022, les réseaux 4G et 5G devraient acheminer ensemble environ 83 % du trafic mobile, contre moins de 1 % pour la 2G. Les réseaux 4G sont environ cinq fois plus performants sur le plan énergétique que les réseaux 3G et 50 fois plus efficaces que les réseaux 2G. Les fournisseurs d’infrastructures et les opérateurs prévoient que les réseaux 5G pourraient être 10 à 20 fois plus économes en énergie que les réseaux 4G d’ici 2025-2030.

PP Garcia est parti à la rencontre de Thomas chez Netflix. L’interview parle de la question énergétique du streaming et décortique en profondeur les coulisses du premier service de streaming mondial.

La consommation des utilisateurs

En tant que consommateurs, nous pouvons réduire davantage notre empreinte écologique en utilisant des appareils et des écrans plus petits, qui consomment moins d’électricité. Il est également utile de bien regarder l’étiquette énergie et l’indice de réparabilité des produits, de remplacer moins souvent les appareils, car la phase de production représente environ 80 % des émissions de carbone du cycle de vie des appareils mobiles (environ un tiers pour les téléviseurs), et les déchets électroniques sont un problème croissant dans le monde entier.

Innovation française, l'indice de réparabilité devrait être imposé en Europe d'ici peu, du moins on l'espère.
La France est le premier pays à proposer un indice de réparabilité, une initiative louable qui tente d’empêcher le green-washing des marques. Source : ministère de la transition écologique.

Une autre recommandation pertinente est de ne pas regarder de vidéos si l’on souhaite uniquement écouter un fichier. Le géant YouTube a de grands progrès à faire de ce côté étant donné sa position de leader mondial et son incapacité à désactiver le fichier vidéo si celui-ci ne contient que de l’audio. Certains experts proposent d’améliorer les systèmes de compression, d’autres de simplement regarder les vidéos dans des résolutions moins élevées, même si la qualité de l’audio en est changée (encore un autre progrès à faire). Regarder une vidéo sur un appareil mobile consomme aussi beaucoup moins que sur son téléviseur 4K. Mais il faut nuancer ce propos puisque le rejet de CO2 concerne autant la fabrication et l’acheminement des équipements audiovisuels, des informations reçues depuis les services en ligne ainsi que de l’électricité consommée in fine à son domicile. En effet l’empreinte carbone du consommateur d’électricité français est plutôt pauvre en rejet de CO2 dans l’atmosphère comparée à d’autres pays.

Consommation énergétique en fonction de l'appareil avec lequel vous visionner le contenu online.
La répartition d’émissions de CO2 entre les appareils de visionnage, les routeurs domestiques, les centres de données, les périphériques TV et le transfert des données par type d’appareil (TV 50”, iPhone, ordinateur portable, moyenne). Source : Carbon Trust.

Le bouquet énergétique des différents pays

Les différences qui existent dans la production d’électricité peuvent faire varier les chiffres du tout au tout. Ainsi, dans une étude récente commandée par Le Temps (journal suisse) et réalisée par Carbon Trust en 2021, en Suède, le simple fait de regarder une heure de vidéo en streaming n’émet “que 3 g de CO2 contre 10 g en France et 76 g en Allemagne”. Mais cela peut aussi dépendre de la façon dont l’information (comme le streaming) est transmise. Comme vu plus haut, “les réseaux plus rapides émettent moins de CO2”, soit “2 g par heure pour la fibre optique, 4 g pour une ligne classique en cuivre, 5 g pour la 5G, 13 g pour la 4G et 90 g pour la 3G”.

Les différences entre les pays au sein de l'UE sont énormes alors que le changement climatique est, lui, global.
Les émissions issues du streaming vidéo en France, en Suède, en Allemagne, au Royaume-Uni puis la moyenne européenne. Chaque couleur représente une source de la consommation : appareil de visionnage, TV, routeurs domestiques, transmission des données, centres de données. Source : Carbon Trust.

Cela est dû au fait que chaque pays produit son électricité de manière différente. La France, axée sur le nucléaire, génère environ 8 fois moins de CO2 que l’Allemagne pour sa production d’électricité, mais presque 5 fois plus que la Suède. Avec seulement 1,4% de part fossile dans son mix énergétique, le pays scandinave arrive à prouver que le bouquet énergétique d’un pays peut faire varier la culpabilité du consommateur à regarder un film 4K en streaming en fonction du pays où il utilise ce service.

Si chaque pays doit continuer ses efforts dans la décarbonation de son bouquet énergétique, la moyenne mondiale en regard d’un service global reste à privilégier si l’on veut faire des comparaisons pertinentes (le changement climatique concerne tous les pays). Selon l’IEA (Agence Internationale de l’Énergie), il est, en moyenne, plus éco-responsable de regarder un film chez soi en streaming que de conduire jusqu’au cinéma. À titre comparatif, en moyenne en Europe, l’empreinte carbone d’une heure de vidéo en streaming équivaut à conduire une voiture sur 250 m.

Tableau comparatif de ce que consomment nos appareils ménager.
Au niveau individuel, l’empreinte carbone du visionnage d’une heure de vidéo en streaming est très faible par rapport à d’autres activités quotidiennes. Source : Carbon Trust.

Les entreprises de centres de données ainsi que les acteurs majeurs sur Internet font aussi partie des plus gros investisseurs dans les énergies renouvelables et dans les technologies futures qui ont pour objectif de réduire les émissions de Co2. Ces entreprises, mastodontes de l’économie mondiale, investissent massivement dans les énergies renouvelables à des fins purement économiques : stabiliser le coût du kW/heure qui peut varier largement comme nous l’ont prouvé les récents évènements.

Les acteurs des nouvelles technologies sont aussi les principaux investisseurs dans les énergies renouvelables.
Investissement (en millions de dollars) d’entreprises dans les énergies renouvelables. En bleu ciel : solaire / bleu foncé : éolien. Source : IEA.

La hausse de l’utilisation des services de streaming depuis le COVID

Selon l’ITU (Union Internationale des Télécommunications issue des nations unies), la progression de l’utilisation d’internet a augmenté de 10,2 % en 2020 pour la première année de pandémie avec 4,6 milliards d’utilisateurs, puis s’est accentuée à 4,9 milliards en 2021. Bien que l’utilisation des services de streaming soit l’un des facteurs de cette hausse, l’utilisation des centres de données a, selon SDCIM (un fabricant de logiciels pour centre de données), bondi de 775 % chez Microsoft, de 1000 % dans les échanges audio/vidéo/messages de facebook, 700 % d’utilisateurs de VPN en plus. Concernant Netflix, les deux pays les plus touchés par la pandémie en Europe, à savoir l’Italie et l’Espagne ont vu les utilisateurs du service de streaming bondir respectivement de 57 % et 34 %. Le taux d’échange Internet a vu un nouveau pic de 9,1 terabits d’échange de données par seconde ! À la vue de ces chiffres, on aurait pu penser que les ressources pour faire tourner ces centres de données arriveraient au bout de leurs capacités mais les flux n’ont pas été impactés plus que cela. La résilience du réseau est donc forte et prête à répondre en cas de demande importante.

Le premier épisode de la dernière saison GOT a réuni un total de 17,4 millions de téléspectateurs.
La pandémie de Covid-19 a fait exploser les nouvelles souscriptions d’utilisateurs aux différents services de streaming, surtout dans les pays fortement touchés.

La responsabilité des acteurs de ce secteur

Tous les secteurs et toutes les technologies sont nécessaires pour aider à atteindre les objectifs de l’Accord de Paris et les technologies numériques ne font pas exception. En fait, les technologies numériques, telles que l’Intelligence Artificielle, pourraient contribuer à diminuer le changement climatique. Mais en l’absence de politiques climatiques pertinentes, l’IA pourrait se contenter de contribuer à rendre l’extraction du pétrole moins coûteuse ou à prolonger la durée de vie des centrales à charbon. Les idéologies et contraintes de nos dirigeants sont intimement liées aux conséquences sur l’empreinte carbone de nos vies de consommateur.

Il est indéniable que l’utilisation des centres de données croît chaque jour et qu’il est nécessaire de surveiller de près la croissance explosive des services de streaming et d’autres technologies numériques afin de s’assurer que la société en tire le maximum de bénéfices, tout en minimisant ses conséquences négatives – notamment sur la consommation d’électricité et les émissions de carbone. La consommation électrique de ces centres est plutôt stable, grâce aux innovations de procédés qui absorbent la demande énergétique supplémentaire et dont les investissements en énergies renouvelables augmentent aussi. Au lieu de s’appuyer sur une couverture médiatique parfois trompeuse, il faudra, pour atteindre les objectifs de l’accord de Paris, une analyse rigoureuse, un réel leadership des entreprises, une politique saine en adéquation avec des citoyens bien informés.

Ce centre de données à Marseille est le résultat d'une reconversion d'un site industriel maritime très polluant.
Un centre de données à Marseille, placé au nœud méditerranéen, permet de fluidifier les communications entre les continents africain, européen et une partie du Moyen-Orient.

Si tous les acteurs économiques faisaient autant d’efforts que les entreprises du secteur des services en ligne dans les investissements éco-responsables, peut-être que la situation générale serait un peu moins préoccupante. Les efforts de la part des consommateurs peuvent aussi aider à atteindre une forme de responsabilité énergétique. Rappelons que si le consommateur ne veut pas d’un produit ou d’un service, il y a fort à parier que les entreprises se remettent en question et retirent leur offre du marché.

D’autres effets, moins évidents, peuvent tout de même faire pencher la balance, comme nous le soulignons dans l’article : Matt Damon inquiet de la fin des DVD et Blu-Ray, “Récemment, HBO Max a supprimé [de ses plateformes de streaming] plus de 37 programmes, dont de nombreux originaux introuvables ailleurs.” Les amoureux du septième art et Matt Damon auront toujours du mal à accepter que les affres formidables des lois du marché doivent dicter quel film doit disparaître ou non, et on les comprend.

La Culture n’est pas un danger pour la planète

Nous l’avons bien compris, ce ne sont pas les centres de données, ni le fait de regarder un film en streaming qui va provoquer les coupures de courant hivernales annoncées par nos États. Il est aussi difficile de condamner les centres de données qui se sont multipliés par plus de 10 en quelques années mais qui ne consomment pas plus d’énergie qu’au début. Avec les investissements massifs dans les énergies renouvelables de la part des géants du secteur, difficile de leur jeter la pierre ; on pourra toujours dire qu’ils “achètent” leur pastille verte, on ne peut pas en dire autant d’autres industries bien plus énergivores.

La série Les anneaux de pouvoir est diffusée en 8K mais encore très peu de spectateurs regardent les contenus dans cette résolution.
Les séries à gros budget s’enchaînent et voient leur résolution vidéo augmenter, tout autant que le nombre de spectateurs.

À moins de détester la culture et au regard de l’estimation de 1 à 3 % de la consommation totale d’énergie mondiale, la transmission culturelle pourrait peut-être même consommer un peu plus si le bouquet énergétique affiche un vert éclatant. La période Covid nous a rappelé à quel point la culture est essentielle dans nos vies. Gardons aussi à l’esprit que la dématérialisation est un formidable outil pédagogique, que les centres de données conservent aussi les livres et les archives du monde entier, des articles de sciences, des reportages, que la transmission des données véhicule aussi les appels à vos proches et bien d’autres choses simplement bénéfiques pour l’ensemble de l’humanité.

Il reste au consommateur le soin d’éviter de regarder des vidéos de chatons en streaming sur son téléviseur 8K en Dolby Atmos. En tant que citoyen, il nous revient de raisonner notre temps d’écran par jour, de privilégier l’achat de matériel de qualité avec un indice de réparabilité élevé si possible, d’utiliser le marché de l’occasion (allez jeter un coup d’œil à notre partenaire AV-Market.com), ou encore d’utiliser des appareils de visionnage peu énergivore pour des contenus triviaux… N’est-ce pas simplement du bon sens ?

Sources : IEA, Carbon Trust, ITU, Malmodin, US Department of energy


3 COMMENTAIRES

  1. L’article passe sous silence pas mal d’aspect !
    N’oublions pas de vérifier à qui profite le crime, il s’agit d’un site qui promeut le son et la vidéo, peu de chance qu’il remette en cause le streaming. Ce n’est pas non plus mon objectif à travers ce commentaire, mais sans être technophobe, tâchons d’être techno lucide.
    Les datacenters :
    Sur la partie data center, est omis tout la partie fabrication des équipements qui sont certes de plus en plus efficaces à l’usage, mais de plus en plus dégueulasse à la fabrication.
    « […]renvoyant l’eau chauffée par les systèmes de refroidissement dans les réseaux de chauffage collectif »
    Vanter le bon usage des ressources par les hyperscalers c’est assez mensonger :
    https://www.greenqueen.com.hk/google-data-centres-are-draining-billions-of-gallons-of-water-despite-renewables-promise/
    https://youtu.be/eqAN7lYucjo?t=3315
    Les supers datacenter sont installés dans des zones très arides pour faire du refroidissement par évaporation.
    – Google Red Oak : 15.141.647 litres d’eau par jour !
    – Facebook Eagle Mountain : 937.000 l/j
    https://www.lemonde.fr/economie/article/2021/03/11/la-secheresse-a-taiwan-une-nouvelle-menace-sur-la-production-des-puces-electroniques_6072746_3234.html
    Si l’entreprise qui produit notamment les puces d’Apple, affirme recycler 86 % de l’eau consommée, il reste plus de 37 000 tonnes à trouver par jour. Au point que l’entreprise a fait appel à des transporteurs pour se faire livrer de l’eau par camion-citerne.
    Le gouvernement taiwanais à même prioriser la fabrication des puces à l’agriculture locale pour l’accès à l’eau.

    La transmission :
    Dire que ca consomme 1.1 à 1.4% de la consommation internet mondiale, et que c’est 5 fois moins que l’industrie du fer et de l’acier, c’est oublié que le réseau les datacenters et les devices ont besoin de l’industrie du fer et de l’acier.
    « Les technologies des réseaux de transmission de données deviennent aussi plus efficaces. »  même remarque tout la partie fabrication des équipements qui sont certes de plus en plus efficaces à l’usage, mais de plus en plus dégueulasse à la fabrication.
    Les réseaux sont dimensionnés sur les pics de consommation. Les réseaux consomment toujours pareil sur une journée, pic ou pas pic. 80% de la consommation du réseau c’est du streaming.
    Ce qui n’est pas dit dans cet article c’est que les upgrades capacitaires du réseau et des datacenter est faite pour le streaming.

    Le COVID :
     » les flux n’ont pas été impactés plus que cela. »  Les opérateurs ont demandé à Netflix et à Google de ne pas faire de 4k pendant le confinement
    https://www.phonandroid.com/confinement-netflix-reduit-qualite-videos-pendant-30-jours.html

    La Culture n’est pas un danger pour la planète

    Titre putaclic … provocateur.
    La consommation du streaming n’est pas non plus la panacée, on est souvent seule face à son écran. Un peu plus de théâtre, de théâtre amateur, de la lecture c’est ca aussi la culture.
    La culture et plus précisément le cinéma est loin d’être neutre. https://youmatter.world/fr/cinema-environnement-pollution-paillettes/

    Comme tous les secteurs il y’a des efforts à faire sur toute la chaine. Cessons d’opposer les solutions, ou de remettre la faute sur l’usage uniquement.

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