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1e partie : Des TIC vertes ?

Évaluation des impacts environnementaux de l’informatique

Quels outils ? Quelles limites ?
Françoise Berthoud et Marianne Parry

Texte intégral

1Selon l’EITO (European Information Technology Observatory), le marché mondial des TIC continue de croître malgré la crise avec une croissance attendue pour 2010 de 1,9 % et pour 2011 de 3,7 %. Le marché européen du « cloud computing » (informatique dématérialisée) croît quant à lui de 20 % par an, ce qui implique une augmentation significative de l’utilisation de la mémoire et des capacités de calcul des ordinateurs et des serveurs [EITO, 2010].

2Le consommateur se laisse, en effet, volontiers séduire par un discours marketing vantant l’intérêt pour lui d’acquérir le dernier gadget high-tech, de se doter d’un nouveau logiciel ou service, qui lui apportera de nouvelles fonctionnalités. Google par exemple présente le « cloud computing » comme la solution pour acquérir des applications à plus bas prix, réduire les besoins de maintenance, partager plus rapidement ses innovations avec les utilisateurs [Google, 2009].

3Les impacts des TIC sur l’environnement, et d’une manière plus générale, des équipements électriques et électroniques ou des produits consommateurs d’énergie, ont conduit l’Union européenne à mettre en place des réglementations, que ce soit par exemple pour limiter les substances dangereuses présentes dans ces produits (directive RoHS, règlement Reach), pour mieux gérer les déchets générés en fin de vie (directive DEEE), ou pour améliorer leur conception dans le but de réduire leur impact global sur l’environnement (directive EuP).

4De leur côté, les consommateurs sont davantage sensibilisés aux problématiques écologiques et à leur contribution en tant qu’acheteurs à cette crise environnementale. Les politiques et les organisations non gouvernementales focalisent actuellement leur discours environnemental sur les aspects liés au réchauffement climatique, et en particulier, sur les émissions de CO2 et sur la consommation énergétique, en insistant le plus souvent sur les bénéfices attendus. Par exemple, le rapport Smart 2020 [GeSI, 2008] ne prend en compte que ces seuls aspects, et estime que le secteur des TIC pourrait en 2020 contribuer à réduire les émissions de CO2 de 15 %. Cependant, les producteurs de TIC sont contraints de s’adapter et devront accorder une part plus large à la prise en compte de critères environnementaux dans la conception des produits, et plus généralement à l’évaluation environnementale des produits qu’ils mettent sur le marché. Ils sont et seront de plus en plus amenés à communiquer de manière appropriée sur leur démarche environnementale auprès des consommateurs et usagers.

5L’étape d’évaluation étant un préalable primordial, dans toute démarche cohérente, au travail de conception et de communication, nous présenterons dans un premier temps les principales méthodes d’évaluation des impacts environnementaux utilisées dans le secteur des TIC. Nous mettrons ensuite en évidence les intérêts et limites qu’engendrent les évaluations partielles centrées sur quelques critères « à la mode », limitées à certaines phases du cycle de vie du produit.

6Nous nous intéresserons alors plus particulièrement aux analyses de cycle de vie (ACV) dans le domaine de l’informatique. Nous mettrons en lumière leurs intérêts et leurs limites d’un point de vue méthodologique, leurs présupposés, et les instrumentalisations possibles des résultats.

7Enfin, nous parlerons de la manière dont sont pris en compte la fin de vie et l’effet rebond dans les évaluations actuelles.

Présentation de différentes méthodes d’évaluation des impacts environnementaux

8Les impacts environnementaux des TIC sont intrinsèquement difficiles à évaluer : d’une part. parce que les produits utilisés sont technologiquement complexes ; d’autre part, parce que les connaissances scientifiques qui permettent d’évaluer des impacts sur la planète ou sur le monde du vivant à partir de ces données techniques sont insuffisantes.

9Cependant, nous sommes confrontés à de nombreux problèmes à l’échelle mondiale : pénurie d’eau potable, pollution par les métaux lourds, modifications climatiques, raréfaction de minéraux, etc. L’urgence est là qui attend des actions. Agir, c’est améliorer, choisir entre plusieurs options. Les outils d’« aide à la décision » constituent autant d’aides pour exercer un choix, des choix à tous les niveaux : décideurs politiques, constructeurs, écoconcepteurs, utilisateurs, etc.

10« On » aurait aujourd’hui tendance à rechercher un outil simple, qui permette de résumer la complexité du monde et de ses interactions en un seul indicateur dont on connaîtrait le seuil d’acceptation... alors le décideur n’aurait qu’un choix limité à faire. Malheureusement, la réalité est tout autre, les indicateurs trop globaux agrègent des données de nature différente, ce qui conduit à des choix qui peuvent s’avérer contre productifs ; les indicateurs trop restreints oublient d’autres réalités qui conduisent aussi à des catastrophes naturelles. Il est difficile de trouver un équilibre !

11Plusieurs méthodes d’évaluation des impacts environnementaux sont présentées ci-dessous, nous n’avons retenu que les méthodes utilisées dans le cadre des TIC. Elles sont présentées avec leurs avantages et leurs inconvénients.

12Le Bilan Carbone® est une méthode spécifique développée par l’ADEME qui se concentre sur une seule catégorie d’impact : les émissions de gaz à effet de serre. Cette méthode ramène tous les processus physiques dont dépend une activité ou un produit à des émissions exprimées en équivalent carbone. Outre les difficultés inhérentes aux mesures, son principal inconvénient est qu’elle ne tient compte ni des problématiques de ressources, ni des impacts liés aux différentes autres formes de pollution (production de déchets dangereux, impacts sur la biodiversité, sur la qualité des eaux...).

13L’analyse économique Intrants-Sortants se base sur les flux monétaires pour estimer les ressources et l’énergie utilisées par un produit ou un service et évaluer les émissions correspondantes. Les impacts environnementaux directs et indirects (consommation énergétique et prélèvement de ressources) sont établis pour chaque secteur économique par leur interdépendance avec les autres secteurs liés. Cette méthode présente l’avantage de prendre en compte les impacts indirects, mais aussi l’inconvénient d’ignorer l’ensemble des impacts relatifs à la biodiversité, et de perdre en précision au cours des périodes où les cours des marchés ne sont pas stables.

14Cette méthode a été utilisée en complément de l’analyse de cycle de vie, lorsque les données pour l’ACV sont incomplètes ou trop peu récentes, en particulier par Éric Williams dans un article paru en 2004 [Williams, 2004] et une autre étude à paraître en 2010. Cela aboutit à une méthode hybride qui permet d’affiner les estimations.

15L’analyse de cycle de vie est un outil « d’aide à la décision » qui hérite des limites inhérentes à ces méthodes. Elles consistent à évaluer tous les impacts environnementaux potentiels d’un produit, d’un service ou d’un procédé sur l’ensemble de leur cycle de vie.

16Les ACV sont utilisées dans des domaines très variés, soit par des industriels pour améliorer leurs produits, procédés ou services et pour communiquer sur les avantages de leur produit vis-à-vis de l’environnement, soit par les pouvoirs publics pour définir certaines orientations (choix d’une filière de traitement de déchets par exemple). C’est aussi cet outil que l’on utilisera pour comparer plusieurs méthodes (processus) qui correspondent à une même « unité fonctionnelle » (voir définition ci-dessous), comme le « coût environnemental de la communication d’une facture papier par rapport à une facture numérique ».

17Pour que les résultats d’une ACV soient exploitables, la norme internationale ISO 14040 :2006 [ISO, 2006] en spécifie les principes et le cadre.

18Les analyses de cycle de vie sont construites selon quatre phases :

  • La phase de définition d’objectifs et du champ de l’étude : elle permet d’établir les frontières du système considéré, qui sont délimitées par l’unité fonctionnelle. Celle-ci fournit une référence pour comparer les résultats, les objectifs poursuivis, les exigences relatives à la qualité des données. Exemple d’unité fonctionnelle : « Écran d’ordinateur de 17 pouces, technologie LCD, utilisé dans des conditions moyennes de luminosité, x heures par an en mode actif et y heures en mode veille ».

  • La phase d’inventaire de cycle de vie qui recense et quantifie les flux de matière et d’énergie entrant et sortant du système étudié. La réalisation de cette phase exige la collecte de nombreuses données, soit à partir de la bibliographie, soit directement auprès des industriels.

  • La phase d’évaluation d’impact du cycle de vie, qui permet de traduire les résultats obtenus au cours de l’inventaire en impacts environnementaux potentiels. Les flux sont caractérisés en impacts grâce à des indicateurs tels que le Potentiel Global de Réchauffement (PRG). Selon les modélisations choisies, les flux sont classés par catégories d’impact : épuisement des ressources, impacts sur la santé humaine, changements climatiques, ...

  • La phase d’interprétation du cycle de vie, qui doit fournir des résultats compréhensibles et cohérents avec les objectifs initiaux, et exposer les limites de l’étude. Elle consiste également à identifier, évaluer et sélectionner les options d’amélioration de la charge environnementale.

19Les normes définissent également des exigences en matière de communication sur les résultats, notamment si ceux-ci sont utilisés dans des affirmations comparatives destinées au public. La revue critique d’une ACV par un ou plusieurs experts, de préférence externes, renforce la crédibilité de l’ACV. Pour conclure sur les aspects méthodologiques, les méthodes qui se focalisent sur les gaz à effet de serre (bilan carbone par exemple) prennent certes en compte les différentes phases du cycle de vie des produits (dans une certaine mesure et avec beaucoup d’approximations qui sous-estiment largement les phases de production et de traitement de fin de vie), mais la non-connaissance des autres impacts (par exemple l’éco-toxicologie) est un problème en soi. La méthode hybride essaie de corriger les sous-estimations citées précédemment mais ignore encore les autres impacts. Quant à l’approche ACV, multicritère sur toutes les phases du cycle de vie, elle présente l’énorme avantage de couvrir une grande variété d’impacts et d’être normée, mais elle souffre de la qualité insuffisante des données, ce qui reste néanmoins améliorable. L’ACV fournit des résultats complexes (qui ne se limitent pas à un chiffre), reportant donc le poids de la décision (en toute connaissance de cause) sur ceux qui les analysent !

Énergie, CO2, usage et production : intérêts et limites des évaluations partielles

20Dans la pratique, la plupart des études disponibles, que ce soit sur des produits ou des services, se restreignent à l’examen de l’énergie utilisée pendant la phase d’usage. Et pourtant, déjà à ce niveau, des incertitudes existent.

Phase d’usage : question de l’énergie et ses implications en matière d’évaluation environnementale

21Mesurer l’énergie nécessaire à l’utilisation d’un PC pendant une heure est à la portée de tous, estimer pour un individu donné sa consommation pendant une année est relativement simple et précis (à l’aide d’un appareil de mesure). Estimer la consommation électrique de l’ensemble des foyers français pour l’ensemble de leurs équipements informatiques et de télécommunication (incluant donc les PC, portables, imprimantes, BlackBerry et autres iPhone, mobiles etc.) relève déjà d’un exercice plus difficile, au cours duquel les données statistiques vont apparaître avec leur lot d’incertitudes, d’approximations et d’hypothèses.

22Quant à évaluer la consommation électrique de l’ensemble du réseau d’intercommunication entre tous les objets et de l’ensemble des serveurs qui stockent les données, les applications et les contenus de tous ces objets communicants... cela devient très complexe, d’autant plus que le secteur des TIC est extrêmement dynamique, en forte progression en volume et qu’il se répartit sur la planète entière. La virtualisation est une conséquence de la globalisation. Un service sur le réseau peut « déménager » quasi instantanément en un autre point du réseau sur la planète.

23Le niveau d’approximation et d’incertitude sur ces données est inconnu, mais certainement important ! Cela dit, des chiffres circulent :

  • Les TIC au niveau mondial généreraient autant de CO2 que l’aviation civile [source Gartner].

  • Les TIC consommeraient en France 7,3 % de l’électricité produite [IDATE, 2009], (cette estimation ne prend pas en compte l’énergie consommée hors de nos frontières lors de l’accès aux centres de données de Google, etc.). Attention : on lit souvent que les TIC consommeraient 13,5 % de l’électricité en France, ce qui représente une énorme différence. En fait, cette dernière estimation prend en compte les écrans de télévision et d’autres équipements qui ne sont pas forcément inclus dans les TIC, selon la définition que l’on en retient.

  • Les réseaux d’interconnexion consommeraient 30 % de l’énergie nécessaire à l’ensemble des TIC.

24À un niveau plus fin, les estimations de consommation électrique des équipements se basent très souvent sur des hypothèses d’utilisation plus ou moins explicites et sur des modèles choisis en fonction de leurs caractéristiques ou selon des moyennes. Voici l’exemple complet de calcul de l’impact énergétique d’un poste de travail fixe, à domicile [étude préparatoire European Commission DG Tren, 2008] :

25L’impact énergétique lié à l’usage d’un poste fixe en Europe (à domicile), si l’on se base sur une durée de vie moyenne de 6,6 années et sur un scénario de fonctionnement (modes on/off/veille) précisé ci-dessous, s’élève à 9 829 MJ (poste) + 3 242 MJ (écran LCD 17 pouces), soit au total 3 630 kWh.

26Le détail du calcul est explicité ci-dessous :

27L’impact de la phase d’usage étant essentiellement lié à la consommation d’électricité, il est nécessaire de tenir compte du taux de conversion énergie primaire/énergie utile (l’énergie primaire est l’énergie qui est disponible dans la nature : bois, eau, charbon, uranium, etc.). Ce taux est de l’ordre de 2,8 en Europe, c’est-à-dire que pour délivrer 1 kWh aux équipements, 2,8 kWh d’énergie primaire sont nécessaires. Ceci explique que la valeur retenue pour la phase d’usage du poste de travail dans l’étude EuP est de 3630 kWh et non de 1291 kWh.

28Deux remarques s’imposent :

  • Il est important de savoir que l’estimation du taux de conversion est sujette à discussion ; ce taux varie avec les pays et la nature des matières premières utilisées...

  • Par ailleurs, la consommation en mode « idle » (au repos, quand l’appareil ne fait rien du tout) est inférieure à la consommation en mode de fonctionnement normal (plusieurs applications chargées).

29D’une manière générale, les analyses de cycle de vie expriment l’énergie pendant la phase d’usage en énergie primaire. Par contre, les études qui ne sont pas des ACV utilisent directement l’énergie utile (celle délivrée à la prise de courant et utilisée par l’équipement, comme dans l’étude Remodece [ADEME, 2008]. Enfin, certaines études prennent en compte les pertes électriques dues au transport (environ 10 % en France).

30De cette estimation de l’énergie utilisée pendant la phase d’usage, on peut dégager quelques difficultés. En effet, le résultat final sera fortement lié aux hypothèses de fonctionnement (modes), à la puissance moyenne estimée du poste de travail, et au taux de conversion énergie primaire/énergie utile, qui dépend étroitement de la façon dont l’énergie est produite et transportée.

Prise en compte de la phase de production

31L’énergie nécessaire à la fabrication d’un équipement électronique correspond à la somme de l’énergie utilisée pour l’extraction des matières premières, de l’énergie nécessaire à l’ensemble des processus de transformation de ces matières premières en produits manufacturés, et de l’énergie nécessaire à l’assemblage des pièces. On distingue généralement deux étapes : l’extraction et la fabrication. Selon les études, la phase de fabrication est elle-même décomposée en phase de préfabrication et phase d’assemblage. Là encore, les données sont relativement imprécises et assez disparates.

32Les publications récentes donnent les résultats suivants dans le cas d’un ordinateur portable [Deng, 2010] :

33Les différences proviennent :

  • D’hypothèses différentes sur la durée de vie des équipements (ce qui a une incidence sur le calcul de l’énergie en cours d’usage),

  • De la méthodologie (certaines études, comme Williams [2004], utilisent une méthode hybride pour calculer les impacts),

  • Des mix énergétiques utilisés, en fonction de la localisation géographique pour chaque phase et de certaines hypothèses,

  • Des estimations de l’énergie utilisée pour la phase de fabrication de la partie électronique (microcircuits), sources des plus grosses différences.

34D’une façon générale, les données sont de qualité insuffisante : soit trop agrégées (à un niveau national ou international et non pas au niveau des processus), soit avec des hypothèses non ou mal formulées, d’origine inconnue... Par exemple, l’ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) publie chaque année, depuis le milieu des années 2000, un document de synthèse sur les coûts énergétiques et les matières chimiques pour cette industrie [ITRS, 2009]. Mais les valeurs sont moyennées pour l’ensemble de la production. Or, la fabrication des « micro-circuits » utilisés dans les équipements informatiques actuels sont extrêmement miniaturisés (8 cœurs par processeur), et la finesse de gravure nécessite une atmosphère et des matériaux particulièrement purs, ce qui est beaucoup plus vorace en énergie (proportionnellement au poids ou à la surface) que les autres fabrications de l’industrie des semi-conducteurs.

35Par ailleurs, généralement lorsque les données sont de bonne qualité et accessibles au public ou à la recherche publique, ce qui est extrêmement rare, elles correspondent à du matériel datant du début des années 1990, au mieux du début des années 2000. Les constructeurs et les industriels disposent de données très récentes, mais qui ne sont pas publiées et ni même transmises dans le cadre d’études spécifiques (essentiellement par crainte de perdre des secrets industriels).

36Enfin, une des difficultés actuelles pour l’obtention des données est liée à l’extrême parcellisation de la chaîne de production, avec un grand nombre de niveaux de sous-traitance et un grand nombre de sous-traitants, localisés en Asie pour la plupart. De plus, ce morcellement est en perpétuel mouvement, les techniques de fabrication évoluant très vite et la course à la minimisation des coûts provoquant de fréquents changements de sous-traitants.

37Il est très probable que les calculs actuels sous-estiment la quantité d’énergie nécessaire à la phase de fabrication. Quelques données récentes présentées ci-dessous mettent en évidence un facteur trois entre la valeur obtenue par Rachel Deng et les valeurs annoncées dans le cadre de l’étude préparatoire EuP :

38Il est intéressant de rappeler ici que sur l’ensemble des études considérées, le calcul de l’énergie primaire pendant la phase d’usage varie de 1668 à 3525 MJ en fonction des hypothèses retenues, en particulier sur la durée de vie du matériel, son profil d’utilisation et le taux de conversion. Si l’on représente uniquement les résultats des études EuP [European Commission DG TREN, 2007] et Deng & al [2010], il apparaît non seulement un écart important dans l’énergie totale utilisée pour les deux phases, mais aussi dans l’importance relative de l’une des deux phases par rapport à l’autre.

39Certes on reste dans les mêmes ordres de grandeur, mais compte tenu du volume de matériel produit et du taux d’obsolescence de ces matériels, les différences relatives entre l’énergie nécessaire à la production et l’énergie en phase d’utilisation ou lors de la phase de recyclage conduisent à des priorités dans les recommandations qui peuvent s’inverser, allant de :

  • garder l’équipement le plus longtemps possible (pour économiser l’énergie à la production) ;

  • remplacer rapidement l’équipement de façon à avoir un équipement le moins consommateur possible en phase d’usage.

40En réalité, les constructeurs ou même des ONG comme Greenpeace [Greenpeace, 2009] « oublient » tout simplement trop souvent de prendre en compte l’énergie utilisée lors de la production des équipements !

Un critère à la mode : la modélisation en équivalent CO2

41Le Global Warming Potential en kilogramme d’équivalent CO2 est une estimation sur un seul impact. Si l’on examine les deux phases de production et d’usage du cycle de vie, l’impact relatif des phases de fabrication par rapport à la phase d’usage va être fortement dépendant de la façon dont est produite l’électricité ! Dans notre cas :

  • pendant la phase de production (en Asie pour l’essentiel), le taux de conversion est particulièrement défavorable au CO2,

  • pendant la phase d’usage en France, le taux de conversion est favorable au CO2 mais particulièrement défavorable aux impacts liés aux substances ionisantes (électricité nucléaire).

42Quelques chiffres pour illustrer ces propos (à noter que les résultats de Rachel Deng n’étaient pas exprimés en équivalents CO2, nous avons simplement appliqué ici les même ratios) :

43Ce graphique illustre la difficulté de l’exercice. Le seul impact de la production du portable de l’étude de Rachel Deng [Deng & al, 2010], lorsqu’il est traduit en kg eq. CO2, est supérieur à la somme des impacts de la production et de l’utilisation de l’étude EuP.

44Par ailleurs, en moyenne, le poids relatif de la phase de production n’est pas surprenant. En effet, les équipements électroniques sont majoritairement produits dans des régions asiatiques où l’énergie est générée à base de charbon, et où la part de fuel dans la production est beaucoup plus importante que dans la phase d’usage. Qu’en serait-il si les énergies utilisées dans les régions asiatiques étaient plus « propres » ?

Évaluer plusieurs critères sur les trois phases de vie d’un équipement : difficultés des ACV

45Plutôt que de se focaliser uniquement sur un unique critère « émissions de CO2 » au risque de créer des transferts d’impacts (diminuer les émissions mais augmenter les pollutions chimiques par exemple), il paraît important de fournir des informations sur l’ensemble des catégories d’impacts.

46Obtenir un résultat multicritère oblige à une réflexion d’ordre politique et sociétal. Il n’est plus possible de se retrancher derrière un critère unique qui permet de classer les différents scénarios. Chacun a des implications différentes, il arrive souvent qu’il ne se dégage pas un « bon » scénario mais quelques-uns qui sont moins « mauvais ».

47Nous illustrons l’utilisation de cet outil au travers de quelques exemples, et présentons ci-dessous deux exemples d’ACV complète.

48Les résultats sont analysés et présentés selon l’approche « Ecoindicator 99 » : dans cette méthode les impacts (par exemple « acidification », « déchets ionisants », « déplétion de la couche d’ozone », « réchauffement » sont rassemblés au sein de trois grandes catégories : ressources, qualité des écosystèmes et santé humaine. L’avantage de cette approche est qu’elle permet de présenter les résultats de façon synthétique sans se limiter à un critère unique trop simplificateur.

Poids de la fabrication et de l’usage suivant la zone géographique

49Nous avons choisi de présenter les résultats de l’ACV conduite par l’EMPA en 2007 [Eugster, 2007], parce que les résultats (cf. figure suivante) présentent non seulement l’impact de la fabrication par rapport à la phase d’usage, mais aussi les phases d’usages en fonction de la zone géographique (dans tous les cas la durée de vie du matériel a été fixée à 6 ans). Il apparaît clairement que la façon dont l’électricité est produite influence directement les résultats, et que par conséquent les recommandations ne seront pas les mêmes en fonction des pays. En l’occurrence, pour la France la durée d’utilisation optimale des équipements sera plus longue qu’en Chine (compte tenu des progrès technologiques des nouveaux matériels, en particulier par rapport à leur consommation énergétique).

Impacts de l’usage d’un PC dans différentes régions du monde, relativement à l’impact de la fabrication [Eugster et al., 2007]

Impacts de l’usage d’un PC dans différentes régions du monde, relativement à l’impact de la fabrication [Eugster et al., 2007]

50Concernant la phase de production, cette étude met en évidence la grande importance de la fabrication des circuits intégrés à cause de la consommation d’énergie pendant cette phase, de la production des plaquettes de Silicium (wafer), et de la quantité d’énergie nécessaire au raffinement des métaux précieux (en particulier l’or). La manipulation de substances chimiques au cours de l’extraction des métaux, des terres rares, tout comme le prélèvement de ressources de notre planète, génèrent des impacts qui sont comptabilisés dans cette ACV.

Impact des différents constituants d’un PC [Eugster et al., 2007]

Impact des différents constituants d’un PC [Eugster et al., 2007]

Écrans d’ordinateurs : le LCD contre le CRT ?

51Le changement majeur de technologie des écrans depuis le début des années 2000 a motivé plusieurs études et analyses de cycle de vie, en particulier les travaux de Socolof [2001, 2002 et 2005] et les travaux préparatoires EuP [European Commission DG TREN, 2007]. L’ACV présentée plus haut [Eugster M., 2007] présente également des résultats concernant les écrans. Les valeurs brutes des travaux de Socolof [2002] ont été reprises par exemple par l’ADEME pour établir les valeurs de référence de son guide des facteurs d’émission [ADEME, 2005] ou par la base de données « EcoInvent » utilisée par Sima Pro.

52Il est cependant surprenant d’observer des différences dans la traduction en kg eq. CO2 par exemple, alors qu’elles reposent sur la même étude :

53Les variations s’expliquent en grande partie par les hypothèses utilisées pour traduire les énergies en équivalent CO2 en fonction de la zone géographique où sont produits les équipements, comme indiqué dans le tableau précédent. À noter que sur cet exemple, si l’on raisonne uniquement par rapport à la phase de production et uniquement sur l’impact GWP, l’écran CRT est meilleur (moins impactant) dans toutes les études.

54Compte tenu des différences dans la consommation énergétique entre les écrans CRT et LCD et des incitations au renouvellement des écrans, il nous a paru opportun de présenter les résultats d’une ACV comparative que nous avons menée afin de comparer les deux scénarios suivants :

  • On garde son vieil écran CRT pendant 6 ans,

  • On change son écran CRT par un écran LCD au bout de 3 ans.

55Nous avons utilisé le logiciel SimaPro 7.1 qui se base sur la base de données EcoInvent. On obtient la figure page suivante qui donne l’avantage au premier scénario (dans cette figure, l’axe vertical correspond à l’impact exprimé en % de l’impact moyen annuel d’un Européen).

ACV comparative : utiliser un écran pendant 6 ans : scénario 1 (écran CRT conservé pendant 6 ans) versus scenario 2 (écran CRT remplacé par un écran LCD au bout de 3 ans).

ACV comparative : utiliser un écran pendant 6 ans : scénario 1 (écran CRT conservé pendant 6 ans) versus scenario 2 (écran CRT remplacé par un écran LCD au bout de 3 ans).

56Si l’on avait tenu compte de la fin de vie, il est certain que la préférence serait encore allée au CRT, puisque qu’il n’existe aujourd’hui pas de processus technologiques industriels permettant de recycler les écrans LCD à grande échelle. Dans l’exemple précédent, nous avons choisi une étude fonctionnelle qui conduit finalement le citoyen à effectuer un choix parmi les deux options présentées (CRT remplacé par un LCD au bout de 3 ans, CRT pendant 6 ans). Il lui apparaîtra donc complètement pertinent de conserver son vieil écran plus longtemps.

57Si nous avions choisi de comparer par exemple l’écran LCD et l’écran CRT au cours de l’ensemble de leur cycle de vie (6 ans ici), la conclusion aurait été inversée : l’écran LCD était meilleur (cf. tableau ci-dessous : ACV comparative entre un écran LCD et un écran CRT (utilisés pendant 6 années).

ACV comparative entre un écran LCD et un écran CRT (utilisés pendant 6 années).

ACV comparative entre un écran LCD et un écran CRT (utilisés pendant 6 années).

58La conclusion de ces deux analyses comparatives est la suivante : il est préférable de conserver son écran CRT le plus longtemps possible. En fin de vie (lorsque l’écran ne fonctionne plus), il est plus avantageux de le remplacer par un écran LCD de taille équivalente.

« Dématérialisation » : oubli des conséquences sociales et analyse coûts/bénéfices non systématiques

59Prenons enfin l’exemple fictif d’une analyse de cycle de vie comparative entre un affranchissement colissimo numérique par rapport à un affranchissement à la poste. Quelles difficultés ce type d’ACV soulève-t-il ?

60L’unité fonctionnelle est claire, mais il est important de définir précisément les processus impliqués. Par exemple : pour envoyer un colis affranchi par Internet, il est nécessaire de se connecter sur un serveur web, de rentrer un certain nombre d’informations, de payer par Internet, et enfin d’imprimer un document papier pour coller sur le colis, après quoi il faudra de toute façon se déplacer à la poste pour porter le paquet qui lui reste bien matériel ! Un ou deux mails seront envoyés au client (expéditeur) pour confirmer la transaction bancaire...

61Il s’agira ensuite de calculer la contribution de chaque étape aux équipements qui sont mis en jeu : par exemple, quel pourcentage de serveur (mail, Web base de données, etc.) est utilisé dans cette transaction pour chaque service ? Quel pourcentage des équipements réseaux, des câbles ? Des équipements de la maison (PC ou portable, box ADSL), de l’imprimante, etc. ? Le reste du processus est le même que dans le cas d’un affranchissement classique. Ces informations sont difficiles à obtenir parce qu’en général les fournisseurs ne communiquent pas sur les éléments qui permettraient d’avoir des données suffisamment fiables. Par ailleurs, les données sur les équipements réseau sont très difficiles à évaluer aujourd’hui.

62Dans cet exemple, il paraît cependant probable que la « dématérialisation », vendue en général comme un bénéfice pour l’environnement, est plus impactante que la méthode traditionnelle d’affranchissement. Pour d’autres cas, le bénéfice peut s’avérer positif... mais il n’est jamais possible d’en être certain sans avoir réalisé ce long travail d’inventaire, de collecte des données et de simulation. Par ailleurs, le coût social de la « dématérialisation », est loin d’être négligeable : réduction des emplois, difficulté d’accès pour les plus défavorisés et les personnes âgées, coût financier non négligeable si l’on n’a pas d’autres utilisations des nouvelles technologies, etc. Cette composante du développement durable mériterait d’être évaluée de façon systématique !

Contraintes liées à l’utilisation de l’ACV

63Si la procédure pour réaliser une ACV est bien encadrée par un ensemble de normes de référence, cet outil présente quelques limites, et les résultats ne doivent pas être perçus comme une vérité absolue. Nous avons illustré ces limites dans les exemples précédents :

  • Contraintes méthodologiques : les résultats sont dépendants de la zone géographique d’où proviennent les données, des hypothèses de départ, et des choix effectués notamment en ce qui concerne la définition de l’unité fonctionnelle retenue qui va orienter l’interprétation des résultats. C’est pourquoi les normes ISO insistent sur la transparence de la méthode (tous les choix doivent être écrits et justifiés). L’évaluation porte sur des impacts potentiels et non des impacts réels. Tout n’est pas pris en compte, comme les impacts économiques et sociaux par exemple ou certaines classes d’impacts (bruit, champ électromagnétiques...).

  • Contraintes relatives aux données : la qualité de l’ACV dépend crucialement de l’existence et de l’accessibilité aux données. Or, de nombreuses données ne sont pas disponibles soit parce qu’elles ne sont pas mesurées soit qu’elles sont confidentielles ou difficilement exploitables. Les données fournies par les bases de données disponibles posent des problèmes de représentativité, de complétude, et d’obsolescence. En particulier, le transport est souvent sous-évalué. Pour pallier à cela, l’expert qui réalise l’ACV est obligé d’avoir recours à un grand nombre d’hypothèses, de simplifications et d’incertitudes. Les bases de données privées de type Eco-Invent (www.ecoinvent.ch) ne sont pas utilisables pour des dispositifs d’affichage environnemental publics harmonisés, alors que les bases de données publiques en construction sont pour l’instant très pauvres en données (par exemple http://eplca.jrc.ec.europa.eu/​).

  • Contraintes par rapport à la conception des produits : les ACV requièrent un grand nombre de données et de ressources. Seuls des experts peuvent manipuler correctement les informations et les outils afin d’interpréter les résultats de l’ACV de la façon la plus juste. Cet outil complexe et coûteux est donc difficile à utiliser pour les PMI-PME. Plusieurs méthodes dites simplifiées et plus abordables leur sont proposées.

  • Contraintes relatives à la définition de l’unité fonctionnelle : la définition de l’unité fonctionnelle est capitale. Lorsqu’il s’agit d’une ACV comparative entre plusieurs solutions, elle oriente le lecteur sur l’une des solutions imaginées, mais pas sur d’autres options, qui s’écarteraient des modèles proposés.

Temps, argent et civilisation de consommation : de la non-prise en compte du recyclage à l’effet rebond

Qu’en est-il du « recyclage » ?

64Le terme « recyclage » comprend plusieurs déclinaisons qui vont de la réutilisation de pièces détachées à l’incinération des équipements, en passant par des techniques de valorisation énergétique ou matérielle. Les analyses de cycles de vie doivent tenir compte du devenir en fin de vie de ces équipements. Une partie des DEEE est exportée et sera exploitée pour la récupération des métaux précieux dans des conditions sanitaires et environnementales scandaleuses. La proportion de déchets recyclés dans les règles de l’art, en France ou en Europe, semble finalement très faible, mais aucune donnée consolidée ne permet aujourd’hui de connaître précisément le pourcentage traité dans chacune des filières. Les logiciels d’ACV comme Simapro sous-estiment très largement l’impact de cette phase du cycle des produits électroniques.

65Cependant, une étude [Duan, 2009] montre que l’impact peut être positif, c’est-à-dire que sur l’ensemble du cycle de vie le traitement en fin de vie apporte des bénéfices lorsque celui-ci est réalisé avec les dernières technologies. À contrario, ce même traitement peut être fortement impactant selon les processus utilisés dans les cas de recyclage sans dépollution ou de mise en décharge. La figure suivante illustre ce constat et compare les impacts du recyclage avec ceux des phases de production et d’utilisation.

Impacts environnementaux (méthode EcoIndicateur 99) selon différents scénarios de recyclage [Duan, 2009].

Impacts environnementaux (méthode EcoIndicateur 99) selon différents scénarios de recyclage [Duan, 2009].

66Il est extrêmement difficile aujourd’hui de connaître le devenir des millions de tonnes de DEEE (Déchets d’Équipements Électriques et Électroniques) qui ne sont pas traitées via la filière adaptée et réglementaire (tout au moins pour la France), soit plus de 80 % en 2009 ! Il sera donc nécessaire temporairement et faute de mieux de faire des hypothèses pour la phase de fin de vie lors de l’analyse de cycle de vie. Compte tenu du poids relatif du traitement de fin de vie par rapport aux phases de production et d’usage, ces hypothèses seront déterminantes pour le résultat de l’analyse de cycle de vie.

Le temps libéré, l’argent économisé, dans une civilisation de consommation, incitent à « investir » ailleurs... ou « l’effet rebond »

67Revenons sur les écrans un instant : dans toute la démonstration précédente, nous avons implicitement admis l’hypothèse de stabilité de l’offre et de la consommation en termes de taille des écrans. Or, compte tenu de la diminution des prix des écrans LCD et d’autre part du plus faible encombrement de ces moniteurs, le marché s’est déplacé vers des écrans de plus en plus grands, à tel point que les constructeurs ne proposent plus d’écrans de 15 pouces aujourd’hui et quasiment plus de 17 pouces.

68On est ici dans le cas typique d’un effet rebond où les progrès technologiques et les offres commerciales ont modifié les « besoins » des utilisateurs. La conséquence est que ce progrès technologique n’a pas conduit à une réduction globale (si on tient compte de toutes les phases du cycle de vie et du renouvellement précoce des équipements) des impacts environnementaux (à cause du surcoût de la phase de production et du traitement de fin de vie), mais que les besoins ont augmenté, ce qui conduit à des coûts environnementaux supérieurs pour toutes les phases du cycle de vie, y compris pendant la phase d’usage (un écran 24 pouces consomme aujourd’hui de l’ordre de 60 Wh (ce qui correspond à l’ordre de grandeur de l’écran CRT 17 pouces).

69Évidemment, « le service n’est pas le même ! ». Peut-être mais le « besoin » est sensiblement le même et l’un des principaux arguments de vente des écrans LCD était précisément leur faible consommation. On a pu lire de nombreux conseils incitant les utilisateurs à changer d’écran sans tarder ! Par ailleurs, lorsque les options choisies ne sont pas de même nature (fourniture papier versus fourniture numérique par exemple), la comparaison révèle souvent des transferts de pollution.

70Dans un autre exemple illustré ci-dessous, on a comparé la lecture cumulée de documents sur une clé USB par rapport à la lecture cumulée de documents papier, pour un volume total de 500 feuilles (soit l’équivalent d’une ramette ou la quantité imprimée en moyenne par un salarié pendant un mois). Cette rapide étude exploratoire prend en compte la clé USB et l’utilisation de l’ordinateur pour lire les documents à l’écran dans le premier cas et l’utilisation de l’imprimante dans le second cas. La figure ci-dessous indique les impacts relatifs de l’une des solutions par rapport à l’autre pour une dizaine d’indicateurs pertinents.

71Il apparaît très clairement des transferts de pollution entre les deux options que la seule lecture (connaissance) de l’indicateur « CO2 » n’aurait pas permis de mettre en évidence.

72Ces deux exemples très simples montrent comment les objectifs de l’ACV et le choix de l’unité fonctionnelle peuvent conduire à des recommandations à l’utilisateur très différentes, voire opposées.

Conclusion

73Cet article a mis en évidence les difficultés de réaliser une évaluation environnementale fiable, rigoureuse et non orientée. Il est en effet « facile » d’obtenir des résultats sur lesquels un fabricant ou un distributeur va pouvoir communiquer de manière positive.

74Nous pouvons retenir trois paramètres majeurs qui influencent les résultats de ces évaluations :

  • les hypothèses retenues : l’unité fonctionnelle, le périmètre pris en compte, la zone géographique considérée, permettent de manipuler les résultats qui en découlent et empêchent la plupart du temps de comparer les résultats des évaluations.

  • la méthode retenue : sachant qu’une méthode multicritère et multi-étape sera toujours préférable pour éviter les transferts d’impact. Par contre les ACV sont longues, complexes, coûteuses et encore incomplètes, car elles ne prennent pas en compte les impacts socio-économiques.

  • la qualité et la fiabilité des données utilisées : toutes les méthodes souffrent de la qualité insuffisante des bases de données disponibles.

75Les exemples présentés dans cet article montrent l’importance d’exercer un esprit critique et attentif envers toutes les études plus ou moins complètes qui concluent à un avantage environnemental d’un service ou d’un produit par rapport à un autre. Le problème de la qualité des données est certes aigu, mais au-delà de ce point, il convient d’être particulièrement vigilant sur les hypothèses (dont la validité peut être remise en cause en fonction du contexte) et sur le choix de l’unité fonctionnelle, qui finalement enferme le décideur dans un choix d’options, alors que d’autres options auraient peut-être été beaucoup moins impactantes.

76Par ailleurs, ces évaluations environnementales ignorent les effets rebond et autres impacts secondaires, qui de fait sont susceptibles d’effacer complètement les avantages d’une solution technique sur une autre.

77La suite logique de l’évaluation environnementale est la mise en place d’une démarche d’éco-conception des produits de manière à réduire les impacts tout au long du cycle de vie. Or là encore, on assiste à un effet de mode, renforcé par la nécessité de mettre en avant l’innovation, qui conduit aux mêmes écueils rencontrés pour l’évaluation environnementale. Attention donc aux producteurs qui annoncent « faire de l’éco-conception » alors que la conception du produit va se limiter à améliorer l’efficacité énergétique du produit en phase d’utilisation ou répondre uniquement aux exigences réglementaires de suppression de certaines substances dangereuses.

78Dans le double contexte actuel de crise économique (les producteurs cherchent à vendre à tout prix) et de crise environnementale (les citoyens sont sensibles aux arguments écologiques), il nous paraît important de pointer les possibles manipulations du consommateur qui ne peut effectuer des choix que par rapport à ce qu’il connaît !

  • 1 Ces comptes rendus sont disponibles sur le site de la plateforme ADEME/AFNOR dédiée à l’affichage e (...)

79Les pouvoirs publics s’inquiètent d’ailleurs de cela et annonçaient dans le cadre du Grenelle de l’environnement un étiquetage environnemental obligatoire des produits de consommation à partir de janvier 2011. Des groupes de travail, et donc de pression, se sont montés, par famille de produit pour définir les méthodes de calcul et d’étiquetage. Ils se sont rapidement confrontés aux mêmes problématiques de définition d’unité fonctionnelle, de critères à retenir, de lacunes méthodologiques, de disponibilité et qualité des données... tout cela pour des produits d’une grande disparité et que l’on destine à la comparaison. Il suffit de lire les comptes rendus du « groupe de travail méthodologie générale »1 pour se rendre compte de la difficulté de vouloir mettre en place ce type d’étiquetage. Et d’ailleurs la loi Grenelle 2 adoptée par l’Assemblée nationale le 11 mai 2010 a finalement restreint l’objectif initial à une simple expérimentation pour quelques produits et sur une durée limitée à partir du 1er juillet 2011.

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Notes

1 Ces comptes rendus sont disponibles sur le site de la plateforme ADEME/AFNOR dédiée à l’affichage environnementale http://affichage-environnemental.afnor.org.

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Table des illustrations

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Titre Impacts de l’usage d’un PC dans différentes régions du monde, relativement à l’impact de la fabrication [Eugster et al., 2007]
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Titre Impact des différents constituants d’un PC [Eugster et al., 2007]
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Titre ACV comparative : utiliser un écran pendant 6 ans : scénario 1 (écran CRT conservé pendant 6 ans) versus scenario 2 (écran CRT remplacé par un écran LCD au bout de 3 ans).
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Titre ACV comparative entre un écran LCD et un écran CRT (utilisés pendant 6 années).
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Titre Impacts environnementaux (méthode EcoIndicateur 99) selon différents scénarios de recyclage [Duan, 2009].
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Pour citer cet article

Référence électronique

Françoise Berthoud et Marianne Parry, « Évaluation des impacts environnementaux de l’informatique »Terminal [En ligne], 106-107 | 2010, mis en ligne le 28 avril 2018, consulté le 21 juin 2021. URL : http://journals.openedition.org/terminal/1794 ; DOI : https://doi.org/10.4000/terminal.1794

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Auteurs

Françoise Berthoud

Ingénieure de recherche en informatique au CNRS, responsable technique d’une plate-forme de calcul scientifique, responsable du groupe de travail EcoInfo (www.ecoinfo.cnrs.fr), Francoise.Berthoud@grenoble.cnrs.fr.

Marianne Parry

Ingénieure d’études à l’institut Arts et Métiers ParisTech de Chambéry spécialisé en éco-conception de produits. Son expertise porte plus particulièrement sur la mise en place de démarches de management environnemental, Marianne.PARRY@ensam.eu.

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