Mégaoctets et CO2 ?

Voici un article encadré qui a attiré mon attention dans la page 123 du magazine S&V n° 1128 de septembre 2011.

ademe-megaoctets

Ainsi, d’après cet article, un mail de 1 Mo équivaudrait à 19 g de CO2 ? Ah non, il affirme qu’il ÉMET 19 g de CO2… Voila ce qui est bien douteux. Je pensais que le CO2 servait d’équivalent énergétique en kWh pour comparer, mais là on s’aperçoit que c’est une affirmation selon laquelle que l’électricité est la cause d’émission physique de CO2… Troublant.

Voyons, l’informatique et les micro-ordinateurs, comment ça marche ? Avec de l’électricité. Pas au moyen d’une chaudière dans laquelle on charge du charbon.

Mais l’origine de l’électricité, quelle est-elle ? Majoritairement par des centrales nucléaires, mais aussi les centrales hydroélectriques, mais aussi les éoliennes. Mais concernant les centrales électriques classiques qui utilisent du charbon, du gaz naturel, de la biomasse, ou des dérivés du pétrole comme produits de base, c’est là qu’est le vrai problème. Le nucléaire est diabolisé, mais personne n’a l’air de se soucier de la pollution par les centrales à charbon qui ne représentent que 10% du secteur de l’énergie électrique en France.

En supposant que l’on supprime les centrales à charbon pour les remplacer par le nucléaire, le problème de l’émission de CO2 par les emails n’existe plus.

La combustion d’une mole de carbone (12 g) correspond à l’émission de 44 g de CO2, avec une production énergétique de 393,5 kJ.

Ainsi, pour 19 g de CO2, cela équivaut à une émission thermique de 169,91 kJ, qui serait corrélé à un envoi de 1 Mo.

Pour un seul octet transmis, il y aurait alors une émission de 19 microgrammes de CO2, soit 0,17 J, soit 0,04 calorie. Ainsi, une calorie équivaudrait alors à 25 octets. Mais est-ce que tout ça c’est crédible ? Ou mieux encore : est-ce réfutable ?

Un ordinateur, que l’on envoie 1 Mo de données ou pas, ça consomme de l’électricité, même si on ne s’en sert pas quand le pc est branché et connecté sur internet.

Pour illustrer cet argument intéressant, il faut se souvenir qu’une connexion ADSL de 128 Mo/s nets est un taux approximativement constant, que l’on soit en train de taper au clavier, ou que l’on soit occupé à éplucher des patates dans la cuisine… Mais même sans internet, un pc allumé sous Windows 7 ou sous Linux consomme toujours une certaine quantité d’énergie (en kWh). Ce que je sais à peu près, c’est qu’un pc utilise une tension de 12 V. Concernant l’intensité électrique, je n’en suis pas sûr, peut-être autour de 3 A. Ainsi, un pc de tension 12 volts et d’intensité 3 ampères, cela équivaut à une puissance électrique de 12 fois 3 = 36 W.

Qu’est-ce 36 watts ?  C’est 36 J/s, ou 8,59 calories par seconde. Si l’on veut relier les Mo avec la puissance du pc, il n’y a qu’un pas.

128 Ko/s pour un mail de 1 Mo, ça correspond à un temps de transmission de 7,8 secondes, soit l’équivalent de 280,8 J (ou de 67 calories). On est donc très en-dessous des 169,91 kJ par mégaoctet déterminés au début de mon article.

  • 169,91 kJ = 169910 J =  605,1 fois la quantité d’énergie de l’ordinateur. À ma connaissance, mon pc ne marche pas avec un courant de 1800 ampères, ni avec une tension de plus de 7 kilovolts… Il est donc impossible qu’un mail de 1 Mo émette 605 fois plus d’énergie que la propre énergie électrique du pc.

Même sans envoyer de mails de quelque taille que ce soit, le pc consomme du courant électrique quand même, mais bien en-deça des estimations affirmées…

Un employé stressé qui fume beaucoup de cigarettes pendant qu’il est scotché devant son pc, là oui je l’admets, c’est une source d’émission de CO2, mais constatons que le pc n’est pas lui-même coupable de produire le CO2. Il existe certes encore toujours des centrales à charbon mais l’impact en CO2 concernant l’utilisation des pc est exagéré.

 Ne serait-il pas plus cohérent d’évaluer l’impact du CO2 émis par les véhicules de la poste qui distribue le courrier ? Pourquoi donc se concentrer spécialement sur les emails et les technologies modernes qui, justement, permettent l’économie de papier ?

Au lieu de diaboliser les technologies modernes accusées du pire des maux (le CO2), ne serait-il pas plus lucide de supprimer les centrales à charbon ? De plus, CO2 et énergie ne sont pas du tout synonymes. Certaines énergies sont en effet sources de CO2 (tout ce qui concerne des combustions), mais pas toutes (dont le nucléaire, le solaire, l’hydroélectrique et l’éolien).

Je n’ai pas du tout l’intention de remettre en question les conclusions de l’article dont je parle, je veux juste comprendre avec transparence comment cela a t-il été calculé.

Addendum du 22 septembre 2011 :

Commentaires d’internautes lucides et sceptiques, qui connaissent le sujet, et qui disent ce qu’ils en pensent :

  • Au fait, combien de CO2 émet un postier ? Étude stupide, retournons à l’âge de pierre.
  • C’est le genre d’études à prendre avec des pincettes…
  • Ah bon, la dématérialisation pollue ?
  • Ça calcule le moindre microgramme de CO2, ça tient du délire, ça craint. Bien des paramètres sont ignorés, comme l’impact du courrier traditionnel.
  • Il faut vraiment avoir que ça à foutre… Combien a coûté cette étude tirée par les cheveux ? Avec nos impôts ?
  • En France avec le nucléaire on émet très peu de CO2 avec la consommation électrique, du moins beaucoup moins que nos voisins… Donc étude débile.
  • Puisqu’utiliser le net c’est pas “bon pour la planète”, pourquoi devrais-je cliquer sur le lien qui va vers leur site web, hein ?
  • Et les scientifiques, ils racontent quoi, eux ?
  • Une Toyota émet moins de CO2 qu’un pet de mouton !
  • Encore une fois, on emmerde l’utilisateur lambda sur un problème bidon.
  • Envoyer un mail, combien ça tue de bébés phoques ?
  • C’est con, on va bientôt nous faire croire qu’utiliser un mail pour s’essuyer dans les toilettes, c’est possible.
  • Mais comment un mail peut-il consommer autant qu’un kilomètre en voiture ?
  • On nous bourre le fion à entendre parler que du CO2 !
  • Excès de vitesse du email, vous êtes flashé, descendez de votre ordi, soufflez dans le ballon !
  • Faut s’ennuyer grave pour faire des études pareilles.
  • Le mieux c’est d’interdire l’informatique tout court alors ? Revenons aux pigeons voyageurs ! Ah non, les fientes ça fermente en CO2, hein.
  • C’est totalement inquantifiable, il n’existe pas d’élément informatique en dehors des serveurs de messageries qui sont uniquement utilisés pour la gestion des courriels (et encore si il n’est pas virtualisé). Ça fait un bail que j’ai pas lu de telles bêtises.
  • Et une telle étude reprise par toute la presse, ça émet combien en CO2 ?
  • Normalement, l’énergie se conserve, rien ne se perd et rien ne se crée, l’excédent final il vient d’où ?
  • L’existence bureaucratique se justifie t-elle par une analyse pseudo-scientifique ?
  • Le CO2 est le coup marketing le plus réussi du siècle !
  • Cette étude c’est pour préparer l’arrivée de l’email payant avec un timbre ?
  • Cette étude, c’est un gag non ? Rassurez moi…
  • Si on veut faire des études qui poussent les gens à changer de comportement, faut arrêter de sortir des chiffres débiles !
  • En reprenant leurs données, 1 email équivaut à 0,095 kWh, soit 342 J, ou 81,62 calories. Ainsi, un email serait susceptible d’augmenter de un degré celsius une masse de 81,62 grammes d’eau ? J’en doute. Compte tenu des emails envoyés dans le monde sur une année, ça dépasse la moitié de la production électrique mondiale !

Addendum du 26 septembre 2011 :

Des éléments nouveaux font que je suis en mesure de donner une estimation plus précise de l’impact d’un pc sur la production de CO2. J’ai tenu en compte le fait qu’il existe 10,8% d’électricité dont l’origine est la combustion du charbon et du pétrole.

  • Le pc de bureau : tension de 220 V et intensité de 3,5 A.
  • Le produit de l’intensité par la tension électrique est égal à la puissance. Le pc de bureau :  P = 220 * 3,5 = 693 W.
  • Cette puissance de 693 watts correspond à un rendement de 100%. Elle équivaut à 0,693 kW.
  • 0,693 kW sont équivalents à 165,39 cal/s et à 16,632 kWh par jour.
  • Cela correspond à un usage électrique annuel de 6074,838 kWh pour une utilisation de rendement 100% et 24h sur 24.
  • Une utilisation de 14 heures par jour (gros consommateur) correspond à un débit annuel de 3543,66 kWh.
  • Une utilisation de 8 heures par jour (travailleur standard) correspond à 2024,95 kWh.
  • L’envoi d’un email de 1 Mo à une vitesse de transmission de 128 Ko/s optimale correspond à un transfert d’une durée de 8 secondes.
  • Par conséquent, l’envoi d’un email de 1 Mo correspond à une consommation de 5544 J d’énergie électrique (soit 0,00154 kWh) durant ce laps de temps.
  • Sachant que 10,8% de l’électricité est produite par les centrales à charbon/pétrole, alors la transmission d’un email de 1 Mo équivaut à la consommation de 598,752 J d’énergie électrique (si rendement de 100%).
  • Comparons cette quantité proche de 600 joules avec l’énergie correspondant à la production de 19 g de CO2 qui est 169,92kJ, soit 169920 joules.
  • La valeur citée dans l’article critiqué est 284 fois plus élevée par rapport à la valeur réelle. S’il n’y avait pas eu d’erreur dans l’article critiqué, ça aurait voulu dire que la proportion de centrales à charbon par rapport au tout électrique est de 3067,2%…
  • Mais dans cette histoire, que l’on envoie un mail ou pas, le pc de bureau consomme autant d’électricité par unité de temps. Si l’envoi d’emails provoquait une surconsommation excessive des pc, il y aurait un problème : 247 milliards d’emails sont envoyés chaque jour dans le monde, et en supposant qu’ils ont une taille moyenne de 1 Ko (soit 5,5 J, voir ci-dessus), alors ça équivaut à un total de 377361 kWh par jour, donc 137 831 146 kWh par an, à comparer avec les 20 000 000 000 000 kWh annuels consommés au total dans le monde, soit à peine 7 parties par million. Ici le calcul des kWh des emails ne concerne que l’origine “centrale à charbon”.
  • Bilan : un email envoyé ne consomme qu’une petite partie de l’électricité consommée par le pc, pas la totalité, dans le laps de temps de l’envoi du mail. Le calcul a donc donné une estimation de l’impact maximal en CO2 réellement produit via les centrales à charbon.Et l’on voit bien que 19 grammes de CO2 pour un email de 1 Mo c’est largement exagéré, de plus qu’il s’agit du scénario choisi où le rendement électrique est de 100%… Ainsi, L’impact en CO2 d’un mail de 1 Mo est très inférieur à la fraction des 1 / 284e des 19 grammes évoqués dans l’article critiqué.
  • Conclusion quantitative : un mail de 1 Mo équivaut à une production de CO2 très inférieure à 66,9 mg (milligrammes). La valeur réelle approximative doit tenir compte du vrai rendement électrique (ici on a pris la base d’un rendement électrique maximum, de 100%), elle doit aussi tenir compte du fait que l’envoi d’un mail ne mobilise pas 100% de l’énergie électrique du pc mais une infime partie.

 

 

 

Mise à jour du 30 janvier 2013 : 

Selon l’Ademe, le kWh électrique est équivalent à 900 g de CO2 en terme d’émission à partir des centrales thermiques parmi tous les moyens de production électrique en France métropolitaine.

Concrètement, sur cette nouvelle donnée, les 19 g qui ont été discutés dans mon article correspondent à un débit électrique de 0,021 kWh, soit ~76 000 J (~76 kJ), donc ~18160 calories (ou ~18,16 kcal). Même là, pour un mail de 1 Mo, l’équivalent électrique est disproportionné, trop grand. Selon le type de connexion ADSL (classique ou par box), la puissance électrique consommée pour l’envoi d’un message de 1 Mo s’élève à 8 kW au moins et 76 kW au plus. C’est une puissance trop élevée, environ 1000 fois celle d’un modeste netbook…

C’est quoi un effet Joule de 76 kJ ? Cela veut dire que s’il fait 20°C dans ma cuisine, alors on peut porter un litre d’eau (à 20°C) sur ma gazinière jusqu’à une température de 96°C. Ceci en un laps de temps de 1 à 10 secondes seulement. Voila ce que pourrait faire un mail de 1 Mo… Je ne suis pas du tout convaincu. Les 19 g de CO2 par email de 1 Mo ce n’est pas du tout crédible.

 
© 2011 John Philip C. Manson

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