On nous dit souvent de supprimer ses courriels pour réduire l'impact du numérique sur l'environnement. Il ne s'agit pas ici d'éviter l'envoi du courriel - c'est trop tard pour cela - mais d'éviter le stockage de données sur des serveurs pour minimiser leur consommation électrique et leur achat.
N'ayant pas trouvé d'étude sur l'impact du stockage des données sur les serveurs, j'ai décidé de faire un calcul moi-même en rassemblant différentes sources. Bien sûr, le calcul est perfectible. Détaillé ci-dessous, il fournit le résultat suivant :
L'impact carbone du transport et du stockage de données sur un serveur en France est de 0,006 6 g CO2e/Mo/an. Ainsi, si on garde une donnée de 1 Mo en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 0,029 g CO2e, soit 147 g CO2e pour 5 Go de stockage, contre 0,013 g CO2e pour le stockage sur disque dur personnel.
— Antimuonium, 2024
Vous pouvez calculer l'empreinte carbone de l'envoi, du transport et du stockage de vos données via mes outils.
Détails du calcul
On se limite à l'empreinte carbone du transport et du stockage des données sur les serveurs, provenant notamment de la consommation électrique de ceux-ci.
On tente tout d'abord d'évaluer la consommation électrique des serveurs. On en déduit leur impact carbone. Puis on le compare à celui du stockage sur un disque dur personnel.
Consommation électrique des serveurs
Stockage des données
D'après l'Agence internationale de l'énergie (2023), la consommation électrique mondiale des centres de données (data centers) était de 490 TWh en 2022 (valeur haute). Cela correspond à $4{,}9\times10^{11}$ kWh.
D'après Steele (2024), la capacité des centres de données était de 10,1 Zo en 2023, soit $1{,}01\times10^{13}$ Go. Nous approximons cette capacité à la quantité de données stockées dans le monde.
En divisant ces deux valeurs, on obtient la consommation électrique par unité de quantité de données stockées : 0,049 kWh/Go/an.
Transport des données
D'après l'Agence internationale de l'énergie (2023), la consommation électrique mondiale des réseaux de transmission de données était de 360 TWh en 2022 (valeur haute). Cela correspond à $3{,}6\times10^{11}$ kWh.
Toujours d'après l'Agence internationale de l'énergie (2023), la quantité de données échangées dans le monde était de 4,4 Zo en 2022, soit $4{,}4\times10^{12}$ Go.
En divisant ces deux valeurs, on obtient la consommation électrique par unité de quantité de données transportées : 0,082 kWh/Go/an.
Total
En sommant les deux valeurs en gras ci-dessus, on obtient la consommation électrique du transport et du stockage des données :
0,130 kWh/Go/an.
Autrement dit, le transport et le stockage de 1 Go de données pendant un an sur des serveurs dans le monde consomme en moyenne 0,130 kWh. À défaut de données purement françaises, des données mondiales sont utilisées, dont on peut supposer qu'elles sont raisonnablement valables en France.
Empreinte carbone des serveurs
À partir de cette valeur, il est facile d'obtenir l'impact carbone correspondant. Contrairement à la consommation électrique, l'empreinte carbone de l'électricité dépend beaucoup du mix électrique du pays. Dans un pays très porté sur les énergies fossiles, l'empreinte carbone est très élevée, comparé à un pays porté sur les énergies renouvelables et le nucléaire.
D'après la Base Empreinte® de l'ADEME (ADEME, 2024), l'empreinte carbone du mix électrique moyen français était de 0,052 0 kg CO2e/kWh en 2022.
En combinant cette empreinte carbone avec la consommation électrique du transport et du stockage des données, on obtient l'impact carbone du transport et du stockage des données sur un serveur en France :
0,006 6 g CO2e/Mo/an.
Cette valeur peut être comparée à celle obtenue pour les États-Unis, pays de référence quant au stockage des données et ayant une empreinte carbone de 0,699 kg CO2e/kWh (EPA, 2024) : 0,089 g CO2e/Mo/an.
Si on garde une donnée de 1 Mo sur un serveur en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 0,029 g CO2e. Pour ce calcul, on a considéré l'empreinte carbone du transport et du stockage des données la première année, puis uniquement du stockage pour les 9 années suivantes. La valeur correspondante aux États-Unis est 0,387 g CO2e.
Les serveurs proposent souvent un stockage gratuit d'approximativement 5 Go. Ainsi, si on garde 5 Go de données sur un serveur en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 147 g CO2e (1 982 g CO2e aux États-Unis). Des équivalences sont données à la fin de cet article pour mieux comprendre ce que représentent ces valeurs.
Empreinte carbone des disques durs personnels
On peut comparer l'empreinte carbone du stockage sur serveur et celle du stockage sur son propre disque dur chez soi.
La consommation électrique moyenne d'un disque dur personnel est de 0,000 005 kWh/Go (Adamson, 2017).
Son impact carbone est donc de $2,5339\times10^{-7}$ g CO2e/Mo/an en France, soit plus de 99,99 % moins !
Équivalences
De nombreuses équivalences peuvent être calculées avec mon outil.
À titre d'exemple, l'impact carbone du transport et du stockage de 5 Go de données pendant 1 an sur un serveur situé en France (147 g CO2e) au transport d'une personne en TGV sur 50 km (en tenant compte de la fabrication du TGV).
Ancienne version
Note : la première version de calcul de l'impact carbone du transport et du stockage des données était basé sur l'article de 2012 de David Costanero et Anthony Duer intitulé The Megawatts behind Your Megabytes : Going from Data-Center to Desktop (https://www.aceee.org/files/proceedings/2012/data/papers/0193-000409.pdf).
Il obtenait des résultats plus importants que des valeurs données par l'Agence internationale de l'énergie (0,002 kWh/Go) puisqu'il concluait :
L'impact carbone du transport et du stockage de données sur un serveur en France est de 0,176 g CO2e/Mo/an (3 kWh/Go/an). Ainsi, si on garde une donnée de 1 Mo en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 1,413 g CO2e, soit 7,2 kg CO2e pour 5 Go de stockage, contre 0,015 g CO2e pour le stockage sur disque dur personnel.
La seconde version de calcul (depuis 2024) prend en compte d'autres données et utilise une autre méthodologie (décrite ci-dessus).
Vous retrouverez ci-dessous le détail de l'ancienne méthodologie.
Consommation électrique des serveurs
D'après Costenaro & Duer (2012), la consommation électrique moyenne mondiale d'Internet est de 87,1 GW pour le transport des données et les centres de données. Cette consommation est une puissance.
On rappelle que l'énergie est égale au produit de la puissance et du temps : \[ E=P\times t. \] Cette puissance équivaut donc à une énergie annuelle de $7{,}635\times10^{11}$ kWh (1).
D'après la même source (Costenaro & Duer, 2012), la quantité de données échangées par mois dans le monde est de 20 151 Po. Soit, en multipliant par le nombre de mois dans une année et en ramenant cette valeur à une unité plus familière : $2{,}536\times10^{11}$ Go (2) de données sont échangées par an dans le monde.
En combinant (1) et (2), on obtient la consommation électrique moyenne mondiale du transport et du stockage des données :
3,011 kWh/Go/an (3).
Autrement dit, le transport et le stockage de 1 Go de données pendant un an sur des serveurs dans le monde consomme en moyenne 3,011 kWh. À défaut de données purement françaises, on utilise des données mondiales, dont on peut supposer qu'elles sont raisonnablement valables en France.
Empreinte carbone des serveurs
À partir de cette valeur, il est facile d'obtenir l'impact carbone correspondant. Contrairement à la consommation électrique, l'empreinte carbone de l'électricité dépend beaucoup du mix électrique du pays. Dans un pays très porté sur les énergies fossiles, l'empreinte carbone est très élevée, comparé à un pays porté sur les énergies renouvelables et le nucléaire.
D'après la Base carbone® de l'ADEME (ADEME, 2020), l'empreinte carbone du mix électrique moyen français était de 0,059 9 kg CO2e/kWh en 2020 (4).
En combinant (3) et (4), on obtient l'impact carbone du transport et du stockage des données sur un serveur en France :
0,176 g CO2e/Mo/an.
Cette valeur peut être comparée à celle obtenue pour les États-Unis, pays de référence quant au stockage des données et ayant une empreinte carbone de 0,709 kg CO2e/kWh (EPA, 2020) : 2,085 g CO2e/Mo/an.
Si on garde une donnée de 1 Mo sur un serveur en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 1,414 g CO2e. Pour ce calcul, on a considéré l'empreinte carbone du transport et du stockage des données la première année, puis uniquement du stockage pour les 9 années suivantes. La valeur correspondante aux États-Unis est 16,734 g CO2e.
Les serveurs proposent souvent un stockage gratuit d'approximativement 5 Go. Ainsi, si on garde 5 Go de données sur un serveur en France pendant 10 ans, on est responsable de l'émission de 7,239 kg CO2e (85,678 kg CO2e aux États-Unis). Des équivalences sont données à la fin de cet article pour mieux comprendre ce que représentent ces valeurs.
Références
Adamson, J. (2017), Carbon and the Cloud, Stanford Magazine, https://stanfordmag.org/contents/carbon-and-the-cloud.
ADEME (2024). Base Empreinte®, https://base-empreinte.ademe.fr/donnees/jeu-donnees.
Agence internationale de l'énergie (2023), Data Centres and Data Transmission Networks, https://www.iea.org/energy-system/buildings/data-centres-and-data-transmission-networks.
EPA (2024), Greenhouse Gases Equivalencies Calculator - Calculations and References, United States Environmental Protection Agency, https://www.epa.gov/energy/greenhouse-gases-equivalencies-calculator-calculations-and-references.
Steele, Kimberly (2024), Growth of AI creates unprecedented demand for global data centers, JLL, https://www.us.jll.com/en/newsroom/growth-of-ai-creates-unprecedented-demand-for-global-data-centers.
