L'IoT et l'environnement

Dans cet article, nous examinerons à la fois l’impact environnemental de la technologie de l’Internet des objets ou IdO (ou encore IoT de l’anglais « Internet of Things ») et certaines des façons dont elle peut contribuer à atténuer les pressions environnementales, et essaierons de dresser un tableau équilibré du sujet.

Toutes les activités humaines ont un impact sur l’environnement, mais en déterminer la portée peut se révéler délicat. Par exemple, pour mesurer l’impact environnemental de l’IA, nous pouvons prendre en compte l’énergie employée pour la fabrication des composants électroniques dont est constitué un parc de serveurs. Nous pouvons même tenir compte de l'empreinte écologique des opérations minières nécessaires pour extraire les métaux rares utilisés dans les composants électroniques. Mais avez-vous pensé à l'entraînement d’un système IA ?

La MIT Technology Review a publié en 2019 une étude qui concluait qu’entraîner ce que l’on peut appeler une IA standard, qui utilise une unique carte graphique haute performance, avait la même empreinte carbone qu’un vol transcontinental. L’entraînement d’une IA sophistiquée telle qu’une application de traitement du langage naturel (NLP) a une empreinte carbone cinq fois plus grande que celle de l'ensemble du cycle de vie d’une voiture américaine, fabrication comprise. C’est beaucoup pour un facteur environnemental qui passe totalement inaperçu.

Pour en venir à l’IoT, le facteur d’impact le plus visible est son ampleur. Selon les estimations que vous utilisez, il y avait entre 31 milliards et 36 milliards de dispositifs IoT en liberté fin 2021. Les prévisions parlent de près de 75 milliards de dispositifs à l’horizon 2025 et, même, de 125 milliards de dispositifs d’ici la fin de la décennie. De quoi remplir bien des décharges.

Il y a deux problèmes spécifiques des dispositifs « intelligents », qui accentuent le problème déjà énorme des déchets électroniques. Pour commencer, les fabricants ajoutent des semi-conducteurs à des produits qui auparavant n’en avaient pas besoin, ce qui a pour conséquence d’écourter la durée de vie de ces dispositifs : des produits qui avaient auparavant une durée de vie de 15 ans sont maintenant remplacés au bout de moins de cinq ans.

S’ajoute à cela que de nombreux dispositifs connectés de petites dimensions tels que les trackers, les bijoux et les dispositifs portables sont considérés hors d’usage lorsque leur batterie rend l’âme. À ce stade, les consommateurs les mettent à la poubelle et en achètent d’autres.

Cela pourrait sembler être un geste anodin, mais l’effet de masse génère un amoncellement de déchets électroniques. Les estimations parlent de 57,4 millions de tonnes rien qu’en 2021, soit plus que le poids de la grande muraille de Chine, qui est l’objet artificiel le plus lourd du monde.

Donc, si nous devons installer cette nouvelle infrastructure, comment pouvons-nous en atténuer l’impact ? Une idée qui recueille les suffrages de nombreux décideurs politiques est celle qui consiste à aller vers une économie circulaire. C’est-à-dire, pour résumer, une économie dans laquelle les ressources matérielles ne seraient jamais gaspillées, mais continuellement réutilisées.

En théorie, ce modèle économique élimine, ou du moins minimise, l’extraction de nouveaux minerais de la croûte terrestre et élimine le recours aux décharges ou à l'incinération des déchets. Amsterdam a ainsi déclaré qu’elle deviendrait une ville à l’économie 100 % circulaire d’ici 2050et des multinationales d'envergure comme Volkswagen et Unilever ont annoncé leur intention d’aller vers l'économie circulaire.

Si les grandes initiatives « vertes » de ce genre font les grands titres des journaux, l’idée n’est pas neuve. Elle a même été recyclée à plusieurs reprises, si l’on considère qu’elle avait été lancée au départ dans les années 1980 par Daniel Knapp, qui avait diffusé l’idée du « Recyclage total » et adopté l’expression «Zéro déchet » en réponse à la montagne d’ordures grandissante du consumérisme des années 80.

En quoi l’économie circulaire diffère-t-elle du recyclage standard ? Bonne question. Le principal problème avec le recyclage est que les matériaux sont contaminés et se détériorent au cours du procédé de recyclage. Cela rend impossible de les réutiliser dans des applications de qualité similaire, ce qui fait que les matériaux deviennent de moins en moins utiles au fur et à mesure qu’ils sont recyclés. Il arrive aussi souvent qu’ils ne soient pas au bon endroit pour être réutilisés. Par exemple, les matériaux d’un article fabriqué en Chine, mais vendu en Angleterre se trouveront au mauvais endroit pour être réutilisés, même s’ils pourraient être recyclés sans détérioration.

Pour atteindre quelque chose qui ressemble à la circularité, nous devrions concevoir des systèmes qui permettent aux matériaux de conserver leur qualité intacte au cours d’un nombre infini de cycles et dans lesquels le recyclage et la production auraient lieu dans des endroits très proches. Cela va à l’encontre de la tendance actuelle à la mondialisation et exigerait sans doute une concentration locale extrême de la fabrication et du remanufacturage. Cela va aussi à l’encontre des principes de la physique que sont la dissipation et l’entropie, et qui font que chaque cycle requiert de nouveaux matériaux et de l’énergie pour surmonter les pertes dissipatives. D’excellents débats universitaires sur les limites de la circularité sont disponibles ici et là.

L’équipement électronique est sans conteste une des branches les moins circulaires du secteur secondaire, car de nombreux types de matériaux rares et inhabituels sont associés dans des produits d’une complexité telle qu’il est extrêmement difficile de les séparer et de les recycler. Ceci dit, certaines entreprises essayent de développer la circularité.

Spire fabrique un tracker de santé portable adhésif avec une pile bouton interne non remplaçable qui s’épuise au bout de 18 mois. Une fois la pile à plat, l’étiquette expirée peut être retournée à Spire, qui a conçu chacun des composants du dispositif pour un démontage facile en vue du recyclage. Cela n’a pas été une mince affaire que de trouver des colles qui permettent à un tracker portable d’être lavé à la machine. Fabriquer quelque chose qui soit lavable, étanche et facile à démonter requiert des trésors d’ingénierie.

Cela nous amène à nous demander si, en dehors du secteur médical, l’industrie et les consommateurs sont prêts à abandonner les articles jetables bon marché au profit d’articles plus coûteux qui seraient rigoureusement conçus pour une recyclabilité maximale ? Sans compter qu’il faut aussi calculer les frais associés à la récupération des unités en panne, en particulier dans les déploiements distants. Je suis certain que tout le monde trouve que c’est une bonne idée, mais peu de gens ont l’habitude de joindre le geste à la parole, surtout quand c’est financièrement dissuasif.

La plus grosse épine dans le pied de l’économie circulaire, c’est que même avec la meilleure volonté et les meilleures intentions, la route est encore longue. Nous construisons et déployons actuellement les ordures qui vont remplir les décharges de la prochaine décennie. Devant un tel constat, l’IdO actuel peut-il faire plus de bien pour l’environnement que son déploiement ne cause de dommages ? Il y a des gens qui répondraient à cette question par un « Oui! » enthousiaste.

Le livre blanc de 6GWorld suggère que d’ici 2030, l’IoT pourrait permettre d’économiser près de 1,8 PWh (un pétawatt correspond à 1015 watts) de consommation d’électricité et 3,5 PWh de combustibles hydrocarbures, soit des économies d’énergie totales de l’ordre de 5,3 PWh ou près d’une gigatonne d’émissions de CO2 en moins. Un chiffre à comparer aux 653 TWh (un térawatt correspond à 1012 watts) utilisés pour alimenter les unités IoT à l’origine de ces économies. Ces dernières découleraient principalement de la gestion intelligente des bâtiments, de la gestion de flotte, et de la surveillance et du contrôle de la circulation.

Une partie de la proposition qui risque bien de devenir plus pressante avec le temps est la préservation de près de 230 milliards de mètres cubes d’eau douce, en particulier si l’on considère que selon les prévisions 52 % de la population mondiale vivront sans doute dans des bassins hydrographiques soumis à un stress hydrique élevé d’ici 2050. 35 % de ces économies devraient provenir de la meilleure exploitation des réseaux hydriques et de la croissance de la gestion des cultures agricoles intégrant l’IdO.

Bref, vous empochez tous les avantages proposés pour seulement 657 000 tonnes de déchets électroniques de plus.

En dehors des usages typiques de l’IoT comme la gestion des bâtiments, la gestion de la circulation et de l’agriculture, les gens trouvent à l’IoT d’autres usages qui ont des effets directs sur l’environnement.

Un de ceux-ci concerne la chaîne d’approvisionnement alimentaire. Près d’un tiers (1,6 milliards de tonnes) du total des aliments produits dans le monde est gaspillé. Une manière de réduire ce gaspillage impressionnant est d’utiliser des chaînes du froid contrôlées par des capteurs IoT sans fil. Ces derniers peuvent surveiller les conditions ambiantes tout au long de la chaîne de distribution afin de maintenir une intensité lumineuse, une qualité de l'air, une humidité et une température idéales ; assurant que les aliments restent frais jusqu’à ce qu’ils puissent être consommés.

Un autre groupe d’utilisations est la protection de l’environnement :

Dans le sud de l'Espagne, un centre de reproduction en captivité de pointe qui s’appelle La Olivilla a inversé le sort du Lynx ibérique qui avait presque disparu : il y a maintenant plus de 300 de ces félins. Ils sont réintroduits dans des habitats sûrs et suivis avec des colliers GPS qui permettent de localiser chaque animal comme n’importe quel système de gestion de biens IoT. Des drones connectés les surveillent aussi à distance avec des caméras pour voir comment ils s’en sortent.

L’IoT peut-il avoir un impact positif sur l’environnement ? Peut-être.

En l’absence d’économie circulaire, certains fabricants conçoivent de l’équipement permettant un déploiement plus long en utilisant des dispositifs à ultra-basse consommation combinés à une technologie de récupération de l’énergie qui allonge la durée de vie des batteries et piles ou, même, les élimine. Concevoir pour la gestion des dispositifs distants et les mises à jour over-the-air (OTA) aide aussi à lutter contre l’obsolescence et à garder plus longtemps l’équipement électronique loin des décharges.

Il y a certainement des gains d’efficacité à réaliser au niveau de la régulation des infrastructures et, en particulier, des procédés industriels.

Cependant, nous sommes, nous les consommateurs, le facteur le plus important. À un certain point, nous devons déterminer quels sont les objets qui ont réellement besoin de devenir « intelligents ». Et je ne pense pas qu’à la camelote jetable. Il est nécessaire de réévaluer nombreuses des applications qui semblent être parmi les mieux placées pour l’IoT. Par exemple, l’éclairage et le CVC « intelligents » sont-ils réellement meilleurs pour l’environnement qu’encourager une culture d'entreprise responsable dans laquelle le dernier à sortir d’une pièce éteindrait la lumière et la climatisation ? Voulons-nous vraiment encourager l’abrogation de la responsabilité personnelle avec la tech « intelligente » à un point où la plupart des humains deviendraient des Éloïs dans une génération ou deux ? Je ne dis pas que je connais les réponses, mais les décideurs politiques devront s’attaquer courageusement à ces questions si nous ne voulons pas finir par vivre sur la montagne de déchets de WALL-E.