L’attention croissante pour le changement climatique a conduit à une gestion plus responsable de la consommation d’énergie et des émissions de CO2 qui l’accompagne. Les nouvelles applications numériques rendues possibles par la 5G joueront un rôle important dans la réalisation de la neutralité climatique.
L’attention croissante pour le changement climatique a conduit à une gestion plus responsable de la consommation d’énergie et des émissions de CO2 qui l’accompagne. Plusieurs initiatives ont été lancées à l’échelon international, comme l’Accord de Paris sur le climat 2016 et le Pacte vert (ou Green Deal) européen. Ce dernier s’est fixé pour objectif de réduire de moitié les émissions de CO2 dans l’Union européenne à l’horizon 2030, et même d’atteindre la neutralité climatique en 2050.
Selon la Commission européenne, les nouvelles applications numériques rendues possibles par la 5G joueront un rôle important dans la réalisation de cet objectif :
Les transitions durables et numériques vont de pair et se renforcent mutuellement. Certains parlent d’ailleurs de « transitions jumelles ».
Les nouvelles applications numériques feront appel à de nouvelles technologies numériques comme l’intelligence artificielle, le cloud, les big data, l’Internet des Objets (appareils reliés les uns avec les autres par connexion Internet et qui échangent de données) et la 5G. Avec deux conséquences :
Il est donc important que le secteur numérique aussi assume ses responsabilités en matière d’environnement. Ces mêmes conséquences s’observent pour la 5G : d’une part, elle aide à rendre d’autres acteurs plus respectueux de l’environnement (impact indirect) ; d’autre part, elle va également consommer de l’énergie (impact direct).
En mars 2022, l’Organe des régulateurs européens des communications électroniques (ORECE) a publié une étude sur l’impact des communications électroniques sur l’environnement. Cette étude traitement notamment des émissions de gaz à effet de serre causées par les réseaux de télécommunications, ainsi que de l’impact sur les ressources naturelles. L’une des principales conclusions est qu’il y a un manque de données uniformes afin d’obtenir une image claire de l’impact actuel et des évolutions possibles. L’étude aborde également les initiatives prises par les régulateurs et les opérateurs de télécommunications afin de réduire les émissions et l’impact sur l’environnement.
Pour évaluer la situation en Belgique, l'IBPT, le régulateur des télécommunications, a publié une étude sur la durabilité des réseaux de télécommunications en Belgique en décembre 2022. Celle-ci s’est penchée sur l’évolution de la consommation énergétique, les émissions de CO2, la consommation d’eau et le traitement des déchets de Proximus, Telenet et Orange. Il ressort de l'étude que la durabilité est un thème important pour les opérateur de télécommunications interrogés. Entre 2018 et 2021, leur consommation énergétique a baissé de 11 % et leurs émissions de CO2 ont diminué de 38 %. Bien que le marché belge des télécommunications soit déjà neutre en carbone grâce à l’achat de droits d’émission, de nouveaux efforts sont consentis pour réduire davantage les émissions de CO2. Les opérateurs misent également sur la réutilisation et le recyclage des décodeurs et des modems, notamment, afin de réduire la montagne de déchets.
En général, la production d'appareils a un impact considérable sur l’environnement. Cette étude évalue quantitativement les impacts des technologies numériques sur l’environnement : elle réalise l’inventaire du stock d’équipements numériques en usage en Europe en 2019 et évalue leur impact environnemental sur l’ensemble de leur cycle de vie : la fabrication, la distribution, l’utilisation et la fin de vie. L’étude a pris en considération 12 impacts sur l’environnement ou indicateurs, allant du réchauffement climatique à la consommation d’énergie primaire ou bien encore l’acidification de l’eau et du sol etc. Les chercheurs concluent que ce n’est pas l’utilisation de son appareil qui a le plus d’impact, mais bien la production de nouveaux. Les impacts viennent principalement des appareils des utilisateurs et non des centres informatiques ou des réseaux eux-mêmes : les terminaux utilisateurs (ordinateurs portables, téléphones, écrans, téléviseurs, imprimantes, etc.) sont ceux qui ont le plus d’impact, entre 54 % et 90 %, selon l’indicateur.
Le régulateur français des télécoms (Arcep) et l’Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) sont arrivés à des conclusions similaires. Le 19 janvier 2022, les deux organisations ont publié les premiers résultats de leur étude sur l’impact environnemental de la technologie numérique. Elles ont utilisé dans ce cadre la méthodologie de l’analyse du cycle de vie. L’impact environnemental de la technologie numérique a été analysé à toutes les phases (production, distribution, utilisation et fin de la durée de vie) du cycle de vie des équipements à l’aide de l’empreinte CO2 et de 11 autres indicateurs environnementaux. Tant les terminaux que les réseaux et les centres de données ont été examinés. Il ressort de l’analyse que les terminaux (et notamment les écrans et les télévisions) sont responsables de 65 à 90 % de l’impact environnemental, selon l’indicateur environnemental considéré, et que cet impact est le plus élevé lors de la phase de fabrication. Ce rapport constitue une première étape au sein d’un projet à plus long terme, mais il confirme déjà les éléments suivants :
Les appareils électroniques défectueux ou obsolètes qui sont jetés sont appelés déchets électroniques, e-déchets ou déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE). Les appareils électroniques contiennent des métaux rares qui ne sont pas toujours produits dans le cadre de méthodes d’extraction durables. Quand ces appareils sont jetés, ces matériaux rares sont perdus. C’est pourquoi des mesures sont prises pour :
Dans cette étude, le European Environmental Bureau (EEB) a analysé le coût climatique des smartphones. L’allongement d’un an de la durée de vie des smartphones dans l’UE permettrait d’économiser en émissions l’équivalent de 2 millions de voitures. Soit près de la moitié du parc automobile belge. Il serait notamment possible d’allonger la durée de vie des smartphones en investissant davantage dans la réparation et la réutilisation (reconditionnement) des appareils défectueux. Les chargeurs usagés représentent par exemple 11 000 tonnes de déchets électroniques par an. Dans la lutte contre les déchets électroniques, la Commission européenne a donc décidé de rendre obligatoires les chargeurs universels pour tous les appareils. Les opérateurs de télécommunications aussi investissent de plus en plus dans l’économie circulaire, qui consiste à réutiliser ou recycler le plus grand nombre possible d’équipements.
La 5G est une technologie nouvelle et tous les appareils 4G existants ne seront pas compatibles avec la 5G. Simultanément, nous pouvons constater que les smartphones de dernière génération sont compatibles avec la 5G. Ceux qui possèdent encore un appareil plus âgé et veulent utiliser la 5G devront donc acheter un nouveau téléphone. On s'attend à ce que la 4G devrait rester disponible jusqu’en 2030 et que la plupart des utilisateurs continuent à utiliser leurs appareils existants jusqu’à la fin de leur durée de vie. La transition vers la 5G ne produira donc pas immédiatement des déchets électroniques supplémentaires.
Les réseaux 5G sont plus performants que les réseaux 4G. Ils présentent des caractéristiques spécifiques comme :
Ces qualités favoriseront une prolifération de nouvelles applications basées sur la technologie 5G. On s’attend ainsi à ce que plus de 12 milliards d’appareils mobiles soient connectés à l’Internet des Objets (voir les études de GSMA et Cisco) d’ici 2025. La consommation de données va ainsi exploser. Selon une étude de Capgemini (à la demande de l’IBPT), la consommation de données en Belgique va augmenter d’un facteur 40 d’ici 2040.
Mais quel est l’impact de ce trafic de données supplémentaire ? Selon une étude de la CEDelft, les données non sollicitées (comme les publicités ou le suivi des utilisateurs) émettent entre 3 et 4 mégatonnes (ou Mt) de CO2 par an. Soit l’équivalent d’environ 4 millions de voitures. Selon The Shift Project (un think tank français spécialisé dans la transition carbone), l’augmentation spectaculaire de la consommation d’énergie ne pourra pas être compensée par une amélioration de l’efficacité énergétique. La solution ? La sobriété numérique. Mettre un terme à l’augmentation de la consommation de données par une gestion plus responsable de données et en n’utilisant que les données dont on a effectivement besoin.
La 5G exige un équipement complexe. Son principal impact environnemental est la consommation d’énergie du réseau 5G proprement dit et plus spécifiquement la consommation d’énergie des équipements d’émission. Les antennes se composent d’une station de base et d’une partie radio qui émet le signal. Mais le réseau de fibre de verre sur laquelle l’équipement émetteur est raccordé consomme également de l’énergie. Depuis le début du développement de la 5G, on accorde par conséquent énormément d’attention à l’efficacité énergétique de ce nouvel équipement.
Plusieurs études (Nokia, Deutsche Umwelt Bundesamt) révèlent que l’équipement utilisé par le réseau 5G consomme jusqu’à 90 % d’énergie en moins par bit envoyé que les appareils actuels du réseau 4G. Cette faible consommation d’énergie s’obtient par le déploiement de logiciels intelligents qui désactivent les éléments inutilisés du réseau et optimisent l’utilisation de l’infrastructure (plus d’infos dans cette étude d’Ericsson).
On s’attend cependant à ce que la consommation d’énergie totale ne baisse pas, et puisse même augmenter. C’est ce que l’on appelle l’effet rebond : quand la consommation totale d’énergie baisse à peine en dépit du fait que l’équipement proprement dit consomme beaucoup moins d’énergie. Il en va de même quand on ajoute une bande de circulation à une autoroute. Dans un premier temps, les embouteillages vont diminuer, mais l’augmentation du trafic que cela va générer va peu à peu provoquer le retour des embouteillages (parfois plus longs qu’avant). Dans la littérature, on trouve de nombreuses études contradictoires sur la consommation d’énergie totale à la suite de l’introduction de la 5G.
Les études suivantes donnent de plus amples informations sur les prévisions actuelles :
Il subsiste de nombreuses incertitudes sur la consommation d’énergie qu’apportera la 5G. Il est toutefois très probable que la consommation d’énergie ne va guère baisser par rapport au niveau actuel. De plus, le réseau 4G restera opérationnel au cours des années à venir et coexistera donc avec le réseau 5G. Ce maintien d’une double infrastructure va accroître la consommation d’énergie.
Les réseaux 5G ont toujours besoin d’énergie. Les opérateurs de télécommunications peuvent cependant choisir de produire l’énergie dont elles ont besoin à partir de sources durables comme l’éolien, l’hydraulique ou le solaire afin de réduire leurs émissions nettes. Plusieurs entreprises des télécommunications européennes y travaillent déjà. En 2020, 26 entreprises informatiques et de télécommunications européennes ont fondé la Coalition européenne du numérique vert. Cette coalition veut soutenir l’UE dans ses efforts en s’engageant à atteindre la neutralité climatique en 2040. En outre, il est important qu’un opérateur ne cherche pas uniquement à atteindre la neutralité climatique (qui peut être obtenue en achetant de l’énergie verte), mais tente également de réduire autant que possible sa consommation d’énergie.
Un appareil consomme de l’énergie quand il est utilisé (phase opérationnelle), mais aussi quand il est fabriqué (production).
La 5G permettra d’optimiser le processus de production et donc de réduire la consommation d’énergie dans d’autres secteurs. Elle jouera dès lors un rôle fondamental de catalyseur d’applications plus sobres en énergie dans les autres secteurs. C’est ce que nous appelons l’effet catalyseur ou de ricochet. Cet impact positif a été notamment confirmé dans des études de GSMA, Analysys Mason et Ericsson. Selon plusieurs études, les économies d’émissions de CO2 rendues possibles par les réseaux 5G dépasseront les émissions de CO2 des réseaux proprement dits. Selon Global e-Sustainability Initiative, elles seraient cinq fois plus élevées. Une étude de l’Université de Zurich arrive même à un facteur 10 (dans un scénario très optimiste).
Il est très difficile d’estimer l’effet exact de la 5G sur d’autres secteurs. Outre une compréhension approfondie de la 5G et des applications numériques, cela nécessite aussi une vision précise des secteurs verticaux (verticals) qui utiliseront la 5G. Il n’existe actuellement pas de métrique ou de standard à même de mesurer l’effet catalyseur. La Commission européenne travaille beaucoup sur ces estimations et métriques, mais remarque que l’exercice est délicat.
Le régulateur français des télécoms (Arcep) a publié le 14 janvier 2022 une étude dans laquelle la consommation énergétique engendrée par le réseau 4G combiné au déploiement de la 5G dans la bande 3,5 GHz a été examinée afin de prévoir une capacité supplémentaire. Ce scénario a été comparé à la consommation énergétique d’un réseau 4G seul, auquel de la capacité a éventuellement été ajoutée par le biais de stations de base supplémentaires par exemple. Il ressort de l’étude que l’introduction de la 5G entraîne d’abord une augmentation (limitée) de la consommation énergétique par rapport à la 4G seule. Toutefois, après 2 à 5 ans, selon le fait qu’il s’agisse d’une zone rurale ou urbaine, la consommation d’énergie de la combinaison 4G+5G devient plus faible que celle de la 4G seule. En 2028, l’efficacité énergétique de la 4G+5G dans une zone densément peuplée est même 3x plus élevée que celle de la 4G seule. Une économie équivalente à 10 fois celle de 2020 est ainsi réalisée sur la consommation énergétique. Cette étude montre clairement que l’introduction de la 5G est nécessaire pourpeut aider à réduire la consommation énergétique en cas de demande de capacité de données croissante.
En outre, si le réseau 5G n’était pas déployé, le réseau 4G ne serait pas capable de transporter toutes les données supplémentaires nécessaires aux nouvelles applications numériques. Cela entraverait la croissance numérique et le développement de nouvelles applications qui permettent de gérer intelligemment l’énergie et l’environnement. La 4G présente donc un effet catalyseur inférieur à la 5G.
Santé
La 5G est-elle dangereuse pour la santé ? Des limites d’exposition et des normes de rayonnement en limitent l’impact sur notre santé. Pour mieux comprendre le processus, intéressons-nous au phénomène du rayonnement électromagnétique.
Technologie
La technologie 5G peut être déployée pour d’innombrables applications nouvelles, et le grand public ne sera pas seul à bénéficier de ces connexions performantes et haut débit. Grâce à la 5G, plusieurs secteurs économiques et sociaux profiteront aussi de la transition numérique et des nouvelles applications.
Économie
Croissance, innovation et investissement. La 5G crée une plus-value économique pour différents secteurs.