25 octobre 2023

Évaluer l’impact environnemental de vos technologies numériques : la méthode complète

Dans cet article, nous expliquons notre approche pour évaluer comment l’utilisation de technologies numériques impacte l’empreinte environnementale des activités opérationnelles d’une organisation, d’une institution ou d’un territoire donné. Cette approche s’appuie sur une méthodologie de référence (l’ITU 14801) et reste impartiale quant au résultat de l’évaluation. Il est donc possible d’aboutir au final sur une estimation d’impacts positifs ou négatifs.

Les impacts des technologies numériques : les effets “directs” et les effets “indirects”

Nous subissons un dérèglement climatique mondial, et les Accords de Paris ont acté les engagements de nos sociétés. Depuis, les organisations de divers secteurs adoptent des stratégies de réduction de leurs émissions de gaz à effet de serre.

Et les entreprises du numériques sont incitées à y jouer un rôle-clé !

Pour beaucoup, les entreprises du numérique pourraient aider l’ensemble de la société à atteindre la neutralité carbone. Mais elles n’en sont pour autant pas affranchies du devoir de réduction de leur propre empreinte carbone. Les technologies de l’information et de la communication présentent donc de multiples enjeux, parfois représentant des bénéfices, parfois des dommages :

  • tout d’abord, ces technologies affectent l’environnement à chaque étape de leur vie. Parce qu’elles nécessitent de la matière et de l’énergie. Ces impacts sont qualifiés d’effets directs, ou “de premier ordre”. Ils portent, par exemple, sur les ressources naturelles et l’énergie nécessaires pour les fabriquer ou les utiliser. L’ADEME estime que 2.5% de l’empreinte carbone de la France est liée aux technologies numériques. En moyenne, l’usage numérique d’une personne située en France nécessite chaque année d’utiliser/transformer/déplacer près d’une tonne de ressources naturelles (minéraux, métaux, biomasse, terre, etc.)2 ;
  • pourtant certaines technologies numériques peuvent favoriser l’efficacité énergétique ou la réduction du gaspillage (d’eau par exemple). Se faisant, elles contribuent à la baisse des émissions de gaz à effet de serre ou à la préservation de ressources naturelles dans divers secteurs (effets positifs indirects, ou bénéfices dits “positifs de second ordre”) ;
  • cependant, ces mêmes technologies peuvent être utilisées de manière à maintenir une économie basée sur des combustibles fossiles, entraînant ainsi des émissions plus élevées (effets négatifs indirects, ou dommages dits “négatifs de second ordre”) ;
  • de plus, l’efficacité accrue par le numérique peut parfois être annulée par des augmentations de la consommation, phénomène connu sous le nom deffet rebond ;
  • enfin, en permettant de remodeler la façon dont les individus mènent leur vie quotidienne, les technologies du numérique – tout comme le pétrole – présentent cette singularité d’avoir des effets structuraux sur toute la société. Effets qui peuvent être positifs comme négatifs. Ces derniers sont regroupés sous le terme « effets indirects, d’ordre supérieur » et sont complexes à évaluer.
Exemple d'accumulation des impacts directs et indirects d'une solution numérique à partir d'un scénario de référence, avec bilan positif
Exemple d'accumulation des impacts directs et indirects d'une solution numérique à partir d'un scénario de référence, avec bilan négatif
Voici l’exemple des effets d’ordre directs et indirects avec la vidéoconférence (celui-ci sera le fil conducteur de cet article) :

Une entreprise internationale installe un système de vidéoconférence dans plusieurs de ses bureaux, situés dans plusieurs pays afin de limiter les déplacements (de ses employés et de ses clients).

Effets directs (de premier ordre) : les coûts environnementaux associés à la fabrication, l’installation et l’utilisation des matériels et logiciels nécessaires au système de vidéoconférence.

Effets indirects (de second ordre) : la réduction des déplacements des employés et des clients, du fait de l’utilisation du service de vidéoconférence. Note : la portée de cet effet dépend énormément de la politique de déplacement de l’entreprise et de l’acculturation des employés. La technologie “seule” ne peut rien.

Effets indirects (d’ordre supérieur) : les économies de temps et d’argent liées à la réduction des voyages sont réinvesties dans des activités ou des placements qui présentent eux aussi des impacts environnementaux.

Pour les personnes les plus curieuses de mieux connaître les différentes catégories d’effets, nous vous recommandons la lecture de cet article de Gauthier Roussilhe.

De l’omniprésence du numérique (et de ses effets)

Les technologies numériques sont devenues omniprésentes dans tous les secteurs de la société moderne. Alors que les effets directs représentent toujours un coût environnemental négatif, les effets de second ordre peuvent être soit bénéfiques, soit dommageables. Et ces effets peuvent se produire par le biais de différents mécanismes, notamment :

  • La substitution, c’est-à-dire la capacité à remplacer une activité, un processus ou un produit par une solution numérique. Dans notre exemple précédent, les déplacements et réunions physiques sont substitués par la téléconférence.
  • La création de nouveaux usages, par exemple en réinvestissant l’argent des déplacements économisés dans l’achat de casques de réalité virtuelle pour simuler des procédures industrielles, créant un nouveau moyen d’apprentissage ou de support aux clients.
  • Des optimisations (ça, c’est le mécanisme préféré de nos clients 😅) :
    • En rendant des opérations et des processus plus efficaces en termes de consommation énergétique (et donc d’émissions de gaz à effet de serre) ;
    • En permettant une utilisation plus fréquente des biens et des infrastructures, c’est-à-dire une intensification des capacités d’une même ressource.

Nos expériences combinées dans le secteur de l’IoT et en Analyse de Cycle de vie nous ont conduits à considérer que les technologies du numérique peuvent avoir des impacts positifs de réduction de consommation énergétique et d’optimisation de ressources, si les conditions de mises en œuvre sont favorables, dans les secteurs suivants :

  • Gestion de l’énergie (transformation, distribution et consommation) : en permettant une optimisation des réseaux électriques (smart grid), y compris dans les mesures, prévisions et équilibrages de la charge grâce à la réponse ajustée à la demande (demand-response), ainsi qu’une gestion plus économe et plus efficace de la demande d’énergie (smart city).
  • Optimisation du fret et des déplacements : en facilitant les réunions virtuelles, le travail à distance, l’optimisation des itinéraires, la gestion de flotte de véhicule et la logistique, l’écoconduite et la mobilité partagée.
  • La gestion du bâtiment : en rendant plus efficace la gestion énergétique et des ressources des bâtiments, ainsi qu’une utilisation optimisée et partagée des espaces (smart home / smart building).
  • Les infrastructures industrielles : en favorisant l’émergence des solutions as-a-service (ou “servicielles”), qui permettent le partage d’équipements et de ressources, mais aussi en optimisant la circularité (réutilisation et recyclage) et l’efficacité de la production (automatisation, prévision de panne, etc.).
  • l’agriculture : parce que l’agriculture de précision tire parti des technologies numériques telle que le RTK (Real-Time Kinematic) pour optimiser les rendements agricoles.

La recommandation ITU 14801 liste un certain nombre de secteurs d’activité où les technologies numériques peuvent avoir des impacts positifs de réduction de gaz à effet de serre, confirmant notre expérience empirique, et ajoute également :

  • la sylviculture : pour une gestion plus précise des ressources et la protection des forêts.

Comment évaluer les effets directs et indirects d’une “solution numérique” ?

Nous résumons ci-dessous les différentes activités majeures nécessaires à l’évaluation des effets d’une solution numérique.

Illustration de  l'effet induit  résultant d’une projection basée sur un scénario de référence

Étape 1 – Définir l’objectif de l’évaluation

La première tâche est de déterminer la cible, le type et la profondeur de l’évaluation : s’agit-il d’analyser une mise en œuvre spécifique de la solution ou d’un cas général ? qui est le public visé pour cette étude ? s’agit-il d’une étude prospective ou rétrospective (ou un mix des deux) ?

En fonction des réponses à ces questions, l’analyse pourrait être plus ou moins approfondie. L’analyse la moins rigoureuse, mais qui permet d’obtenir des ordres de grandeur, est qualifiée d’analyse de type Tier 3. L’analyse Tier 3 permet d’obtenir une estimation grossière des effets secondaires net, c’est-à-dire en tenant compte des “coûts” des effets directs, en utilisant généralement des données génériques, des moyennes ou des substituts d’évaluation, également appelés proxies (par exemple, un “ratio poids”, comme explicité dans cette vidéo, à 11’45). En revanche, une analyse de type Tier 1, la plus approfondie et s’appuyant sur une Analyse de Cycle de Vie, nécessite quant à elle d’évaluer également l’impact des facteurs contextuels (telle qu’une nouvelle réglementation) et les effets d’ordre supérieur, de manière quantitative si les données sont fiables.

Étape 2 – Établir la portée de l’évaluation et les conséquences de la solution

Cette étape débute par l’identification et la description de la ou les solutions numériques à étudier ainsi que leurs principaux effets de second ordre.

La création d’un graph de conséquence

Pour mener à bien ce travail de définition de la portée et des conséquences de la mise en œuvre d’une solution, nous établissons un graph de conséquence. L’objectif est de proposer une représentation graphique des suites d’événements possibles à partir de la décision initiale d’introduction de la solution numérique. En voici un exemple simplifié, dans le cas du déploiement d’un système de visio-conférence dans une entreprise.

Graph de conséquence simplifié dans le cas du déploiement d'un système de visio-conférence dans une entreprise.

Déterminer le périmètre de l’étude

Cette étape d’évaluation implique également la spécification des éléments nécessaires à une analyse de cycle de vie (comme l’unité fonctionnelle), et la détermination de la perspective de l’évaluation (est-elle prospective, rétrospective ou une combinaison des deux ?). Il s’agira ensuite de :

  • déterminer la composition et le périmètre des solutions numériques,
  • définir leurs scénarios de mise en œuvre,
  • d’identifier les contributeurs aux effets directs,
  • de décrire les scénarios de référence (factuels ou potentiels)
  • d’identifier, enfin, les effets supplémentaires de deuxième ordre et supérieur.

L’importance de la définition des scénarios

La pertinence du ou des scénarios de référence est ici cruciale, tout autant que la définition de la solution numérique ! En effet, il est fort probable que plusieurs alternatives de “scénario de référence futur” puissent être envisagées à partir d’une même situation actuelle donnée. Parfois, une expertise métier suffit pour déterminer le scénario le plus probable et tangible, mais à d’autres occasion il est nécessaire d’utiliser une approche statistique (voir aussi l’étape 4 – “Interpréter les résultats”).

Comme évoqué brièvement ci-dessus, la méthodologie peut être appliquée pour évaluer une solutions numérique selon trois perspectives temporelles différentes :

  • Ex-ante : l’évaluation est “prospective” et effectuée avant la période d’exploitation des solutions numériques évaluées ;
  • À mi-chemin (mid way): l’évaluation est faite dans une situation où les solutions numériques sont déjà en exploitation ;
  • Ex-post : l’évaluation est “rétrospective”, c’est-à-dire qu’elle intervient après la période d’exploitation des solutions numériques évaluées.
Illustration de l'effet induit résultant d'une projection basée sur un scénario de référence.

Différentes natures d’effets indirects

Concernant les effets d’ordre supérieur, ils sont de natures très différentes et nécessitent un travail spécifique pour être identifiés. Travail qu’il convient de mener de concert avec toutes les parties prenantes de la solution étudiée. Ces effets peuvent être (par exemple, et sans que cette liste ne soit exhaustive).

  • Les effets indirects de rebond économique (income effect) : lorsque les coûts économisés grâce à la solution numérique sont réinvestis dans d’autres activités qui s’avèrent plus impactantes pour l’environnement. Dans notre exemple sur l’introduction de la visio-conférence dans une entreprise : grâce aux économies réalisées sur les déplacements professionnels, l’entreprise décide d’investir dans l’ouverture d’un commerce dans un nouveau pays. Avec ce nouveau marché, la demande en production augmente, nécessitant davantage de ressources et d’énergie, et compensant ainsi la réduction des émissions de gaz à effet de serre initialement obtenue.
  • Un impact structurel ou transformationnel : lorsqu’un changement dans la technologie conduit à un changement de comportements ou de préférences des utilisateurs, modifiant les normes sociales ou les modèles de production. Par exemple, l’avènement de la visio-conférence et les messageries conversationnelles de groupe qui ont permis de démocratiser le travail à distance.
  • Un rebond temporel ou un rebond spatial : lorsque, respectivement, le temps ou l’espace gagné permet une nouvelle situation qui cause finalement davantage de dommages environnementaux. Par exemple, des salariés qui travaillent désormais à distance peuvent désormais collaborer régulièrement depuis des lieux éloignés de chez eux et du bureau, augmentant ainsi leur utilisation personnelle de transports. Ainsi, même si le temps de déplacement professionnel est réduit, le comportement spatial modifié des employés en dehors du travail pourrait entraîner une augmentation globale de l’empreinte carbone.
  • Un rebond mental ou compensation mentale : lorsque la perception positive d’un comportement vert(ueux) encourage à consommer ou acheter davantage de certains produits pour lesquels des options « vertes » ou à “faible impact” sont facilement disponibles. Par exemple, “je peux acheter une nouvelle montre connectée tous les ans parce qu’elle contient de l’aluminium recyclé et que de toute façon elle est neutre en carbone”. Cela serait oublier les impacts sur les autres dimensions environnementales (telle que l’utilisation de l’eau nécessaire à la fabrication de cette montre). Rappelons au passage que si certaines allégations de “neutralité carbone” sont juridiquement en règle, elles n’ont pas pour autant de fondement scientifique (parce qu’alors cela voudrait dire que si j’achetais immédiatement 10 tonnes d’Apple Watch Series 9, neutres en carbone, cela n’aurait absolument aucune conséquence sur la quantité de gaz à effet de serre).
Carbon neutral Apple watch
Rapport neutralité Apple watch

Etape 3 – Modéliser les systèmes, collecter les données et calculer les impacts

Il s’agit ici d’évaluer, grâce à une Analyse de Cycle de Vie, les effets directs et la modification des activités de référence, sans oublier de quantifier les effets de second ordre (usages globaux attendus de la solution, mais aussi modification des autres usages et effets rebonds). Quand cela est possible, il convient de prendre également en compte les effets induits par la combinaison de plusieurs facteurs adressant la même problématique (et bien souvent leur effet conjoint est plus faible que la somme des effets individuels). D’autant que, ces facteurs peuvent être parfois exogènes, c’est-à-dire qu’ils sont totalement indépendants de la mise en place ou non de la solution numérique. Dans notre exemple sur la visioconférence, une augmentation des coûts de carburant induiraient une réduction des trajets des clients et des politiques de déplacements professionnels de l’entreprise, que la solution de visioconférence soit déployée ou non.

Reprenons l'exemple de la vidéoconférence :

Auparavant, le séminaire annuel mondial de l’entreprise conduisait les 100 cadres de l’entreprise à se réunir au même endroit (disons… en Californie). Avec l’introduction du système de vidéo-conférence (et le passage de la pandémie COVID-19), ce séminaire a désormais lieu en ligne, et permet aux 1000 employés de l’entreprise d’y assister.

Dans ce cas, la réduction de déplacements ne concerne que les 100 personnes qui participaient initialement, et c'est bien cette économie de 100 déplacements qui est prise en compte pour déterminer les gains sur le scénario de référence (impact direct, positif).

Les 900 autres participations en ligne sont ici considérées comme des effets rebonds et ne contribuent pas à la réduction des impacts du scénario de référence. Dans ce scénario initial ces personnes n’auraient pas voyagé jusqu’en Californie. Cependant, les impacts de leur nouvelle utilisation de la vidéo-conférence pour assister au séminaire en ligne sont bien considérés pour quantifier les effets indirects de la solution (impact indirect, négatif).

En réalité, il faut également prendre en compte que ces même 900 participants seront désormais mobilisés par ce séminaire en ligne et ne participeront donc plus à leurs activités habituelles, ce qui veut dire qu’il y a là aussi des impacts (des effets d’ordre supérieur), qui peuvent être bénéfiques ou dommageables, selon l’activité de référence que ces personnes menaient auparavant.
Exemple d'accumulation des impacts directs et indirects d'une solution numérique à partir d'un scénario de référence, avec bilan positif.

Étape 4 – Interpréter les résultats

Pour évaluer les incertitudes (ou la fiabilité :wink: ) de nos résultats et respecter la norme ISO 14044, une interprétation sérieuse mettra en œuvre une analyse de la qualité des données utilisées (sont-elles réellement fiables ? quelles sont les marges d’erreur ?) et de la sensibilité des hypothèses (comment les résultats sont-ils impactés si je fais varier telle ou telle valeur ?).

Étape 5 – Rédiger le rapport

Il est crucial de restituer des résultats lisibles et compréhensibles par des personnes non-initiées et, pour celles qui le sont, de documenter les détails en annexe.

Ce rapport doit donner des clés de lecture pour comprendre comment les résultats ont été obtenus et doit donc expliciter le périmètre de l’évaluation, sa perspective (prospective, rétrospective ou à mi-chemin), ainsi que toutes les hypothèses et sources de données.

Une étude menée dans de bonnes conditions aboutira à un rapport qui distinguera les différents types d’effets (directs, de second d’ordre et d’ordre supérieur), leurs temporalités (immédiats, moyen et long-terme), ainsi que leur nature (réduction ou baisse de l’augmentation ?).

Quand cela est possible, le rapport intègre également des recommandations sur les manières possibles de réduire les effets négatifs de la solution, mais aussi de maximiser les bénéfices potentiels !

Étape 6 – Faire réaliser une revue critique (optionnelle)

Dans certains cas, par exemple pour toute étude rendue publique afin de faire valoir son “éco-responsabilité”, il sera opportun (voire obligatoire) de faire effectuer une revue critique de l’évaluation par (au moins) un expert indépendant de l’étude.

Dans quel(s) cas cette méthodologie s’applique-t-elle ?

L’approche que nous adoptons permet d’évaluer les impacts directs et indirects des solutions numériques en considérant différents contextes et périmètres :

  • quand elles sont mises en œuvre dans un contexte spécifique pour un utilisateur donné ;
  • quand elles sont mises en œuvre par un groupe d’utilisateurs à différentes échelles, notamment au niveau organisationnel (qu’il s’agisse d’organisations privées ou publiques), au niveau d’une collectivité, au niveau national ou au niveau mondial ;
  • quand un fabriquant ou fournisseur souhaite évaluer comment ses solutions impactent ses utilisateurs. Cela inclut :
    • L’évaluation de la somme totale des effets de toutes ses solutions sur l’ensemble de ses clients ;
    • L’évaluation de la somme des effets d’une sélection de solutions numériques fournies à certains de ses clients ;
    • L’évaluation de l’effet d’une solution numérique spécifique mise en œuvre dans un contexte particulier pour un client spécifique.

Dans l’ensemble, cette méthode est particulièrement adaptée pour évaluer les impacts d’une solution numérique sur des aspects opérationnels tels que :

  • l’achat de biens consommables,
  • la consommation d’énergie,
  • le déplacement de biens ou de personnes,
  • l’efficacité d’un procédé,
  • la gestion d’un bâtiment,
  • la production de déchets,
  • les probables activités supplémentaires qui sont rendues possibles par la réallocation de coûts épargnés grâce à la solution numérique.

En résumé

La méthodologie que nous venons de présenter fournit des instructions pour évaluer les impacts environnementaux de la mise en œuvre d’une solution numérique, en couvrant notamment l’effet net de second ordre (c’est-à-dire en ayant pris en compte les coûts environnementaux de la solution elle-même), ainsi que les effets dits “d’ordre supérieur” (c’est-à-dire les effets qui sont indirectement induits par la mise en œuvre de la solution numérique, souvent de manière involontaire). De plus, cette approche permet de distinguer les effets associés à des réductions réelles d’impact environnemental de ceux associés à des augmentations moindres d’impact environnemental, ainsi que les effets immédiats des effets à moyen/long terme.

Ces effets peuvent se manifester par la création de nouveaux usages ou l’amélioration de l’efficacité énergétique par exemple, et leurs impacts positifs résident généralement dans les cas d’usage autour de la gestion de l’énergie, la logistique, la gestion des bâtiments, les infrastructures industrielles, l’agriculture et la sylviculture.

En une séquence de 6 étapes, notre méthode évalue les impacts directs et indirects des solutions numériques dans divers contextes, que ce soit pour un utilisateur spécifique, à différentes échelles organisationnelles, ou lorsqu’un fournisseur souhaite évaluer l’impact de ses solutions sur ses utilisateurs.

Si vous avez des questions ou souhaitez en savoir encore plus sur ce sujet, contactez-nous.


Cadre méthodologique et standards

La méthode présentée ci-dessus est très fortement inspirée de la recommandation ITU 1480, et s’inscrit dans un cadre de normes plus large. Nous les listons ci-dessous pour référence.

1 [ITU L.1480] Recommendation ITU-T L.1480 (2022), Enabling the Net Zero transition: Assessing how the use of information and communication technology solutions impact greenhouse gas emissions of other sectors

2 Numérique, quel impact environnemental ? Impact environnemental du numérique en 2030 et 2050 : l’ADEME et l’Arcep publient une évaluation prospective

1 [ITU-T L.1400] Recommendation ITU-T L.1400 (2011), Overview and general principles of methodologies for assessing the environmental impact of information and communication technologies.
2 [ITU-T L.1410] Recommendation ITU-T L.1410 (2014), Methodology for environmental life cycle assessments of information and communication technology goods, networks and services.
3 [ITU-T L.1430] Recommendation ITU-T L.1430 (2013), Methodology for assessment of the environmental impact of information and communication technology greenhouse gas and energy projects.
4 [ITU-T L.1440] Recommendation ITU-T L.1440 (2015), Methodology for environmental impact assessment of information and communication technologies at city level.
5 [ITU-T L.1451] Recommendation ITU-T L.1451 (2019), Methodology for assessing the aggregated positive sector-level impacts of ICT in other sectors.
6 [ITU-T L.1471] Recommendation ITU-T L.1471 (2021), Guidance and criteria for information and communication technology organizations on setting Net Zero targets and strategies.

8 [ISO 14044] ISO 14044:2006, Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and guidelines.
9 [ISO 14064-3] ISO 14064-3:2019, Greenhouse gases – Part 3: Specification with guidance for the verification and validation of greenhouse gas statements.

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