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Intensité carbone du mix électrique, kesako ?
Toute activité humaine a des impacts environnementaux, et la production d’électricité ne fait pas exception. Mais tous les moyens de production d’électricité ne se valent pas : certains, comme le photovoltaïque, nécessitent l’extraction d’une grande diversité de métaux ; d’autres, comme les centrales nucléaires, ont besoin de beaucoup d’eau pour fonctionner ; et d’autres encore, comme les centrales à charbon, émettent une plus grande quantité de gaz à effet de serre.
L’intensité carbone de l’électricité se rapporte à ce dernier point, puisqu’il s’agit d’une mesure de la quantité de gaz à effet de serre émis par kWh d’électricité produit. Cette dernière varie beaucoup d’un moyen de production à l’autre : la production basée sur les énergies fossiles est très carbonée à l’inverse des énergies renouvelables (ou EnR) et du nucléaire qui sont des énergies faiblement carbonées (Figure 1).
La production électrique d’un pays repose généralement sur un mélange de différents moyens de production ci-dessus : on parle de mix électrique.
En France, la répartition de la production d’électricité repose sur le mix présenté dans la Figure 2 ci-dessous :
Mais la production nationale ne suffit pas toujours à répondre seule aux besoins instantanés de consommation du pays : c’est pourquoi nous exportons/importons(2) de l’électricité avec nos pays voisins selon que le réseau produise respectivement trop ou pas assez d’électricité. L’intensité carbone de l’électricité consommées en France sur l’année est donc dépendante du mix électrique intérieur auquel il faut ajouter l’intensité carbone du mix électrique importé. Bilan, en France et pour l’année 2023, l’intensité carbone de l’électricité consommée en France fut en moyenne de 53 g eq. CO2/kWh(3). Cette intensité carbone est parmi les plus faible du monde. À titre de comparaison, la plus faible intensité de 2023 était de 16 g eq. CO2/kWh(3) pour le Nord de la Suède, tandis que la plus élevée était de 760 g eq. CO2/kWh(3) pour la Pologne.
Et le numérique dans tout ça ?
Le numérique est un grand consommateur d’électricité : en France, 10% de la consommation annuelle d’électricité viendrait de ce « secteur »(4). À l’échelle mondiale, si le numérique était un pays, il serait le 3e plus gros consommateur d’électricité au monde, juste derrière la Chine et les États-Unis(5). Et plus encore en réalité, car les études ici citées n’ont pu réunir des données sur certains périmètres du « secteur numérique » comme par exemple la fabrication des équipements, la gestion de la fin de vie de ces équipements ou encore la consommation des réseaux d’entreprises et de la récente explosion de l’intelligence artificielle (IA).
Il en résulte que les équipements informatiques (réseaux, terminaux utilisateurs et datacenters) n’ont pas le même impact sur le réchauffement climatique selon le pays dans lequel ils sont utilisés. Car un même équipement numérique, utilisé de la même manière en 2023 dans le Nord de la Suède plutôt qu’en Pologne, aurait eu 47,5x moins d’impact sur le réchauffement climatique !
L’intensité carbone du mix électrique est donc une donnée clef pour se diriger vers une utilisation plus durable du numérique.
💡 Astuce !
Si une entreprise vous annonce une empreinte carbone de consommation électrique inférieure à celle du pays où elle se situe (approche dite « location-based »), il s’agit à coup sûr de greenwashing !
Certaines entreprises, par exemple, affichent une empreinte nulle de leur consommation électrique parce qu’elles utilisent des EnR. Or, comme nous avons pu le voir plus haut, ces sources d’énergie sont certes faiblement carbonées mais ont une empreinte non nulle. D’autres entreprises achètent des certificats de garantie d’origine de l’électricité pour s’approprier de l’énergie « verte » d’une centrale en particulier, parfois située dans un autre pays. Cette approche est appelée en anglais « market-based ». Ceci est un pur et simple greenwashing, car on ne peut choisir les électrons qui viennent alimenter nos équipements… sauf à avoir une centrale à soi où l’on se branche directement. C’est pourquoi, en France, les accords d’électricité type PPA (pour Power Purchase Agreement) ne peuvent justifier le remplacement de l’intensité carbone du mix français par l’intensité plus faible de la source d’énergie concernée par le PPA.
Ayez donc toujours le réflexe Electricity Maps pour vérifier les dires des entreprises sur l’empreinte environnementale de leur consommation d’électricité.
(1) NREL (2021). Life Cycle Greenhouse Gas Emissions from Electricity Generation: Update.
(2) Données éCO2mix des échanges trans-frontaliers en temps-réel
(3) Données Electricity Maps pour la France en 2023
(4) Less-Perasso, E., Vateau, C., & Domon, F. (2022). Evaluation de l’impact environnemental du numérique en France et analyse prospective. Technical report, ADEME et ARCEP. (2e volet, p.95)
© Image d’illustration Vectorjuice, Freepik ;
Figure 1 et 2 réalisées avec des icônes de Konkapp et Freepik issues de Flaticon.
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Les données de la Figure 1 sont issues de la base empreinte de l’ADEME (Agence de la transition écologique) et du rapport 2021 du NREL (National Renewable Energy Laboratory, États-Unis).
Pour les données ADEME sur la Figure 1, l’intensité carbone pour l’éolien résulte d’une moyenne non pondérée entre l’intensité carbone de l’éolien terrestre et celle de l’éolien en mer. L’intensité carbone pour le photovoltaïque correspond à des panneaux fabriqués en Chine, ce qui est le défaut proposé par l’ADEME pour la France. Ces données présentent une certaine incertitude (données consultables gratuitement sur le site de l’ADEME).
Les données de la Figure 1 sont retranscrites dans le tableau ci-dessous :
| Moyen de production | Données ADEME (g eq. CO2 / kWh) |
Données NREL (g eq. CO2 / kWh) |
| Nucléaire | 3,70 | 13 |
| Hydraulique | 6,00 | 21 |
| Éolien | 14,9 | 13 |
| Photovoltaïque | 43,9 | 43 |
| Gaz | 418 | 486 |
| Fioul | 730 | 840 |
| Charbon | 1060 | 1001 |
Les données de la Figure 2 sont issues du bilan électrique de 2023 de RTE.
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Les nouveaux appareils électroniques sont toujours plus puissants, proposent toujours plus de fonctionnalités, et sont, parfois, plus performants énergétiquement que les modèles plus anciens. C’est pourquoi, lorsqu’on reçoit la nouvelle offre promotionnelle de notre opérateur pour remplacer son smartphone par le dernier modèle, la tentation est grande. Après tout, si le nouveau modèle consomme moins d’énergie, c’est aussi un bon geste pour la planète de l’acheter, non ? Alors, bonne ou mauvaise idée ?
Un smartphone, comme tout autre appareil électronique, génère une empreinte environnementale à chaque étape de son cycle de vie :
- l’extraction des matières premières nécessaires à sa fabrication est polluante à plusieurs niveaux, (l’extraction reste toujours nécessaire car on ne sait pas, et il semble qu’on ne saura jamais, tout recycler dans un smartphone, notamment la microélectronique)
- son transport et son utilisation induisent des émissions de gaz à effets de serre,
- la gestion des déchets est également génératrice d’impact, toutefois elle sera ici nulle de par l’hypothèse d’un smartphone actuel encore pleinement fonctionnel, donc réutilisable sans reconditionnement.
La question est alors de savoir si les économies d’énergie réalisées grâce au nouveau modèle sont suffisamment importantes pour compenser les impacts de son transport et de sa fabrication.
Concernant les émissions de gaz à effet de serre (GES), les connaissances actuelles indiquent qu’en France l’utilisation de son smartphone compte pour moins de 1 % des émissions de GES de l’appareil(1). Ainsi, pour amortir les émissions de GES liées à la fabrication d’un nouveau smartphone qui consomme 20 % d’électricité en moins que le modèle précédent, il faudrait… 1680 ans !
1680 ans : C’est le temps qu’il faut pour amortir la fabrication d’un nouveau smartphone qui consomme 20 % de moins que le modèle précédent, lorsqu’il est utilisé en France.
Mais ce résultat est un peu différent si on regarde ce qui se passe dans d’autres pays, comme aux États-Unis, où l’intensité carbone du mix électrique est plus élevée qu’en France. Il faut ainsi 442 ans pour amortir la fabrication d’un nouveau smartphone qui consomme 20 % de moins d’électricité que le modèle précédent, lorsque les recharges sont effectuées aux États-Unis.
Ces résultats diffèrent également pour d’autres appareils du quotidien qui consomment plus d’électricité pour fonctionner, comme par exemple nos télévisions. Pour ces dernières, les émissions de GES liées à la phase d’utilisation peuvent dépasser de beaucoup celles liées à leur fabrication. Pour un nouveau modèle de télévision qui consomme 20 % de moins que le précédent, il faudra ainsi compter environ 24 ans en France pour amortir les émissions de GES de la fabrication, et 6 ans aux État-Unis.
On pourrait donc penser que, pour certains appareils et dans certains pays, renouveler son équipement est un geste écoresponsable. Cependant, quel que soit le pays d’utilisation, le renouvellement d’un appareil électronique n’est jamais rentable écologiquement parlant, car il est essentiel de garder en tête que l’impact environnemental de nos appareils électroniques ne se limite pas aux émissions de gaz à effet de serre. Et parmi les autres critères d’impact (eau, pollution des sols, …), l’extraction toujours nécessaire de métaux pour la fabrication est critique car ces ressources sont non renouvelables et très peu, voire pas du tout, recyclables notamment pour la microélectronique (microprocesseur, mémoire, etc). L’état de pénurie arriverait dans les 10 à 20 prochaines années selon certaines estimations (article à venir sur ce sujet).
Dans un soucis de durabilité, il est donc capital de limiter au maximum l’extraction de minerais. C’est pourquoi il est essentiel de faire durer nos appareils le plus longtemps possible et, lorsqu’il nous est nécessaire de changer d’appareil, d’opter pour un appareil reconditionné !
💡 Astuce !
Votre ordinateur « rame » ? Plutôt que de le changer, optez pour un système d’exploitation libre tel que Linux ! Vous retrouvez le plaisir de la performance de votre ordinateur lorsque vous l’avez eu pour la première fois en main.
Et si vous avez peur de devoir taper des lignes de code dans un terminal, rassurez-vous c’est fini depuis quelques temps déjà. Et parmi les différentes nuances (on parle plutôt de « distributions ») existantes, la dernière version 24.04 de la distribution Ubuntu vous donnera même des airs de Mac à votre machine 😎.
(1) Données datavizta.boavizta.org
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Les calculs pour les durées d’amortissement des émissions de gaz à effet de serre ont été réalisés sur la base des données datavizta.boavizta.org permettant d’obtenir une estimation des émissions de GES (en kg eq. CO2) pour les phases de fabrication (extraction des matières premières incluse) et d’utilisation de différents équipements.
À partir de ces données, les dates d’amortissement sont calculées à partir de la formule suivante :
t = GESfabrication / (GESutilisation x GESreduc)
Où :
• t est le nombre d’années à partir duquel les gains d’émissions de GES à l’utilisation sont égaux à la quantité de GES émis lors de la fabrication du nouvel équipement,
• GESfabrication est la quantité de GES émis lors de la fabrication du nouvel équipement,
• GESutilisation est la quantité annuelle de GES émis lors de l’utilisation de l’équipement dans un pays donné, à raison de 7h d’utilisation quotidienne,
• GESreduc est le facteur de réduction des émissions de GES à l’utilisation grâce au nouvel appareil (20 % dans l’exemple de l’article)
Les durées d’amortissement calculées sont des estimations et présentent un certain nombre de limites. Certaines phases du cycle de vie, comme le transport, ne sont pas prises en compte. De plus, les données sur lesquelles sont basés les calculs présentent de l’incertitude. En particulier, datavizta.boavizta.org utilise des données de la base impact de l’ADEME, pour lesquelles l’incertitude est quantifiée (données consultables sur le site de l’ADEME).
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