5G : amélioration ou aggravation du bilan carbone ?

La 5G ¹² est un nou­veau stan­dard tech­no­lo­gique qui intègre 10 ans de R&D dans le domaine des com­mu­ni­ca­tions cel­lu­laires en matière de débit, de latence, de den­si­té de connexion, mais aus­si de sécu­ri­té des com­mu­ni­ca­tions et d’efficacité éner­gé­tique (moins d’énergie pour une quan­ti­té de don­nées trans­por­tées constante). Les amé­lio­ra­tions viennent des évo­lu­tions des antennes et du trai­te­ment des ondes radio avec de nou­velles tech­no­lo­gies comme celles des antennes mas­sives MIMO³, qui per­mettent notam­ment d’exploiter des fré­quences radio ayant des capa­ci­tés plus impor­tantes afin d’atteindre des débits plus éle­vés, tout en main­te­nant plus de connexions simultanées.

La conver­gence des réseaux télé­coms avec les réseaux infor­ma­tiques s’appuie sur des socles de logi­ciels com­muns et bana­li­sés, comme sur des tech­niques telles que le sli­cing ou le edge com­pu­ting. Cela­com­plète la pano­plie des inno­va­tions de la 5G pour des usages plus fiables et plus flexibles. Cette tech­no­lo­gie apporte ain­si des avan­cées impor­tantes pour de nom­breuses appli­ca­tions comme l’usine ou les ter­ri­toires connec­tés, les trans­ports col­lec­tifs ou indi­vi­duels, la logis­tique, etc.

Bien que l’arrivée de la 5G s’accompagne d’inquiétudes dans le domaine sani­taire (expo­si­tion aux ondes), et de ques­tion­ne­ments autour de la sécu­ri­té ou de la sou­ve­rai­ne­té, nous nous inté­res­se­rons plu­tôt à son enjeu capi­tal. Celui d’arriver à tirer les béné­fices de la 5G tout en maî­tri­sant ses impacts envi­ron­ne­men­taux, en d’autres termes, de récon­ci­lier connec­ti­vi­té numé­rique et dura­bi­li­té. Ce qui conduit à consi­dé­rer plus géné­ra­le­ment la sobrié­té envi­ron­ne­men­tale du numérique.

Quels sont concrè­te­ment les impacts de la 5G sur l’environnement ? Une ana­lyse du cycle de vie nous conduit à consi­dé­rer trois grandes phases : la fabri­ca­tion des équi­pe­ments (avec un impact sur la consom­ma­tion de matières pre­mières comme l’eau ou les terres rares et dans une cer­taine mesure une consom­ma­tion éner­gé­tique plus ou moins car­bo­née géné­rant des gaz à effet de serre), leur uti­li­sa­tion (prin­ci­pa­le­ment consom­ma­trice d’énergie) et, enfin, la ges­tion de leur fin de vie (la pro­duc­tion de déchets). Pour sim­pli­fier, nous nous concen­tre­rons ici prin­ci­pa­le­ment sur la consom­ma­tion éner­gé­tique, mais il faut bien gar­der à l’esprit que ce n’est qu’une facette de l’empreinte envi­ron­ne­men­tale de cette tech­no­lo­gie, comme du numé­rique en général.

Si avec le déploie­ment effec­tif de la 5G, la ques­tion du non-déploie­ment devient rhé­to­rique, les études de déploie­ment et de non-déploie­ment nous per­mettent d’aborder des ques­tions essen­tielles : com­ment allons-nous conti­nuer à déve­lop­per cette tech­no­lo­gie et com­ment allons-nous nous l’approprier ? Ces ques­tions sont d’actualité alors que les véri­tables dis­rup­tions comme le stand-alone, le sli­cing ou l’edge com­pu­ting sont encore devant nous, et que les condi­tions du déploie­ment dans la bande 26 GHz sont encore à l’étude.

Où se concentrent les effets de la 5G sur l’environnement ?

• Le déploie­ment de la 5G conduit à chan­ger des équi­pe­ments. Les coûts de pro­duc­tion de ces équi­pe­ments (sur­tout ceux de renou­vel­le­ment pré­ma­tu­ré des ter­mi­naux) peuvent peser lour­de­ment dans l’empreinte envi­ron­ne­men­tale de la technologie.
• A contra­rio, le non-déploie­ment de la 5 G aurait conduit à la den­si­fi­ca­tion du réseau 4G, donc aus­si à la pro­duc­tion d’équipements, vrai­sem­bla­ble­ment en plus grand nombre pour les réseaux, et sur­tout des sur­coûts éner­gé­tiques de fonc­tion­ne­ment, car, à volume de don­nées constant, la 5 G est plus efficace.
• Ce qui com­plique tout, c’est que le pas­sage à la 5G pour­rait encou­ra­ger des usages exces­sifs de débit par un effet de rebond dif­fi­cile à quantifier.

Selon les hypo­thèses que l’on for­mule, on obtient des résul­tats radi­ca­le­ment différents.

Le rap­port du Haut Conseil pour le Cli­mat⁴ envi­sage ce que pour­rait être l’empreinte car­bone du numé­rique selon plu­sieurs variantes de déploie­ment et non-déploie­ment de la 5 G. Si l’incertitude est impor­tante, les scé­na­rios concluent tous que le déploie­ment de la 5G engendre une crois­sance impor­tante de cette empreinte, prin­ci­pa­le­ment du fait de l’accroissement du nombre d’objets connec­tés au réseau.

Une étude menée par un comi­té d’experts auquel par­ti­cipent les prin­ci­paux four­nis­seurs d’équipement réseaux et les quatre opé­ra­teurs mobiles métro­po­li­tains, et dont l’Arcep assure le secré­ta­riat, apporte un éclai­rage plus détaillé sur cette ques­tion⁵. On constate que le déploie­ment de la 5G per­met aux réseaux mobiles d’être beau­coup plus sobres dans les zones denses. En revanche, dans les zones à faible den­si­té, à courts et moyens termes, ce serait plu­tôt l’effet contraire.

Il est dif­fi­cile d’analyser les effets de la 5G en l’isolant du reste de l’écosystème numé­rique, car chaque tech­no­lo­gie, mobile ou filaire, est uti­li­sée dans une imbri­ca­tion tou­jours plus forte de l’informatique et des réseaux. C’est toute la consom­ma­tion éner­gé­tique du numé­rique qu’il faut chal­len­ger. La dif­fi­cul­té de déga­ger des cer­ti­tudes dans ce domaine met en évi­dence un grand besoin d’évaluations pré­cises de la consom­ma­tion éner­gé­tique. De telles éva­lua­tions sont indis­pen­sables pour gui­der les poli­tiques publiques, mais éga­le­ment le com­por­te­ment des uti­li­sa­teurs et les choix des entreprises.

L’Arcep s’est inves­tie sur ces sujets en 2020 en ouvrant la pla­te­forme « Pour un numé­rique sou­te­nable » et en orga­ni­sant un débat public dans une démarche d’échange et de concer­ta­tion avec les acteurs. Les grands outils pour réa­li­ser de telles éva­lua­tions sont les ana­lyses en cycle de vie, qui se nour­rissent de toutes les connais­sances scien­ti­fiques accu­mu­lées dans un domaine pour défi­nir des métho­do­lo­gies robustes, et des don­nées amas­sées pour nour­rir les analyses.

Dans ce cadre, l’autorité a démar­ré des pro­grammes concrets, notamment :

1. Une étude est menée avec l’ADEME pour quan­ti­fier l’empreinte envi­ron­ne­men­tale du numé­rique aujourd’hui et à l’horizon 2030 et 2050, avec un pre­mier rap­port au Gou­ver­ne­ment atten­du en 2022. Il s’agit de défi­nir une métho­do­lo­gie et des indi­ca­teurs qui per­mettent de réa­li­ser une telle quantification.
2. L’Arcep col­lecte déjà des don­nées envi­ron­ne­men­tales auprès des opé­ra­teurs de com­mu­ni­ca­tions élec­tro­niques depuis 2020. Mais des don­nées de tous les acteurs du monde numé­rique sont néces­saires : équi­pe­men­tiers, four­nis­seurs d’accès, opé­ra­teurs de centres de don­nées, etc. On peut d’ailleurs noter qu’une loi visant à ren­for­cer la régu­la­tion envi­ron­ne­men­tale du numé­rique par l’Arcep, dépo­sée par le séna­teur Patrick Chaize, et qui élar­git le pou­voir de col­lecte de l’Arcep, vient tout récem­ment d’être adoptée.

Enfin, il faut prendre en compte les effets posi­tifs de la 5G. Bien sûr, cer­tains insistent sur ces « exter­na­li­tés posi­tives » pour ne pas trop avoir à se sou­cier des effets néga­tifs. Mais l’ambition de nos objec­tifs concer­nant la réduc­tion de gaz à effet de serre est telle que la réduc­tion de la consom­ma­tion éner­gé­tique du sec­teur des télé­com­mu­ni­ca­tions est une néces­si­té, aus­si impor­tants que puissent être des effets posi­tifs. Il revient aux auto­ri­tés de fixer des objec­tifs de sobrié­té sans pour autant frei­ner l’innovation qui pour­rait abou­tir à des gains envi­ron­ne­men­taux par ailleurs dans les autres sec­teurs qui s’appuient sur le numé­rique pour réa­li­ser leur tran­si­tion écologique.