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.