Comment le Bitcoin pourrait réduire ses émissions

Depuis les débuts du réseau Bit­coin en jan­vier 2009, les jetons (« tokens ») émis par le réseau (les bit­coins), n’ont ces­sé de prendre de la valeur, pas­sant de 0 à 43,144 dol­lars (au 21 sep­tembre 2021). On dénombre aujourd’hui plus de 10 000 cryp­to­mon­naies, mais le bit­coin demeure la plus impor­tante, avec une capi­ta­li­sa­tion de 800 mil­liards de dol­lars – soit 44 % de la capi­ta­li­sa­tion de toutes les cryp­to­mon­naies. La valeur du jeton est cepen­dant extrê­me­ment vola­tile, et rien ne garan­tit qu’elle conti­nue­ra à aug­men­ter ; cer­tains éco­no­mistes, comme le prix Nobel d’é­co­no­mie Jean Tirole, consi­dèrent ain­si qu’il s’agit d’une bulle sur le point d’éclater¹.

Jean-Paul Dela­haye, mathé­ma­ti­cien et pro­fes­seur d’in­for­ma­tique, a sui­vi de près l’ex­plo­sion des cryp­to­mon­naies au cours de la der­nière décen­nie. Pour lui, l’énorme consom­ma­tion éner­gé­tique du bit­coin est absurde, parce qu’elle serait uni­que­ment due à des erreurs de concep­tion dans le pro­to­cole de fonc­tion­ne­ment du réseau. Des solu­tions à ces pro­blèmes ont depuis été trou­vées et mises en œuvre par d’autres pro­jets de cryp­to­mon­naies, et seule une spé­cu­la­tion mal­saine per­met­trait d’expliquer la per­sis­tance d’un cours du bit­coin aus­si élevé.

Vous êtes un expert du bit­coin, pou­vez-vous rapi­de­ment nous expli­quer son fonctionnement ?

Jean-Paul Dela­haye. L’émission et la cir­cu­la­tion des bit­coins sont gérées par un réseau d’or­di­na­teurs qui fonc­tionne de façon décen­tra­li­sée (réseau peer-to-peer). Ce réseau a été conçu par une ou plu­sieurs per­sonnes dont l’i­den­ti­té est encore incon­nue, mais qui agissent sous le pseu­do­nyme de Sato­shi Naka­mo­to. Chaque ordi­na­teur du réseau détient une copie de la « blo­ck­chain », un fichier réca­pi­tu­lant l’ensemble des infor­ma­tions sur le conte­nu de tous les comptes bit­coins et de toutes les tran­sac­tions effec­tuées sur le réseau.

Pour encou­ra­ger de nou­veaux ordi­na­teurs à par­ti­ci­per à la ges­tion du réseau bit­coin, une récom­pense est dis­tri­buée toutes les 10 minutes à l’un d’eux, grâce à la créa­tion ex-nihi­lo de nou­veaux jetons. Cette récom­pense – qui était de 50 bit­coins au début, puis de 25, de 12,5, et désor­mais de 6,25 (soit 270 000 dol­lars au 21 sep­tembre 2021) – est attri­buée au gagnant d’un concours de cal­cul, appe­lé « preuve de tra­vail » (proof of work). Nous connais­sons ce pro­ces­sus sous le nom de « minage », et c’est jus­te­ment ce pro­ces­sus qui implique une impor­tante dépense d’élec­tri­ci­té. Les ordi­na­teurs qui tentent de rem­por­ter le prix sont appe­lés « mineurs de bitcoins ».

Cette consom­ma­tion d’énergie est pro­blé­ma­tique pour deux rai­sons. D’abord parce qu’elle est deve­nue énorme avec le temps, mais éga­le­ment parce qu’elle est inutile : il existe d’autres méthodes d’at­tri­bu­tion de la prime, comme la « preuve d’en­jeu » (proof of stake), qui ne néces­sitent pas de fortes dépenses énergétiques.

Quelles sont vos esti­ma­tions sur la consom­ma­tion d’éner­gie actuelle du réseau Bitcoin ?

Nous pou­vons esti­mer la puis­sance cumu­lée de tous les mineurs avec pré­ci­sion car le temps moyen de minage d’un bloc en dépend². Cet été, cela s’élevait à 120x10¹⁸ hashs par seconde (1 hash = 1 cal­cul de la fonc­tion SHA256³). Aujourd’­hui, la meilleure machine pour cal­cu­ler des hashs est l’Ant­mi­ner S19 Pro, capable de cal­cu­ler 110 Tera­Hashs par seconde, pour une puis­sance élec­trique de 3 250 W⁴. Si l’on sup­pose que tous les mineurs de Bit­coin uti­lisent cet outil (ce qui est bien sûr très opti­miste, car il existe encore de nom­breux outils de minage néces­si­tant davan­tage d’élec­tri­ci­té par hachage), un simple cal­cul peut nous indi­quer com­bien de TWh/an le réseau Bit­coin consomme :

Ce résul­tat est conforme aux esti­ma­tions de Digi­co­no­mist (34 TWh/an)⁵ et du Cam­bridge Bit­coin Ener­gy Consump­tion Index (31,7 TWh/an)⁶. Il ne peut être infé­rieur, et ceux qui le contestent ne sont pas sérieux. Par consé­quent, chaque année, le réseau Bit­coin uti­lise (au moins) autant d’élec­tri­ci­té que celle pro­duite par quatre réac­teurs nucléaires en un an, et (au moins) autant que toutes les éoliennes de France. Ce n’est pas une hypo­thèse, c’est une certitude !

Il faut éga­le­ment sou­li­gner que ce chiffre est obte­nu sans prendre en compte la consom­ma­tion éner­gé­tique des mineurs les plus anciens (qui sont moins effi­caces), du refroi­dis­se­ment des machines dans les fermes de minage et de la pro­duc­tion des ordi­na­teurs. Tout cela signi­fie que nous devrions dou­bler ou même tri­pler l’es­ti­ma­tion minimale !

La Chine a récem­ment inter­dit le minage de bit­coin sur son ter­ri­toire. Pour­quoi cette déci­sion, et quelles en seront les conséquences ?

Jus­qu’à très récem­ment, la Chine concen­trait près de 60 % des centres de minage de bit­coins, notam­ment parce que son élec­tri­ci­té était bon mar­ché. Cepen­dant, le gou­ver­ne­ment chi­nois a presque tota­le­ment inter­dit cette pra­tique. Il y a plu­sieurs expli­ca­tions à cela, l’une d’entre elles étant que la Chine ne veut pas que ses citoyens ou ses entre­prises uti­lisent des cryp­to­mon­naies pour concur­ren­cer le yuan ou pour blan­chir de l’argent. Une autre expli­ca­tion se trouve dans l’objectif de réduire des émis­sions de CO₂ du pays, mis à mal par la forte consom­ma­tion d’électricité du minage. Aujourd’­hui, l’éner­gie uti­li­sée pour miner du bit­coin n’est pas du tout verte. Les mineurs n’y ont pas d’in­té­rêt par­ti­cu­lier. Ce qui leur importe, c’est de payer le kWh le moins cher pos­sible – ils se moquent de savoir si cette éner­gie est renou­ve­lable ou non.

C’est pour cette rai­son que les centres de minage ont été inci­tés à se dépla­cer vers d’autres pays, où les prix de l’élec­tri­ci­té sont suf­fi­sam­ment bas pour res­ter ren­tables. En France ou en Alle­magne, par exemple, l’élec­tri­ci­té est trop coû­teuse (de l’ordre de 0,15 à 0,20 $ par kWh). Aux États-Unis ou au Cana­da, ces prix sont, au contraire, beau­coup plus abor­dables (envi­ron 0,03–0,05 $ par kWh dans cer­tains cas). Aux États-Unis, au Cana­da et en Islande, les bar­rages hydro­élec­triques per­mettent de faire bais­ser le prix de l’électricité, et les fermes de minage de bit­coins sont par consé­quent sou­vent construites à proxi­mi­té. D’ailleurs, lorsque le prix du bit­coin aug­mente, cela peut même avoir pour effet de faire rou­vrir d’an­ciennes cen­trales élec­triques au char­bon !⁷

Il est impor­tant de com­prendre que plus le prix du bit­coin aug­mente, plus les mineurs sont prêts à payer pour miner. Donc si le prix du bit­coin aug­men­tait d’un fac­teur 20 (ce qui est un mini­mum pour qu’il puisse concur­ren­cer le dol­lar ou l’euro), alors l’élec­tri­ci­té allouée au réseau bit­coin serait elle aus­si sus­cep­tible d’augmenter d’un fac­teur 20. Il n’y aura jamais plus de 21 mil­lions de bit­coins en cir­cu­la­tion (cette limite est ins­crite dans le pro­to­cole de base du réseau), et la valeur dis­po­nible en bit­coins ne peut donc aug­men­ter que si le prix du jeton aug­mente. Je ne pense pas que la consom­ma­tion d’éner­gie du bit­coin puisse être mul­ti­pliée par 20 sans que les gou­ver­ne­ments ne s’en mêlent et n’instaurent des régle­men­ta­tions. De plus, si la demande des mineurs était mul­ti­pliée par 20, le prix de l’électricité aug­men­te­rait de façon consé­quente pour tout le monde, ce qui ne serait tout sim­ple­ment pas accep­table. Je pense plu­tôt que, petit à petit, les cryp­to­mon­naies uti­li­sant de meilleurs pro­to­coles vont prendre le des­sus. Et en réa­li­té, c’est déjà le cas : l’im­por­tance rela­tive du bit­coin dimi­nue, pas­sant de 68,2% il y a un an à 44% aujourd’­hui. Même les spé­cu­la­teurs qui détiennent du bit­coin se rendent pro­gres­si­ve­ment compte qu’il est condam­né à moyen terme et qu’ils devraient parier ailleurs !