Impact environnemental de la Fourniture d’Accès à Internet en France : réseaux fixes et mobiles

Chiffres clés : 2,2 Mt CO₂ pour les réseaux télécoms en France – analyse et Solutions

La loi Anti-gaspillage pour une économie circulaire (AGEC) demande à chaque opérateur télécom de communiquer à leurs consommateurs, les émissions de CO₂ par quantité de donnée transférée sur leur réseau. En concertation avec l’Arcep et les principaux opérateurs, l’ADEME a développé une méthodologie d’évaluation des impacts environnementaux des services de fourniture d’accès à internet. L’agence a ensuite voulu tester cette méthodologie en accompagnant les opérateurs, afin de la mettre à jour pour en faciliter son utilisation. En plus de tester l’applicabilité du référentiel, cette étude a permis une première étude spécifique à l’impact des réseaux en France. En 2022, les impacts du réseau télécom en France étaient de 2,2 Mt éq. CO₂, et représentaient 0,4% de l’empreinte carbone totale de la France. L’impact du réseau fixe est en majorité dû à la fabrication et l’impact du réseau mobile est principalement dû à la phase d’utilisation. Pour les deux types de réseaux, ce sont les équipements d’accès au réseau qui concentrent la majorité des impacts, du fait de leur nombre. Pour finir, l’ADEME propose des pratiques permettant de réduire les impacts environnementaux du réseau, pour chaque tiers.

Pourquoi évaluer l’impact environnemental des FAI ? Contexte et enjeux de la Loi AGEC

L’étude a été réalisée par Resilio en 2023, sous la supervision de l’ADEME, dans le cadre d’une action collective avec des opérateurs télécom (Orange, Bouygues Telecom, Iliad, SFR, Adista et Telecoop).

Contexte et enjeux de la Loi AGEC pour les opérateurs Télécoms

Les réseaux de télécommunication sont indispensables aux services numériques : ils permettent la connexion de tous·tes les utilisateur·ices entre eux et avec les centres de données. Pourtant, ils sont quasiment invisibles et relativement mal connus des utilisateur·ices. Ils participent ainsi à donner une impression d’immatérialité du numérique notamment via les réseaux mobiles, où se sont des ondes électromagnétiques qui transportent les données. Mais si elle n’est pas visible par l’utilisateur·ice, car bien gérée par les opérateurs, la matérialité de l’infrastructure réseau est bien réelle. Depuis le 1er janvier 2024, l’article 13 de la loi AGEC exige que les opérateurs télécoms en France communiquent aux abonné·es les émissions de gaz à effet de serre, en grammes de CO₂ émis par ko (kilo octet) de donnée, spécifique à leur réseau. Chaque opérateur doit déterminer ce chiffre à partir d’une méthodologie commune fournie par l’ADEME. Les travaux ont débuté fin 2020, à l’initiative de l’ADEME, avec les principaux opérateurs (Orange, Bouygues, Iliad et SFR) et l’Arcep. La première étape a consisté à développer une méthodologie, basée sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), pour modéliser et évaluer les impacts environnementaux d’un service de fourniture d’accès à internet (FAI). Elle s’est conclue par la publication du Référentiel de Catégorie de Produit (RCP) FAI. La méthodologie a ensuite été mise en pratique, via une étude des réseaux des opérateurs.

Objectifs de l’étude

En se basant sur le RCP FAI, l’étude vise à évaluer les impacts environnementaux de la fourniture d’accès internet en France via des réseaux fixes et mobiles. La modélisation effectuée dans l’étude est réalisée à partir de l’agrégation des données spécifiques aux opérateurs et de données spécifiques et génériques issues des bases de données (NégaOctet et EcoInvent) et de la littérature. En parallèle, des travaux sont menés pour mettre à jour le RCP FAI sur la base des retours d’expérience dans le cadre de l’étude. Finalement, cette première étude permet de dégager les principaux axes d’action pour améliorer notre connaissance du réseau. C’est également l’occasion de définir les travaux complémentaires qu’il serait nécessaire de mener ensuite.

Réseau : quelques définitions

On considère deux grandes catégories de réseaux :

• Les réseaux fixes : ils permettent d’accéder à internet depuis un lieu fixe via une connexion filaire (logement personnel, lieu de travail, bâtiment accueillant du public, etc.). On y trouve principalement :
  • Technologie xDSL – ou cuivre
  • La fibre (FTTx), plus récemment.
• Les réseaux mobiles : ils permettent l'utilisation d’équipements sans fil sur tout le territoire, avec la transmission de la voix et de données à l'aide d'ondes radioélectriques. Ce sont les systèmes connus sous le nom de 2G, 3G, 4G et 5G.

D’autres technologies existent, comme les constellations de satellites, mais elles sont exclues de l’étude car elles représentent encore une faible proportion du trafic et très peu de données sont disponibles sur les impacts environnementaux associés.

Comment évaluer l’empreinte carbone des réseaux internet? Méthodologie ACV et périmètre d’étude

Périmètre de l’étude : réseaux fixe et mobile en France hexagonale

L’étude est réalisée sur le périmètre de la France hexagonale avec les données de l’année 2022. Elle inclut toute l’infrastructure réseau gérée par les opérateurs français, sans les réseaux de transit de l’internet à l’international (hors périmètre), comme présenté Fig. 1. Elle inclut ainsi :

• Pour le réseau fixe : de la box internet de l’abonné·e jusqu’au cœur de réseau,
• Pour le réseau mobile : de l’antenne jusqu’au cœur de réseau (smartphone non pris en compte).

On considère également les équipements réseaux et une partie du génie civil (tranchées, supports pour les antennes, etc.). Se référer à l’étude pour plus de détails sur l’inventaire du cycle de vie.

Méthodologie ACV : comment évaluer l’impact sur la totalité du Cycle de Vie

Cette étude suit la méthodologie d’ACV, elle prend donc en compte toutes les étapes du cycle de vie (fabrication, distribution, installation, utilisation et fin de vie) des équipements et des infrastructures. Comme toutes les ACV, l’étude se base sur une unité fonctionnelle (UF). Il s’agit de l’unité de mesure utilisée pour évaluer le service rendu. Dans cette étude, l’UF est :

« Fournir l’accès à Internet à tous·tes les utilisateur·ices situé·es sur l’ensemble du territoire de la France métropolitaine durant 1 an. »

 Figure 1 - Schéma fonctionnel pour la fourniture d’accès à internet

Méthode des flux vs méthode parc : comparaison des approches

Le RCP FAI applique l’allocation par la « méthode des flux » (paragraphe 3.3.), qui peut entrainer des variations significatives des impacts d’une année sur l’autre. Pour cette raison, la méthode d’allocation généralement utilisée en ACV est la « méthode parc », qui amortit les impacts sur la durée de vie des équipements. Les deux méthodes sont utilisées dans l’étude afin de comparer les résultats. Dans ce résumé, seuls les résultats de la « méthode parc » sont présentés.

Réseau fixe vs mobile : lequel a le plus d’impact ? Résultats et comparaisons par abonné

Les indicateurs environnementaux

Seuls les indicateurs de changement climatique et d’extraction des ressources, métaux et minéraux sont présentés ici par souci de simplicité.

• Le changement climatique est exprimé en tonne équivalent CO₂, abrégé t éq. CO₂ et l’indicateur a pour acronyme GWP pour Global Warming Potential ;
• L’extraction des ressources, métaux et minéraux est exprimée en tonne équivalent antimoine, abrégé t éq. Sb. Cet indicateur évalue la quantité de ressources minérales et métalliques extraites de la nature comme s'il s'agissait d'antimoine ; il a pour acronyme ADPe, pour Abiotic Depletion Potential (non fossile).

L’étude a été menée sur 16 indicateurs environnementaux.

Réseau fixe : l’équivalent de la fabrication de 29,1 millions de smartphones

Pour résumer, en France en 2022, le réseau fixe correspond à :

• 31,9 millions d’abonné·es ;
• 68 Exaoctets (1018 octets, 68 millions de To) de données consommées ;
• Un impact sur le changement climatique de 1,61 Mt eq. CO₂ :
  • Supérieur à la somme des impacts associés aux secteurs de la santé, de l’éducation et des services publics réunis (1,1 Mt eq. CO₂) ;
  • Équivalent aux émissions de CO₂ directes d’un parc d’environ 1,36 million de véhicules particuliers.
• Un impact sur l’extraction des ressources, métaux et minéraux de 76,4 t éq. Sb, ce qui correspond à :
  • La fabrication d’environ 29,1 millions de smartphones ;
  • 382 millions de tonnes de terre excavée.

Réseau mobile : l’équivalent de l’émission en CO₂ de 499’000 véhicules de particuliers

De la même manière le réseau mobile correspond à :

• 82,6 millions d’abonné·es ;
• 11,2 Exaoctets de données consommées ;
• Un impact sur le changement climatique de 0,59 Mt éq. CO₂, équivalent à :
  • 54% des impacts des secteurs de la santé, de l’éducation et des services publics réunis (1,1 MT éq.CO₂) ;
  • Aux émissions de CO₂ directes d’un parc d’environ 499’000 véhicules particuliers.
• Un impact sur l’extraction des ressources, métaux et minéraux de 24,5 t éq. Sb, ce qui correspond à :
  • L’impact de la fabrication de 9,3 millions de smartphones ;
  • 123 millions de tonnes de terre excavée.

Répartition des impacts par étape du cycle de vie (fabrication, utilisation, etc.)

Ainsi, à l’échelle de la France, le réseau fixe a des impacts en moyenne 2,3 fois plus grands que le réseau mobile. Il transporte toutefois 6 fois plus de données. De plus, lorsque l’on regarde la répartition selon les étapes du cycle de vie, Fig. 2, les impacts sont plutôt concentrés dans la fabrication pour le réseau fixe et dans l’utilisation pour le réseau mobile.

 

Figure 2 - Répartition des impacts du réseau fixe par étape du cycle de vie avec la méthode parc

 

 

Figure 3 – Répartition des impacts du réseau mobile par étape du cycle de vie avec la méthode parc

 

 

Impact par abonné.e : combien de CO₂ pour 1 Go de données ?

En termes d’impacts par an et par abonné·e en 2022, l’étude aboutit aux résultats suivants :

• En moyenne, sur le réseau fixe, un·e abonné·e consomme 2290 Go de données et a un impact de :
  • 54,1 kg éq. CO₂
  • 2,58 g éq. Sb
• En moyenne sur le réseau mobile, un·e abonné·e consomme 141 Go de données et a un impact de :
  • 7,47 kg éq. CO₂,
  • 0,31 g éq. Sb

A noter que la consommation est plus élevée pour le réseau fixe car un·e abonné·e fixe peut représenter une personne seule ou un foyer avec plusieurs utilisateur·ices. Les impacts unitaires des deux types de réseaux sont donc difficiles à comparer. Pour rappel, le budget carbone soutenable annuel par personne, se situe entre 800 kg éq. CO₂ et 2 t éq. CO₂, selon la méthode et les objectifs appliqués (limites planétaires du JRC ou Accords de Paris).

Équipements d’accès au réseau : pourquoi concentrent-ils 80% des impacts ?

Pour le réseau fixe comme pour le réseau mobile, c’est la partie des équipements permettant l’accès de l’utilisateur·ice au réseau qui concentre la majorité des impacts pour tous les indicateurs (> 80%). Cela correspond à la boucle locale (fibre), aux box internet pour le réseau fixe et aux amplificateurs radio (RAN sur le schéma) et Base Band Unit pour le réseau mobile. Ces résultats s’expliquent par le volume d’équipements très important associé à ces catégories. On peut donc retenir les principaux résultats suivants :

• Avec 31,9 millions d’abonnés consommant 68 Exaoctets de données, le réseau fixe a entrainé les émissions de 1,61 Mt eq. CO₂ et l’extraction des ressources, métaux et minéraux de 76,4 t éq. Sb ;
• Avec 82,6 millions d’abonnés consommant 11,2 Exaoctets de données, le réseau mobile a entrainé l’émission de 0,59 Mt éq. CO₂ et l’extraction des ressources, métaux et minéraux de 24,5 t éq. Sb ;
• A l’échelle globale, le réseau fixe a des impacts en moyenne 2,3 fois plus importants que le réseau mobile (ce chiffre est à considérer dans l’absolu, en gardant à l’esprit que les deux services sont différents) ;
• Ce sont les équipements de connexion des utilisateur·ices au réseau qui représentent la majorité des impacts pour les deux types de réseaux et l’ensemble des indicateurs.

Les défis de l’évaluation : données manquantes et approximations

Il s’agit de la première analyse focalisée uniquement sur le réseau à l’échelle de la France, ou d’un quelconque autre pays, appliquant cette méthode ACV. Elle permet de comprendre en détail l’infrastructure et la modélisation du réseau. Cependant, certains aspects sont moins maitrisés que d’autres et ont ainsi fait l’objet d’approximation ou d’exclusion.

Quels équipements et réseaux ont été exclus ?

Les limites les plus importantes sont les suivantes:

• L’exclusion de plusieurs catégories d’équipements mobiles à cause d’un manque de données d'impacts du cycle de vie les concernant. Des modélisations spécifiques ou des approximations ont été réalisées.
• L’exclusion de certains types de réseau du fait d’un manque de données les caractérisant, notamment les connexions d’accès sans fil fixe (FWA) et l’accès à internet par satellite. Cela sous-estime l’impact global du réseau.
• Les incertitudes sur le nombre d’équipements et leur durée de vie dues aux difficultés rencontrées par les opérateurs lors de la collecte de données. Des estimations ont été utilisées lorsque c’était nécessaire.

10 actions clés pour réduire l’impact environnemental des réseaux Internet – recommandations de l’ADEME

A travers cette étude, l’ADEME propose dix premières pistes d’action prioritaires pour l’Etat, les opérateurs et les utilisateur·ices pour réduire les impacts environnementaux des réseaux fixes et mobiles.

3 Actions clés pour les utilisateur.ices pour réduire sa consommation de données

• Limiter sa consommation de données en privilégiant la sobriété numérique. En effet, l’augmentation du trafic de données peut induire l’installation ou l’amélioration d’équipements réseau. Les leviers les plus importants sont :
  • Réduire sa consommation de vidéos en ligne
  • Éviter de regarder ou de filmer en (très) haute définition
  • Privilégier d’abord le texte puis les photos à la vidéo dans ses messages et publications sur les réseaux sociaux.

La sobriété numérique

• Réserver les réseaux mobiles aux usages nécessitant peu de données. Pour les usages qui nécessitent une consommation importante de données, privilégier l'usage des réseaux fixes.

Box Internet : pourquoi et comment la mutualiser ou l’éteindre ?

• Limiter les impacts environnementaux de sa box internet. Plus de la moitié de l’empreinte carbone du réseau fixe vient des box. Deux leviers permettent de réduire cet impact de manière efficace :
  • Mutualiser davantage sa box
  • Éteindre systématiquement la box lorsqu’elle n’est pas utilisée peut réduire de moitié l’impact de son utilisation.

L’ensemble des recommandations peut être retrouvé dans l’étude complète. Quoique l’étude concerne la France, elle donne des pistes intéressantes pour les pays ayant une infrastructure réseau similaire (niveau de déploiement de la fibre par rapport à l’ADSL par exemple). Mais les impacts des réseaux dépendent également de nombreux autres facteurs tels que la densité et de la répartition de la population, la géographie, les choix politiques, etc. qui vont impacter le déploiement d’un réseau plutôt qu’un autre (fixe, mobile, satellite, etc.) ainsi que la technologie de réseau (ADSL ou fibre, etc.). L’extrapolation est donc un exercice complexe.