L’impact environnemental du cloud : entre efficacité, défis écologiques et contraintes règlementaires

Quelle consommation énergétique pour le cloud public ?

La question du « green IT » est aujourd’hui l’une des préoccupations majeures des datacenters du monde entier qui représentent actuellement 1 % de la consommation mondiale d’électricité. En à peine 10 ans, le Move to Cloud a multiplié par 12 le trafic internet. En effet, le transfert des données, les accès aux services cloud tels que le stockage en ligne ou le téléchargement des fichiers, et les mises à jour régulières entrainent des augmentations significatives de trafic. Pour autant, on observe en parallèle que la consommation énergétique des datacenters cloud entre 2010 et 2020, n’a pas évolué à la même échelle, puisqu’elle n’a été multipliée que par 1,06.

Le cloud public consomme-t-il moins d’énergie que les solutions traditionnelles ?

Les centres de données cloud public présentent généralement un PUE (Power Usage Effectiveness) plus performant, et cela s’explique facilement.

Le PUE évalue l’efficacité énergétique d’un centre de données. Il est calculé en divisant la puissance totale de l’installation, par l’énergie utilisée par l’équipement informatique. Plus il se rapproche de 1,0, plus il indique une consommation énergétique efficace.

Les opérateurs de cloud, grâce à leur modèle hyper industriel, mutualisé et axé sur l’optimisation des coûts, surpassent largement, en termes d’efficacité énergétique, les approches traditionnelles ou l’exploitant possède sa propre installation sur site. En effet, les datacenters internes ou privés n‘offrent pas toujours le même niveau d’efficacité en termes d’architecture électrique ou encore de technologies de refroidissement. A cela viennent s’ajouter les installations vieillissantes qui creusent un peu plus l’écart de performance énergétique entre les solutions de cloud public et les solutions privées traditionnelles.

Au calcul du PUE peuvent s’ajouter d’autres indicateurs qui permettent d’évaluer la consommation globale des ressources par le cloud :

• Le WUE – Water Usage Effectiveness : évalue si la quantité d’eau utilisée par les datacenters est efficace.
• Le CUE – Carbon Usage Effectiveness : mesure les émissions carbones par kWh d’énergie consommée par les équipements.

Quelle empreinte carbone pour le cloud ?

A l’échelle mondiale, les datacenters ne représentent que 2 % des émissions carbones. Ce chiffre comprend les émissions produites durant toute la durée de vie des datacenters, de leur fabrication à leur fin de vie.

Les grands acteurs comme Microsoft (Azure), Amazon (AWS) ou Google (GCP) ont, depuis 2 ou 3 ans, mis à disposition de leurs clients, divers outils et reporting qui permettent de connaître les émissions carbones de leurs services cloud. On les appelle “calculatrices d’émissions carbone“.

Le protocole de calcul, tout provider cloud confondus, est basé sur le protocole GHG (GreenHouse Gas protocol) qui propose une classification des émissions sous 3 grands scopes :

• Scope 1 – les émissions directes : toutes les émissions provoquées par la fabrication d’un serveur, d’un rack, d’un datacenter, etc.
• Scope 2 – les émissions indirectes : toutes les émissions provoquées par la consommation d’énergie nécessaire à la fabrication d’un service ou d’un produit.
• Scope 3 – les émissions induites : toutes les émissions qui ne sont pas liées directement à la fabrication du produit ou du service, mais à d’autres étapes de son cycle de vie (extraction matières premières, approvisionnement, transport, utilisation, fin de vie etc.).

A ces trois scopes peut s’ajouter un dernier, encore non pris en compte par les grands providers. Il s’agit des émissions évitées pour un client grâce à l’utilisation d’un produit/service d’une entreprise, et qui lui ont permis de réduire ses propres émissions de gaz à effet de serre.

Source : https://learn.microsoft.com/en-us/industry/sustainability/api-calculation-method

Ces méthodes de calcul d’émission carbone du cloud sont-elles efficaces ?

Même si le protocole GHG permet de connaître les émissions de gaz à effets de serre de son service cloud, il reste néanmoins à challenger. En effet, les calculatrices d’émissions carbones ne prennent pas toujours en compte les mêmes indicateurs :

• Location-based : un mix électrique local qui tient compte de l’intensité carbone de l’électricité consommée par un datacenter, sur son lieu réel d’implantation.
• Market-Based : un mix électrique plutôt orienté marketing. Il va, par exemple, prendre en compte la production d’électricité renouvelable, qui est rarement autoconsommée. Cette production « verte » s’inscrit davantage dans le mix électrique national plutôt que dans celui du service cloud. Ce calcul reflète donc moins bien les émissions réelles de votre consommation.

De même, toutes les calculatrices ne prennent pas en compte la consommation des équipements utilisateurs ni le réseau. L’idéal serait que ces émissions soient prises en compte en plus de celles du datacenter.

Si ces méthodes de calcul n’ont vu le jour que très récemment, les perspectives d’évolution sont prometteuses. Les données relatives aux émissions de CO2, ô combien essentielles, mises à disposition par les principaux providers du cloud public, commencent à intégrer les enjeux stratégiques des entreprises en termes de RSE. Et malgré leur caractère perfectible, elles sont désormais un entrant incontournable de la CSRD pour toutes les entreprises qui ont des activités sur le territoire européen.

Et si la démarche FinOps était votre meilleur allié ?

D’après le rapport “State of the Cloud 2023”, la gestion des coûts se hisse à la 1ère position dans la liste des préoccupations et enjeux 2024, des entreprises déjà sur le cloud, ou qui ambitionnent d’y aller.

La principale connotation du FinOps est économique et financière. Cependant, FinOps impacte directement, les émissions de gaz à effet de serre (CO2), en activant plusieurs leviers :

• Un meilleur dimensionnement des services (Iaas/PaaS) qui permet de l’adapter à ses besoins réels. Aujourd’hui, 35 % des dépenses cloud public mondiale est dédiées à des ressources qui ne seront finalement pas utilisées. En plus d’un gaspillage financier, ces ressources sont tout de même activées et produisent une quantité non négligeable de CO2. Choisir la bonne taille de service permet d’éviter cela.
• Une utilisation “à la demande” qui permet d’éteindre ou de mettre en veille les ressources lorsqu’elles ne sont pas utilisées.
• Une utilisation privilégiée du serverless, de l’auto-scaling (= adaptation automatique des ressources serveurs à la charge de travail) qui permettent une utilisation bien moins énergivore du cloud car elles évitent d’allouer des ressources en permanence.

L’approche FinOps a donc une double valeur business :

• Optimisations financières, car la dépense est réduite et maitrisée.
• Réductions des émissions de CO2, qui est non seulement visible quasi-immédiatement mais aussi concrètement.

Choisir les régions/localisations à plus faible émissions carbone

Pour le même usage ou les mêmes services, la situation géographique du centre de donnée (mix électrique local) du fournisseur cloud peut faire grandement varier l’impact environnemental du cloud.

Par exemple, lorsque les données doivent parcourir un long réseau de transmission, cela entraine des pertes d’énergies dues à la résistance des équipements réseaux. Certaines régions utilisent également davantage d’énergies renouvelables, réduisant l’impact sur l’environnement. Enfin, le climat a lui aussi sa part à jouer. Un datacenter situé dans une région bénéficiant de températures basses peut être refroidi avec des méthodes moins énergivores et plus naturelles, contribuant ainsi à la réduction des gaz à effet de serre.

Le durcissement des réglementations et l’augmentation croissante de la sensibilité des entreprises au numérique responsable a poussé les grands fournisseurs de services cloud à se lancer dans des opérations de décarbonisation de leur plateforme.

En 2022, Microsoft annonçait prolonger la durée de vie de ces serveurs cloud de 4 à 6 ans, ce qui a pour incidence de réduire considérablement les émissions du scope 3. En 2023, Google les a suivi, puis en 2024, ce fut le tour d’Amazon (AWS).

Plus globalement, les ambitions des 3 grands providers ont été annoncé comme-ci :

• Amazon (AWS) souhaite atteindre une neutralité carbone de ses services pour 2040.
• Microsoft affiche sa volonté d’arriver à une émission carbone négative dès 2030.
• Google, depuis 2007, s’engage dans la neutralité carbone de ses activités.

Les termes « neutralité », « zéro net » et « négatif carbone » suggèrent ici que si une entreprise génère autant d’émissions qu’elle en absorbe, elle annule tout simplement son empreinte carbone, comme si les émissions de gaz à effet de serre liées à son activité avaient disparu. Cela revient à considérer que l’activité de ces entreprises ne contribue plus à l’accélération du changement climatique, et donc que tous les impacts environnementaux ont disparu.

Un cloud a moindre impact environnemental est-il possible ?

Actuellement, il est difficile d’évaluer si les promesses des fournisseurs cloud en matière de réduction de gaz à effet de serre sont tenables pour plusieurs raisons.

En effet, la neutralité carbone est difficilement définissable au niveau d’une entreprise, et encore plus pour un service. Ce n’est qu’à l’échelle mondiale que l’équilibre des flux physiques de carbone (en émission et en absorption) peut être observé en entraînant une stabilisation de la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre. En pratique, il est impossible de retranscrire cet objectif global à l’échelle d’une entreprise par un simple jeu d’additions et de soustractions. Ainsi, Microsoft, Google ou Amazon ne peuvent être neutres ou négatifs en carbone, quel que soit le périmètre organisationnel ou opérationnel. Néanmoins, ils peuvent – et doivent – contribuer à la neutralité carbone mondiale de plusieurs manières, par exemple, en achetant des crédits carbones, en participant à des projets de reforestations etc.

Ces démarches adhèrent tout de même à la logique suivante : chaque provider doit d’abord réduire ses propres émissions directes et indirectes (scope 1,2 et 3) en agissant sur certains leviers, comme l’origine de son électricité ou l’augmentation de la fréquence de renouvellement des équipements de ses datacenters. Par ces biais, ils peuvent ensuite aider leurs clients à réduire leurs propres impacts (le fameux scope 4). Enfin, les providers cloud peuvent également soutenir le financement de projets bas carbone en dehors de la chaîne de valeur de l’entreprise.

Encore une fois, il est important de souligner qu’en matière de réduction de l’impact environnemental du cloud, nous en sommes au tout début des initiatives.

Vers un encadrement plus strict de l’impact environnement du cloud ?

BEGES, derrière ces acronymes se cache le Bilan des Emissions de Gaz à Effet de Serre. Il s’agit de l’obligation à produire un bilan de ses émissions de gaz à effet de serre pour les entreprises. Jusqu’en 2022, seuls les scopes 1 et 2 étaient concernés. En 2023, ce BEGES règlementaire s’est vu renforcé avec l’intégration du scope 3.

2023 a également été marqué par l’arrivée d’une nouvelle directive européenne, la Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) ou Directive sur la Communication en matière de Durabilité des Entreprises en français. Cette dernière reprend les normes de reporting de durabilité et concerne les entreprises exerçant des activités sur le sol européen. Un calendrier prévisionnel a été publié pour laisser le temps aux entreprises de pouvoir s’adapter et mettre en œuvre ce reporting. En 2024, ne sont concernée que les entreprises de + 500 salariés.

Cette directive concerne évidemment le cloud public. En effet, si votre entreprise propose des services tels qu’une application web ou un logiciel en tant que service (SaaS), les émissions provenant des machines qui opèrent votre service SaaS seront prises en considération. Il vous faudra également ajouter les émissions de toutes les machines qui opèrent les services cloud nécessaires à l’exécution de votre application, y compris l’énergie utilisée pour leur fonctionnement et leur refroidissement. Ces émissions, qui relèvent ici du scope 3, devront être affichées obligatoirement.

Une des principales difficultés à cela réside dans les options qui s’offrent à vous pour obtenir des données suffisamment granulaires et rendre compte avec précision ce qui est exigé par la CSRD, le tout en distinguant tous les cas d’usages. C’est une question à laquelle de nombreuses entreprises sont actuellement confrontées, compte-tenu du calendrier de mise en application qui a commencé en janvier 2024…