Introduction aux effets indirects et rebond des TIC - Jacques COMBAZ ecoinfo.cnrs.fr
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Introduction aux effets indirects
et rebond des TIC
Jacques COMBAZ
Jacques.Combaz@univ-grenoble-alpes.fr
ecoinfo.cnrs.fr
La dynamique technosphère-biosphère
Biosphère
réponse
Technosphère
production et
consommation
de biens,
de services,
d’information
Effets « directs » / « indirects »
CO2 On ne s’intéresse pas :
impacts de la Biosphère • à la réponse de la
technosphère sur la réponse
biosphère (perte de
biosphère
biocapacité, …)
=
flux échangés à la
• aux impacts de la
frontière
Technosphère biosphère sur la
production et technosphère
consommation
de biens,
de services,
d’information
Effets « directs » − analyse de cycle de vie
Objectifs :
Notions :
• attribuer une partie des flux Biosphère
à une sous-partie de la
?
• d’unité
technosphère
• analyser sur base de
? fonctionnelle
• de périmètre
l’existant (pas de causalité,
dynamisme, …) Technosphère • d’allocation/
d’imputation
périmètre
• comparer des cycles de vie à
« technosphère constante »
Analyse de cycle de vie − ACV Consommation d’énergie primaire Changement climatique Destruction de la couche d’ozone Toxicité humaine Émissions dans l’air, l’eau et le sol de substances toxiques présentant un risque potentiel pour l’homme Ecotoxicité aquatique Émissions dans l’air, l’eau et le sol de substances toxiques présentant un risque potentiel pour la faune et la flore aquatique Déplétion des métaux Consommation d’eau
Les effets « indirects »
Notions :
impacts « indirects » : Biosphère • de temps
? ?
liés aux conséquences
sur le reste de la • de causalité
technosphère
= • économiques
?
changement des flux,
de structure, de
consommation, …
? ?
Technosphère
périmètre
processus
• dynamiques
• de scénarios
prospectifs
Les effets des TIC : une taxonomie
type périmètre effet exemples
1er ordre technologies impacts du énergie grise / consommation électrique
direct elles-mêmes cycle de vie d’un ordinateur
2ème ordre optimisation substitution smart-*/ dématérialisation
applications
indirect obsolescence induction bureautique / imprimante papier
sous-partie de rebond direct km covoiturés sont moins chers km
l’économie rebond indirect covoiturage économies km avion
3ème ordre
structurel croissance économique générale des coûts / création économ.
économie mondialisation des échanges /
accélération
financiarisation de l’économie
société transformation sociétale télétravail éloignement du logement
Les effets des TIC : une taxonomie
type périmètre effet outils d’analyse
1er ordre technologies impacts du
ACV des TIC elles-mêmes
direct elles-mêmes cycle de vie
2ème ordre optimisation substitution
applications ACV des services rendus par les TIC
indirect obsolescence induction
sous-partie de rebond direct
modèles micro-économiques
l’économie rebond indirect
3ème ordre
structurel croissance économique
modèles macro-économiques,
économie
accélération systèmes dynamiques
société transformation sociétale sociologie
type périmètre effet outils d’analyse
1er ordre technologies impacts du
ACV des TIC elles-mêmes
direct elles-mêmes cycle de vie
2ème ordre optimisation substitution
applications ACV des services rendus par les TIC
indirect obsolescence induction
sous-partie de rebond direct
modèles micro-économiques
l’économie rebond indirect
3ème ordre
structurel croissance économique
modèles macro-économiques,
économie
accélération systèmes dynamiques
société transformation sociétale sociologie
Véhicules autonomes : effets de 1er ordre
+
impacts environnementaux
caméras, capteurs,
systèmes embarqués,
infrastructures
production
traitement des
réseau (5G), … opération données à bord et
distant
-type périmètre effet outils d’analyse
1er ordre technologies impacts du
ACV des TIC elles-mêmes
direct elles-mêmes cycle de vie
2ème ordre optimisation substitution
applications ACV des services rendus par les TIC
indirect obsolescence induction
sous-partie de rebond direct
modèles micro-économiques
l’économie rebond indirect
3ème ordre
structurel croissance économique
modèles macro-économiques,
économie
accélération systèmes dynamiques
société transformation sociétale sociologieVéhicules autonomes : effets de 2ème ordre
+
partage
optimisation de
impacts environnementaux
optimisation de la
éco-conduite + congestion l’utilisation des
consommation infrastructures routières
-
accidents - auto-parking
+
+ vitesse sur
production
autoroute
opération
trajets à vide
-type périmètre effet outils d’analyse
1er ordre technologies impacts du
ACV des TIC elles-mêmes
direct elles-mêmes cycle de vie
2ème ordre optimisation substitution
applications ACV des services rendus par les TIC
indirect obsolescence induction
sous-partie de rebond direct
modèles micro-économiques
l’économie rebond indirect
3ème ordre
structurel croissance économique
modèles macro-économiques,
économie
accélération systèmes dynamiques
société transformation sociétale sociologieprogrès
technologique
Effet rebond
normes
taxes optimisation
incitations sobriété
(suffisance)
ressources,
pollution, etc.progrès
technologique
Effet rebond
normes
taxes optimisation
incitations sobriété
(suffisance)
ressources,
pollution, etc.progrès
technologique
Effet rebond
normes
effets psychologiques
taxes optimisation
effets liés aux limites économiques,
incitations sobriété
temporelles, spatiales, …
(suffisance)
ε=progrès
technologique
Effet rebond
normes
effets psychologiques
taxes optimisation
effets liés aux limites économiques,
incitations sobriété
temporelles, spatiales, …
(suffisance)
ε= >1
EFFET REBOND
« BACKFIRE »
niveau de l’effet rebond ressources,
pollution, etc.ENIAC (1945) iPhone 6 (2014)
Perf.: x 260 millions !
Conso. : ÷ 75 000 !
• Poids : 30 t • Poids : 130 g
• Dim. : 30,5 m × 2,4 × 0,9 (167 m2) • Dim. : 158,1 × 77,8 mm × 7,1 mm
• Conso. : 150 kW • Conso. : ~2 W
• Perf. : ~500 FLOPS • Perf. : ~130 GFLOPSENIAC (1945) iPhone 6 (2014)
Efficience énergétique
Perf.: x 260 millions !
Conso. : ÷ 75 000 !
• Poids : 30 t • Poids : 130 g
• Dim. : 30,5 m × 2,4 × 0,9 (167 m2) • Dim. : 158,1 × 77,8 mm × 7,1 mm
• Conso. : 150 kW • Conso. : ~2loiW
source : Wikipedia, de Koomey
• Perf. : ~500 FLOPS • Perf. : ~130 GFLOPSENIAC 150 kW 260 GW (en fonctionnement) (en continu)
TIC et effet rebond ?
intensité électrique (GWh/Zo) trafic réseau (IP) (Zo/an)
100 5
10 4
1 +26%/an
3
0,1
2
0,01
1
0
2017 2018 2019 2020 2021 2022
sources: Cisco 2019
sources: calculé à partir de Andrae 2015 et IAE 2017 Digitalization&EnergyTIC et effet rebond ?
intensité électrique (GWh/Zo) internautes (milliards)
100 5
10 4 +9%/an
1 3
0,1
2
0,01
1
0
2013 2014 2015 2016 2017 2018
sources: Internet World Stats
sources: calculé à partir de Andrae 2015 et IAE 2017 Digitalization&EnergyMécanismes de l’effet rebond
demande
ressource voyageur-km
litre carburant S
R = consommation au
voyageur-kmMécanismes de l’effet rebond
demande
voyageur-km
+ =
ressource
litre carburant S
R = consommation au
voyageur-kmMécanismes de l’effet rebond
demande
voyageur-km
+ =
ressource
litre carburant S
R = consommation au
voyageur-km
effet
rebond
direct
coût du voyageur-kmEffet rebond direct
S
QUANTITÉ
élasticité-prix EP(S) quantifie
y
EP(S) = − réaction de la demande aux
x variations de prix.
+y%
-x%
P PRIXEffet rebond direct
S prix des ressources pour S : P
QUANTITÉ
élasticité-prix ress. effet rebond
de la demande indirect εd = −EP(S)
EP(S)
P PRIX [Khazzoom-Brookes]Exemple d’effet rebond direct : + =
optimisation (effet « technique » moyen)
÷ 3,3 70%
moyen de
consommation au
voyageur-km
60% déplacement qui
aurait été utilisé sans
50% la plateforme de
40% covoiturage
30% conducteur
20% passager
Trajet moyen : 364 km 10%
0%
source : Ademe, 2015Exemple d’effet rebond direct : + =
optimisation effet rebond x 3,25
÷ 3,3 70%
moyen de
consommation au
voyageur-km
60% déplacement qui
aurait été utilisé sans
50% la plateforme de
40% covoiturage
30% conducteur
20% passager
Trajet moyen : 364 km 10%
0%
source : Ademe, 2015Exemple d’effet rebond direct : + =
optimisation avec l’ effet rebond ε ≈ 0,95 EP (S) ≈ -0,2
~ -5% 70%
moyen de
consommation
litres de carburant
60% déplacement qui
aurait été utilisé sans
50% la plateforme de
40% covoiturage
30% conducteur
20% passager
Trajet moyen : 364 km 10%
Motivations principales : 0%
• économies 69 %
• convivialité 87 %
source : Ademe, 2015Exemple d’effet rebond direct : + =
optimisation avec l’ effet rebond ε ≈ 0,95 EP (S) ≈ -0,2
~ -5% 70%
moyen de
consommation
litres de carburant
60% déplacement qui
aurait été utilisé sans
50% la plateforme de
40% covoiturage
30% conducteur
20% passager
Trajet moyen : 364 km 10%
Motivations principales : 0%
• économies 69 %
• convivialité 87 % substitution revenu
source : Ademe, 2015Exemple d’effet rebond direct : + =
+ = + +
effet
Sans le covoiturage est ce que vous vous déplaceriez aussi rebond
souvent ? (conducteurs)
aussi souvent 79% ?
moins souvent 16%
bcp moins souvent 5 %
source : Ademe, 2015Mécanismes de l’effet rebond
demande
voyageur-km
ressource
S + =
=
litre carburant
R consommation au
voyageur-km
effet
rebond
direct
effet
rebond
coût du voyageur-km
indirect
demandeExemple d’effet rebond indirect : + =
+ = + +
élasticité-prix croisée effet rebond
de la demande indirect
QUANTITÉ
EP (revenu)
?
source : Ademe, 2015
P PRIXVéhicules autonomes : effets de 2ème ordre
+
partage
optimisation de
impacts environnementaux
optimisation de la
éco-conduite + congestion l’utilisation des
consommation infrastructures routières
-
accidents - auto-parking
+
+ vitesse sur
production
autoroute
opération
trajets à vide
-Véhicules autonomes : effets de 3ème ordre
-
+
partage
-
impacts environnementaux
- + -
éco-conduite congestion
valorisation des -
- temps des transport
- accidents - - temps de
coûts auto-parking
- taxis, VTC, … trajet
-
+
+ + vitesse sur -
production
+ autoroute
opération
trajets à vide
+
-Véhicules autonomes : effets de 3ème ordre
-
+ [Wadud et al. 2016]
partage [Taiebat et al. 2019]
-
impacts environnementaux
- éco-conduite + -
-5 à -20% congestion
- ÷ 1,3 à 2,5 -
- accidents - - temps de
coûts auto-parking
- taxis, VTC, … trajet
-
+
+ + vitesse sur -
production
+ autoroute
opération
trajets à vide
+
-Véhicules autonomes : effets de 3ème ordre
-
+ [Wadud et al. 2016]
partage [Taiebat et al. 2019]
-
impacts environnementaux
- éco-conduite + -
-5 à -20% congestion
- ÷ 1,3 à 2,5 -
coûts
- accidents
-90%- risque élevé - temps de
auto-parking
- de « backfire » ! trajet
-
[US Dept. of Energy] +
+ + vitesse sur -
production
+ autoroute
+200% opération trajets à vide
+
+1 à +4% + demande + x 1,3 à 2,5 -
EPR(S) ≈ -0,2 voyageur-km ET (S) ≈ -1,0
élasticités à long terme [Litman 2019]type périmètre effet outils d’analyse
1er ordre technologies impacts du
ACV des TIC elles-mêmes
direct elles-mêmes cycle de vie
2ème ordre optimisation substitution
applications ACV des services rendus par les TIC
indirect obsolescence induction
sous-partie de rebond direct
modèles micro-économiques
l’économie rebond indirect
3ème ordre
structurel croissance économique
modèles macro-économiques,
économie
accélération systèmes dynamiques
société transformation sociétale sociologieLe paradoxe de Jevons
Le paradoxe de
textile
Jevons (1865)
machines à vapeur
efficacité
utilisation acier
charbonLe paradoxe de
textile
Jevons (1865)
machines à vapeur
efficacité
utilisation acier
charbonLe paradoxe de
textile
Jevons (1865)
machines à vapeur
efficacité
utilisation acier
charbon
transport
sur railLe paradoxe de
textile
Jevons (1865)
machines à vapeur
efficacité
utilisation acier
charbon
transport
sur railLes mécanismes du « backfire »
[Jevons] (1865)
[Khazzoom-Brookes] efficacité
énergétique
? consommation
d’énergie
(1980) « backfire »
- RISQUE DE BACKFIRE +
- DIFFUSION +
- IMPORTANCE +
- UTILISATION EN PRODUCTION +
+ NIVEAU DE RICHESSE - [Sorrell 2009]TIC et énergies fossiles
• +5% sur les
réserves fossiles
exploitables !
• soit 10 ans de
consommation
© Schlumberger, 2017
mondiale !
source : Shell Global Solutions International B.V.
+ [IAE 2017]Croissance verte ou découplage
ressources
service/produit S
DEMANDE
R
TEMPSCroissance verte ou découplage
S
ressources
service/produit
DEMANDE
effet rebond
effet purement
« technique »
R
TEMPSCroissance verte ou découplage
ressources
S
ressources
service/produit
DEMANDE
effet rebond
effet purement
« technique »
R
TEMPSDématérialisation / découplage ?
(PROGRÈS TECHNOLOGIQUE)
TIC (matériel)
TAUX D’AUGMENTATION
DÉCOUPLAGE TOTAL
DE L’EFFICIENCE
DEMANDE
[Magee&Devezas 2016]
RESSOURCES
chimie/ industrie
BACKFIREde
l’énergie
matériaux RESSOURCES
taux de croissance DÉCOUPLAGE RELATIF >
de la demande à DEMANDE > RESSOURCES DEMANDE
technologie constante
NIVEAU DE L’EFFET REBOND 1 εDécouplage ?
source: The great acceleration
source: Materialflows.net/ World BankConclusion TIC et enjeux environnementaux : • partie de la solution ? (ce qu’on entend souvent) • partie du problème ? (ce qu’on entend moins souvent) • nécessité d’étudier l’ensemble des effets ! • manque d’études sur les effets de 3ème ordre.
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