Quels sont les impacts sur l'environnement d’un service numérique ?
Nous allons voir quelques notions pour appréhender ces enjeux et découvrir un outil utilisé en éco-conception pour quantifier l'empreinte environnementale de la consultation d'une page Web, c'est-à-dire l'Ecoindex.
On creusera donc quelques principes fondamentaux au cœur des calculs de l’index. Au travers d’exemples de mesure de vrais sites et des conseils d'utilisation, nous verrons des limites et avantages de cet outil.
Cet article se veut volontairement orienté vers un large public et donc bien au-delà des personnes avec un profil très technique.
Si vous êtes curieux, c'est parti …
Dans le cadre d’une démarche d’éco-conception de services numériques, mesurer pour améliorer est un enjeu vital pour avoir un état des lieux et progresser sur les éléments les plus impactants sur l'environnement.
Pour être utilisé et utile, il est nécessaire d’avoir un système de mesures reproductible, facile à obtenir, représentatif de la réalité et donc bien entendu si possible être une référence reconnue et adoptée par une communauté de pratiques dans le domaine.
C’est dans cette optique que l’Ecoindex a été mis au point en décembre 2014 par Frédéric Bordage et lancé en 2015 par des membres de GreenIT.fr.
En effet, comme on peut le lire sur le site éponyme : “L’objectif d’Ecoindex est d’aider le plus grand nombre à prendre conscience de l’impact environnemental de l’internet et de proposer des solutions concrètes pour réduire cet impact. Ecoindex vous propose donc une analyse automatique de premier niveau pour vous aider à identifier rapidement et gratuitement des sites Web / services en ligne à ausculter en priorité.
L’analyse complémentaire d’un(e) expert(e) est absolument indispensable pour disposer d’un bilan opérationnel complet et fiable.”
Il a été élaboré afin de refléter certains paramètres techniques représentatifs de chaque partie des trois tiers d’une architecture distribuée. Afin d’avoir un ordre d’idée de l'empreinte environnementale moyenne d’une page internet.
Avant plus d’explications voilà quelques rappels, sur les 3 parties d’une architecture distribuée :
De ces 3 tiers techniques, les experts (notamment ceux de GreenIt.fr, l’Ademe) s’accordent à dire que les impacts sont majoritairement du côté des terminaux. C’est-à-dire tous nos joujoux électroniques que nous utilisons directement. C’est-à-dire, les smartphones, tablettes, ordinateurs, moniteurs, télévisions, consoles de jeux… :
Ce qu’il faut en retenir, c’est l’impact prédominant et grandissant des terminaux.
Dans l'Ecoindex, il a été choisi de représenter :
Ces 3 paramètres techniques ont été retenus pour l’Ecoindex pour leur universalité (fonctionne aussi bien pour une API, un progiciel métier, un site web mobile) et pour leur caractère objectif.
La formule du calcul du score Ecoindex est :
Comme on peut le voir, il a été choisi de représenter l'impact prédominant sur les terminaux et moins sur les serveurs et encore moins sur l'infrastructure réseau.
Autrement dit, dans le calcul, :
Les outils autour d’Ecoindex sont ouverts - en open-source et son algorithme est sous licence Creative Commons-, gratuits, éco-conçus et se veulent être respectueux de la vie privée. Une analyse de code source de l’extension GreenIT-Analysis (dont on reparlera et de son code source disponible sur https://github.com/cnumr/GreenIT-Analysis), permet d’isoler l'influence de chacune des 3 fonctions ①-Fd, ②-Fs et ③-Fr directement sur l’Ecoindex.
C’est ce qui est représenté sur les 3 graphes ci-dessous :
On remarque, toute proportion gardée, que le poids de la page est finalement peu impactant sur le score.
L'Ecoindex est représenté sous 2 formes :
Pour avoir quelques idées, voilà d’ailleurs quelques exemples d’impacts des 3 paramètres d’entrés sur l’Ecoindex :
Ecoindex a commencé en 2015 dans sa première version, puis en 2016 pour sa deuxième version, par un site http://www.Ecoindex.fr/ dans lequel on renseigne une URL à tester. Le calcul, qui prend un certain temps, est réalisé sur les serveurs. Il ne permet donc pas toujours de tester de pages spéciales (non “stateless”, c’est-à-dire dépendantes d’un parcours et d’états préalables. Oui cela existe parfois). Un élément intéressant du site est que les mesures sont comparées aux autres sites déjà évalués (classement et médiane).
Le résultat obtenu ressemble à :
Durant l’été 2019 une extension Google Chromium/Chrome et Firefox nommé GreenIT-Analysis a vu le jour . L’extension GreenIT-Analysis vise initialement plutôt les profils techniques et notamment les développeurs. Depuis le navigateur vient évaluer les 3 paramètres de la formule, elle permet le calcul en direct du score Ecoindex de la page Web à l’écran, ce qui est bien pratique et assez rapide.
Attention tout de même, il y a des précautions à prendre pour réaliser des mesures non faussées. En effet, avant chaque prise de la mesure, il est nécessaire de bien vider les caches du navigateur (pour bien obtenir le comportement du premier accès à cette URL. Dans un second temps et de manière optionnelle, il n'a pas interdit de s'intéresser à tester la même page en utilisant les informations dans les caches) et observer le réseau via l’outil de développement (on y reviendra [*]) pour bien attendre que tous les éléments de la page soient chargés. Il est parfois utile d’en profiter pour observer les autres interactions potentielles.
Le résultat obtenu est sous la forme :
En utilisant l’extension GreenIT-Analysis sur 3 groupes types de sites pris en exemple :
On obtient :
On observe :
Les terminaux étant les plus impactants sur l'environnement, idéalement il serait pertinent que le calcul de l’Ecoindex aille plus loin dans la mesure de ce premier tiers de l'architecture distribuée.
Depuis la création les applications Web “monopage” (en anglais single-page application ou SPA) et assimilées se sont bien répandues, faisant une place plus importante à la partie JavaScript sur le navigateur de l’internaute. N'étant pas pris en compte dans la formule, il est facile de passer à côté de lourdeurs ainsi induites et ressenties sur le terminal de l’internaute comme une incitation à changer pour un matériel plus puissant. Ce qui serait le pire scénario pour l'impact environnemental.
Il est à noter qu’à partir du score de l’Ecoindex (et de ces 3 paramètres), l’outil Ecoindex calcule une estimation de l’empreinte environnementale (gaz à effet de serre et eau).
Voilà les 2 formules utilisées pour les calculs :
Ces calculs reposent sur l'estimation moyenne de l'impact environnemental pour une page Web depuis un poste fixe avec une connexion ADSL, c'est-à-dire :
Ce que cela donne sur quelques exemple :
Ces estimations environnementales paraissent très ambitieuses face au challenge de la complexité de la mesure. Quand on les compare avec les informations fournies par Electricity Map.org qui prend en compte les données de localisation géographique et temporelle pour aider à choisir le meilleur moment pour allumer et éteindre des appareils.
Quand Ecoindex affiche 3 cl d’eau et 2 gCO2e, cela fait intervenir le coût environnemental de la production du matériel (ordinateur pour consulter la page, réseau physique internet, matériel dans les data centers) par une formule d’allocation qui permet de répartir par exemple au prorata du temps passé sur le service cet impact initial.
On comprend maintenant que consulter la page web que l’on analyse avec Ecoindex n’est pas directement et physiquement responsable de 3 cl d’eau et 2 gCO2e.
Visiter 1000 fois à la suite cette page n’émet pas 30 litres d’eau et 2 Kg d’équivalent CO², et enfin ne pas visiter cette page du tout ne conduit pas à 0 impact, vu que le matériel a quand même été produit, acheminé, installé...
Des pages avec de lourdes ressources peuvent avoir un bon score Ecoindex.
En effet, on peut avoir par exemple un score honorable de B avec ces 3 paramètres :
Schématiquement et de manière générale :
Si la note est entre A et C, le site peut être considéré comme potentiellement honorable, même si cela peut rester à creuser pour bien vérifier dans les détails. Autrement dit, cela signifie que probablement les efforts sont à porter ailleurs, et notamment sur :
le référencement de la page et de manière générale tout ce qui permet de faciliter et d’accélérer l'accès au site par l'internaute;
l’ergonomie UX/UI, accessibilité pour diminuer le temps que l’internaute passe sur les page du site;
l’éthique du site lui-même ou de son hébergement;
ou toute autres axes d'amélioration spécifique à l'application Web.
Si la note est entre D et G, le site semble perfectible. On peut commencer par creuser dans les bonnes pratiques d'éco-conception :
Dans une démarche agile et en phase de développement et moyennant un travail (peut-être sur la base de ce qui a été réaliser autour de http://www.ecoindex.fr/), il doit être possible d’introduire l’Ecoindex dans une usine de développement (de type intégration continue CI/CD) afin de vérifier systématiquement l'évolution des pages en développement et maintenance.
Le but serait de détecter le plus rapidement possible, dès les étapes de développement, les dégradations des impacts environnementaux par la constitution incrémentale d'usines à gaz logiciel (inflagiciel) lors des choix techniques (architecture, composants, technologies et librairies utilisés).
Cette surveillance qui doit continuer durant toute la durée de vie du projet est nécessaire et complémentaire à un travail d’éco-conception qui débute idéalement le plus en amont dans le projet. L’étape de maintenance est parfois malheureusement négligée voire oubliée.
Il y a bien d’autres outils de mesure, et l’Ecoindex ne peut pas être un outil magique. Il est perfectible dans la prise en compte de la complexité des pages Web et des contextes d’utilisation (type de terminal, type de connexion, temps d’affichage). Notamment la partie javaScript assurément bien plus présente maintenant dans les pages Web. Toutefois, il a le sérieux avantage d’être simple, ouvert, transparent et reconnu par certains. De plus, après un temps de prise en main, l’extension Ecoindex est rapide d’utilisation et permet de prendre le réflexe de mesure rapidement quand on surfe ou développe. Avec un peu de formation et de bonne volonté les plus curieux (même s’il n’ont pas de profil technique) peuvent avoir une idée générale de la complexité d’une page. Comme on l’a vu c’est surtout vrai quand avec une note entre D à G. Pour les notes de A à C, c ’est plus délicat pour se prononcer et demande parfois un regard plus expert, pointu et technique.
⚠︎ ︎ Attention aux risques inhérents à tout indicateur et à la tentation des utilisateurs de se sur-focaliser sur cette "mesure", et que cela devienne l'objectif. Ceci est bien décrit par la loi de Goodhart où l’on ne réfléchit plus, et on se contente de jouer avec les chiffres. Ce qui peut être exacerbé et peut être facilité avec l’Ecoindex basé uniquement avec le 3 (et surtout 2 comme on l’a vu) mesures. C’est d’ailleurs pour cela que les auteurs de l’EcoIndex rappellent que c’est un outil de premier niveau qui ne saurait en aucun cas remplacer le travail d’analyse d’une personne experte en éco-conception.
Pour terminer, une boutade à méditer pour les développeurs : "n'oublions pas que le site Web le moins polluant, c'est celui qui n'existe pas ! …" et pour nous tous gardons surtout à l'esprit que dans nos services numérique, que cela soit au niveau énergie, gaz à effet de serre, consommation d’eau et de ressources abiotiques les terminaux sont largement numéro 1 des indicateurs des 3 tiers d’une architecture distribuée connectée et à chaque fois bien plus pour l’étape de fabrication que de l’usage même des terminaux. Dixit par exemple la publication de 21 pages “iNUM : impacts environnementaux du numérique en France” datant de juin 2020, disponible sur GreenIT.fr qui recommande d’éco-concevoir les services numériques surtout afin de réduire leurs besoins en ressources numériques et ainsi favoriser l’allongement de la durée de vie des appareils ainsi que leur réemploi. Autrement dit, et toutes proportions gardées, il peut être intéressant de déporter une partie lourde sur terminal vers la partie serveur et/ou réseau, si cela contribue à inciter l'internaute à garder son terminal actuel plus longtemps. A bon entendeur …
De manière générale idéalement le grâle sacré serait de posséder un moyen d’évaluation du risque d'incitation à changer des terminaux induit chez les utilisateurs d’un service numérique. Une sorte de détecteur d’inflagiciel. Ce qui reviendrait certainement à mesurer, calculer, voire au pire de simuler la charge d'un terminal ( Utilisation CPU, GPU, RAM, batterie, réseau, accès IO disque, …) dans le but ultime de prédire la configuration minimale de terminal nécessaire pour accéder confortablement à un service numérique.
Pour les développeurs d’applications smartphones et autres curieux qui souhaitent aller plus loin, une suggestion d’une vidéo d’un talk Android Makers intitulé : "Soyons acteurs du développement (mobile) durable par Gabriel Adgeg, OCTO FR”. Elle expose d’intéressantes réflexions et aborde des suggestions concrètes.
D’autres ressources plus généralement sur les sujet du Green IT et la sobriété numérique :
Merci bien aux uns et aux autres qui se reconnaîtront (d’OCTO et du Collectif Conception Numérique Responsable dont Frédéric Bordage) pour leurs relectures, apports et corrections de cet article.