Réchauffement climatique : le machine learning de Google peut-il se mettre au service du climat ?

Les GAFAM, des monstres énergivores

Les GAFAM et leur consommation en électricité sont passés au crible par la communauté scientifique et les militants écologistes. La consommation de Netflix, a été de 140 000 MWh d'électricité en 2016. Facebook sur la même période est accusé d’avoir la même empreinte carbone que 77 500 foyers américains. Selon le rapport de l’ADEME du 20 février 2019 et son projet de recherche “Enernum” (source librairie ADEME), les data centers pourraient représenter 13 % de l’électricité mondiale en 2030. Le moteur de recherche chinois Baidu reste le pire élève avec 67 % d’énergies fossiles pour fonctionner, mais également pour refroidir ses data centers qui fonctionnent jour et nuit.

La tâche de réduction de l’empreinte carbone est complexe pour tous. En plus d’être écologique, elle soulève des problèmes politiques, sociaux et économiques importants pour chaque pays. Les GAFAM symbolisent et expriment l’utilisation de technologies avancées. Les géants du numérique investissent de plus en plus dans la transition énergétique dans le but de répondre aux préoccupations environnementales de leurs utilisateurs.

Data center de Google. Source de l'image : Données et sécurité de Google.

 

2009 : la polémique sur Google qui change tout

Suite à la polémique d’un article, publié dans le Times sur une interview de la société de technologie CO2Stats relayée par le physicien de l'Université de Harvard, M. Wissner-Gross en 2009, Google a redoublé d’efforts pour ne plus être pointé du doigt et traité de pollueur numérique numéro un. D’après ces deux journalistes du Times, chaque requête effectuée sur le moteur de recherche américain émettrait 7 grammes de CO2 (source “Carbon cost of Google revealed”). Sachant que près de 7 milliards de requêtes ont lieu chaque jour, Google aurait donc rejeté 49 000 tonnes de CO2 par jour ! Il serait le plus grand pollueur du secteur numérique, avec une activité qui ne représente pas moins de 40 % de l’empreinte carbone de l’ensemble d’Internet. Depuis cette interview, Alex Wissner-Gross a rejeté une partie des informations données par le journal anglais. Voici ses dires : « Notre travail n'a rien à voir avec Google. Le Times nous a attribué à tort le chiffre de 7 grammes de CO2 émis par requête Google, explique le jeune chercheur de 27 ans. Dans notre étude, nous nous sommes concentrés exclusivement sur l'ensemble des sites Internet et nous avons constaté, qu'en moyenne, une visite sur un site traditionnel émet 20 grammes de CO2 par seconde. »

La volonté de Google de fournir des résultats toujours plus rapides et en adéquation avec la demande d’informations de ses utilisateurs, demande de l'énergie supplémentaire. Celle-ci entraîne une consommation électrique importante. Tout comme le fait de refroidir ses data centers 24 h/24, répartis un peu partout dans le monde. Le chiffre de 7 grammes de CO2 par requête a été démenti par le groupe Alphabet. Celui-ci affirmait en 2007 qu’une recherche ne produisait en réalité que 0.2 grammes de CO2, soit 35 fois moins. Les articles ne manquent pas lorsqu’il s’agit de décrier la surconsommation énergétique des data centers.

Greenpeace a déjà alerté le grand public en 2011 avec un rapport complet : « How dirty is your data ». Les chiffres, articles et statistiques sont nombreux et varient fortement suivant les sources. En revanche, le fait qu'une requête Google possède une empreinte environnementale et soit sujette à la polémique a été décisif pour la firme américaine. La direction de Google a pris des décisions fermes et a mené une politique de développement durable sur chacun de ses produits en investissant des sommes colossales pour verdir son activité.

Empreinte carbone d’une requête sur Google

Le temps de réponse du moteur pour répondre à une requête est inférieur à 0.2 secondes. La recherche elle-même n’utilise les serveurs que quelques millièmes de seconde. Les chiffres donnent tout de même le tournis. Chaque requête émet, selon Google, 0,2 g de CO2 soit 0,0003 kWh d'énergie par recherche. Ramenées à 24 heures, nos recherches quotidiennes sur le web représentent 1 400 tonnes de CO2 sur Google dans le monde.
Chaque jour, 7 milliards de requêtes ou 1 400 tonnes de CO2 correspondent à :

• 7 527 km en avion soit un aller Paris-Miami ;
• 809 249 km en TGV soit 20 fois le tour de la Terre ;
• 7 254 km avec une Twingo en ville ;
• 75 jours de chauffage au gaz ;
  (Source ADEME https://datagir.ademe.fr/apps/mon-convertisseur-co2/).

La fonction empreinte carbone de Google désormais accessible

Aujourd’hui, pour exprimer sa totale transparence, Google a mis en place une fonction de suivi de son empreinte carbone. Celle-ci donne un aperçu sur les émissions de carbone liées à leur utilisation de Google Cloud. Depuis 2007, l'entreprise se dit neutre en carbone. Il faut traduire cette neutralité revendiquée de la manière suivante : les émissions que Google n'a pas réussi à éliminer sont compensées par la plantation d'arbres qui absorbent le CO2 ou l’achat d’énergies renouvelables. Ces dix dernières années, la firme américaine a investi dans la création de parcs éoliens et solaires partout où fonctionnent ses data centers.

Les résultats sont là : le réseau n’utilise plus de gaz ni de charbon et compense ses émissions en énergie verte. Plus de 7 milliards de dollars ont été investis depuis 2011. Les data centers planifient désormais leurs tâches en fonction du soleil et du vent. Les centres de données Google sont deux fois plus économes en énergie qu'un centre de données classique (source Blog Google). En utilisant l’Intelligence Artificielle, des économies d'énergie constantes sont également réalisées sur le refroidissement des data centers implantés dans de nombreux endroits à travers le monde.

Utilisation des énergies renouvelables des data centers de Google dans le monde. Source image : https://sustainability.google/intl/fr/progress/energy/.

 

Des moteurs de recherche qui continuent de polluer ?

Il est difficile d’obtenir des données précises pour certains moteurs de recherche comme Baidu ou Yandex en raison de problèmes géopolitiques. Selon le cinquième rapport annuel de Greenpeace sur la pollution numérique en 2017 et sa dernière étude #ClickClean, Amazon, Pinterest et Twitter sont encore à la traîne. Yahoo serait plus propre que Google avec 74 % d’énergie propre. Google aurait quand même la meilleure note avec l’étiquette A (cf. illustration ci-dessous).

Quant à Baidu, le moteur de recherche chinois, il fonctionnerait encore avec 67 % d’énergies fossiles (charbon), 3 % de gaz naturel, 3 % de nucléaire et 24 % d’énergie propre (source “Greenpeace pointe du doigt les mauvais élèves”).

Celui-ci est classé F quant à ses émissions et à sa transparence en matière de statistiques. Les meilleurs élèves étant Apple et Yahoo, avec respectivement 83 % et 74 % d’énergie propre. Selon, cette ONG, Google fonctionnerait encore avec 14 % de charbon, 10 % de nucléaire, 15 % de gaz naturel et uniquement 56 % d’énergie propre.

Rapport de Greenpeace sur la pollution numérique des GAFAM. Source de l'image : Greenpeace pointe du doigt les mauvais élèves.

Rapport #ClickClean sur la pollution numérique. Source de l'image : http://www.clickclean.org/france/fr/.

 

Selon le chercheur Gerhard Fettweis, si Internet était un pays, il serait le 3e plus gros consommateur d’électricité au monde avec 1 500 TWH par an, soit l’équivalent de 100 réacteurs nucléaires. Et cette consommation double tous les 4 ans (source Google Scholar Gerhard P. Fettweis “Tendances et défis de la consommation d'énergie des TIC”). Dans un futur proche, si l’on ne fait rien, Internet deviendrait la première source mondiale de pollution (source ADEME La face cachée du numérique).

Google n’est donc pas le premier pollueur numérique. C’est notre utilisation de tous les acteurs du Web confondus qui pollue.

 

Les mesures prises par Google suite à ses mauvaises notes

Google a pris les devants et répondu à cette controverse sur ses émissions de CO2. Usage énergivore des data centers, hébergement des données, produits numériques, le géant californien a passé au crible toutes ses failles. Les dirigeants du moteur de recherche numéro 1 ont depuis investi des centaines de millions de dollars dans les énergies renouvelables.

Pour supprimer cette étiquette de pollueur numérique, les ingénieurs et Data Scientists du groupe ont planché sur les technologies permettant de produire de l'électricité moins émettrice en gaz à effet de serre et sans charbon. Les dirigeants de Google ont admis le fait que le groupe californien était un gros consommateur d'énergie. Ses énormes grappes de serveurs informatiques archivant le Web et une partie de l’index de Google consommant des quantités d'énergie colossales.

Pour information, un seul data center consomme autant d’électricité que 30 000 habitants européens. En 2017, les data centers du monde entier ont consommé au total 416 TWh (1 TWh = 1 milliard de kWh). Ce chiffre représente la consommation annuelle électrique de la France (473 TWh) à peu de chose près au même moment. Les data centers sont considérés comme des “monstres énergivores” (source Développement Durable et Big Data).

Google a, de ce fait, cherché à se différencier rapidement de ses concurrents et à faire preuve de transparence. La conférence Cloud Next du 12 et 14 octobre 2021 a été l’occasion de démontrer les progrès ainsi que le fruit des efforts engagés par la Mountain View dont la décarbonation prévue pour 2030.

Google Cloud. Source image Google Cloud : comment les climatologues utilisent le cloud computing pour prédire l'avenir de notre planète.

La mutation énergétique de Google

Sundar Pichai (actuel PDG de Google) est désormais fier d’afficher sa « mutation énergétique » lors du Google Cloud Next Opening Keynote, à la fin de son discours d’ouverture. Aujourd'hui, Google Cloud est le seul fournisseur de services cloud dans le monde à acheter des énergies renouvelables pour couvrir l'ensemble de ses opérations. Au fil des ans, la firme américaine a entamé une véritable révolution énergétique, en achetant plus d'énergie solaire et éolienne que n'importe quelle autre entreprise du web. Après avoir atteint la neutralité carbone en 2007 et compensé sa consommation d’électricité en achetant des énergies renouvelables, Google s’est fixé comme objectif d’ici à 2030 de fonctionner avec des sources d’énergie sans carbone et locales (source Google Sustainability 2021).

La mutation énergétique de Google. Source image : Google Sustainability 2021.

 

Réduire à néant l’empreinte carbone du groupe Alphabet

Le but est simple, mais ambitieux. Pour d’autres, il semble irréaliste. Premièrement, réduire radicalement les émissions de gaz à effet de serre du groupe Alphabet. Utiliser les énergies renouvelables puis, fonctionner sans énergie carbone. Cette manœuvre a été critiquée, bien évidemment, sur la blogosphère. Traités d’angélistes, les fondateurs de Google, Sergey Brin et Larry Page, ont été montrés du doigt en prétendant vouloir sauver la planète.

Remplacé depuis 2019 par Sundar Pichai, celui-ci continue sur la lancée de ses prédécesseurs. Après avoir créé le Climate Savers Computing Initiative (en 2007) et réduit les émissions mondiales de CO2 de 54 millions de tonnes par an en 2017, Google a mené à bien son pari de fonctionner avec des énergies 100 % renouvelables. Le géant californien est à présent propre et ne compte pas s’arrêter là. Pour ne plus être dépendant des énergies fossiles, il souhaite désormais fonctionner avec de l'énergie sans carbone 24 h/24 et 7 j/7 (source https://sustainability.google/intl/fr/progress/#carbon-free-energy).

Google se met au vert, qu'est-ce que ça change pour vous ?

Moins polluer, réduire notre empreinte carbone en utilisant Google ? C’est déjà possible. Mais le groupe Alphabet veut aller plus loin. L'utilisation d'une énergie sans carbone 24 h/24, 7j/7 permet d’utiliser le moteur de recherche en n'ayant dorénavant aucune incidence sur le climat. Les produits et services que vous utilisez chaque jour - e-mail que vous envoyez via Gmail, question que vous posez dans la recherche Google, vidéo YouTube regardée et itinéraire emprunté à l'aide de Google Maps - semblent alimentés par une énergie propre à toute heure du jour et de la nuit.

Google veut aller encore plus loin dans sa course à la dépollution

La firme de Mountain View, fière de son succès et de la réduction de son empreinte carbone, continue sa course à la dépollution. En témoignent, l'installation à grande échelle de panneaux solaires, d'éoliennes et autres technologies d'énergies propres. Le cloud computing est utilisé par les climatologues pour prédire l’avenir de notre planète. Google Earth Engine (https://earthengine.google.com/), optimisé par l’infrastructure cloud de Google, aide à mesurer précisément les impacts positifs et négatifs de nos actions sur la planète Terre.

L’ONG Greenpeace a déclaré que l’ambition de Google était très élevée pour le secteur de la technologie. Selon Elizabeth Jardim, responsable de Greenpeace USA, « la promesse faite par Google, en mai 2020, de ne plus créer de solutions d'intelligence artificielle pour exploiter les énergies fossiles et aider Shell, BP et ExxonMobil, montre que Mountain View prend son rôle très au sérieux dans la lutte contre le changement climatique » (source https://www.greenpeace.org/usa/news/greenpeace-response-to-google-carbon-free-by-2030-commitment/).

 

L'impact du changement climatique en images sur Google Earth : Glacier Grey en 2016. Source Image : Google Earth.


Glacier Grey en 2017. Source Image : Google Earth.

Fonte des glaces au Groenland 1984-2016. Source Image : Google Earth et réchauffement climatique.

 

L'objectif de développement durable le plus ambitieux jamais fixé

Depuis 2016, Google a contrebalancé la totalité de sa consommation annuelle d'électricité en achetant des énergies renouvelables. L’énergie solaire et l’énergie éolienne utilisées en plein jour neutralisent la consommation nocturne d'électricité carbonée. En septembre 2021, pour ne plus dépendre des énergies fossiles et fonctionner avec de l'énergie sans carbone 24 h/24 et 7j/7, le géant californien s'est associé à Sustainable Energy for All et aux Nations Unies. Ce collectif a permis de lancer son nouveau pacte pour une énergie sans carbone. C’est grâce à une action commune que la maximisation des réductions d'émissions reste possible (source https://gocarbonfree247.com/).

L’objectif n’est pas facile à atteindre. En attendant la firme de Mountain View avance sur tous les fronts pour répondre et donner des solutions environnementales aux scientifiques comme aux internautes. YouTube, Google Maps ou Google Flights, le moteur de recherche numéro un du Web s’inscrit dans le durable... durablement. Toujours selon Sundar Pichai, l'entreprise cherche à fournir à ses utilisateurs une technologie puissante tout en assurant un avenir plus sain et plus propre pour les générations futures.

Centre de données et infrastructures de Google fonctionnant à l’énergie propre. Source image : Blog Google 2021.

 

L’IA de Google au service du climat

Pour lutter contre les climatosceptiques et la désinformation sur le réchauffement climatique, Google interdit dorénavant les contenus monétisés et publicités mensongères sur YouTube en regard du réchauffement climatique. Des initiatives sont menées partout : centres de données, espaces de travail, appareils et services, le but étant d’utiliser tout le potentiel de la technologie et de créer une logistique responsable (source https://sustainability.google/intl/fr/progress/#data-centers).

Google Maps indique désormais aux internautes l’itinéraire le moins polluant (fonction qui est annoncée en Europe pour 2022), permettant aux utilisateurs d’optimiser leur empreinte carbone. Pour aider la planète, les produits Google (achat de véhicules électriques et hybrides) sont pensés et présentent un affichage dans la SERP pour faire des choix durables (en phase de test aux USA). Parmi eux, de nouvelles fonctionnalités pour réserver des vols (Google Flights) ou acheter des appareils électroménagers à faible empreinte carbone. Le programme Nest est réajusté pour soutenir l'énergie propre dans les maisons connectées et un routage écologique sur Google Maps est déjà déployé aux USA (source « Donner à tous les moyens d'agir » https://sustainability.google/intl/fr/commitments-europe/#enabling-everyone).

Pour en finir avec la réputation de pollueur numérique numéro un, lorsque les gens viennent à la recherche Google avec des questions sur le changement climatique, celui-ci affiche désormais des informations faisant autorité provenant de sources telles que les Nations Unies.

DeepMind, le machine learning pour nous aider à réduire notre consommation d’énergie

Spécialisée en intelligence artificielle, DeepMind (entreprise britannique appartenant à Google) finance dorénavant la recherche universitaire sur le réchauffement climatique. Mondialement connue depuis son succès grâce à AlphaGo, l’entreprise DeepMind s’attaque grâce au Machine Learning au réchauffement climatique et est utilisée pour nous aider à réduire la consommation d’énergie au niveau mondial. Employée pour le refroidissement des bases de données de Google, l’IA de DeepMind sert à présent à réduire la consommation énergétique du Royaume-Uni. Étendue à chaque ville de l’Europe, puis dans le monde, cette avancée permettrait de réduire notre empreinte carbone. Google aide actuellement plus de 500 villes dans le monde et a déjà contribué à réduire 1 giga tonne d’émissions de CO2 (source Google se mobilise https://sustainability.google/intl/fr/commitments-europe/#).

Le géant californien n’est plus uniquement un moteur de recherche qui cherche à délivrer une information, il est devenu un EIE, “Explorateur d'informations environnementales” (source Environmental Insights Explorer https://insights.sustainability.google/).

Conclusion

La technologie a un rôle crucial à jouer pour changer nos comportements et permettre à chacun de faire des choix durables. Incriminé dans les années 2000, le géant californien a su se retourner, mettre sa puissance et sa technologie au profit de la planète. Sauver les ours polaires en arrêtant la fonte des glaces, le prochain de défi de Google ? Pourquoi pas ?

En plaçant le machine learning au cœur du process, Google pense pour nous et nous aide à faire des choix plus durables. Il tente de changer nos comportements dans le bon sens et à nous faire prendre conscience que la somme de nos changements peut inverser la courbe du réchauffement climatique. Au niveau individuel, ces choix peuvent sembler étriqués, voire dérisoires. Mais cumulés les uns aux autres des millions de fois par jour, ils équivalent à de grandes améliorations.

Mais pour éviter les conséquences du réchauffement climatique, il tient à chacun d’entre nous d’effectuer ces petits gestes. Le monde scientifique est clair sur un point : le monde doit agir maintenant (et pas seulement Google) si nous voulons éviter les pires répercussions du changement climatique.