Numérique Responsable [2021−2022]

Introduction

L’objectif de ce module est de dresser un panorama des impacts environnementaux et sociétaux du monde numérique. Une grande partie du cours est consacrée à la question de l’évaluation des impacts, mais nous tâchons d’aborder également la question des leviers d’action. Le module est organisé autour des grandes parties suivantes :

  • Problématiques climatiques et limites planétaires
  • Évaluation des impacts environnementaux directs, indirects, rebonds et systémiques
  • Écoconception et sobriété
  • Impacts sociétaux
  • Enjeux politiques

Pour l’année 2021-2022, le cours a lieu le mardi de 15h à 18h, à partir du 1er février 2022.

Aucun prérequis n’est nécessaire pour ce cours. Une connaissance basique des enjeux environnementaux (climatiques, énergie, limites planétaires) peut être un plus, mais n’est pas formellement nécessaire, car la première séance sera consacrée à ces enjeux. Au besoin, on pourra consulter le MOOC de Gaëll Mainguy (cf bibliographie ci-dessous).

Note (Groupe de parole éco-anxiété)

Certains éléments présentés lors ce cours de Numérique Responsable peuvent parfois être difficiles à entendre et provoquer des sentiments compliqués à gérer.

Il existe sur le campus un groupe de parole pour étudiants qui souffrent d’éco-anxiété (sentiment de colère, d’impuissance, de tristesse, de culpabilité, inquiétude, paralysie en lien avec les crises environnementales).

Ce groupe est totalement ouvert, c’est à dire que les étudiants peuvent participer quand ils veulent (sur inscription). Voici l’adresse pour l’inscription : inscription-groupe-eco-anxiete@univ-grenoble-alpes.fr

Les sessions se déroulent à la MACI.

Les prochains créneaux sont : 28 février, 28 mars, 2 mai, 30 mai et 27 juin entre 12h et 14h

Évaluation du module

Le module est évalué sur la base d’un rapport à rendre par équipe de 2, et d’une mini-soutenance.

Le principe est le suivant :

  • Nous demandons aux étudiants de s’inscrire par équipes de 2 sur Teide ;
  • Au début des séances 1, 2, 4, 5, 8, 9 et 11, le numéro d’un binôme est tiré au sort. C’est ce binôme qui sera en charge de la rédaction du rapport pour cette séance-là ;
  • Le binôme tiré au sort pour une séance donnée devra rédiger un mini compte-rendu (4 pages max) sur la séance, comportant a minima les éléments suivants :
    • résumé du ou des sujets traités ;
    • résumé des points saillants ;
    • rapport d’étonnement (les points qui ont suscité le plus d’étonnement) ;
    • revue critique de la séance mettant en valeur les points positifs et négatifs, les éléments manquants, une remise en perspective du sujet en regard des attentes des étudiants, suggestions d’amélioration etc. Cette section sera rédigée en recueillant l’avis global du groupe

À l’issue du module, une mini-soutenance sera réalisée en s’appuyant sur les mini-rapports rédigés pendant le module.

Organisation détaillée du cours

Séance 1 − Changement Climatique: Bilan, impacts & atténuation. Quelles leçons tirer du sujet climatique ?

Mardi 1er février (15h-18h), D207

Intervenant : Gérémy Panthou (Chercheur en hydro-climatologie, Institut des Géosciences et de l’Environnement)

Plus de trente ans ont passé depuis la création du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat), et le sujet climatique est maintenant sur la table, partout et tout le temps. Qui d’entre nous n’a pas entendu parler de climat et/ou d’émissions CO2 depuis une semaine ?

Le parti pris de cette présentation est qu’il y a en effet un sujet “carbono-climatique”. Le sujet sera décortiqué en passant en revue quelques résultats des trois groupes de travail du GIEC (bases physiques, adaptation et atténuation). Pendant ce rapide tour d’horizon, on prendra quelques exemples d’attaques ou de mauvaises compréhensions dont les résultats du GIEC font régulièrement l’objet.

À la toute fin, on essaiera de prendre du recul de ce sujet emblématique pour tenter d’en tirer quelques leçons pour décortiquer d’autres sujets similaires de l’Anthropocène.

Ressources associées :

Titre Lien
Planches de la présentation Panthou_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Quelques éléments bibliographiques :

Séances 2 et 3 − Numérique : enjeux environnementaux globaux et méthodologies d’évaluation

Mardis 8 et 15 février (15h-18h), D207

Intervenant⋅es :

  • Françoise Berthoud (Ingénieure de Recherche GRICAD - DFG - Université Grenoble Alpes - CNRS)
  • Baptiste Andrieu (Doctorant - ISTerre)

Dans ce cours, nous présenterons :

  • dans une première partie, tout ce qui a un rapport avec les méthodologies d’évaluation des impacts environnementaux du numérique et leurs limites : méthodes top - down, méthodes bottom up, mesures de consommation électrique (et TP), conversion en CO2e, émissions et empreinte, ACV d’un équipement, ACV d’un service, observations qualitatives
  • dans un deuxième temps, les principaux enjeux environnementaux associés au numérique selon les niveaux directs et indirects : pollutions, ressources, impacts sociaux et sociétaux…
  • et pour finir les limites des solutions habituellement proposées.

Un focus sera donné à la fin du cours sur la question des métaux. Nous y aborderons entre autres les problématiques :

  • des ressources et réserves
  • des limites thermodynamiques
  • du couplage métaux / énergie
  • de la criticité des métaux et substitution
  • des métaux des technologies numériques

Ressources associées :

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Planches de la présentation de Françoise Berthoud Berthoud_ENSIMAG.pptx (sur demande)
Planches de la présentation de Baptiste Andrieu Andrieu_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Séance 4 − Effets environnementaux indirects des technologies numériques

Mardi 1er mars (15h-18h), D207

Intervenant : Jacques Combaz (Ingénieur de Recherche Verimag - CNRS)

Les effets des technologies numériques sur l’environnement ne se limitent pas aux impacts environnementaux directs du cycle de vie des infrastructures matérielles (réseaux, centres de données) et des terminaux numériques. En effet, la « transition numérique » touche tous les secteurs d’activité (transport, bâtiment, agriculture, énergie, industrie, etc.) et transforme en profondeur nos sociétés. Quels sont les effets environnementaux de ces transformations ? Le cours est une introduction aux effets indirects des technologies numériques sur l’environnement, c’est-à-dire liés aux usages et aux applications des technologies, et à leurs répercutions sociétales (sur les comportements individuels, sur l’économie, sur l’organisation sociale, etc.). Il présentera une classification de ces effets et certains des mécanismes qui permettent de les expliquer, et l’illustrera avec des exemples issus de la littérature scientifique.

Ressources associées :

Titre Lien
Planches de la présentation Combaz_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Séance 5 − Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie de produits et services numériques

Mardi 8 mars (15h-18h), D207

Intervenant⋅e : Éric Fourboul (Boavizta)

Les objectifs de la formation :

  • Acquérir une vision générale de la philosophie Analyse du Cycle de Vie d’un service numérique.
  • Connaître les concepts clefs dans le contexte de produit ou service numérique.
  • Comprendre les étapes d’une ACV, les enjeux et les difficultés de mise en œuvre.

Ressources associées :

Titre Lien
Planches de la présentation Fourboul_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Quelques éléments bibliographiques :

Séance 6 − Mesure de consommation énergétique (TP)

Mardi 15 mars (15h-18h), E106

Intervenant : Sylvain Bouveret

L’objectif de cette séance est d’introduire en pratique quelques méthodologies de mesure de consommation électrique de dispositifs électroniques et de programmes. Dans une première partie, nous utiliserons des wattmètres pour évaluer la consommation électrique de divers appareils. Puis nous nous pencherons sur l’analyse de consommation de programmes avec des sondes logicielles.

Le TP se fera sur les machines de l’Ensimag.

Ressources associées :

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Introduction à la mesure de consommation par sondes logicielles 04-mesure-conso.html
L’énoncé du TP index.html

Séance 7 − Écoconception logicielle

Mardi 22 mars (15h-18h), à distance

Intervenant : Noémie Blaise (Capgemini) et Manuel Gaulthier (Capgemini)

L’objectif de cette séance est d’aborder la question du numérique responsable et de l’écoconception logicielle du point de vue de l’entreprise. Dans une première partie, nous introduirons le sujet sous l’angle de la législation et des travaux du GR491 de l’Institut du Numérique Responsable.

La seconde partie du cours sera consacrée à la découverte du monde du numérique responsable en entreprise grâce à un jeu sérieux : Reset. Ce jeu sérieux, conçu par Capgemini entre autres à partir des recommandations du GR491 de l’INR, a pour objectif de montrer sous quels aspects les notions d’écoconception se déclinent dans un projet de développement de service numérique, selon les différents rôles au sein du projet.

Ressources associées :

Titre Lien
Planches de la présentation de la 1ère partie Capgemini_ENSIMAG.pdf (sur demande)
RESET - Kit Participant RESET-Kit-participants.pdf (sur demande)

Séance 8 − Consommation électrique du matériel, vue depuis le logiciel ; Anti-Limites dans les systèmes numériques

Mardi 29 mars (15h-18h), D207

Intervenante : Florence Maraninchi (Professeure Grenoble INP - Ensimag, Verimag)

Ce cours est composé de deux parties relativement indépendantes. Des liens apparaîtront pendant l’exposé.

La première partie porte sur la consommation électrique des systèmes informatiques, vue depuis le logiciel. A l’Ensimag, grâce aux enseignements d’architecture, systèmes d’exploitation, programmation bas niveau, algorithmique, il est possible de comprendre d’où vient la consommation des systèmes, quels outils sont donnés au programmeur en langage de haut niveau pour la contrôler depuis le logiciel, ou au contraire comment les couches système font en sorte que cela soit transparent pour le programmeur.

La deuxième partie est basée sur un article « point de vue », à paraître prochainement dans les Communications of the ACM. Il s’agit de réfléchir aux principes de conception des systèmes numériques, en se demandant en quoi ils sont limités ou au contraire non-limités et même anti-limités.

Ressources associées :

Titre Lien
Planches de la présentation Maraninchi_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Séances 9 et 10 − Enjeux sociétaux du numérique

Mardis 5 et 12 avril (15h-18h), D207

Nous aborderons, lors de ces deux séances, divers aspects des enjeux sociétaux du numérique. Parmi les sujets abordés, nous évoquerons la question du respect de la vie privée, la question de la place de l’algorithmique dans la société, et celle de l’impact du numérique sur la santé.

Ces deux séances seront organisées de la manière suivante :

  • Mardi 5 avril :
    • 15h-18h : IA, algorithmes et inégalités (Gilles Bastin)
  • Mardi 12 avril :
    • 15h-16h : Introduction aux enjeux de vie privée dans le numérique (Cédric Lauradoux) [Annulé]
    • 16h-18h : Impacts sanitaires de l’usage des NTIC (Servane Mouton)

Le programme de ces interventions est détaillé ci-dessous.

IA, algorithmes et inégalités

Mardi 5 avril (15h-18h), D207

Intervenant : Gilles Bastin (Professeur UGA Sciences Politiques - IEP, Pacte)

Sur le marché du travail, sur celui des relations amoureuses, dans les rues et les tribunaux, dans l’espace public animé par les plateformes de réseaux sociaux, des infrastructures algorithmiques complètent, concurrencent et parfois prennent la place des règles institutionnelles, des routines organisationnelles ou des principes édictés par des groupes professionnels pour arbitrer des situations, décider du devenir des individus ou des connaissances auxquelles ils ou elles sont exposé⋅es. Cette présentation prendra appui sur des exemples récents d’algorithmes contestés et des recherches en sciences sociales sur la production et le fonctionnement de ces algorithmes pour mettre en évidence leur contribution à la production des inégalités dans notre société et la façon dont nous pourrions envisager de limiter ces inégalités.

Ressources associées :

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Planches de la présentation Bastin_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Impacts sanitaires de l’usage des NTIC (nouvelles technologies de l’information et de la communication)

Mardi 12 avril

Intervenante : Servane Mouton (Neurologue)

Depuis la commercialisation des premiers smartphones en 2007, la diffusion des nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC) dans notre société est exponentielle. En France aujourd’hui, huit adultes sur dix possèdent un smartphone, et l’âge moyen d’acquisition du premier téléphone portable est 9 ans.

Pourtant, d’abondantes études publiées dans les revues scientifiques spécialisées (dîtes à comité de lecture), soulignent les effets délétères potentiels de l’usage de ces outils sur la santé de l’homme.

Nous vous proposons un tour d’horizon de l’impact sanitaire de l’usage des NTIC.

Séance 11 − Enjeux institutionnels et sociopolitiques dans un monde soumis aux contraintes environnementales

Mardis 5 et 12 avril (9h45-11h15)

Attention, bien qu’il s’agisse de la séance 11 (donc en théorie la dernière séance), elle aura lieu en parallèle des séances 9 et 10, sur un créneau inhabituel : les mardis 5 et 12 avril de 9h45 à 11h15.

Intervenant : Emmanuel Prados

Emmanuel Prados est chercheur à l’INRIA. Il a co-fondé et dirige depuis sa création en 2010 l’équipe de recherche STEEP (Soutenabilité, Territoires, Environnement, Économie et Politique). Cette équipe travaille sur les risques systémiques globaux, dont le risque d’effondrement sociétal, et la mise en place d’outils d’aide à la décision visant à accélérer la mise en œuvre de transitions sociotechniques radicales permettant aux territoires d’être plus résilients et plus soutenables.

Résumé :

Changement climatique, effondrement de la biodiversité, pollutions, épuisement de ressources critiques dont l’eau, le pétrole, etc. Pourquoi ne réagissons-nous pas à la hauteur des enjeux, malgré l’envergure et la criticité des risques et malgré les nombreuses alertes claires et répétées des scientifiques depuis des décennies ?

Le débat-public autour des enjeux environnementaux est par ailleurs monopolisé par des questions liées aux technologies (c’est par exemple ostensiblement le cas pour le réchauffement climatique). Faut-il développer le nucléaire ou faut-il tout miser sur les énergies renouvelables (photovoltaïque, éolien) ? Faut-il développer les voitures électriques ? Est-il raisonnable de développer la 5G ? Ce positionnement laisse croire aux citoyens que les verrous, les difficultés et les enjeux de la « transition écologique » sont principalement technologiques.

A contre-pied de cette tendance, ce cours met en lumière l’importance et la profondeur des verrous institutionnels et politiques auxquels nous sommes en réalité confrontés pour relever les défis posés par les enjeux environnementaux. Elle explicite aussi leurs caractères critiques et systémiques. Au passage, nous expliquerons pourquoi et en quoi les dégradations environnementales et le risque d’effondrement sociétale sont des enjeux intrinsèquement et foncièrement sociopolitiques. Pour mener à bien cette analyse, nous mettrons en exergue des difficultés et blocages liés au fonctionnement de plusieurs institutions critiques formant les piliers de notre société moderne. Pour cela, il sera nécessaire de déconstruire un certain nombre de croyances et présupposés dans lesquelles nous nous sommes collectivement enfermés. Nous montrerons enfin que le tout fait « système ». Sans la considération et une compréhension réelle de ces éléments, toute action « pour sauver la planète » risque d’être vaine voire contre-productive pour le plus grand nombre..

Ressources associées :

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Planches de la présentation Prados_ENSIMAG.pdf (sur demande)

Bibliographie

Cette bibliographie est amenée à être complétée au fur et à mesure du cours.

Enjeux climatiques et environnementaux

MOOC du Learning Planet Institute

Pour une introduction à ces enjeux, le MOOC de Gaëll Mainguy peut être une bonne porte d’entrée (4 épisodes d’environ 35 minutes chacun). Voici le plan :

  1. Présentation de l’anthropocène (Épisode 1)
  2. Rôle central de l’énergie (Épisode 1)
  3. Biosphère (Épisode 1)
  4. Les limites planétaires (Épisode 2)
  5. Ordres de grandeur du métabolisme de l’humanité et limites (Épisode 2)
  6. Les besoins en développements à venir (Épisode 4)
  7. Le cadrage de l’espace des solutions (Épisode 4)

Les rapports du GIEC

La question des matériaux

Analyse de Cycle de Vie