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Un Cloud sans carbone, c’est possible, n’attendons plus pour sauver la planète

On va tout de suite planter le décor, en 2018 la totalité des datacenters opérationnels dans le monde ont consommé pas moins de 200 térawattheures (1 TWh = 1 milliard de KWh) d’électricité, soit 1% de la consommation mondiale.
Sans efforts importants, cette consommation vertigineuse pourrait être multipliée par 15 d’ici à 2030.
Nos choix présents et futurs vont donc être déterminants.

Nous avions déjà publié un article sur les bienfaits du Cloud public par rapport à l’utilisation de son propre datacenter :
https://easyteam.fr/on-prem-vs-cloud-public-que-dit-dame-nature/
Jeff Barr (AWS) avait même évoqué dans un billet une réduction de l’emprunte carbone de 88% en utilisant le Cloud public :
https://aws.amazon.com/fr/blogs/aws/cloud-computing-server-utilization-the-environment/

Si on veut aller au bout des choses, on peut se demander si les 12% restants pourraient être convertis en utilisant des énergies renouvelables.

Analyse…

Les Cloud providers et les énergies renouvelables

 

Les GAFAM ont tous signé un engagement pour tendre vers 100% d’utilisation d’énergies renouvelables.
Cela a commencé par Facebook en 2011, rapidement suivi par Google et Apple.
Amazon et Microsoft ont suivi quelques années après en s’engageant également à utiliser 100% d’énergie verte.

Il y a une chose importante qu’il faut prendre en compte, c’est que l’approche « Green » des Cloud providers peut se faire de deux manières :

  1. Consommer directement de l’énergie issue de productions d’énergie verte (ce que j’appelerais la solution « Pure »)
  2. Consommer de l’énergie non-renouvelable, et compenser l’émission de CO2 par l’achat de crédits d’énergies renouvelables (REC = Renewable Energy Credits) (ce que l’on appelle la solution « Carbon Neutral »)

Bien évidemment, la solution « Pure » est la solution ultime, mais c’est une prouesse que nous ne sommes même pas sûrs de pouvoir atteindre avant la fin du 21ème siècle.
Mais il faut tendre vers cela autant que possible.

Cependant, la puissance que nécessitent les datacenters ne permet pas d’être couverte totalement par la solution « Pure ».
C’est le cas de Google (entre autres) qui explique ne pas pouvoir encore alimenter leurs datacenters à 100% avec de l’énergie directement issue d’éoliennes et de panneaux solaires.
De ce fait, les fournisseurs de Cloud complètent (temporairement) ce manque en achetant des RECs, ce qui permet de financer d’importants projets de création de fermes de panneaux solaires et d’éoliennes à travers le monde.

Quelques chiffres

 

Il n’est pas évident d’arriver à obtenir des informations précises et chiffrées sur ces aspects énergétiques.
Les données les plus exhaustives sont celles du dernier rapport de Greenpeace réalisé en 2016.
Mais depuis, beaucoup d’eau a coulé sous les ponts tant la révolution du numérique évolue à vitesse grand V, et donc la quantité de datacenters est en forte croissance permanente.
Il a donc fallu faire un grand nombre de recherches, d’autant plus que certains grands acteurs du Cloud manquent parfois de transparence sur ce sujet (sensible).

Cette infographie montre en quelles proportions les grands acteurs du Cloud achètent de l’énergie verte :

Classement des plus grands acheteurs d’énergies renouvelables

Mais cependant, regardons de plus près les chiffres des datacenters situés uniquement dans l’Etat de Virginie (USA) :

Proportions d’énergies renouvelables pour les datacenters de Virginie

On peut voir par exemple que dans cette région Amazon Web Services (AWS) est le plus gros contributeur aux projets d’énergie renouvelable, mais en proportion de leurs besoins en énergie, ils atteignent à peine 10% de leur consommation totale sur ce territoire, là où Apple est à 100% d’énergie renouvelable (avec des besoins 50 fois inférieurs qu’AWS dans cette région, certes).

Facebook et Microsoft dépassent les 30% en RE dans cette région, ce qui est déjà plutôt bien.

Nous ne parlerons que brièvement des Cloud providers asiatiques (Alibaba Cloud, Baidu, Tencent, Huawei, etc.), car il y a 2 ans un rapport montrait qu’ils utilisaient encore massivement de l’énergie provenant du charbon (à hauteur de 67%).
Nous n’avons pas de chiffres récents, mais nous ne manquerons pas de refaire un article lorsque nous aurons la preuve d’un réel effort de leur part sur ce sujet.

Le cas de la Virginie

 

Nous allons regarder d’un peu plus près la situation de cet Etat nord-américain, et vous allez voir qu’il n’est pas à prendre à la légère.

Comme le souligne Greenpeace, 70% du traffic Internet mondial passe par les datacenters situés dans l’Etat de Virgine aux Etats-Unis.
Vous avez bien lu : 70%.

Vous voyez donc que l’infographie présentée plus haut prend d’un seul coup beaucoup d’importance, car le comportement de cet Etat de Virginie a des répercussions à l’échelle planétaire.

Mais pourquoi cette concentration en Virginie ?

 

En premier lieu parce que la Virginie attire les grandes entreprises avec une politique de taxes réduites pour celles qui souhaitent y installer leurs datacenters.
Au sein de cet Etat, les comtés reçoivent des subventions pour accompagner ce type de projets.
La Virginie est donc financièrement attractive.

Mais ce qu’il faut savoir, c’est que l’unique fournisseur d’électricité qui alimente les plus de 100 datacenters (en augmentation constante) présents dans ce que l’on appelle la « Data Center Alley » (pour une consommation cumulée de plusieurs Gigawatts) est Dominion Power.

Le problème de Dominion est qu’ils continuent de soutenir la production d’énergie non renouvelable.

Voici leur balance énergétique :

Balance énergétique de Dominion

On voit bien que leur priorité n’est malheureusement pas d’investir massivement dans les énergies renouvelables, et cela va à contre-sens des accords de Paris visant à ne pas dépasser les 1.5°C de réchauffement climatique d’ici à 2030.

Et la France dans tout ça ?

 

Là encore il est compliqué d’arriver à obtenir des chiffres détaillés, mais on estime que les grands acteurs du Cloud public (AWS, Azure, Alibaba) représentent 70% des clients des datacenters français.
Nos datacenters français sont annoncés comme propres, à l’image de ceux de Data4 ou de Scaleway (Iliad), qui sont alimentés à 100% par des énergies renouvelables.

Et même sans avoir de chiffres précis sur les proportions d’énergies utilisées pour chaque datacenter, on sait qu’en France la production d’énergie est principalement issue du nucléaire (certes potentiellement dangereux en cas de dysfonctionnement, mais peu émetteur en CO2), pendant que la part des énergies renouvelables est en forte hausse :

Balance énergétique de la France

Donc contrairement aux datacenters de l’Etat de Virginie, ou pire, ceux d’Asie du Sud Est, on est très bien lotis avec un taux d’utilisation du charbon au plus bas. Cocorico.

Comment agir ?

 

Evidemment, à notre petite échelle, on ne fait pas le poids face à ces géants du web que l’on ne peut empêcher de nouer des contrats avec des fournisseurs d’énergie « sale ».
Mais finalement la question n’est pas là, notre réflexion ne doit pas se porter sur le choix du Cloud provider, mais plutôt de la région du globe que l’on va choisir à l’intérieur même de ce Cloud provider.
Car oui, les grands acteurs du Cloud nous laissent le choix de la région dans laquelle nos données et services Cloud seront déployés.
Ce n’est pas une faveur qu’ils nous accordent, c’est simplement parce qu’ils savent que nous devons pouvoir maîtriser la latence de nos services métiers, en concordance avec les SLA que nos clients exigent pour leurs utilisateurs.
Et sur ce point, ils ne peuvent pas choisir à notre place, car seuls nous, clients, avons la connaissance de nos actuels ou futurs utilisateurs.

D’ailleurs prenons un contre-exemple, si vous choisissez OVH comme fournisseur de Cloud parce que c’est une société française, ce n’est pas pour autant que vous aurez la garantie de ne pas (ou peu) émettre de CO2 si vous choisissez une région au hasard, car eux aussi on fait le choix de la Virginie pour leurs datacenters US (https://www.silicon.fr/ovh-etats-unis-premier-datacenter-virginie-159607.html).
Il faut donc bien vérifier que vos ressources sont bien déployées dans la bonne région du globe.

Si nous prenons le cas d’AWS par exemple, qui utilise 50% d’énergies renouvelables (en attendant d’atteindre les 100%) toutes régions du globe confondues, sachez qu’il y a 5 régions labellisées « Carbon Neutral » :

  • Francfort (UE)
  • Irlande (UE)
  • Montreal (Canada)
  • Oregon (Ouest USA)
  • GovCloud (Ouest USA)

Si les questions de latence et de certification HDS ne vous concernent pas spécialement, en alternative aux datacenters français, la région Irlande peut être une bonne solution, d’autant que les tarifs dans cette région sont plutôt attractifs (et vous bénéficiez de la conformité GDPR).

Chez Easyteam, en tant que partenaire des principaux Cloud providers, nous accompagnons nos clients dans leur transformation numérique vers le Cloud, et nous pouvons donc agir.
Nos clients nous demandent de transformer leur SI pour aller vers le Cloud public. Cela concerne plusieurs centaines de serveurs, voire parfois plusieurs milliers.
L’impact des choix qui seront faits sur les conseils de nos architectes est donc déterminant.

Un cas d’école est celui de Netflix (basé sur AWS) qui représente à lui tout seul 15% de la bande passante mondiale.
En 2015, Netflix avait annoncé vouloir réduire son emprunte carbone, et pour autant ils n’ont pas indiqué vouloir changer de fournisseur de Cloud. Le sujet est plutôt d’utiliser autant que possible les régions « propres » proposées par le Cloud provider, et également de bien maîtriser toutes les subtilités techniques lorsque l’on réfléchit à l’architecture cible.

Etude de cas

 

Pour illustrer ce qui a été dit, prenons l’exemple d’un traitement dont les caractéristiques sont les suivantes :

  • Un calcul mensuel d’aggrégation et d’analyse des ventes de médicaments d’un laboratoire pharmaceutique
  • Durée maximum du calcul : 6h
  • Flexibilité sur le délai d’obtention des résultats : 36h
  • Points de reprise fréquents : toutes les 10 min
Implémentation Région Opérationnel Note conso électrique Note CO2 Commentaires
Sur serveurs on-premise* Chine (Charbon en majorité) 24/7
Sur serveurs on-premise* Suède (RE**) 24/7
Sur instances Azure/AWS/GCP Virginie 24/7
Sur instances Azure/AWS/GCP Irlande 24/7
Sur instances Scaleway France 24/7
Sur instances OVH France 24/7
Sur instances OVH Virginie 24/7
Sur instances Alibaba Cloud Chine 24/7
Sur instances Azure/AWS/GCP Francfort A la demande Lorsque les instances sont arrêtées, les ressources électriques d’exécution (CPU, mémoire, carte mère, etc.) ne sont pas utilisées
Sur instances Azure/AWS/GCP Virginie A la demande
Sur instances Spots AWS (utilisation de la sur-capacité) Virginie A la demande*** Les instances Spots utilisent les ressources non utilisées du Cloud public, leur impact environnemental est donc très faible
Sur instances Spots AWS (utilisation de la sur-capacité) Francfort A la demande***
En serverless sur Azure/AWS/GCP Virginie A la volée Les fonctions serverless consomment le CPU à la volée, en revanche le programme est maintenu en mémoire même lorsqu’il est idle.
En serverless sur Azure/AWS/GCP Irlande A la volée

(*) On-Premise = dans un datacenter maison.
(**) RE = Renewable Energy = Energie Renouvelable.
(***) Les instances Spots fonctionnent avec des conditions particulières. Plus de détails ici.

Vous voyez par ce tableau que votre impact environnemental est bien plus dépendant de vos choix d’architecture que du fournisseur de Cloud.

Conclusion

 

Au-delà du choix de votre fournisseur de Cloud, focalisez votre réflexion sur l’architecture globale de votre solution (technique + logicielle).

Si, à tarifs et fonctionnalités équivalents, vous avez le choix entre des instances réservées ou des ressources à la demande, mettez toujours une priorité sur les ressources provisionnées à la demande.

Par ailleurs, quel que soit votre fournisseur de Cloud, gardez un oeil sur l’énergie utilisée selon les régions de déploiement des services Cloud.

Espérons qu’un jour nos fournisseurs soient alimentés à 100% par des énergies renouvelables, ainsi on n’aurait plus à se soucier de nos émissions de CO2.

L’éco-responsabilité chez EASYTEAM

 

C’est pour toutes ces raisons que depuis des années EASYTEAM s’inscrit dans une démarche responsable forte et s’engage en faveur du développement durable.

Au quotidien, cela se traduit par la mise en place d’actions ayant pour but d’impacter positivement notre écosystème.

Cela se traduit par exemple, par la création d’une charte de télétravail, l’achat de véhicules électriques ou encore l’adhésion à des associations de sensibilisation comme la « Fresque du Climat ».

D’ailleurs, nous serons présents le 16 avril prochain au siège d’Harmonie Mutuelle, de 18h à 20h, afin de discuter de ces enjeux en compagnie de plusieurs experts sur le sujet. N’hésitez pas à vous inscrire si cela n’est pas déjà fait.

Sources :
https://aws.amazon.com/fr/about-aws/sustainability/
https://fr.wikipedia.org/wiki/Centre_de_donn%C3%A9es
https://www.greenpeace.org/usa/reports/click-clean-virginia/#1507662095841-3ba53819-cff11549913791033
https://lejournal.cnrs.fr/articles/numerique-le-grand-gachis-energetique
https://www.energystream-wavestone.com/2017/02/data-center-grands-pollueurs-numerique
https://biz.loudoun.gov/key-business-sectors/data-centers/
https://www.silicon.fr/ovh-etats-unis-premier-datacenter-virginie-159607.html
https://datacenterfrontier.com/northern-virginia-colocation-market-us/
https://www.data4group.com/actualites-data4/la-france-un-vivier-de-data-centers-toujours-plus-soucieux-de-lenvironnement/
https://les-smartgrids.fr/france-energies-renouvelables-allemagne/

 

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