Les effets rebond du numérique

mercredi 23 décembre 2015 par Cédric Gossart

Malgré leur capacité à produire de l’information sur notre environnement et de permettre d’écoconcevoir de nouveaux produits et services (voir Gossart et al., 2015), les éco-TIC sont loin d’être des baguettes magiques à verdir la planète. En effet, elles comportent de sérieuses limites, dont la principale semble être l’existence d’« effets rebond », qui annulent tout ou partie de leurs bénéfices écologiques. Dans le cas des technologies numériques comme les serveurs, les gains en termes d’amélioration de l’efficacité énergétique pourraient donc être absorbés par une augmentation de la demande de stockage numérique d’informations, ce qui annulerait les bénéfices environnementaux de ces gains .

1. Introduction

Si les technologies numériques peuvent contribuer de diverses manières à réduire les impacts négatifs des sociétés humaines sur leur environnement , ces contributions présentent de nombreuses limites. Le tableau suivant propose une classification des liens entre technologies numériques (TIC) et environnement .

Tableau 1 - Cadre conceptuel d’analyse des liens entre TIC et environnement

Type d’effet Niveau d’influence TIC en tant que solution TIC en tant que problème
De 1er ordre (directs) TIC elles-mêmes Fabriquer plus avec moins Cycle de vie des TIC : Production, Utilisation, Fin de vie
De 2ème ordre (indirects) Applications des TIC à d’autres secteurs Effets d’optimisation, Effets de substitution Effets induits
De 3ème ordre (systémiques) Changement social Profond changement structurel vers une économie dématérialisée Effets rebond, Nouvelles infrastructures critiques d’information

Source : Adaptation du tableau présenté en page 147 du livre de Hilty.

Ce tableau montre que si les technologies numériques font partie des solutions aux crises écologiques, elles posent également plusieurs types de problèmes, dont les effets rebond dont il est question ici.

Entre 1982 et 2012, alors qu’en France l’intensité énergétique finale avait diminué de 30%, la consommation finale d’énergie avait augmenté de 15%, en passant de 134 Mtep à 154 Mtep (ADEME, 2014).

Le secteur des transports a également connu des gains d’efficacité énergétique importants. Par exemple, entre 1990 et 2012 la consommation de carburant d’une voiture moyenne est passée de 8,3 l/100 km à 6,7 l/100 km, et les émissions de CO2 des voitures neuves ont diminué en moyenne de 175 gCO2/km à 124 gCO2/km. Sur la même période, la distance parcourue par voiture de gamme moyenne est restée stable à environ 13000 km/an. Ces résultats auraient dû permettre des économies d’énergie, mais c’est l’inverse qui s’est produit : la consommation énergétique finale du transport routier est passée de 32 Mtep à 36 Mtep, et ses émissions de CO2 ont augmenté de 10%. Malgré l’amélioration de l’efficacité énergétique, la consommation d’énergie globale et la pollution ont donc augmenté, notamment parce que le nombre de voitures est passé de 24 à 32 millions d’unités ; cet accroissement de la demande matérialise un « effet rebond ».
Les « effets rebond » sont nombreux et de grande ampleur avec les technologies numériques, et ils constituent une limite importante à leur contribution à la transition écologique. Il est donc important que les décideurs sachent les mesurer et les prendre en compte dans leurs stratégies d’entreprises et leurs politiques publiques. Dans le cas des actions d’amélioration de l’efficacité énergétique, ils caractérisent le fait qu’au lieu de réduire la consommation énergétique, ces actions contribuent à l’augmenter, par exemple parce qu’elles induisent à terme la consommation de nouveaux produits ou services gourmands en énergie . En effet, lorsque l’efficacité de l’utilisation d’une ressource est améliorée, son prix tend à baisser et sa demande à augmenter. Pour un particulier, réduire sa consommation d’énergie (phase d’utilisation) conduit à augmenter son pouvoir d’achat, ce qui autorise l’acquisition de nouveaux produits ou services, eux-mêmes consommateurs d’énergie. Dans le cas d’une entreprise le raisonnement est similaire : les gains d’efficacité énergétique obtenus pour les phases de fabrication ou d’utilisation se traduiront par des économies sur les dépenses d’exploitation, qui pourront alimenter des investissements pour augmenter la production. À moins qu’il ne s’agisse d’investissements réduisant fortement les pollutions, ceux-ci se traduiront in fine par un accroissement de la consommation de matières et d’énergie.

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Les effets rebonds - Illustration tirée de l’ouvrage "Les Impacts écologiques des TIC", EcoInfo 2012, EDP Sciences

2. Les différents types d’effets rebond

Au 19e siècle en Angleterre, le charbon était essentiel au succès de la révolution industrielle, et l’on craignait que cette ressource stratégique s’épuise très rapidement. Pour éviter ce drame économique, des ingénieurs sont parvenus à exploiter le charbon de manière plus efficace dans l’espoir d’en repousser l’épuisement. Mais c’est l’inverse qui s’est produit, car en exploitant cette ressource fossile de manière plus efficace, son prix a baissé et sa consommation a augmenté, comme l’avait prédit en 1865 l’économiste William Stanley Jevons dans « The Coal Question » (Alcott, 2005). Ce n’est que bien plus tard que Khazzoom (1980) proposera le terme d’effet rebond pour qualifier ce « paradoxe de Jevons ».

Les effets rebond directs apparaissent lorsqu’une baisse du coût d’une ressource induit des réductions de prix qui à leur tour déclenchent une augmentation de la demande pour le bien coûtant le moins cher.

Comme le rappelle Steve Sorrell (2009), on peut distinguer trois catégories d’effets rebond (directs, indirects, structurels). Les effets rebond directs ont été largement analysés par la théorie économique (Berkhout et al., 2000 ; Greening et al., 2000 ; Sorrell et al., 2008). Ils apparaissent lorsqu’une baisse du coût d’une ressource, e.g. de l’énergie, induit des réductions de prix qui à leur tour déclenchent une augmentation de la demande pour le bien coûtant le moins cher (par exemple, si une machine à laver consomme moins d’énergie, les consommateurs peuvent se permettre de laver leur linge plus souvent). Steve Sorrell (2009) cite l’exemple du processus Bessemer qui a permis aux entreprises métallurgiques de réaliser les économies d’énergie les plus importantes de leur histoire, alors que dans le même temps elles connaissaient de fortes augmentations de la demande d’acier … qui n’auraient pas eu lieu sans cette innovation génératrice d’effets rebond. Dans ce cas, l’argent économisé grâce aux gains d’efficacité énergétique a été réaffecté pour consommer plus du même produit. Par exemple, durant la seconde moitié du 20e siècle, dans le secteur manufacturier américain on a pu mesurer un effet de rebond de 24%. Cela signifie que les gains d’efficacité énergétique ont été suivis d’une augmentation de 24% de la demande en énergie (Bentzen, 2004). Il est difficile de comparer les évaluations des effets rebond, car elles varient selon la méthodologie et les données utilisées. Par conséquent, certains auteurs comme Schipper et al. (2000) sont en désaccord avec le point de vue de Jevons, et affirment que les effets de rebond ont été faibles au cours des années 1970 et 1980. Selon eux, pendant cette période « la plupart des améliorations de l’efficacité énergétique a généré des réductions de l’intensité énergétique » (ibid.).

La deuxième catégorie d’effets rebond concerne les effets rebond indirects : quand une ressource est produite de manière plus efficace et que son prix diminue, les consommateurs de cette ressource vont faire des économies, qu’ils-elles pourront dépenser en consommant d’autres produits polluants. Par exemple, si une famille économisait de l’argent en isolant son appartement, elle pourrait dépenser cet argent en achetant une plus grosse voiture. Les bénéfices écologiques générés par l’isolation du logement seraient alors absorbés par les impacts négatifs du nouveau produit polluant.

Une troisième catégorie d’effets rebond concerne ceux qui touchent l’ensemble de l’économie. Ceux-ci apparaissent lorsque la baisse des prix de l’énergie induit une réduction des prix des biens intermédiaires et finaux dans toute l’économie, et provoquent des changements structurels dans les modes de production et les habitudes de consommation. Par exemple, un carburant moins cher permet d’habiter plus loin de son lieu de travail. Ces effets sont le résultat agrégé des effets rebond direct et indirect, et peuvent s’exprimer sous la forme d’un rapport entre les économies d’énergie escomptées et les économies effectives. Si le quotient de ce rapport atteint 100%, cela signifie que les économies d’énergie prévues sont entièrement compensées, d’où une économie nette d’énergie égale à zéro pour l’ensemble de l’économie.

3. Exemples d’effets rebond générés par les technologies numériques

Si de nombreuses études sectorielles ont été réalisées dans le cas du secteur automobile ou du bâtiment, il existe en revanche encore peu de mesures d’effets rebond dans le secteur des technologies numériques. Nous expliquons ci-dessous comment les trois types d’effets rebond peuvent se traduire dans ce secteur, et exposons les tentatives de mesure publiées récemment.

En Suisse, entre 1990 et 2005 la masse physique moyenne d’un téléphone mobile a été divisée par 4,4, alors que la masse totale de tous les téléphones utilisés a été multipliée par 8, le nombre d’utilisateurs ayant explosé.

Les effets rebond directs apparaissent donc lorsqu’une plus grande quantité de la même ressource est consommée suite à une amélioration de la productivité avec laquelle est fabriquée cette ressource. Par exemple, étant donné que les microprocesseurs sont de plus en plus petits, chacun d’entre eux requiert en valeur absolue moins de matériaux pour être fabriqué. Par conséquent leur prix baisse … et leur demande explose, de nouveaux modèles venant rapidement remplacer les plus lents, ce qui contribue aussi à accélérer l’obsolescence des ordinateurs. La miniaturisation des technologies numériques peut également avoir un effet démultiplicateur sur leur demande : les économies de matières générées par la miniaturisation vont alors être absorbées par la multiplication du nombre de petits appareils électroniques. Ce « paradoxe de la miniaturisation » est illustré dans le cas de la Suisse, où entre 1990 et 2005 la masse physique moyenne d’un téléphone mobile a été divisée par 4,4, alors que la masse totale de tous les téléphones utilisés en Suisse a été multipliée par 8, le nombre d’utilisateurs ayant explosé. Un autre exemple de gains d’efficacité entraînant des effets rebonds dans les technologies numériques sont ceux obtenus grâce à la virtualisation des centres de données.
Cette technique permet de diminuer le nombre de serveurs à stockage de données constant … et de réduire le coût de l’octet stocké, d’où une explosion de la demande d’espace de stockage de données : de 1986 à 2007 la capacité mondiale de traitement de données a augmenté cinq fois plus vite que la croissance économique (Hilbert et al., 2011).

En ce qui concerne les effets rebond indirects, ils apparaissent lorsqu’une production plus efficace d’une ressource entraîne une diminution des prix des biens et services qui l’utilisent, ce qui induit une augmentation de leurs ventes et donc la consommation d’autres ressources. Par exemple, dans le domaine du e-learning, Herring et al. (2007) ont étudié les impacts environnementaux de trois systèmes d’enseignement, et conclu que le e-learning ne se traduisait pas par une réduction des émissions de CO2 ou de la consommation énergétique en raison d’effets rebond. Parce qu’il utilise les technologies numériques de manière intensive, le télétravail est également soumis à des effets rebond. Par exemple, il peut conduire à des déplacements plus longs lorsque la présence physique au bureau est nécessaire et que les employées décident de vivre plus loin de leur lieu de travail parce qu’elles savent qu’elles pourront télétravailler. En fait, l’augmentation du pouvoir d’achat et l’effet rebond lié au transport compensent largement les gains d’efficacité énergétique directs réalisés par le secteur du transport de passagers (Hoogeveen et al., 2002).
Les effets rebond indirects ont également été observés pour les services numériques visant à réduire les déplacements. Par exemple, dans les cas du téléachat, du télétravail et des téléconférences, une partie importante des économies de déplacement est annulée par l’augmentation des trajets non professionnels pour faire des courses ou accompagner des membres de sa famille dans des déplacements de loisir. Falch (2012) montre par exemple que c’est au Danemark que l’on trouve le plus fort effet rebond lié au télétravail (73%). En effet, pour ce pays le télétravail a permis réduire les déplacements domicile-travail motorisés de 105 km par semaine. Mais il a dans le même temps occasionné des déplacements personnels de 77 km, qui annulent en partie les kilomètres économisés grâce au télétravail, d’où un effet rebond de 73% (77 km/105 km). On voit bien dans cet exemple que le comportement des acteurs est la clé du changement environnemental, quelle que soit la performance environnementale de la technologie « verte » qu’ils utilisent.

Paradoxalement, bien que nous économisions en permanence du temps grâce aux innovations technologiques, en définitive nous ne disposons pas de plus de temps qu’auparavant, voire encore moins.

On peut aussi calculer un effet rebond lorsque la ressource clé est le temps : que l’on tente d’en économiser et les techniques mises en œuvre pour faire gagner du temps nous conduisent finalement à leur en consacrer plus. C’est le cas des méls mais aussi pour les chercheurs de la diffusion électronique des articles scientifiques : s’il faut beaucoup moins de temps pour s’en procurer grâce aux bases de données en ligne, l’explosion des publications nous demande beaucoup plus de temps pour suivre l’actualité scientifique, à supposer que l’on y parvienne… Paradoxalement, bien que nous économisions en permanence du temps grâce aux innovations technologiques, en définitive nous ne disposons pas de plus de temps qu’auparavant, voire encore moins (Hörning et al., 1999) ! Quant à Lorenz Hilty (2008), il a réalisé une expérience sur l’utilisation des ordinateurs dans le but de comprendre si de nouvelles versions de systèmes d’exploitation avaient généré des effets rebond. Il a conclu que le passage à un ordinateur tournant sur un système d’exploitation plus récent ne conduisait pas nécessairement à des gains de productivité du travail. Cela peut s’expliquer selon lui par les nouvelles fonctionnalités ajoutées par les développeurs, qui négligent l’efficacité du logiciel devenant surdimensionné et se transformant en « obésiciel » (« bloatware »).

Enfin, les effets rebond touchant l’ensemble de l’économie apparaissent lorsque la baisse des coûts d’une ressource clé induit une réduction des prix des biens intermédiaires et finaux dans toute l’économie, provoquant des changements structurels dans les modes de production et de consommation. À notre connaissance, aucune étude n’a encore évalué ces effets dans le cas des technologies numériques. On peut toutefois proposer un nouveau type d’effet rebond structurel lié aux technologies numériques qui n’a pas encore été mis en évidence dans la littérature. En effet, si les technologies numériques ont eu des impacts positifs dans de nombreux secteurs économiques, leur diffusion a également fortement impacté le secteur financier. Sans ces technologies numériques, les marchés financiers ne seraient pas reliés entre eux 24 heures sur 24, et les activités spéculatives telles que le trading à haute fréquence ne seraient guère réalisables. Or ces activités spéculatives ont joué un grand rôle dans la récente crise économique et financière, et il est permis d’affirmer que les technologies numériques y ont largement contribué. Compte tenu de leur rôle dans la crise financière, qui selon certaines estimations a causé des pertes de l’ordre de 14000 milliards de dollars (Gongloff, 2013), les avantages économiques des technologies numériques ont en partie été compensés par les pertes causées par la crise financière. Un effet rebond « spéculation » peut être mis en évidence car on obtient des pertes là où on escomptait des gains grâce à l’efficacité accrue du traitement d’informations financières par les technologies numériques.

4. Conclusion

Pour conclure, nous insisterons sur l’importance de mesurer les effets rebond, car ils sont révélateurs des contradictions destructrices de nos sociétés. Leur étude nous permet de mieux comprendre ces contradictions et d’imaginer des scénarios pour les surmonter. Pour ce faire, on peut par exemple intégrer des mesures même approximatives des effets rebond dans les évaluations environnementales des produits et services des entreprises. On pourrait aussi intégrer les effets rebond dans la construction et l’évaluation des politiques publiques. Pour ce faire, proposer des méthodes de mesure des effets rebond mais aussi sensibiliser les décideurs du secteur privé et public est essentiel. Nous espérons que cet article pourra y contribuer.

5. Bibliographie

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  • Sorrell, S. (2009). Jevons’ Paradox revisited : The evidence for backfire from improved energy efficiency. Energy Policy 37(4) : 1456-1469.
  • Sorrell, S. et J. Dimitropoulos (2008). The rebound effect : Microeconomic definitions, limitations and extensions. Ecological Economics 65(3) : 636-649.

6. Pour aller plus loin…


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