Première Partie : Comprendre le Green ITlim.univ-reunion.fr/staff/courdier/old/cours/greenit/1_GreenIT.pdf · 13,5 % facture GES : Gaz à Effet de Serre" " Facteur 50 Gaz à effet

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© Rémy Courdier – V1.1 1

Green IT / Green Computing!ECO-TIC / TIC et développement durable !

« Je lis dans l’avenir la raison du présent » "Alphonse de Lamartine, 1790-1869"

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Première Partie : "Comprendre le Green IT"

"

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Eco-tic, "Informatique durable, Informatique verte ""GREEN IT, GREEN ICT, Green Computing, sustainable IT ""

Introduction !Qu’est-ce que le Green IT ? !

■  Qualité : « Aptitude d’un ensemble de caractéristiques intrinsèques d’un produit, d’un système ou d ’un processus à satisfaire les exigences des clients et des autres parties intéressées.» [1]

■  Développement durable : « répondre aux besoins des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs » [2]

Introduction

ensemble des technologies de l’information et de la communication écoconcues (dont l’empreinte économique, écologique, sociale et sociétale a été volontairement réduite) qui aident l’humanité à atteindre les objectifs du développement durable. [3] "

Application au domaine des TIC

Le terme Eco-TIC est la traduction française de « Green ICT », JO du 12 juillet 2009.

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Introduction !Qu’est-ce que le Green IT ? !

■  Définition du JO du 12 juillet 2012 Les « écotechniques de l'information et de la communication » sont des techniques de l'information et de la communication dont la conception ou l'emploi permettent de réduire les effets négatifs de l'activité humaine sur l'environnement. Cette réduction des effets négatifs de l'activité humaine sur l'environnement tient à la diminution de la consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre qui résulte du recours aux écotechniques ou à la conception même de ces techniques, qui s'attache à diminuer les agressions qu'elles pourraient faire subir à l'environnement au cours de leur cycle de vie [JO 12 juillet 2009]."

■  Il existe de multiples autres définitions dans la littérature

!  Prise en compte d’une dimension environnementale pour le cycle de vie (du choix au recyclage en passant par la gestion au quotidien) des matériels, logiciels et services liés aux systèmes d’information [4]

!  …"

Introduction

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Genèse du Green IT !1975 : Energy Polycy Conservation Act (EPCA), Etat Unis, Programme de moindre

consommation énergétique des appareils ménagers 1993 : Premier Eco-Label dans le Green IT Energy Star créé par l’EPA (Env Protection

Agency) : PC et Ecrans consommant au max 30 watts pendant la phase de veille. 1993 : Décision du gouvernement américain de n’acheter que du matériel labellisé Energy

Star 1994 : Japon, Suède,… aides aux entreprises 1996 : Apparition du terme DEEE « Déchets d’équipements électriques et électroniques »

-- WEEE en anglais, Parlement européen 1999 : Peter Huber « Extrayez plus de charbon… les PC arrivent… », revue Forbes 2003 : Directive européenne visant à gérer la fin de vie du matériel électronique 2005 : - Hausse importante du coût de l’énergie

- Prise de conscience de l’impact financier en forte croissance des TIC - Conscience écologique citoyenne

2006 : Entrée dans l’ère du Green IT"2008 : CEBIT plus grand salon pour les technologies de l'information au monde en terme

de visiteurs (Hanovre, Allemagne) s’ouvre sur le thème de la maitrise d’énergie => Relais de nombreux medias spécialisés dans le monde

Genèse

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Effort de construction de modèles de développement du secteur TIC plus durable

Constat et enjeux Globaux !

■  Globalement au niveau planétaire !  La production énergétique émet des GES tels que le CO2

!  Le secteur du numérique a une croissance de demande énergétique à 2 chiffres !  Enjeux environnementaux : raréfaction des énergies carbonées, changements

climatiques, atteintes à la biodiversité, pollution des eaux et de l’air…

■  Traduction au niveau de la France [4]

Constat et enjeux GES : Gaz à Effet de Serre "

"  Facteur 50 Gaz à effet de Serre

2003

2050

# 10 % par an

2009

2020

13,5 % facture électrique française

40 % facture électrique française

Con

som

mat

ion

élec

triq

ue

Volonté politique

Réunion, Ile verte

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Constat et enjeux LOCAUX !GERRI 2007-2013 : suite au Grenelle de l'environnement, la réunion a réalisé un programme partenarial, conduit conjointement par 5 membres fondateurs : l’Etat, le Conseil Régional, le Conseil Général, l’Association "la Réunion économique", le "club des entreprises partenaires".

Green Energy Revolution: Reunion Island

Energy Storage

Town planning and construction

Waste management

Transport organization

Energy Production

Les objectifs du projet GERRI consistaient à intégrer d’ici 2030 toutes les innovations conduisant vers l’autonomie énergétique de la Réunion dans les secteurs des transports, de la production et du stockage de l’énergie, de l’aménagement et la construction durable, ainsi que du tourisme.

Constat et enjeux Filière TIC de la Réunion "•  2 milliard d’euros de CA x2 en 6 ans "•  Plus de 550 entreprises "•  Plus de 6000 emplois "

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CONSTAT ET ENJEUX LOCAUX !

■  Autres actions qui peuvent servir de d’exemple

Constat et enjeux

http://www.greenit.fr/article/outils/la-nouvelle-caledonie-sinvestit-dans-le-green-it

Choix de produits labellisés, gestion de fin de vie du matériel TIC

Refroidir les data-centers à l’eau de mer ?

•  2011 : un accord signé entre les communes de Saint-Denis et de Sainte-Marie (Réunion) et la compagnie GDF pour climatiser des bâtiments publics et des datas-center avec de l’eau de mer.

•  L’eau est puisée à plus de 1000 mètres de profondeur à une température de 5 degrés.

•  Ce système permettra d’économiser 75 % d’électricité par rapport à une installation classique.

Initiative d’association locales telle que l’ARTIC •  Encouragement de la filière reunionaise TIC à

réduire son impact environnemental •  Développer de nouveaux usages green des TIC

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Exemples représentatifs !

■  Empreinte écologique de l’envoi d’un email

■  Empreinte écologique d’une consultation Web

■  Consommation électrique de supercalculateur

■  Consommation électrique d’un centre de données

■  Consommation électrique des datacenters américain

■  CO2 générés par le secteur de l’informatique…

Exemples représentatifs

Empreinte écologique visible Ménages on franchis le pas pour les ampoule basse consommation

CONSOMMATION 1 MENAGE Français : "4000 WATT / an en moyenne en 2010"

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!EMPRUNTE ECOLOGIQUE de l’Envoi d’un EMAIL [9] !

■  Limiter les email inutiles ■  Limiter les pièces jointes et les compresser ■  Utiliser un format de mail léger (texte Vs HTML) ■  Limiter les spams

Empreinte écologique utilisateurs : 50 %

(expéditeur et destinataire)

Empreinte écologique fournisseurs de services

(Orange, Gmail, …. : 50 %

Empreinte écologique réseau internet : moins de 5 % quel que soit l’indicateur étudié.

Impact écologique

e-mail + pièce jointe 1 Mo : 19 grammes eqCO2

Ex Université de la Réunion : "- 12000 PERSONNES "- 11 e-mails par jour,"-  220 jours par an"

Emissions de gaz à effet de serre (GES) induites : "⇒  68 tonnes eqCO2,"⇒  Soit 1000 A/R en avion entre

Paris et LA Réunion."


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!EMPRUNTE ECOLOGIQUE d’une recherche Web [9] !

■  Utiliser les favoris pour les sites fréquemment consultés ■  Personnaliser les session sur les machines collectives ■  Gérer ses favoris de manière synchronisé sur le Cloud

Consultation utilisateur : 70 % (lecture 5 pages)

Moteur Recherche, stockage index : > 80 %

Impact de la requête faible

Recherche d’une adresse de site web ou de document en ligne (URL)

Empreinte écologique : 2,8 grammes eqCO2

Ex Université de la Réunion : "- 12000 PERSONNES "-  1000 recherches par an""Emissions de GES induites :"⇒  120 tonnes eqCO2,"⇒  Soit 74 A/R en avion entre

Paris et LA Réunion."


Consultation de sites dans la page de résultat du moteur de recherche

Empreinte écologique : 10 grammes eqCO2

40 000 requêtes Google faites dans le monde chaque seconde (100 MILLARDS PAR MOIS) – Source Google, aout 2012"

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Empreinte ecologique… par quelques exemples !

■  L’ordinateur le plus puissant au monde, le BlueGene/L consomme l’équivalent énergétique à 5000 ménages français. [7]

■  Un centre de données moyen consomme en 2010 près de 4 mégawatts par heure, soit l’équivalent énergétique de près de 3000 ménages français. [7]

■  En 5 ans la consommation des serveurs et data center américain a doublée ce qui laisse penser que d’ici les 5 prochaines années elle atteigne 100 à 120 milliards de kw / heures, soit une facture annuelle de 7.4 milliards de dollars. [8]

■  Le secteur de l’informatique génère 2 % des émissions de CO2 liées à l’activité humaine. Autant que l’ensemble de la flotte aérienne mondiale [Gartner Group]

■  En 2008, un Brésilien consommait en moyenne autant d’électricité sur une année qu’un utilisateur de Second Life [10]

■  Google a multiplié par 10 en 10 ans son nombre de serveurs [11] en 2003 : 100 000 serveurs, en 2006 : 400 000 serveurs, en 2011 : 900 000


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PERIMETRE D’ACTION du Green IT!

Source : GreenIT.fr

Perimètres d’action

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GREEN IT 1.0!

■  English : Green for IT ■  Français : éco-TIC ■  Démarche d’amélioration continue qui vise

à réduire l’empreinte écologique, économique et sociale des technologies de l’information et de la communication.

Source : GreenIT.fr


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GREEEN IT 1.5!

■  Démarche d’amélioration continue qui vise à réduire l’empreinte écologique, économique et sociale de l’organisation au sens physique du terme : réduction des kilomètres parcourus par les salariés,…

■  Utilisation des TIC au service de la stratégie Développement Durable de l’entreprise, notamment en proposant des logiciels pour suivre la stratégie RSE de l’entreprise (pilotage et reporting RSE), évaluer la performance Développement Durable des fournisseurs (achats responsables), vérifier la conformité réglementaire, etc. Le déploiement de tous ces outils revient à créer un SIDD.

Source : GreenIT.fr


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GREEN IT 2.0 et SI durable !

■  Green IT 2.0 !  Démarche d’amélioration continue qui

vise à réduire l’empreinte économique, écologique et sociale d’un produit ou d’un service, grâce aux TIC. Par exemple, l’ajout d’une fonctionnalité d’éco-conduite dans le GPS livré avec une voiture.

■  Système d’Information Développement Durable

!  English : Sustainable Development Information System

!  Un Système d’Information Développement Durable (SIDD) est constitué de l’ensemble des logiciels déployés par l’organisation au service du développement durable.

Source : GreenIT.fr


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Ec- economie et TIC !■  Eco-innovations de rupture

!  Les éco-innovation de rupture s’appuient sur les TIC pour changer un modèle économique et / ou comportemental. Deux principaux modèles sont visés : l’économie collaborative et l’économie et la gestion des processus par exception.

■  Economie collaborative !  vise à glisser de l’économie du produit (un objet détenu par individu) à

l’économie de service (accès à n objets partagés). Les exemples les plus médiatisés sont le covoiturage, le cloud computing, ou bien encore la colocation.

■  Gestion par exception !  consiste à mesurer finement un processus grâce à des capteurs électroniques,

puis à analyser ces données pour prendre des décisions. Par exemple, on ne déclenchera l’arrosage des pelouses d’une ville qui si le taux d’hygrométrie du sol le nécessite. Autre exemple : un capteur de luminosité associé à un capteur de présence éteint ou allume automatiquement un éclairage en fonction des mouvements détectés et de la luminosité extérieure. Des processus plus complexes (optimisation de tournée, agriculture de précision) reposent sur de multiples points de mesure dont les données sont consolidées puis analysées en temps réel. On utilise souvent le terme anglais « smart » pour désigner l’intelligence de ces systèmes.

Source : GreenIT.fr


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Les ecoLAbels!On distingue trois types d’écolabels ■  Les écolabels officiels (type I)

Délivrés par Afnor Certification. En France, seul l’écolabel européen et la marque NF Environnement sont officiels.

■  Les écolabels indépendants (type II) octroyés par des groupes d’intérêt qui peuvent être des associations d’entreprises ou d’intérêt écologique. Comme ces labels ne font pas appel à une tierce partie, la définition des critères écologiques et leur attribution relèvent de la responsabilité des groupes qui les conçoivent. Le grand nombre d’écolabels de type II sur le marché ne facilite pas le choix du consommateur. Des normes internationales évitent aux entreprises l’apposition d’expressions floues sur leurs produits telles que « produit vert » et interdisent l’usage du concept « développement durable » jugé trop complexe.

■  Les écoprofils (type III) fournissent des info. standardisées sur un produit, Analyse du cycle de vie qui présente le bilan des matières entrantes et sortantes à chaque étape de la vie du produit. Les labels de ce type standardisent des données et ont comme avantage aux yeux des consommateurs de permettre la comparaison des produits entre eux (exemple : l’énergie consommée par un PC).

Source : rsenews.com

Les labels

www.ecolabels.fr!

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PRINCIPAUX !ECO-LABELS !

Source [4]

Eco-Labels Français de type 1

Les labels

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Leviers d’ACTION !

Leviers d’action

Quelles actions concretes mettre en

œuvre ?"

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Leviers d’ACTION : Principales pistes !www.ecolabels.fr!

Introduire la dimension Green IT au plus haut niveau de la stratégie de produit de l’entreprise"

Sensibiliser et former le "personnel au Green IT"

Mise en place d’une politique de gestion de l’énergie basée sur des métriques de mesure"

Achats responsables"Choix de matériel"Choix d’OS "Choix de logiciel"

Virtualisation "data-centers « verts »"« Green IT Factory »"

Utilisation d’une approche de développement HPC (Green High Performance Computing Methods) [12]" Géstion la fin de vie du matériel"

Gestion la Longévité des produits"

Configuration optimisées « Green » des serveurs et postes de travail "

Mise en place d’un responsable Green IT"

Leviers d’action

Stratégie Eco-conception"Eco-innovations de rupture"

Process métiers Green IT :"Diminution des flux"

Usage de l’impression, du mail, …"Video conference,Télé-travail,"

Dématérialisation"

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Pourquoi mettre en place une stratégie Green IT!

Leviers d’action

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Pourquoi ne pas avoir engagé une stratégie Green IT !

Leviers d’action

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Normes et Guides !

■  Normes et Guides !  Article 75 Loi ENE, Bilan Carbone (France) !  Normes ISO 14064 et la nouvelle norme ISO 14069 en construction !  GHG Protocol -- Greenhouse Gas (GHG) Protocol ICT Sector Guidance :

méthodologie internationale visant à évaluer les émissions de gaz à effet de serre des TICs établi par le World Resources Institute (WRI), le World Business Council for Sustainable Development (WBCSD), Carbon Trust et le Global e-Sustainability Initiative (GeSI)

!  Guide publié par l’Ademe et le Cigref. Réalisation d'un Bilan des émissions de gaz à effet de serre : Technologies Numériques, Information et Communication (TNIC), janvier 2012, 146 pages. http://www.ademe.fr/internet/Flash/BILAN_GES_TNIC/index.html

■  Liens !  Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie

http://www.developpement-durable.gouv.fr/ !  Blogs généraux : http://www.openplanetideas.com/,

www.greenit.fr, www.greenm3.com, www. Ecogeek.org, … !  Env Durable : www.ecolabels;fr , www.goodplanet.info, www.planetoscope.com … !  Métriques: www.tpc.org, www.thegreengrid.org, www.42u.com …

Normes et guides

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BIBLIOGRAPHIE ![1] norme ISO 9000 [2] Rapport de Mme Brundland, commission européenne, 1987 [3] Frédéric Bordage www.grenit.fr 12 novembre 2013 (consulté 20 nov.2013) [4] C. Corne, A. Porcheron, Green IT, Les meilleurs pratiques pour une informatique verte, ed. Dunod, 223 p, 2009 [5] Rapport DETIC, Gouvernement français, 2009 [6] Idate, Institut Audiovisuel et Des Télécommunications en Europe [7] www.dotgreen.fr [8] Agence de Protection de l’Environnement Américaine [9] ADEME http://www2.ademe.fr/ [10] Nicolas Carr, The big switch, W.W. Norton & Co, 2008 [11] Nil Sanyas, « Google : le nombre et la consommation de ses serveurs », sur www.pcinpact.com, août 2011 (consulté en janvier 2012) [12] R. Gruber, V. Keller, HPC@Green IT Green High Performance Computing Methods, Springer, ISBN 978-3-642-01788-9, 2010

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2eme Partie : ECO-Conception en développement Informatique "

"

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ECO-CONCEPTIOn informatique !

■  Longévité du code et effort de maintenabilité : Développement le plus simple possible, organisation claire en composants modulaires, langage et bibliothèques standards.

■  Utilisation de librairies optimisées Choisir un langage nongourmant en ressource, utilisé des librairies portables optimisées invoquant les couches basses ou routines des noyaux des systèmes. Ex. BLAS 2, BLAS3, accès base de données HDF5 (www.hdf5.org), librairies mathématiques ScaLAPACK (www.netlib.org), PETSc (www.petxc.org), MUMPS (www.mumps.org)… Choisir un compilateur avec soin. Ex. open software Gnu compilers (www.gnu.org) peut faire gagner un facteur 3 d’usage de ressources processeur.

■  Tests d’optimisation et de performance Définition de Métrique et utilisation de Logiscopes pour vérifier ces métriques sur le code applicatif

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ECO-CONCEPTIOn informatique… suite !

■  Choix de la solution de déploiement Pré-études techniques (models de similuation,…), « Data center verts », architecture de grilles, ( ïanos: Intelligent ApplicationN-Oriented System),… Choix de matériel en correspondance avec les ressources nécessaires à l’application. TOP500 List ou GREEN500 List (http://www.green500.org/). Vérification de la longévité de la solution MTBF( Mean Time Between Failures) Exemple, disque dur standard : MTBF > à 100 000 heures = 11 années de fonctionnement moyen sans panne. Le solid-state drives de Intel est donné avec un MTBF de 1,2 million d'heures.

■  Paramétrage des Nœuds qui accueillent les composants Utiliser un système d’exploitation svelte et standard, « monitorer » le comportement des application et agir sur les paramètres de configuration de l’OS, (tune the processor frequency)

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L’ECO-conception Par exemple CONCRET !choix de solution Unité centrale !■  Unité centrale Raspberry Pi

!  Faible coût (une trentaine d’euros pour la version 512 Mo) !  Solutions applicatives “smart” domotique, immotique, robotique,... !  Alimentation électrique 5V-700mA - Consommation < 4 W (en

condition les plus énergivores) ■  Consommation électrique annuelle

!  [nombre(d'heures(d’u/lisa/on](x([nombre(jours(d'u/lisa/on](x(([puissance(appareil(en(wa:s](/(1000)(=(nombre(kWh

!  Heures(creuses(:(22h(E(6h(soit(8h/jour(=>(8*365*4/1000(=(11,68(kWh(Heures(pleines(:(6h(E(22h(soit(16h/jour(=>16*365*4/1000(=(23,36(kWh(Total&:&11,68&+&23,36=&35,04&kWh/an&

■  Coût à l’année !  Le coût énergétique 24h/24h pendant 365 jours de l’unité centrale

Raspberry PI est de l’ordre de 4€ à 5€ à l’année.

Tarifs'EDF'métropole'au'01/08/2013

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L’ECO-conception Par exemple CONCRET !Déploiement de reseau de capteurs!

■  Capteurs !  Privilégiez des capteurs fonctionnant sur batterie rechargeables. !  Vérifiez la durée de vie théorique avant remplacement des batteries. !  Vérifiez que les batteries sont recyclables. !  Privilégier une alimentation par énergies renouvelables par

exemple via panneau solaire (éclairage extérieur, arrosage, etc…). !  Vérifiez que les composants sont ROHS (Restriction of Hazardous

Substances). pas de composants dangereux et respect de la législation en vigueur.

!  Suivre de près les évolutions applicatives par une veille technologique. Certains capteurs solaires peuvent d’être rechargés par la lumière ambiante à l’intérieur de la maison durant le jour.

■  Autonomie de l’installation

!  Éviter l’utilisation d’un écran en permanence lorsque cela est possible.

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L’ECO-conception Par exemple CONCRET !Site Web conçu en « Responsive Design » !

■  Adaptation du contenu des pages du site en fonction du contexte de visualisation

ordinateur de bureau, tablette Wi-Fi, smartphone EDGE, 3G,4G,… => Réduction de la bande passante consommée, tout en améliorant le service rendu au client en lui offrant un experience utilisateur enrichie quelque soit le terminal utilisé, cette approche.

■  Images de fond optimisées afin de réduire autant que possible leur taille.

■  Codes CSS de mise en forme et JavaScript non embarqués dans le code HTML de la page

=> réutilisation du code sur l’ensemble des pages, celui-ci n’étant pas re-transféré pour chaque page demandée. Codes CSS et JavaScript inclus dans leurs propres fichiers permet au navigateur de les stocker dans le système de cache local afin de ne pas les redemander systématiquement, ce qui réduit les requêtes réseau.

Documents

Première Partie : Comprendre le Green ITlim.univ-reunion.fr/staff/courdier/old/cours/greenit/1_GreenIT.pdf · 13,5 % facture GES : Gaz à Effet de Serre" " Facteur 50 Gaz à effet