Ce mois-ci on parle pureté de matériaux, de représentation écologique, de l’impact de l’IA sur le marché de la seconde main, et toujours le meilleur et le pire du numérique d’un point de vue écologique.

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💎 Pureté : angle mort de l’empreinte du numérique

Il est souvent évoqué la diversité d’éléments chimiques nécessaires à la fabrication de nos appareils numériques. Près d’une cinquantaine sont utilisés par exemple pour produire un smartphone. Car plus on miniaturise, plus on a besoin d’alliages complexes pour assurer la conductivité, la solidité mécanique ou la performance. Si cette multiplicité est souvent évoquée pour parler des enjeux écologiques, il y a un aspect qui l’est beaucoup moins : celui de la pureté de ces éléments.

Pour fabriquer les composants les plus complexes jamais créés par l’être humain tels que les processeurs, l’industrie numérique a besoin de matériaux dont la pureté atteint des niveaux extrêmement élevés. Car plus on réduit la taille de composants électroniques (pour gagner en performance) plus la moindre impureté peut poser problème. Ce qui n’est pas sans conséquences environnementales. Cette exigence élevée, engage des processus de purification coûteux en argent, en énergie et en composés chimiques. Gauthier Roussilhe et d’autres chercheurs ont justement creusé la question. Ils se sont intéressés à plusieurs éléments utilisés dans l’industrie numérique tels que le silicium et l’or.

Le cas du silicium et de l’or

Pour comprendre l’importance de la pureté, il faut d’abord comprendre que les composants tels que les processeurs sont composés de milliards de transistors d’une taille démesurément petite. Ceux-ci sont imprimés sur des tranches de silicium pur (appelés aussi wafer) avec une définition qui atteint l’échelle atomique.

Cette précision de fabrication est représentée par le Metal pitch : c’est le nom de la plus petite distance possible entre deux lignes métalliques, permettant de créer les transistors nécessaires au calcul d’un processeur. Cette distance atteint aujourd’hui près de 16 nanomètres, soit l’équivalent d’une centaine d’atomes !

Qui dit échelle atomique dit alors pureté atomique. Le silicium, utilisé pour sa capacité à passer d’isolant à conducteur électrique, doit atteindre une pureté de 99,999999999% (oui ça fait beaucoup de 9…).

Bien que le silicium soit énormément abondant sur Terre (sous la forme de quartz), sa purification extrême nécessite de nombreux processus lourds, coûteux et polluants.

Et le recyclage ?

Cette approche nous permet de comprendre pourquoi le recyclage de certaines matières n’est pas une option. Si purifier à ce niveau d’exigence est bien plus cher qu’extraire, il n’y a plus d’intérêt économique au recyclage. Il s’avère peu pertinent de récupérer un processeur composé d’éléments chimiques mélangés pour repurifier le silicium derrière, alors qu’il est lui-même en abondance dans le sol.

Bien sûr tous les éléments ne sont pas égaux. L’or par exemple, utilisé aussi dans l’électronique, demande moins d’effort de purification. En effet, l’or utilisé dans le numérique est sensiblement le même que celui pour faire des lingots d’or (pur à 99,999% contre 99,99%). Cette différence ne nécessite pas pour l’or, de déployer des procédés de purification supplémentaires. Mais à l’inverse du silicium, l’or est lui, très peu concentré sur Terre (dans les mines d’or il est question d’un gramme par tonne de terre extraite, soit 0,000001%). En conséquence, l’essentiel de son impact environnemental est lié à son processus d’extraction. La partie purification n’a qu’assez peu d’impact (comparé au reste).

Puissance et pureté

Malgré tous les efforts, le 100% pur n’existe pas et une seule impureté (petits points rouges sur le schéma ci-dessous) peut rendre la puce inutilisable (en vert). À quoi s’ajoute une myriade de potentiels problèmes liés à ces processus ultra complexes. Inévitablement, une partie des puces imprimées à la chaîne sur des plaques de silicium sont jetées. Et plus la puce est grande (pour augmenter les capacités de calcul), plus il y a un risque qu’une seule petite impureté puisse rendre inexploitable une grande partie de ce silicium (à gauche sur le schéma). Inversement, plus les puces sont petites et moins il y a de pertes (à droite).

Autrement dit, les puces dont la capacité de calcul est la plus grande (donc qui ont une taille plus grande), ont un impact environnemental plus élevé à cause du taux de perte plus élevé. Ce sont ces puces qui sont particulièrement utilisées par exemple pour l’intelligence artificielle générative.

Miniaturisation : fin de course ?

Cette course à la miniaturisation est fondamentale pour l’économie des fabricants de puces mais s’accompagne de conséquences sur l’environnement. Rompre cette voie nécessiterait d’appréhender complètement différemment la conception de logiciels et de matériels, et donc nos usages. Elle obligerait de se détourner de certains horizons – calculs hyperintensifs de l’IA, réalité augmentée, véhicules autonomes – pour en façonner d’autres : matériel plus modulaire et réparable, logiciels bien plus légers et efficaces etc.

Actualités de Limites Numériques

• Et si le mode "avion" s'appelait "déconnexion" ? Dans une nouvelle piste sur le design de paramètres écologiques, Marjorie Ober et Thomas Thibault explorent cette fois-ci la question de la représentation écologique. En effet une de nos enquêtes montrait que si certains paramètres existants pouvaient avoir des effets écologiques, ils ne sont jamais présentés comme tels. Pourtant le choix des mots, des icônes, des métaphores orientent nos usages et notre compréhension de ce qui est dans nos mains. Extraits de quelques idées :

  • 💡 Inverser la norme pour présenter l'état sobre comme l'état normal des choses, plutôt que de devoir activer un mode "économie d'énergie ou de données".

    

  • 💡 Présenter le stockage en termes de temps restant plutôt que d'espace ("Au rythme actuel vous aurez saturé votre stockage dans 2 ans.") et ainsi anticiper des pratiques de soin ou de sobriété en amont plutôt qu'attendre le moment fatidique.

    

• Lyon : Thomas fera une intervention à la bibliothèque municipale le 5 mars. Et aussi le 16 et 17 avril à l’évènement Mixit.

• Strasbourg : Notre équipe co-organise avec Le Shadok un cycle numérique responsable avec entre autres, une intervention de Marie Lechner sur le lithium alsacien le 24/02 et une balade des infrastructures numériques le 25/02 avec Timothée Goguely.

Sans limites 🙃

• Cette télévision sans fil sur batterie se ventouse au mur. Mais quand la batterie est faible, elle vient se déposer à plat sur le sol à l’aide de câbles… Bravo le progrès… 😅

• Une sucette qui joue de la musique quand vous la mangez (et se jette après 🗑️).

  

• Un four Un “agent culinaire” intégrant un écran, une caméra, un disque dur, de la reconnaissance faciale et – oh surprise – de l’IA ! Le grand bingo du début d’année.

En vrac

• Dans le dernier numéro nous parlions de la pénurie de mémoire vive, causée par le développement de l’IA. Et bien ce n’est pas fini ! C’est maintenant au tour des disques durs SSD (utilisés dans les dernières technologies Nvidia) de voir leur prix exploser. Les plus gros constructeurs ont même annoncé avoir déjà vendu toute leur production de 2026 dès février. Effet domino oblige, les gens se redirigent vers les bons vieux disques durs HDD et les prix augmentent à leur tour. Mais ce n’est pas fini, puisque c’est toute l’économie du reconditionnement et de la seconde main qui est touchée. En effet, à cause de cette inflation, les gens se mettent à retirer ces composants des ordinateurs avant de les jeter ou les redonner aux reconditionneurs. Ces derniers, et tout le marché de la seconde main, se retrouvent noyés d’ordinateurs sans mémoire ni stockage, obligés d’en racheter à des prix dépassant le coût d’un ordinateur neuf. Ce qui les empêche de revendre du matériel reconditionné.

• À Bordeaux la construction annoncée d’un méga complexe de data centers pose question : selon les sources, il pourrait consommer l’équivalent de 25% à 40% de la consommation électrique annuelle des habitants.

• Malgré l’effort des constructeurs pour essayer de convaincre de l’intérêt de la très haute résolution 8K pour les télévisions, c’est la fin de cette technologie consommatrice de ressources. LG a décidé d’arrêter la production des TV 8K. Ce qui fait suite à la même décision de la part de Sony. En même temps, et comme nous le disions dans un autre numéro, notre œil ne perçoit déjà même pas la différence entre la 2K et la 4K dans la plupart des situations. Donc pour la 8K n’en parlons pas.

• Vous êtes-vous déjà étonné que Windows (ou d’autres logiciels) soit toujours aussi lent malgré des ordinateurs toujours plus performants ? Cette personne a voulu faire un test. Elle a installé chaque génération de Windows (XP, Vista, 7, 8.1, 10 et 11) sur un même ordinateur pour comparer la rapidité d’exécution, la consommation de batterie et d’autres choses. Résultat ? Le pire élève est le dernier en date : Windows 11. Il est le système le plus lent à ouvrir un simple fichier, à lancer une application ou lire une vidéo. Mais aussi celui qui consomme le plus de batterie, de stockage et de mémoire vive.

• À Orléans le 13 mars : on vous conseille cette journée de conférences et d’ateliers sur la thématique d’infrastructures numériques limitées, organisé par le projet InfraBasse.

Vos anecdotes

• “Sans smartphone ni imprimante fonctionnelle, elle se présente avec un QR code colorié à la main sur une feuille à petits carreaux”

  

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