Compte-rendu Comptoir: Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco-conception de service numérique ?

le 10/06/2024 par Sandrine Brival, Nicolas Bordier, Alaric ROUGNON-GLASSON
Tags: Numérique Responsable, Évènements

Le 28 mai 2024, un nouvel épisode du Comptoir OCTO s’est tenu suite à une mission d’audit d’éco-conception réalisé par OCTO Technology chez ICDC Informatique (filiale de la Caisse des Dépôts et Consignation).

Le descriptif: Sur un exemple très concret d’audit d’éco-conception de l’outil de bilan carbone C’Bilan développé par ICDC, nous allons expliquer en quoi l’ACV (Analyse de Cycle de Vie) a été déterminante pour identifier les pistes d’actions et la division par 5 de l’empreinte environnementale du service.

Ce compte-rendu fait écho au replay vidéo de ce comptoir, animé par Nicolas Bordier (consultant Numérique Responsable @OCTO), Alaric Rougnon-glasson (consultant @OCTO), Quentin Thomas (Responsable Économie Circulaire et expert bilan carbone @ICDC, Product Owner du projet C’Bilan), Henri Petit (Chargé de projet RSE @ICDC) et Adrien Berthelot (doctorant sur l’Analyse de Cycle de Vie).

Projet C’Bilan

ICDC Informatique est parti sur le développement d’une solution répondant à une problématique de mauvaise qualité des bilans carbone au niveau national, avec les émissions des entreprises très largement sous-estimées.

Ce travail réalisé en interne, en association avec l’ADEME (Agence De l’Environnement et Maîtrise de l’Energie) et l’Association pour la transition bas carbone, et fondé sur le Machine Learning, permet de compléter et d’améliorer les postes d’émissions de gaz à effet de serre de bilan carbone de la chaîne d’approvisionnement. Et pour être cohérent dans la démarche Green IT, dès la conception, IDCD a fait appel à OCTO Technology pour faire un audit d’éco-conception de l’outil à la fin du MVP.

Quel est le contexte de l’audit ?

L’audit d’éco-conception s’est basé sur une estimation d’empreinte environnementale sur 11 indicateurs via une ACV (Analyse de Cycle de Vie):

  • Épuisement des ressources abiotiques naturelles - éléments (en kg Sb eq.)
  • Épuisement des ressources abiotiques naturelles - fossiles (en MJ)
  • Acidification (en mol H+ eq.)
  • Ecotoxicité (en CTUe)
  • Changement climatique (en kg CO2 eq.)
  • Radiations ionisantes (en kBq U235 eq.)
  • Emissions de particules fines - disease occurrence
  • Création d’ozone photochimique (en kg NMVOC eq.)
  • MIPS pour Material Input Per unit of Service ou Intensité matérielle par unité de service (en kg)
  • Production de déchets (en kg)
  • Consommation d’énergie primaire (en MJ)

L’analyse des recommandations d’éco-conception a été réalisée en complément de l’ACV via des outils de mesures instantanée (ex.: GreenIT Analysis, Lighthouse, CoreWebVitals) avec un objectif de sortir 3 scénarios d’éco-conception avec un engagement d’une vingtaine de recommandations. Tout ceci, en sachant qu’ICDC n’avait pas la main pour agir sur les décisions de cadrage (architecture, hébergement, …)

Extrait de la présentation expliquant le contexte de l'audit (besoin et réalisation)

L’architecture

C’est une architecture simple avec plusieurs conteneurs dont un serveur HTTP prenant en charge toutes les requêtes utilisateurs (50 au total sur la première année) et qui les dispatche vers un conteneur applicatif. Un ensemble de conteneurs (applicatif, prédiction et moteur IA) échangent avec une base de données.
Et en parallèle, on a un service d’authentification et un système de stockage de flux de messages.

Extrait de la présentation montrant un graphique de l'architecture de l'outil C'Bilan

L’unité fonctionnelle

L’unité fonctionnelle se définit par un acte métier autrement dit un parcours utilisateur.
Dans le cas de cet audit, l’unité fonctionnelle est représentée par un parcours de profil expert carbone, le plus représentatif de l’utilisation de l’outil en production, qui est de saisir un bilan:

  1. Page d’accueil
  2. Consulter un bilan
  3. Saisir un bilan
  4. Liste des favoris
  5. Consulter un favori

Extrait de la présentation montrant les différents écrans du parcours de l'Unité Fonctionnelle.

Exec sum de l’audit

C’est la synthèse de l’audit en quelques chiffres, montrant un service numérique déjà bien éco-conçu:

  • un eco index B, signifiant une très bonne note au niveau du frontend de l’outil, sachant que la grille de notes va de A à G
  • dès le départ, le front n’était pas identifié comme une source impactant le service numérique
  • 283 kg d’équivalent CO2, de gaz à effet de serre émis sur une année (représentant l’équivalent d’un laptop), en comparaison avec d’autres audits réalisés par OCTO sur des services numériques chez divers clients, l’impact est plutôt très faible.
  • 99%, c’est la proportion des impacts liés au datacenter. Un chiffre qui n’a pas été surprenant au vu du trafic annuel de 50 utilisateurs (en 2023).
  • dès le premier entretien avec ICDC, un focus a été fait sur l’hébergement et l’architecture.
  • 1 à 82% de réduction d’impact possible selon les scénarios d’éco-conception

Extrait de la présentation, montrant la synthèse de l'audit de l'outil C'Bilan (Exec Sum).

Les mesures relevées en 2023

Avec GreenIT Analysis, on retrouve la bonne note du frontend, avec un poids moyen de page de l’ordre de 1000 kp qui est en dessous de la moyenne générale des pages web qui est d’environ 2610.9 ko (en avril 2024 selon HTTP Archive).

Le parcours de l’UF (Unité Fonctionnelle) est assez bien optimisé (en terme de conception du site, aussi bien d’un point de vue technique que design), en passant par 6 pages, on se retrouve avec un poids total de pages d’environ 6000 ko.

Extrait de la présentation montrant un tableau du résultat de l'audit avec GreenIT Analysis correspondant à l'unité fonctionnelle définie.

Au niveau des Core Web Vitals, qui mesurent le ressenti utilisateur lors de la consultation des pages web; tout est au vert tant au niveau du temps de chargement, du délai d'interaction et de la stabilité d’affichage.

Extrait de la présentation montrant un tableau du résultat de l'audit des Core Web Vitals correspondant à l'unité fonctionnelle définie.

Les résultats de GreenIT Analysis et Core Web Vitals confirment que la partie frontend est très bien éco-conçue et ne dispose pas de leviers de réductions environnementaux importants.
C’est en regardant le résultat global d’ACV, qu’on peut se rendre compte que les datacenters ont le plus gros impact.
La couleur bleue représente le bloc datacenter + stockage émetteur - utilisation et en jaune le bloc datacenter + stockage émetteur - hors utilisation (fabrication.

Extrait de la présentation, montrant sous forme d'histogramme, les résultats globaux de l' Analyse de Cycle de Vie. Il en ressort que les plus gros impacts sont dûs au datacenter.

On remarque aussi sur l’ACV Normation (équivalent en habitant du monde, correspondant à un impact environnement moyen par habitant du monde), tout ce qui est du domaine de l’utilisateur n’est pas visible, mais essentiellement la partie datacenter.
8 indicateurs:

  • Épuisement des ressources abiotiques naturelles - éléments
  • Épuisement des ressources abiotiques naturelles - fossiles
  • Acidification
  • Ecotoxicité
  • Changement climatique
  • Radiations ionisantes
  • Émissions de particules fines
  • Création d’ozone photochimique

Extrait de la présentation, montrant sous forme d'histogramme, l'ACV Normation, correspondant à l'équivalence en habitant du monde, le résultat de l' ACV indiquant que le plus gros impacts est dû au datacenter

L’outil C’Bilan est un service complet, à savoir un frontend et un backend, avec 50 utilisateurs à l’année (en 2023).
Une donnée importante permettant de comprendre les impacts concernant le datacenter (backend), c’est qu’il tourne et consomme en permanence sur les 6 mois où il est actif.

Sachant que chaque impact est multiplié par le nombre d’utilisateurs, qu’il y ait 50 ou qu'il y en ait 10 ou 20 fois plus, la consommation restera la même.
On le voit bien dans l’ACV Normation, que le plus gros poste d’impact concerne l’épuisement des ressources abiotiques naturelles, correspondant à l’extraction des ressources minières, et concernant dans la grande majorité des cas les impacts du numérique (construction de matériel).

Les mesures de projection pour 2024

L’ACV permet avant même de coder, de faire des projections d’impacts.
Et pour l’audit de l’outil C’Bilan, il a permis d’estimer une augmentation des impacts de 20 à 30% avec une projection d’augmentation du trafic, passant de 50 utilisateurs en 2023 à 1000 utilisateurs en 2024.
Et sur l’ACV, on commence à voir apparaître de légers impacts sur la partie réseau et utilisateurs (terminaux).

Extrait de la présentation, montrant 2 histogrammes de résultats globaux d'ACV, indiquant la projection d'impacts de 2023 vers 2024 en prenant en compte une évolution des utilisateurs.

Qu’est-ce que l’équivalent d’empreinte environnementale ?

De quoi parle-t-on quand on évoque gramme ou kilogramme d’équivalent CO2 ?
Le plus simple pour y répondre est de rapporter ces données en nombre de kilomètres de voiture, en nombre de repas avec du boeuf ou en nombre de smartphone.

Extrait de présentation, montrant les différents équivalences d'empreinte environnementale

Les scénarios d’éco-conception

Cette étape de l’audit permet de faire des recommandations et des projections sur les évolutions possibles limitant les impacts du service numérique.
3 scénarios à fort levier (au-delà des 20% de réduction d’impacts) ont donc été présentés et sont cumulatifs, signifiant que le scénario n°2 inclut le scénario n°3, et le scénario n°1 inclut le n°2 et le n°3.

Extrait de présentation montrant une représentation des différents scénarios d'éco-conception proposés sous forme de podium. En troisième position, le scénario d'optimisation des conteneurs, en seconde position, le scénario de prod Only et à la première place le scénario de mutualisation.

Optimisation des conteneurs (Scénario n° 3)

Cette optimisation consiste à supprimer les réplicas, signifiant que si on a 2 conteneurs, on utilise donc 2 fois plus de ressources informatiques mobilisées.
Dans le cas de l’outil C’Bilan, considéré comme un service non critique, l'indisponibilité est acceptable.
En appliquant cette recommandation, le vCPU passe de 10,4 à 5,6 et le vRAM passe de 24 Go à 12 Go.
Ce scénario réduit de 20% les impacts.

“Prod Only” (Scénario n°2)

Dans ce scénario, on garde l’optimisation des conteneurs (scénario n°3), et on supprime aussi tous les environnements de pré-production.
Le service numérique n’étant pas critique pour ICDC, un bug peut apparaître sur l'environnement de production, et ne pas bloquer les utilisateurs.
Cependant, le fait de n’avoir qu’un environnement de production amène une nouvelle méthodologie de développement: une batterie de tests plus étendue à exécuter en local, une checklist de tâches à vérifier avant de pousser les fichiers en production,...
L’application de cette recommandation fait passer le vCPU de 10,4 à 1,4 et le vRAM de 24 Go à 3 Go.
Ce scénario réduit de 35% les impacts.

Mutualisation (Scénario n°1)

Ce premier scénario va plus loin, en mutualisant les bases de données avec 4 autres services, permettant de répartir l’impact avec d’autres applications.
Le serveur de base de données dédié au service C’Bilan est peu utilisé, car peu d’utilisateurs, mais aussi une utilisation ponctuelle. Il reste ainsi allumé en permanence pour très peu de sollicitations de la part des utilisateurs.
Ce scénario réduit de 80% les impacts.

Extrait de présentation, montrant un graphique sous forme de toile d'araignée, des différents scénarios sur l'année courante (2023)

Les recommandations

Une fois que les scénarios ont été définis, on passe à l’étape des recommandations.

Les recommandations qui n’ont pas les plus grosses réductions d’impacts sont celles qui se trouvent dans la partie “Little Satisfiers” (en orange).
Elles correspondent à des actions rapides et simples à mettre en place, comme par exemple: mettre le logo au format .webp, corriger les erreurs Javascript, mettre en place des polices standards, etc…

Dans la partie “Time consumers” (en violet), on retrouve une suggestion de recommandation concernant la refactorisation du site en statique.
A l’heure actuelle, l’outil C’Bilan est un site dynamique avec des frameworks javascript, alors qu’après analyse celui-ci peut très bien fonctionner en statique avec le minimum de code Javascript. Dans ce cas aussi, on a un gain d’impact environnemental non négligeable, mais un investissement conséquent pour retravailler le site en statique.

Les plus grosses réductions d’impacts se trouvent dans la partie “Big Investments” (en bleu), où l’on retrouve le scénario n°1 de mutualisation des bases de données, mais aussi une refactorisation en client lourd sachant que tous les utilisateurs sont en interne et que l’utilisation de l’outil est ponctuelle. Ce client lourd permettrait d’éviter de recharger systématiquement des pages web, et passer par un navigateur, qui a déjà des impacts de performances sur le terminal.

Extrait de présentation, montrant le quadrant des recommandations (Quick Wins, Big Investments, Little Satisfiers, Time Consumer)

Préconisations générales

Ce sont les mêmes préconisations qui sont données pour chaque audit d’éco-conception:

  • Challenger le choix des technos dès la phase de cadrage, mais aussi challenger les besoins fonctionnels
  • Suivre de manière précise et régulière les avancées en terme d’éco-conception et la maturité de l’équipe à faire en priorité avec le RGESN (Référentiel Général d'Écoconception des Services Numériques)
  • Former à l’éco-conception (voir en annexe la liste des formations proposées par OCTO Technology), de manière régulière, l’équipe projet et même au-delà.
  • Déléguer au besoin à des profils experts en éco-conception l’accompagnement des équipes.
  • Faire une page d’auto-déclaration d’éco-conception, même si ce n’est pas obligatoire comme c’est le cas pour l’accessibilité.

Extrait de présentation, montrant une liste de préconisations données pour chaque audit d'éco-conception.

Quels ont été les apports de cet audit ?

C’Bilan est un projet pilote, avec une nouvelle approche systématique sur l’éco-conception.

Afin de pouvoir appliquer cette démarche sur les prochains projets, des interviews ont été réalisées auprès de l’équipe projet, à travers un atelier de retour d'expérience sur cette nouvelle approche basée sur un accompagnement spécifique RSE, revue RGESN, etc…

Le retour d’expérience a été très positif, challengeant et très valorisant d’un point de vue compétence et une adhésion collective au projet, avec une unanimité sur le fait d’intégrer en amont du projet cette politique d’éco-concevoir.
Cette approche n’a pas été vue comme une contrainte supplémentaire, ou une surcouche à intégrer en cours de projet.

D’un point de vue global, il n’y a pas eu d’impact majeur sur le planning ou le budget.
Et il en ressort qu’il n’y a pas d’incompatibilité entre les nouvelles technologies (telles que l’IA) et l’éco-conception, tant qu’elles sont utilisées à bon escient.

Extrait de présentation, montrant les différents retouts d'expérience de cet audit par ICDC.

Les Next Steps ICDC

Après l’expérimentation et le partage de l’outil C’Bilan, l’étape suivante est de capitaliser sur tout l’apprentissage qui a été fait dans le cadre de ce projet, pour faire mieux et plus.

L’objectif est de pouvoir modifier les process internes, et cet audit a permis de modifier les grilles d’analyses Green IT dans le cadre d’instruction des projets, mais aussi de mettre plus l’accent sur l’accompagnement des équipes par le service RSE.
Et à l’horizon 2024-2025, lCDC a comme objectif de pouvoir généraliser l’approche de l’éco-conception à l’ensemble des projets, notamment des projets stratégiques.

Extrait de présentation montrant les prochaines étapes suite à cet audit d'éco-conception.

Les Next Steps OCTO

Un modèle d’ACV simplifié a été mis au point pour estimer l’empreinte environnementale des services numériques qu’OCTO a délivré au cours de l’année 2023, pour mieux prendre en compte le scope 3 du bilan carbone OCTO.

Cette ACV accélérée a permis de produire une base de données unique dans le paysage du numérique responsable, et ainsi d’avoir une grande tendance sur des projets hétérogènes sur l’empreinte environnemental des services numériques en France, par la localisation de l’empreinte carbone (datacenter, terminaux, réseau,...) et celles des impacts.
Cette base de données permettra aussi de tester les outils automatisés proposés sur le marché (GreenIT Analysis, Fruggr, KastorGreen, GreenTrackr, WebSiteCarbon ...), le but est de voir quels sont les outils qui ont la meilleure corrélation en terme d'estimation avec l’ACV.

L’objectif est également de créer des dashboards pour remonter au C-Level OCTO, un ensemble de métriques utilisables, de suivi autour des risques et de pratiques associés à chaque thématique du numérique responsable.

Extrait de présentation montrant les différents next steps d'OCTO Technology sur l'ACV des systèmes numériques.

Annexes

Pour aller plus loin et former les équipes à l’éco-conception par profil métier, voici la liste des formations proposées par OCTO Technology:

ou via une formation pour tous profils, certifiante en partenariat avec GreenIT.fr : Formation officielle certifiante « Écoconception de service numérique » proposée par OCTO Technology

Et bientôt au catalogue une nouvelle formation ACV en partenariat avec GreenIT.fr.