Le Monde a publié il y a quelques jours un article très intéressant sur la consommation électrique de la 5G, qui permet de mieux s'y retrouver dans le débat Ecolos vs Cédric O. Les émetteurs 5G vont bien consommer plus que ceux 4G, et ce n'est qu'en rapport du débit permis, et de la bande passante, que le rapport devient bénéficiaire. Donc pas avant quelques années, mais en tablant sur toujours plus de consommation de datas...

La 5G va-t-elle réduire ou augmenter la consommation d’énergie ?

Le secrétaire d’Etat au numérique, Cédric O, a insisté à plusieurs reprises sur le gain énergétique que représenterait la 5G. Une affirmation exagérée.

Par Mathilde Damgé Publié le 23 septembre 2020 à 17h00 - Mis à jour le 23 septembre 2020 à 17h05

Le débat sur le lancement du réseau de cinquième génération de téléphonie mobile prend de l’ampleur : le 12 septembre, une soixantaine d’élus, dont onze maires de grandes villes, ont signé une tribune dans Le Journal du dimanche, réclamant « un moratoire, au moins jusqu’à l’été 2021 ». L’exécutif leur a opposé une fin de non-recevoir, le président, Emmanuel Macron, fustigeant le « retour à la lampe à huile ».

L’un des principaux arguments brandis par ces responsables politiques issus des rangs de la gauche ou de l’écologie est l’« impact environnemental induit par les usages numériques » et en particulier « une très forte consommation d’énergie » liée aux nouvelles possibilités offertes par la 5G. Un sujet sur lequel le secrétaire d’Etat au numérique, Cédric O, s’est voulu rassurant, au point de tenir des affirmations exagérées au vu des connaissances actuelles.

Ce qu’il a dit :

« Il faut être très clair : la 5G, c’est plus de débit, mais moins de consommation énergétique », affirme le secrétaire d’Etat, dans un entretien au Monde mardi 15 septembre. « A court terme, il est essentiel de comprendre que le réseau actuel sera bientôt saturé dans les grandes villes et que nous avons le choix entre la saturation ou des antennes 5G qui consomment dix fois moins d’énergie que les antennes 4G », explique-t-il notamment.

POURQUOI IL FAUT NUANCER CES PROPOS

    Oui, la 5G est conçue pour être moins énergivore

Le déploiement de la 5G permettra d’avoir un débit Internet encore plus important que la 4G (qui avait déjà permis un bond important par rapport à la 3G et son accès Internet réduit). Pourtant, les opérateurs télécoms et les équipementiers affirment que cette technologie sera à terme moins énergivore que la 4G.

Les opérateurs comptent en particulier sur les antennes intelligentes dites « Massive MIMO » (« Multiple-Input Multiple-Output », c’est-à-dire à « entrées multiples et sorties multiples ») pour améliorer l’efficacité énergétique. « Elles comportent de très nombreuses petites antennes miniaturisées permettant de focaliser le faisceau sur une zone donnée. Ce type d’antenne permet de diriger le signal radio uniquement vers les utilisateurs quand ils en ont besoin au lieu d’être émis dans toutes les directions de manière constante », explique l’Agence nationale des fréquences.

En valeur absolue, les antennes 5G consomment environ trois fois plus que les antennes 4G, selon l’opérateur Orange, mais aussi selon l’équipementier Huawei et un opérateur chinois dont Libération a obtenu les données de consommation. Un ordre d’idée confirmé par les projections du centre de réflexion Shift Project, qui milite pour une sortie des énergies fossiles : « Consommant deux à trois fois plus que les équipements 4G, tout cela se fera avec au moins un doublement de la consommation électrique des réseaux mobiles. »

Mais les antennes MIMO doivent offrir un débit jusqu’à dix fois plus élevé, de façon très réactive et à davantage de personnes. C’est cette augmentation des capacités du réseau qui permet à Cédric O d’affirmer qu’à bande passante équivalente, elles sont moins énergivores que les installations des générations précédentes. Comme le résume l’opérateur Orange, « la 5G sera plus efficace que la 4G s’agissant de la quantité de bits d’information délivrée pour une unité de consommation d’énergie donnée ».

Et ces antennes « actives » pourraient être rendues encore plus économes si elles « apprennent » grâce à l’intelligence artificielle. Ericsson affirme ainsi travailler à adapter encore plus finement les antennes aux usages. Selon l’équipementier suédois, la consommation des antennes 5G pourrait être in fine inférieure à celle de la 4G. « Les opérateurs ont des factures d’électricité très lourdes donc ça fait partie de leur cahier des charges », confirme au Monde Viktor Arvidsson, directeur stratégie et innovation d’Ericsson.

Orange explique également que « l’un des développements les plus marquants associés à la 5G concerne la généralisation des modes de veille profonde. Le principe de base est simple : il s’agit d’éteindre sélectivement un ou des équipements en l’absence de trafic ».

L’opérateur français espère qu’une fois la technologie 5G arrivée à maturité, « à l’horizon 2025 », la consommation énergétique par gigabit transporté sera divisée par dix par rapport à la 4G, puis par 20 en 2030. Tout en concluant par une mise en garde prudente : « Si l’on se réfère à l’augmentation du trafic attendue dans la même période, un nécessaire travail de pédagogie et d’accompagnement sur les usages clients devra aussi être réalisé pour tendre vers une sobriété énergétique optimale. »

Mais le développement de la 5G va augmenter la demande

Lorsqu’il affirme que la 5G « pour la même utilisation consomme dix à vingt fois moins que la 4G », le secrétaire d’Etat au numérique pourrait avoir raison, si les performances techniques sont au rendez-vous. Mais il occulte le fait que cette technologie nouvelle va pousser les utilisateurs à développer leurs usages encore davantage : en cinq ans, le volume de données mobiles consommées par les Français a été multiplié par dix, porté par le streaming vidéo, selon l’Autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse (Arcep).

Cette annulation des économies d’énergie par des modifications du comportement correspond à ce que les économistes appellent « l’effet rebond ». L’Arcep prend ainsi l’exemple des objets connectés : automatiser certains usages (extinction de machine à café, lampe, chauffage) peut réduire sa consommation énergétique, mais passer par un assistant vocal pour les contrôler va engendrer de nombreuses connexions réseau qui annuleront l’économie effectuée.

Le président de Bouygues Telecom, Olivier Roussat, a reconnu devant la commission de l’aménagement du territoire et du développement durable du Sénat, qu’« après la première année de déploiement, la consommation énergétique de tous les opérateurs affichera une augmentation importante ». Et ce, malgré les gains d’efficacité énergétique promis par le déploiement de la 5G.

Autre dépense d’énergie supplémentaire : la production et l’importation liées au renouvellement des appareils téléphoniques adaptés à la 5G . Or les terminaux sont à l’origine d’une très grande part des impacts environnementaux du numérique en France : si on prend l’exemple d’une vidéo regardée en streaming lors d’un voyage, la principale pollution sera générée par la fabrication des composants du téléphone, qui représente entre 30 et 50 % de l’ensemble de son empreinte écologique.

Enfin, si la 5G devait se généraliser à l’ensemble du territoire, il faudrait beaucoup plus d’antennes qu’actuellement car chacune des antennes 5G porte moins loin. Ce qui augmenterait d’autant la consommation d’énergie pour installer ces nouveaux sites. Cette éventualité n’est pas à l’ordre du jour car un tel déploiement serait peu rentable pour les opérateurs et n’a pas été rendu obligatoire par l’Arcep, qui privilégie la résorption des zones blanches.

Des « feuilles de route » et des études qui se font attendre

La question de la dépense énergétique de la 5G n’a pas émergé à la rentrée. La demande de moratoire « en attendant les résultats de l’évaluation de la 5G sur la santé et le climat » faisait ainsi partie des mesures de la convention citoyenne pour le climat que le chef de l’Etat, Emmanuel Macron, s’était engagé à mettre en œuvre en juillet, avant de qualifier d’« amish » les opposants à la 5G.

L’Arcep et l’Agence de la transition écologique (Ademe) doivent rendre un rapport sur les enjeux environnementaux de la 5G dans un an et demi. De son côté, l’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses) rendra ses travaux définitifs sur les effets sanitaires en mars 2021. Soit bien après les enchères pour l’attribution des fréquences 5G qui débutent fin septembre.

En attendant, Cédric O s’est engagé à proposer « dans les semaines qui viennent » avec la ministre de la transition écologique, Barbara Pompili, « une feuille de route gouvernementale, afin de maîtriser l’impact environnemental de ce secteur en y associant les acteurs concernés ».

L’Arcep, mais aussi le rapport des sénateurs Guillaume Chevrollier (LR) et Jean-Michel Houllegatte (PS), présenté en juin, donnent plusieurs pistes : engager une réflexion sur l’extinction des anciennes générations mobiles 2G et 3G toujours consommatrices d’électricité, pouvoir mettre en veille ou mutualiser les box Internet qui ne sont utilisées que quelques heures par jour en moyenne, afficher le prix total des équipements lorsqu’ils sont « subventionnés » par un abonnement, et préciser dans tous les cas l’empreinte carbone de l’appareil.

https://www.lemonde.fr/les-decodeurs/article/2020/09/23/la-5g-va-t-elle-reduire-ou-augmenter-la-consommation-d-energie_6053336_4355770.html

Et ce livre blanc de Huawei, qui est souvent la base des propos alarmistes, compte quoi pour la 4G et la 5G ?

On me souffle que pour la 5G elle compte - entre autre - du 26GHz et la consommation liée au MEC (Multi-access Edge Computing). Avec ce genre d'hypothèses, ce serait quand même étonnant d'avoir une consommation moindre.

On pourrait aussi comparer la consommation en 4G et en 4G+++, mais curieusement ça n'intéressait personne .

A propos du livre blanc de Huawei, il semble ne plus être disponible sur le lien où il l'était auparavant, mais je l'avais téléchargé, donc je le mets en pièce jointe. Le passage qui a soulevé le plus d'attention est la suivant :

2.2 Impact of 5G Network Evolution on Telecom Energy

• Challenge on entire power supply system with high power consumption

According to the measured data of multiple operators, the power consumption of one band 5G equipment (64T64R, 3.5 GHz Massive MIMO, including one BBU and three AAU/RRUs) is 300% to 350% of 4G with the same configuration. A 5G BBU is about 300 W while an AAU is about 900 W at 30% load rate (peak is about 1200 W to 1400 W).

Rq : il parle de 3.5 GHz, pas de 26 GHz.

C'est un peu "complexe" la 4G++++ parce que forcément quand tu vires de la 2G pour faire de la 4G sur la bande 1800, le delta est pas nécessairement énorme. Mais les bandes rajoutées (800, 2600) tu rajoutes un BBU à chaque fois qui consomme comme les autres (en ordre de grandeur).

Oui, ce n'est pas si mal en fait, mais donc il vaut mieux nuancer des propos qui disent "10x fois moins de consommation que la 4G", car là, Cédric O, et d'autres, vont au casse pipe.

Oui, ce n'est pas si mal en fait, mais donc il vaut mieux nuancer des propos qui disent "10x fois moins de consommation que la 4G", car là, Cédric O, et d'autres, vont au casse pipe.

En soit est-ce que son affirmation est fausse ? Ou est-ce que chacun regarde bien ce qui l'arrange ?

D'un côté on va regarder la consommation totale qui, aucun doute là-dessus, va augmenter. Et je dirais même continuer à augmenter, se soucier de la conso des réseaux mobiles parce que la 5G arrive est un peu curieux ou opportuniste non ?

De l'autre, on va regarder la consommation par Go, ce qui sous-entend que pour être "valable" il faut que la consommation augmente fortement. Ca tombe bien c'est le cas depuis des années, mais ça ne plait pas à tous.