Accueil > Activités > Environnement, social , écologie > Bilan carbone d’un ordinateur

Bilan carbone d’un ordinateur

lundi 19 novembre 2007, par gepeto

Impact environnemental d’un ordinateur en tonne équivalent carbone

1-Fabrication des puces

Un chercheur de l’Université des Nations Unies, Eric Williams, a publié dans un rapport intitulé « Computers and the Environment ; understanding and managing their impacts »(publié par Kluwers Academic Publishers, 2004) un article détaillant les consommations d’énergie fossile liées à la production des divers sous-ensembles intervenant dans un ordinateur personnel.

On y trouve tout d’abord les chiffres suivants relatifs à la fabrication des composants (micro-processeur, par exemple) à partir des « galettes » de silicium. La fabrication de la galette n’est pas prise en compte ; il s’agit donc de la consommation d’énergie liée à la seule production des puces à partir des galettes. L’année de référence est 2002 et il s’agit de calculs personnels de l’auteur de cette publication.

Tableau 1 : type et consommation d’énergie pour la fabrication de puce.
Fabrication des puces Par puceTotal MondePar ordinateur
Consommation d’électricité (kWh)2,952 000 000 000281
Consommation directe de combustibles fossiles (GJ)0,001628 000 0000,155
Consommation globale de combustibles fossiles* (kg)0,9717 000 000 00094

*inclut la production de l’électricité ; les fabricants de puces sont au Japon et aux USA, où l’électricité issue de combustibles fossiles représente environ les deux tiers du total, ainsi qu’en Europe, ou le fossile représente environ 50% du total

En supposant que le charbon représente 70% de la génération d’électricité, que la consommation directe de combustibles est uniquement du gaz, et enfin que le rendement des centrales est de 50%, nous arrivons à un pourcentage de 90% pour le charbon et 10% pour le gaz dans la répartition entre combustibles fossiles primaires (les 94 kg de combustibles fossiles « contenus » dans les puces d’un ordinateur se répartissent donc en 9,4 kg de gaz et le reste de charbon).

Dans la mesure où les combustibles fossiles utilisés sont donnés en unités de poids et non en unités d’énergie, il faut noter que plus la part du gaz est importante, et plus les émissions sont élevées. Cela est normal : par unité de poids les émissions de CO2 du gaz sont supérieures à celles du charbon (car une tonne de charbon contient moins d’énergie qu’une tonne de gaz).

Ainsi les hypothèses ci-dessus conduisent à surestimer le poids du charbon dans le total (car une partie de l’électricité est faite au gaz, une autre - plus modeste - au pétrole, et enfin il y a peut-être un peu de pétrole dans les consommations directes).

Il y a donc peu de chances que le mix retenu conduise à surestimer les émissions de CO2 si les poids de combustibles « contenus » dans cette fabrication sont correctement calculés par l’auteur.

2 Circuits imprimés

La même référence bibliographique que ci-dessus donne ensuite des valeurs pour la fabrication des circuits imprimés qui accueilleront les composants (source EIAJ, année de référence 1997).

Tableau 2 : type et consommation d’énergie pour la fabrication de circuits imprimés.
Fabrication des circuits imprimésTotal MondePar ordinateur
Consommation d’électricité (kWh)4 670 000 00027
Consommation directe de combustibles fossiles (litres de pétrole)975 000 0005,6
Consommation globale de combustibles fossiles (kg)2 380 000 00014

Avec les mêmes hypothèses qu’au paragraphe précédent, le charbon représente 50% de l’énergie fossile primaire.

3 Ecrans

La même référence bibliographique que ci-dessus donne ensuite des valeurs correspondant respectivement à la fabrication des tubes cathodiques (source EIAJ, année de référence 1997), et des écrans plats (source EPA, année de référence 2002).

Pour les tubes cathodiques, ce sont les données de l’industrie japonaise qui ont servi de référence.

Tableau 3 : consommation d’énergie pour la fabrication de tubes cathodiques.
Fabrication des tubes cathodiquesJapon 1995Par tube
Consommation d’électricité (kWh)914 200 00021
Consommation directe de combustibles fossiles (litres de pétrole)1 330 0003
Consommation globale de combustibles fossiles (kg)414 0009,5

Pour les écrans plats, les données sont les suivantes :

Tableau 4 : consommation d’énergie pour la fabrication d’écrans plats.
Fabrication des écrans platsPar écran plat (kg)
Consommation d’électricité (kWh)87
Consommation directe de combustibles fossiles (98% de gaz)198
Consommation globale de combustibles fossiles (kg)226

Avec les mêmes hypothèses qu’au paragraphe précédent, le charbon représente respectivement 58% (tubes) et 47% (écrans plats) de l’énergie fossile primaire.

4 Autres constituants et total

Il reste encore à préciser les consommations de combustibles fossiles liées à la production :
- des matériaux servant à faire les boîtiers des ordinateurs et des écrans à tubes,
- des galettes de silicium pour les fondeurs de composants,
- des produits chimiques et matériaux de base (acier, plastique, verre…) utilisés pour la production des ordinateurs.

Sans précisions sur la part de l’électricité, les valeurs contenues dans la publication exploitée sont les suivantes :

Tableau 5 : Kg de combustibles fossiles utilisés pour la fabrication des matériaux annexes d’un ordinateur.
Fabrication des matériauxKg de combustibles fossiles par ordinateur
Matériaux pour le boîtier de l’unité centrale21
Matériaux pour le boîtier de l’écran22
Production des galettes de silicium17
Production des produits chimiques nécessaires64

La proportion de charbon dans l’énergie primaire sera supposée être de 40% pour la production des matériaux de base (qui est surtout gourmande en chaleur, donc en consommation directe de gaz). En tout état de cause la variation de ce pourcentage ne joue qu’à la marge.

Avec ces diverses données nous aboutissons au total suivant pour un ordinateur de bureau à écran cathodique

Tableau 6 : calcul du facteur d’émission d’un ordinateur à tube cathodique.
Ordinateur de bureau à tube cathodiquekg combustibles% charbon% gazkg. équ. C
Composants électroniques9490%10%68,6
Circuit imprimé1449%51%11,4
Tube cathodique9,558%42%7,5
Matériaux pour le boîtier de l’unité centrale2140%60%17,4
Matériaux pour le boîtier de l’écran2240%60%18,2
Production des produits chimiques6480%20%48,0
Production des galettes de silicium1720%80%14,8
Total241,5185,8

En première approximation, et avec un facteur d’incertitude de 30%, un ordinateur de bureau à écran cathodique se verra affecté d’un facteur d’émission de 185 kg équivalent carbone.

Notons que cette valeur ne tient pas compte des émissions d’halocarbures intervenant à l’occasion de la fabrication des composants (et qui peuvent représenter un équivalent carbone, pour certains sites, proche de ce qui est lié à la consommation directe de combustibles fossiles), des émissions liées à la chaîne de commercialisation (transport, chauffage des magasins, publicité, etc).

Une unité centrale seule pourra être créditée d’un facteur d’émission de 140 kg équivalent carbone (on déduit le tube, les matériaux pour le boîtier de l’écran, et la moitié des émissions pour les produits chimiques amont).

Pour un ordinateur à écran plat, les données deviennent alors les suivantes :

Tableau 7 : calcul du facteur d’émission d’un ordinateur à écran plat.
Ordinateur de bureau à écran platkg combustibles% charbon% gazkg. équ. C
Composants électroniques9490%10%68,6
Circuit imprimé1449%51%11,4
Ecran plat22647%53%184,3
Matériaux pour le boîtier de l’unité centrale2140%60%17,4
Production des produits chimiques6480%20%48,0
Production des galettes de silicium1720%80%14,8
Total436350,6

En première approximation, et avec un facteur d’incertitude de 30% également, un ordinateur de bureau à écran plat se verra affecté d’un facteur d’émission de 350 kg équivalent carbone.

Source : bilan-carbone ADEME

Site de l’ADEME : www.ademe.fr