Bilan carbone

⚠️ Attention : Les données présentées dans cette section doivent être interprétées avec précaution. Elles ont pour objectif principal de sensibiliser au coût énergétique et climatique des infrastructures informatiques. Ces chiffres sont basés sur des estimations et se concentrent sur les scopes 1 (fuel, gaz réfrigérants, etc.) et 2 (électricité), ainsi que sur la part achats matériels du scope 3, conformément au GHG Protocol.

Le calcul des émissions liées aux ressources humaines s’appuie sur le bilan GES d’IJCLab de 2023. Dans ce rapport, les émissions du scope 3 liées aux activités des agents (missions, trajets domicile-travail, chauffage, etc.) ont été estimées à 5,36 t/agent pour l’année 2023 et seront mis à jour lors du bilan GES 2024.

Les émissions des scopes 1 (fuel) et 2 (énergie) du protocole GHG sont analysées dans le cadre de datacenter@vd, tandis que celles du scope 3 (achats) sont abordées dans les analyses cloud@vd et grif@ijclab.

Les analyses cloud@vd et grif@ijclab intègrent également une estimation du scope 2 (énergie), qui est déjà incluse dans datacenter@vd. Cette approche permet de fournir un bilan réaliste pour chaque infrastructure. Cependant, pour obtenir une estimation globale du coût équivalent en CO₂ de l’ensemble de VirtualData, la partie énergie doit être déduite lors du calcul consolidé.

En l’absence d’autres sources d’information sur le mix énergétique de notre approvisionnement électrique, l’estimation des émissions équivalentes en CO₂ (eqCO₂) par MWh est basée sur les données fournies par le site Electricity Map.

La première partie de l’analyse (VirtualData) offre une vue d’ensemble de la plateforme VirtualData dans sa globalité. Les sections suivantes (datacenter@vd, cloud@vd et grif@ijclab) approfondissent les détails relatifs aux infrastructures spécifiques opérées.

Le bilan carbone de datacenter@vd se base actuellement uniquement sur la consommation électrique de l’infrastructure, en prenant en compte la consommation IT (supervisée en temps réel), à laquelle est appliqué un coefficient de 1,3 correspondant au PUE (Power Usage Effectiveness) de l’infrastructure. Les autres sources d’émissions de CO₂ (remplacement de matériel, interventions, etc.) seront intégrées progressivement au fil des années.

Depuis 2021, datacenter@vd accueille de plus en plus d’utilisateurs externes qui utilisaient auparavant d’autres infrastructures d’hébergement, ce qui rend les comparaisons plus complexes. À partir de 2024, afin de faciliter la lisibilité, nous intégrerons le nombre de matériels actifs hébergés (serveurs, switches, etc.). Cela permettra d’établir un bilan carbone par matériel.

Cette approche reste néanmoins approximative. Pour nos plateformes de calcul scientifique, nous investissons massivement dans du matériel très dense, qui, unitairement, est plus consommateur, mais dont le rapport puissance/consommation est plus avantageux. Ces valeurs devront être affinées par une étude détaillée du bilan carbone de nos plateformes de calcul scientifique, basée sur un rapport CO₂/puissance de calcul.

En octobre 2024, une inondation de la vallée d’Orsay a provoqué la coupure de l’ensemble des lignes électriques et nous a permis de mesurer quelques valeurs :

• pendant la coupure : la consommation du groupe électrogène variait de 60 à 70 KW pour une consommation IT de 40 KW. Le PUE était de 1,5 à 1,75 ;
• au redémarrage de la ligne primaire : le groupe froid est resté sur le groupe électrogène ce qui nous a permis de mesurer une consommation du groupe électrogène de 30 à 50 KW pour une salle totalement opérationnel (~ 190 KW). Le PUE était donc de 1,16 à 1,26.

Les mesures précédentes réalisées de manière aléatoire sont cohérentes avec les observations réalisées pendant cet évènement et l’estimation d’un PUE de 1,3 semble donc réaliste.

Le bilan carbone de cloud@vd est plus complexe à établir. Sa consommation électrique est intégrée à celle du datacenter@vd, et l’urbanisation de ce dernier rend difficile un relevé précis des consommations spécifiques à cloud@vd, excluant toutes les autres infrastructures.

Néanmoins, bien que l’infrastructure soit assez hétérogène en raison du mode d’investissement pluriannuel, la configuration pour chaque génération reste relativement homogène. Une estimation des consommations par génération permet ainsi d’évaluer la consommation de cloud@vd. Cette approche demeure cependant approximative, notamment pour les modèles les plus récents, car l’activité des CPU influence fortement les consommations mesurées (allant d’un facteur 1 à 3 pour les configurations les plus modernes).

Coût de construction

Une autre difficulté réside dans l’estimation des coûts carbone liés à la construction du matériel. Les informations fournies par les constructeurs sont relativement peu fiables. Nous utilisons donc des estimations basées sur les moyennes suivantes :

• 2700 kg pour les serveurs équipés de 24 disques,
• 2000 kg pour les serveurs de calcul,
• 1300 kg pour les serveurs dédiés au plan de contrôle.

Ces valeurs ont été estimées à partir des moyennes observées et sont proches de celles fournies par ecodiag, à l’exception des serveurs de calcul, où les modèles étudiés sont plus denses.

Le coût carbone de l’achat est pris en compte dans sa totalité l’année d’acquisition du matériel, plutôt que réparti sur le nombre d’années d’utilisation. Cette approche surestime le coût par unité l’année d’achat, mais elle présente plusieurs avantages :

• Elle évite d’oublier un report d’amortissement carbone d’une année sur l’autre ;
• Elle permet d’intégrer le maintien en production des serveurs hors garantie (exclusivement pour les serveurs de calcul).

Il faut donc adapter la lecture des résultats comme une moyenne des 5 à 7 dernières années (durée de maintenance des serveurs), plutôt qu’une analyse individuelle année par année.

Réduire le coût de construction : Afin de réduire les émissions dues à la construction du matériel informatique, les infrastructures VirtualData conservent en production les ressources de calcul et du plan de contrôle hors maintenance. Depuis 2022, une étude comparative est réalisée entre la préservation des ressources existantes et le renouvellement du matériel. Ainsi, lorsque le total des émissions liées à l’utilisation dépasse le coût de construction (~7 kW IT pour un serveur à 256 vCPU), la ressource est remplacée par du matériel plus récent. Cette étude a permis de sortir de production ~20-25 KW de matériel depuis 2022. Pour des raisons de sécurité des données, les infrastructures de stockage NE SONT PAS concernée.

Paramètres de calcul

Le bilan carbone de cloud@vd se compose de trois paramètres :

• Les achats, basés sur les acquisitions effectuées en fin d’année n-1, IJCLab réalisant ses achats informatiques en fin d’année ;
• Les ressources mises en place à l’année n, correspondant aux achats et aux ressources arrêtées pendant l’année ;
• La consommation électrique, basée sur l’estimation des ressources mises en place.

Cette méthodologie ne prend pas en compte les dates de mise en service ou de sortie de service, généralement réalisées vers le mois de février. Cependant, cette approximation reste acceptable, car le bilan de consommation est inclus dans le bilan carbone du datacenter@vd.

Le calcul du bilan carbone de grif@ijclab reprend la même méthodologie que celui de cloud@vd. Avec les adaptations suivantes :

• les ressources de calcul sont notées en HS23 et non en vCPU ;
• les puissances estimées des serveurs sont ré-évaluées pour prendre en compte le taux d’utilisation CPU proche de 98%.

Réduire le coût de consommation : Afin de réduire les émissions dues à la consommation d’énergie, l’infrastructure grif@ijclab ne conserve en production, depuis 2022, que le niveau de ressources engagé (pledged) pour les expériences.