Entretien, Décryptage

Crypto, blockchain et écologie : l’équation impossible ?

14 août 2022
Par Florence Santrot
Crypto, blockchain et écologie : l’équation impossible ?
©Third Key/Shutterstock

Face à l’énorme impact carbone des échanges de cryptomonnaies et des inscriptions sur les blockchains, existe-t-il une solution ? Décryptage avec Alex de Vries, chercheur et économiste.

« Le crash des cryptos, c’est une excellente nouvelle pour la planète. » L’économiste néerlandais Alex de Vries n’y va pas par quatre chemins dès lors qu’il est question de l’impact environnemental des cryptoactifs. Pour lui, cette chute vertigineuse du cours des monnaies telles que le bitcoin ou encore l’ether – pour nommer les deux plus populaires – est une bonne nouvelle, car elle incite à une réduction des transactions et donc à une baisse de leur empreinte écologique.

Très gourmandes en énergies, les cryptos consomment beaucoup d’électricité pour assurer la sécurité de toutes les transactions et leur inscription sur la blockchain. Mais ce n’est pas tout : avec le temps, les « mineurs » (ceux qui s’occupent d’inscrire une transaction dans la blockchain) se sont tournés vers des ordinateurs de plus en plus performants, avec des cartes graphiques haut de gamme, afin de gagner du temps dans les transactions… et donc gagner plus d’argent.

Le bitcoin ne fait pas bon « minage » avec la planète

Rien que pour le bitcoin, on estime qu’il consomme environ 150 TWh par an, selon un rapport de la Columbia Climate School publié en mai dernier. C’est l’équivalent de la consommation électrique totale de l’Argentine (45 millions d’habitants) « Cela représente la consommation cumulée de l’ensemble des datas centers dans le monde. Rien que pour le bitcoin. C’est énorme », ajoute Alex de Vries. L’université de Cambridge publie d’ailleurs en temps réel une évaluation de la consommation électrique du bitcoin. Fin juillet, le chiffre frôlait déjà les 90 TWh pour 2022.

« Les bitcoins n’occupent encore qu’une très faible part des transactions financières dans le monde, mais cela représente déjà une empreinte écologique colossale. »

Alex de Vries

Comment un tel volume est-il possible ? À chaque transaction de la cryptomonnaie – achat, vente, transfert –, une opération est nécessaire. C’est ce qu’on appelle le « mining » ou « minage » en français. Cela consiste à valider l’intégrité d’une transaction et à l’inscrire dans la blockchain pour en garder la trace. « Les bitcoins n’occupent encore qu’une très faible part des transactions financières dans le monde, mais cela représente déjà une empreinte écologique colossale », note Alex de Vries.

Concrètement, si une personne A veut envoyer 10 bitcoins à une personne B, avant d’entériner cette transaction, le système doit d’abord vérifier que A possède bien ces 10 bitcoins. La demande de transfert va donc être mise en attente dans ce qu’on appelle un pool. Ce n’est que lors d’une opération de minage, et donc la création d’un nouveau bloc de données dans la blockchain Bitcoin, que la transaction a lieu. Un bloc est un groupe d’opérations, qui inclut ce transfert, mais aussi beaucoup d’autres. Une fois le minage fait, la transaction est officiellement réalisée et enregistrée de manière immuable dans la blockchain. On peut donc à tout moment en retrouver la trace, même si l’échange n’est passé par aucun organisme centralisé comme une banque.

Des énergies renouvelables encore trop peu utilisées

Une grosse consommation d’électricité, certes. Mais si cette électricité était produite par le solaire ou l’éolien, cela poserait-il moins de problèmes ? Selon le Bitcoin Mining Council, sur le deuxième trimestre 2022, 59,5 % de la consommation d’énergie de la cryptomonnaie serait basée sur des énergies renouvelables. Un chiffre en hausse de 6 % d’une année sur l’autre. Mais cette estimation est très vivement battue en brèche. D’une part, ce chiffre est obtenu par un sondage auprès des « Miners » du cryptoactif. C’est donc du déclaratif.

« On estime qu’au mieux les énergies vertes représentent 25 % de la consommation électrique des cryptoactifs. Et c’est sans doute moins en vrai. »

Alex de Vries

D’autre part, il suffit d’étudier les données sur lesquelles se basent ces estimations et les lieux d’où proviennent l’électricité soi-disant verte pour noter des incohérences. La localisation des « Miners », réalisée par l’université de Cambridge, permet ainsi d’évaluer la part d’énergies renouvelables réellement utilisée par les cryptomonnaies et les blockchains. Il en ressort que l’interdiction du minage par la Chine en 2021 a eu un impact négatif sur le recours aux énergies vertes. Certes, le mining y était pour une bonne partie réalisé grâce à l’électricité générée par le charbon, mais l’hydroélectricité était une vraie alternative pendant la période des moussons en été.

Désormais, le mining se fait davantage aux États-Unis (Texas, Georgia, Kentucky…) et au Kazakhstan, où la production d’électricité est principalement basée sur le charbon, le gaz. En Chine, malgré l’interdiction, le minage continue, notamment au Sichuan et au Xinjiang. Difficile dans ces conditions d’imaginer que près de 60 % de la consommation électrique soit écologique. « On estime qu’au mieux les énergies vertes représentent 25 % de la consommation électrique des cryptoactifs. Et c’est sans doute moins en vrai », insiste l’économiste, éditeur du blog Digiconomist.

Une empreinte écologique impossible à réduire ?

L’énergie verte risque de rester encore longtemps peu accessible pour les cryptos, comme l’explique Alex de Vries : « C’est une question de coûts et de disponibilité. Je ne crois pas que les énergies renouvelables seront la solution, à moins que tout le reste de nos vies fonctionne déjà sur des énergies propres (habitation, déplacements, etc.). Dans ce cas, le restant pourrait être utilisé pour les cryptos. Sans cela, le prix sera toujours plus élevé que le charbon ou le gaz. »

En outre, on est loin de l’ordinateur personnel utilisé au début des années 2010 pour passer les transactions d’un bitcoin encore tout jeune. Désormais, les fermes de minage hébergent des milliers de processeurs ultraspécialisés, comme la puce Asic SHA-256. Ce sont autant de déchets électroniques encore très peu recyclés convenablement (20 % seulement selon les estimations). D’autant plus que le matériel est changé à peu près tous les 18 mois pour rester à la pointe des technologies.

« Je ne crois pas que les énergies renouvelables seront la solution, à moins que tout le reste de nos vies fonctionne déjà sur des énergies propres. »

Alex de Vries

Face à la montée croissante des cryptoactifs, les constructeurs électroniques s’engouffrent pourtant dans cette brèche. En avril 2022, Intel a présenté Blockscale, un processeur dédié spécifiquement au mining, et qui devrait éviter de nouvelles pénuries d’autres puces plus communément utilisées dans les ordinateurs personnels et les serveurs, comme ce fut le cas en 2021. Samsung ou encore TSMC ont eux aussi développé des processeurs pensés spécifiquement pour le minage. Autant de nouveaux déchets électroniques à venir.

La « proof of stake » pour réduire l’impact écologique

Ce qui est vrai pour le bitcoin l’est aussi pour les autres cryptomonnaies. À commencer par l’ether, deuxième actif le plus populaire à l’heure actuelle. Cette crypto, basée sur la blockchain Ethereum, a elle aussi connu une vraie chute de son cours ces dernières semaines. « Selon mes estimations, le crash récent des cryptoactifs a permis de réduire d’un tiers la consommation d’énergie. Donc plus les cours baissent, mieux c’est pour la planète », explique Alex de Vries. Jusque là, elle avait une empreinte carbone équivalente à celle de la Suède. Outre les transactions liées à l’ether, différents protocoles se basent sur Ethereum pour leurs transactions. C’est le cas par exemple de Polygon, très utilisée pour les NFT.

Mais il y a de l’espoir. Il se murmure que la blockchain Ethereum pourrait changer de système de certification des transactions. Et passer de la « Proof of Work » à la « Proof of Stake » (preuve de travail contre preuve d’enjeu, en français). Aujourd’hui, pour confirmer les transactions qui ont lieu sur une blockchain sans avoir besoin d’un intermédiaire on utilise la « Proof of Work » (PoW) qui se base sur la cryptographie. Ce sont des équations mathématiques ultracomplexes. Le hic est que ce système a non seulement besoin d’importantes quantités d’électricité pour ses calculs, mais qu’il ne peut traiter qu’un nombre de transactions très limité en simultané.

« Le crash récent des cryptoactifs a permis de réduire d’un tiers la consommation d’énergie. Donc plus les cours baissent, mieux c’est pour la planète »

Alex de Vries

La « Proof of Stake » (PoS), elle, demande à l’utilisateur qui veut réaliser une transaction de prouver la possession de la quantité de crypto nécessaire. Pour cela, point de minage, mais un mécanisme bien différent. Plusieurs utilisateurs du réseau mettent sous séquestre une partie de leurs possessions en cryptomonnaie pour obtenir le droit d’inscrire de nouveaux blocs dans la blockchain. Plus la somme mise en dépôt sera élevée (une sorte de garantie), plus la chance d’être sélectionné pour avoir le droit de créer le prochain bloc le sera. L’avantage est que ce système nécessite bien moins d’électricité. Mais il est aussi moins sécurisé que la PoW et implique que les plus riches du réseau ont davantage de pouvoir…

Un espoir pour l’ether si…

Ethereum et sa monnaie l’ether pourraient basculer du système de la PoW vers la PoS courant septembre prochain, à l’occasion d’une importante mise à jour du système, connue sous le nom de « The Merge », la fusion. Le réseau Ethereum changerait alors complètement de mode de consensus (à l’heure actuelle des tests sont déjà réalisés). Si cela a lieu, il faudra posséder au moins 32 ETH pour pouvoir participer à la sécurisation du réseau.

« À l’heure actuelle, de nombreuses blockchains et protocoles fonctionnent déjà selon le principe de la PoS. Ils sont certes plus verts, mais aussi plus risqués de par leur taille réduite. Si Ethereum bascule sur ce consensus, cela changerait vraiment la donne. »

Alex de Vries

Le 14 juillet dernier, l’ensemble des développeurs travaillant sur The Merge se sont réunis virtuellement pour entériner un plan de déploiement de cette mise à jour. Une date a été retenue : le 19 septembre prochain, selon Tim Beiko, un des principaux développeurs d’Ethereum. Mais cela reste encore très hypothétique. « Je reste encore assez sceptique sur le fait que cela arrivera selon ce planning, mais ce serait une très bonne nouvelle, réagit l’économiste néerlandais. À l’heure actuelle, de nombreuses blockchains et protocoles fonctionnent déjà selon le principe de la PoS. Ils sont certes plus verts, mais aussi plus risqués de par leur taille réduite. Si Ethereum bascule sur ce consensus, cela changerait vraiment la donne. »

Les cryptomonnaies fonctionnant sur un système décentralisé, il est probable que cette technologie ne sera jamais vraiment optimisée d’un point de vue empreinte carbone. Mais d’importants efforts peuvent être faits, notamment en ayant recours à la Proof of Stake. D’ici là, investir sur ces marchés reste une aberration écologique.

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