L’écoconception des logiciels : vers une sobriété « heureuse » du numérique

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Le numérique explose ! Nous consommons de plus en plus de services et d’informations via des formats numériques à tout moment dans tous lieux. Ces services et contenus sont de plus en plus nombreux et volumineux. La consommation de ressources qui résulte de cette omniprésence explose non seulement dans les datacenters, mais aussi de manière plus insidieuse et encore plus conséquente dans tous nos matériels déployés comme les ordinateurs, tablettes, smartphones, box, objets connectés … L’université de Dresde a ainsi estimé qu’en 2030, l’internet au sens large consommerait autant d’électricité que toute l’humanité en 2008 !

L’évolution la plus emblématique du numérique est à la fois la masse de données que nous produisons et conservons à chaque instant, mais également la miniaturisation des matériels permettant l’accès aux informations et services correspondants. Pour cela, nous avons continuellement besoin d’embarquer de plus en plus d’intelligence dans un matériel de plus en plus petit. Une telle évolution n’est soutenable que si nous avons recours à de nouvelles optimisations : les composants, les batteries, le refroidissement dans les datacenters,… mais aussi dorénavant le logiciel qu’on y insère ! Car l’entropie naturelle du logiciel existe bel et bien, et on parle d’ « OBÉSICIEL » !

Le phénomène d’ « obésiciel »

En effet, aujourd’hui on ne forme plus nos développeurs à faire attention à la ressource utilisée ; ni à l’école, ni en entreprise. L’objectif principal des équipes de développement est de délivrer dans un planning prédéterminé les fonctionnalités attendues (c’est déjà bien !). Pour être productif, on assemble, on intègre et on réutilise des bibliothèques existantes.

In fine, face à un logiciel trop lent, on choisit toujours d’ajouter de la puissance matérielle pour combler des lacunes d’efficience logicielle… Car rien n’est mesuré tout au long du cycle de développement, ce qui permettrait au moins de réagir suffisamment tôt pour que le coût de la correction ne soit pas rédhibitoire. Cet ajout matériel se fait au détriment des coûts, de l’autonomie, de l’écologie et finalement du bon sens.
Il est même possible d’avoir une lecture globale de ce sujet : c’est une forme de relocalisation du numérique, quand investir dans l’efficience logicielle localement permet de réduire le coût des matériels produits au bout du monde dans des conditions sociales, sanitaires et environnementales pas toujours acceptables par ailleurs.

Le projet Code Vert est né !

En tant qu’entreprise engagée dans un numérique plus vertueux, nous avions eu une intuition : en appliquant les principes de l’écoconception au process de « fabrication » d’un logiciel, il devrait être possible de réduire les consommations de ressources et d’énergie lorsque ce logiciel est utilisé. Encore fallait-il valider cette intuition, et c’est ce que nous avons fait dans le cadre du projet « Code Vert ».

Ce projet, lancé en 2012 a duré 30 mois. Il nous a permis de valider les gains liés à une meilleure utilisation des instructions de code dans un programme informatique (bonne pratiques « vertes » ou « Green Patterns »), et en même temps nous avons pu commencer à préciser les contours de la solution GREENSPECTOR destinée à accompagner le développeur dans sa mise en œuvre concrète de l’écoconception du logiciel. Depuis lors, nous avons étoffé l‘outil avec des capacités de mesure des consommations énergétiques, qui permettent à la fois de montrer les gains réels au développeur (rien de tel pour piloter des progrès que de mesurer ses résultats !), allant ainsi au-delà de l’application « théorique » d’une bonne pratique ; mais aussi de détecter des surconsommations impossibles à percevoir en analysant seulement le code source.

L’engagement des sociétés pour l’écoconception des logiciels

Quel intérêt pour une entreprise à s’engager dans cette voix de la sobriété logicielle ? Les exemples commencent aujourd’hui à se multiplier, et bientôt l’écoconception numérique aura vocation à être rangée dans les bonnes habitudes de travail de toute équipe de développement. Ainsi, Facebook aurait-il trouvé un modèle économique viable, il y a quelques années, s’il n’avait pas divisé par 2 la consommation électrique de ses serveurs, grâce à la mise en œuvre d’une stratégie d’optimisation logicielle lui évitant de construire un nouveau datacenter ?

Ou plus récemment sur son application mobile Facebook Light, destinée aux marchés émergents grâce à la réduction à la fois du volume de données échangées et de l’énergie (donc la batterie) consommée ? Plus près de nous, on commence à voir dans les appels d’offre numériques des grands groupes français des critères d’éco-responsabilité numérique, voire des référentiels de bonnes pratiques comme en entrant du marché.

Les enjeux et gains de l’écoconception des logiciels

Dans un monde où il est aujourd’hui inenvisageable (qui sait, cela changera peut-être un jour) de modérer à bon escient l’usage de nos mobiles, cette démarche répond finalement à une demande pressante du consommateur final que nous sommes tous : l’autonomie de nos matériels mobiles, embarqués, connectés que nous emmenons partout ! L’autonomie est en effet un des tout premiers critères de choix du smartphone. Les derniers arguments des constructeurs début 2017 mettent l’accent sur l’autonomie « la meilleure du marché » de leur dernier mobile. Ici, pas question de gagner de l’argent pour l’usager mais de gagner en mobilité, en productivité, en utilisabilité, bref en expérience utilisateur. L’optimisation du logiciel devient alors un rouage essentiel dans cette quête d’autonomie pour les constructeurs qui souhaitent prendre des parts de marché.

D’autres gains sont encore plus intéressants dans le domaine des objets connectés. L’écoconception des logiciels permet ici de réduire la fréquence de maintenance, d’augmenter la longévité d’un matériel déployé (parfois gourmand en ressources rares) avec un niveau de service supérieur. Le premier service qu’on peut rendre dans ce domaine de l’IoT est de connaître le profil de consommation électrique de l’objet, sur la base de l’usage réel (et non des données constructeur, quand il y en a…) pour l’intégrer de manière concrète dans le modèle économique de la solution. Cela passe obligatoirement par la mesure des ressources (énergie, data, mémoire, …) en fonctionnement réel. Au final, quelle que soit la motivation, on visera un service au moins aussi performant pour son utilisateur, pour un coût d’exploitation moindre, tout en limitant le stress lié aux besoins en énergie et en ressources – trop peu souvent renouvelables.

Ceux qui n’ont pas de gains visibles ou conséquents en regard des coûts potentiels de mise en œuvre pour appliquer cette écoconception numérique, peuvent désormais aussi se conformer à un référentiel de bonnes pratiques Green dans le web pour le moment pour communiquer sur une exemplarité et encourager leur « écosystème ». Nantes Métropole a été la première collectivité à labelliser son site internet dédié à la transition énergétique, afin de communiquer publiquement sur son intérêt pour cette démarche d’écoresponsabilité très concrète des sites web.

Les bonnes pratiques en matière d’écoconception des logiciels !

Comment avons-nous réussi à établir les bases d’une bonne pratique d’efficience de conception et de développement ? Dans le cadre du projet Web Energy Archive, l’association Green Code Lab a mesuré la consommation énergétique de plus de 700 sites web. Elle a pu observer qu’il y avait une corrélation entre la consommation de ressources et la complexité du site (scripts, nombre de requêtes incluses dans la page…). Elle a aussi effectué d’autres observations , qui ont notamment permis de montrer que la consommation moyenne d’une page dans un onglet minimisé, c’est à dire non affiché à l’écran et pas en interaction avec lui, représente 1 Watt de puissance appelée en moyenne sur un poste de travail qui pourtant n’affiche pas cette page (ce qui n’inclut même pas la consommation des requêtes envoyées aux serveurs et alimentant le trafic dans le réseau !). Éviter une telle consommation inutile peut pourtant se faire facilement, en demandant au développeur de prévoir un arrêt des traitements quand l’onglet du navigateur n’est pas visualisé par l’utilisateur.

En 2017, plus de 50 % des accès aux services et informations du Web se font sur appareil mobile, sous contrainte de réseau, de batterie du smartphones, de forfait data parfois limité… De quoi renforcer l’intérêt pour un éditeur de contenus web de faire attention à ses pages sous peine de perdre en route des « consommateurs » en quête d’instantanéité.
Les entreprises commencent ainsi timidement à intégrer cette démarche dans leur usine logicielle avec des gains intéressants qu’elles avaient oubliés ces dernières années. Dans la « digital factory » ou la « mobile factory », l’enjeu est de ne pas manquer la transformation numérique de l’organisation, en fournissant une expérience utilisateur sans faille, (traduire la performance et productivité en mobilité) clé dans la réussite du projet.

Conclusion

Mais rêvons un peu. Ne serait-il pas possible de pousser la logique plus loin, en essayant de « sauver la planète » du danger que le numérique dispendieux non contrôlé lui fait courir ? De quoi redonner du sens au travail du développeur, qui peut ainsi trouver enfin un moyen d’agir et d’œuvrer concrètement à son niveau pour limiter l’impact écologique de sa production, via son travail au quotidien. Un moyen de revaloriser le travail du « pisseur de code » déresponsabilisé et démoralisé ?

Certes, il est vrai que revoir tout le patrimoine applicatif d’une organisation pour réaliser une rétro-écoconception n’a pas toujours de sens économique à court terme. Mais l’histoire numérique ne fait que commencer, et les chapitres que nous allons désormais écrire seront bien plus nombreux que les chapitres déjà écrits. Parions que les entreprises n’auront pas d’autre choix que d’intégrer, pour être “compétitives” dans un monde aux ressources limitées, cette nouvelle dimension de frugalité chez les donneurs d’ordre et chez les maîtres d’œuvre numériques. Comme le propose Pierre Rabhi plus largement dans son ouvrage, on se dirigera alors vers une sobriété « heureuse » aussi pour le numérique !