Mandaté par la Commission Européenne dans le cadre du projet ASCEND qui a réuni un consortium d’acteur&nbsp;<a class="footnoteLink" href="#footnote-1"><a class="footnoteLink" href="#footnote-1">[1]</a></a> sous le leadership de Thales Alenia Space, Carbone 4 a mené une étude de faisabilité ayant pour objectif de déterminer sous quelles conditions techniques le scénario “data center dans l’espace” (SDC) pouvait être moins émissif d’un point de vue carbone que l'option “data center terrestre” (TDC).&nbsp;<h3>Un «&nbsp;Space Data Center&nbsp;», c'est quoi ?</h3>Le concept de « Space Data Center » (SDC) propose de placer des centres de données en orbite autour de la Terre, alimentés par des panneaux photovoltaïques, à l'instar des satellites.Pour surpasser les data centers terrestres (« TDC ») en termes d'empreinte carbone, le SDC fait l’hypothèse d’un facteur de charge plus élevé des panneaux solaires en orbite par rapport à ceux situés sur Terre, et d’une dissipation thermique optimisée pour gérer la chaleur produite par les centres de données.Pour limiter les émissions, la mise en orbite s’effectuerait grâce à des lanceurs optimisés sur le plan environnemental (p.ex. avec des ergols bas-carbone) et réutilisables.&nbsp;<h3>Les résultats de l'étude Carbone 4</h3>La première partie de l’étude prospective a d’abord permis d’évaluer que&nbsp;plus de 70% de l'empreinte carbone du SDC proviendrait de la mise en orbite des data centers&nbsp;(couvrant les émissions liées à la production des engins de lancement, à la production des carburants et les émissions produites lors du lancement par la fusée).&nbsp;Ci-dessous, le détail des résultats&nbsp;:

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Répartition des émissions en analyse du cycle de vie du TDC et du SDC

La seconde partie de l’étude a permis de déterminer que le bénéfice carbone du SDC (par rapport au TDC) était assujetti à un&nbsp;véritable exploit&nbsp;de la part du spatial européen, notamment pour réussir à proposer le lanceur&nbsp;le plus bas-carbone du monde. En effet, afin de réduire significativement la production de CO2 du stockage et du traitement des données numériques, les résultats de l’étude estiment que de telles infrastructures spatiales nécessiteraient le développement d’un lanceur dont l’intensité carbone par kg de charge utile serait divisée par dix&nbsp;sur l’ensemble de son cycle de vie.&nbsp;<h3>Limites du projet</h3>Enfin, la dernière partie de notre étude s’est attachée à mettre en exergue plusieurs limites entourant les résultats des travaux que nous avons menés et qui sont importantes à rappeler :<ul><li>L'étude ne prend pas en compte les émissions en haute atmosphère, et notamment des dynamiques de réchauffement entre la stratosphère et la troposphère</li><li>L'étude n'a pas permis d'investiguer les éventuels effets rebond du SDC, et notamment la croissance de l’utilisation de données que cette technologie pourrait induire en en facilitant l’accès</li><li>L’étude n’a pas non plus permis d’investiguer les éventuels effets rebonds liés à l’élaboration d’un lanceur lourd, et notamment de la croissance du volume de charge utile mis en orbite qu’un tel lanceur pourrait induire à long terme</li><li>Une zone d'ombre subsiste également sur l’empreinte environnementale des matières premières minérales&nbsp;(cuivre, nickel, cobalt, terres rares, etc.) nécessaires au SDC</li></ul>Rappelons toutefois qu’un tel projet ne doit pas occulter un principe cardinal dans la bonne marche de la transition : celui de la sobriété. Aussi, ce projet ne saura être pertinent que s’il s’attache à assurer un échange de données&nbsp;nécessaires et critiques pour les sociétés humaines,&nbsp;et non s’il vise à transposer dans l’espace toutes les utilisations numériques aujourd’hui à l’oeuvre. En effet, au-delà du climat, c’est l’ensemble de l’empreinte environnementale (pollutions des eaux, de l’air et de la biodiversité) des filières spatiales et numériques que l’on doit interroger (et réduire !) au travers d’un tel projet.&nbsp;Pour plus d’information&nbsp;:<ul><li>Consulter le site officiel du projet&nbsp;:&nbsp;<a href="https://ascend-horizon.eu/">https://ascend-horizon.eu/</a></li><li>Consulter le communiqué de presse du consortium&nbsp;: <a href="https://www.thalesaleniaspace.com/en/press-releases/thales-alenia-space-reveals-results-ascend-feasibility-study-space-data-centers-0">https://www.thalesaleniaspace.com/en/press-releases/thales-alenia-space-reveals-results-ascend-feasibility-study-space-data-centers-0</a></li></ul>

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Thales Alenia Space a coordonné un consortium européen de partenaires disposant d'une expertise complémentaire dans les domaines de l'environnement (Carbone 4, VITO), de l'informatique dématérialisée (Orange Business, CloudFerro, Hewlett Packard Enterprise), des lanceurs (ArianeGroup) et des systèmes orbitaux (DLR, Airbus Defence &amp; Space et Thales Alenia Space).

Les data centers dans l’espace sont-ils un levier pour décarboner le secteur digital ?

Les bouleversements environnementaux (dérèglement climatique, effondrement de la biodiversité, pénuries de ressources, …) ont désormais des conséquences sur l’ensemble des secteurs économiques. Afin de s’y préparer, et de pouvoir disposer d’un secteur spatial résilient face aux conséquences de ces bouleversements Carbone 4 a mené une étude en partenariat avec le CNES afin d’identifier les différents risques environnementaux (limites planétaires et épuisement des ressources) auxquels la filière spatiale française est et sera immanquablement exposée.

<h3>Périmètre de l’étude</h3>L’étude porte sur les activités spatiales françaises de toutes natures, associées aux phases de développement, de lancement, d’exploitation, de maintien en conditions opérationnelles et de retrait de service, suivant deux horizons temporels&nbsp;: 2030 et 2050. En revanche, elle ne prend pas en compte les applications situées en aval (distribution et utilisation des données, terminaux utilisateurs, etc.).Les activités spatiales françaises, ici considérées, intègrent&nbsp;:<ul><li>Les activités liées aux segments sol&nbsp;: base de lancement, centre de contrôle, stations d’émission et de réception, simulateur numérique, centre de mission, etc.</li><li>Les activités liées aux segments spatiaux&nbsp;: lanceur, satellite, charge utile, station spatiale, etc.</li></ul>L’étude se limite à la sphère «&nbsp;Terre&nbsp;» (incluant la haute atmosphère), et ne traite pas des risques orbitaux (congestion de l’espace, confiscation des orbites, pollutions lumineuses et de radiofréquences, etc.) ni de potentielles activités minières extra-atmosphériques. Elle s’intéresse à la totalité de l’écosystème œuvrant pour la filière spatiale&nbsp;: état, agences, industriels et communauté académique.&nbsp;<h3>Résultats de l’étude</h3>Cette étude prospective des risques environnementaux a permis d’identifier 44 risques pour la filière spatiale française, dont le détail est disponible en annexe du rapport. Grâce à l’appui de plusieurs experts du secteur, cette liste, qui est par essence non-exhaustive, a permis d’élaborer plusieurs conjectures résumées ci-dessous sur la sensibilité de la filière spatiale aux risques environnementaux.Les principaux risques mis en avant par l’étude concernent les impacts sur la haute atmosphère, actuellement méconnus mais de nature à affecter la couche d’ozone et le climat, et qui pourraient déboucher sur des règlementations. À l’heure actuelle, les conséquences des émissions en hautes atmosphères produites lors du lancement et de la rentrée atmosphérique d’objets artificiels constituent en effet une zone d’ombre académique.De leur côté, les risques d’approvisionnement entourant les matières premières critiques pour l’industrie spatiale (par exemple cuivre, nickel ou cobalt) ont un potentiel d’impact faible lorsque la présence géologique de ces matières est diversifiée à l’échelle du globe.&nbsp;Concrètement, en cas de déséquilibre entre l’offre et la demande sur les marchés de matières premières, une augmentation du prix de la matière aurait un impact limité sur l’industrie du spatial. En effet, l’industrie spatiale dans son ensemble se caractérise par des activités de recherche &amp; développement importantes et par un volume de production plus faible en comparaison avec d’autres filières industrielles traditionnelles (industrie automobile, industrie lourde, industrie aéronautique) qui ont des volumes de production plus importants.En revanche, et même si l’approvisionnement de la plupart des matières premières ne constitue pas un risque au premier ordre pour les activités de la filière, il est nécessaire de rappeler ici que cela ne dédouane pas la filière spatiale française d’une prise de responsabilité&nbsp;au sujet des pollutions environnementales et des enjeux de droits humains en lien avec l’extraction minière des métaux qu’elle utilise.Enfin, cette étude a permis de mettre en lumière deux autres types de risques qui présentent une criticité élevée&nbsp;: ceux concernant des produits spécifiques à l’industrie spatiale&nbsp;(p.ex. produits à faible dégazage) dont la production est vulnérable en ce qu’elle fait intervenir de très nombreuses substances dans sa formule, et ceux concernant les produits dont les chaînes d’exploitation et de production sont complexes&nbsp;et potentiellement vulnérables face aux tensions géopolitiques (titane métal, semi-conducteurs, terres rares).Ces trois éléments (titane métal, semi-conducteurs, terres rares) font l’objet d’une analyse plus approfondie, spécifique aux risques géopolitiques.&nbsp;<h3>Conclusion pour la filière</h3>L’analyse des risques environnementaux pour la filière spatiale française conduite au cours de cette étude a permis de déterminer deux sujets majeurs&nbsp;: (i) l’évolution de la réglementation afférente à la dégradation de la situation climatique et de la couche d’ozone, et (ii) les risques d’approvisionnements, notamment du titane métal, des semi-conducteurs et des terres rares.Le premier sujet devra nécessiter une étude approfondie des conséquences sur la couche d’ozone et sur le climat des émissions en hautes atmosphères produites lors du lancement et de la rentrée atmosphérique. En parallèle, un plan de décarbonation ambitieux de la filière devra être mis en place afin de limiter les conséquences des activités du secteur spatial sur le climat. Un engagement proactif de la filière au niveau européen à l’occasion des discussions autour de la loi spatiale mérite également d’être étudié. Enfin, des études ciblées sur les impacts de ces activités sur la biodiversité, notamment à l’échelle locale, pourront être menées.Le second sujet concernant les risques d’approvisionnement des matières premières critiques de la filière pourra faire l’objet d’un plan d’actions différencié selon la ressource.<ul><li>Pour le titane métal, des voies de substitution du titane importé de Russie devront être étudiées au plus tôt, en participant activement à l’augmentation des volumes de production sur le sol national et en se rapprochant des filières de production d’autres pays, notamment au Japon. La participation au développement d’une filière de recyclage européenne devra également être envisagée.</li><li>Pour les semi-conducteurs, participer à la relocalisation d’une production européenne semble être la meilleure option, afin de réduire la vulnérabilité de la filière à d’éventuelles tensions entre la Chine et Taïwan. Pour être résiliente, cette filière européenne devra notamment veiller à élaborer une stratégie dédiée pour réduire son risque d’approvisionnement en néon et en palladium, qui sont deux éléments essentiels à la production de semi-conducteurs. Une stratégie d’adaptation visant à réduire le risque de stress hydrique dans les bassins de production devra également être développée.</li><li>Pour les terres «&nbsp;rares&nbsp;», la filière spatiale européenne dispose de plusieurs options pour réduire sa dépendance à la production chinoise. Tout d’abord, après un inventaire des besoins ciblés, elle pourra constituer un stock stratégique des éléments rares les plus critiques pour ses activités. Elle pourra également étudier les possibilités de partenariats avec les producteurs américains et australiens. Enfin, elle devra conduire des analyses continues de substitution et/ou de réduction de l’usage des terres rares dans ses appareils.</li></ul>

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La filière spatiale française face aux limites planétaires et à l’épuisement des ressources

Sami a rejoint Carbone 4 en mars 2022, au sein du pôle Stratégie.Avant de rejoindre Carbone 4, Sami a travaillé pendant 3 ans comme consultant en stratégie chez McKinsey &amp; Company, notamment auprès d’acteurs publics (gouvernements, agences de développement, ministères, entreprises publiques) en Afrique.Chez Carbone 4, Sami réalise des missions de conseil stratégique afin d’accompagner les entreprises à incorporer les sujets climat et ressources dans leur stratégie business. Sami s’est également spécialisé dans l’accompagnement à la transition des acteurs de la filière spatiale, à l’échelle française et européenne.En parallèle de ses activités chez Carbone 4, Sami est enseignant sur les thématiques énergie &amp; climat à l’ESCP business school, et intervient de manière ponctuelle dans d’autres établissements (Université Paris Dauphine, ESSEC, emlyon business school, Sup de Pub, Re.boot...).&nbsp;

Sami Labat Tahri

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