Quelle contribution le numérique et l'informatique peuvent-ils apporter à la « transition écologique », c'est-à-dire à la recherche d'un mode de développement capable à la fois de réduire de 80 % l'impact écologique de nos économies et nos modes de vie, d'accueillir 2 milliards d'humains supplémentaires et d'extraire de la misère ceux qui y vivent encore ?

Fin 2015, la Fing, Inria et l’Ademe lançaient un appel aux chercheurs qui travaillent aujourd'hui, ou souhaiteraient travailler, dans cette perspective :

• Pour partager leurs travaux et références, mais aussi leurs éventuelles difficultés,

• Pour imaginer ensemble les voies par lesquelles la recherche en informatique pourrait fournir une contribution décisive à cet objectif.

Le 22 janvier 2016, une première rencontre réunissait une 40aine de participants, en majorité des chercheurs, pour partager travaux, interrogations et envies de collaboration. L'enjeu : engager une dynamique pour que se cristallisent des collaborations fertiles entre disciplines de recherches différentes et praticiens, pour engager des projets décisifs pour la Transition écologique.

En voici la synthèse.

En un coup d'oeil : que trouve t-on dans ce document ?

>> Une première liste des champs de recherche au croisement du numérique et de l’écologie. Il faudra bien sûr la compléter !
(ex : Green IT, Smart City, Robotique, Mobilité...)

>> Des verbatims de chercheurs, issus du descriptif de ces champs de recherche
(ex : “Une inquiétude : que les modèles prennent de plus en plus de place dans notre société”)

>> Une première cartographie des "grandes tensions" qui se nouent à la croisée du numérique et de l'écologie - et qui donc interpellent la recherche
(ex : Optimisation/Transformation, Micro/Macro...)

>> Une invitation à engager de nouveaux projets de recherche :  nouveaux sujets de recherche pour demain, collaborations fertiles, appel à l'interdisciplinarité...

>> Le compte-rendu de "zooms d'experts" sur certains sujets à la croisée du numérique et de la Transition écologique : Inria, Adème, Fing et IDDRI
(ex : numérique et Transition énergétique, mobilités collaboratives, Smart City, carburants de 3e génération...)

Ce séminaire est le 1er d'un cycle de plusieurs rencontres

A vous de contribuer !

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1- Les grand enseignements du séminaire

1-1 Cartographie des champs de recherche au croisement du numérique et de l’écologie

“En synthèse, voilà ce sur quoi nous travaillons aujourd’hui…”

NB : les champs de recherche des participants sont détaillées en annexe du document, Point 2.5)

Green IT / IT for Green

• Efficacité énergétique du cloud (Green cloud)

• Architectures décentralisées du web, Cloud P2P

• La ré-utilisation d’énergie des datacenters

• Optimisation énergétique des logiciels

• Ecoconception hard et soft

• Eviter au maximum les transmissions de données, coûteuses en énergie (“Faire des calculs là où sont les data”)

Le “Smart”

• Optimiser les consommations énergétiques d’un bâtiment, d’une ville… et plus largement d’un système

• Aider les humains à prendre des décisions et/ou décider à leur place

• Construire l’adéquation entre production et consommation d’énergie (synergies entre smart grids et cloud)

Mobilité

• Empreinte écologique des mobilités collaboratives sur l’environnement, particulièrement sur les courtes distances, par exemple en ville (il y a déjà des études sur les longues distances)

Data et algorithmes

• Interfaces de compréhension des algorithmes et des données

• Data-mining, analyse de données environnementales pour optimiser la consommation d’énergie (par exemple dans des fermes)

• Big data

• Analyse de données environnementales

Objets connectés

• Conception et mise en oeuvre de systèmes distribués autonomes, pour adapter les charges d’énergie à la production

• Systèmes embarqués critiques

• “Internet of things”

Carburants “nouvelle génération”

• Contrôle et gestion d'écosystèmes

• Modélisation du métabolisme des micro-organismes

• Simuler un potentiel de production (ex : de micro-algues) à l’échelle d’un pays

• Analyse des impacts énergétiques, de mobilisation de ressources… pour passer à la production

• Analyse d’impacts énergétiques

Robotique

• Apports de la robotique industrielle et d’assistance (personnes âgées, handicap…) à l’écologie : une autre forme d’impact ?

L’informatique de la résilience

• La “Collapse informatics”, courant de recherche sur la conception de systèmes numériques utilisables après l'effondrement de nos civilisations

Web sémantique

• Le web sémantique (nouvelles ontologies) au service de l’analyse des controverses,

Quelques questionnements qui reviennent...

… sur la posture du chercheur

• “Les questions liées à la transition énergétique soulèvent des questions propres à la position du chercheur, à l’éclairage de ses travaux par des axes complémentaires”
• “Dans un monde où nos recherches en informatique ont de plus en plus de conséquences directes, comment s’armer pour les présenter à la société ?”
• “Comment proposer des méthodes et outils aux différentes équipes de chercheurs, pour les aider à réaliser des modèles mais également à prendre en compte l’incertitude de ces modèles ?”
• “L’optimisation, la création de modèles, passe par la création de synergies entre associations, militants, chercheurs…”

… sur les modèles et leur complexité

• “Il est difficile de faire du monitoring de chaque équipement de la chaîne (machine virtuelle>transport des données et de l'énergie> service utilisateur), car elle est multi-fournisseurs, multi-utilisateurs”
• “L'un des problèmes actuels de la recherche est la représentation de données, leur visualisation. Comment représenter des phénomènes spatiaux et temporels pour visualiser des dynamiques ?”
• “Comment répartir l’information ? Peut-être un lien avec l’idée d’un cloud plus décentralisé, plus frugal ?”
• “Les systèmes adaptatifs, distribués peuvent permettre d'économiser de l'énergie, avec des traitements/transmissions sur les données plus locaux par exemple.”

… sur les mécanismes de décision

• “Une inquiétude : que les modèles prennent de plus en plus de place dans notre société”
• “La technologie pour réduire la consommation des équipements existe, comment impliquer les utilisateurs pour qu’ils transforment leurs usages ?”
• “Comment fournir des outils pour aider les individus à donner du sens à leurs données ?”
• “Comment concevoir des métriques compréhensibles par l'utilisateur pour l'inciter à utiliser des services économes en énergie ?”
• “Les bases de données partagées, la formulation de questions scientifiques, pour produire de nouvelles connaissances, pour la société… C’est formidable, mais est-ce que cela ne privilégie pas certains acteurs ?

“Champs de recherche actuels” : que pourrait-on faire pour aller plus loin ?


> Compléter cette cartographie, qui est loin d'être exhaustive : quels sont les champs de recherche non mentionnés ici ? Quelles disciplines (en particulier des Sciences Humaines et Sociales) travaillent au croisement des deux Transitions ? Quels chercheurs aurions-nous envie de solliciter à l’avenir ?

> Publier une cartographie synthétique des principaux champs de recherche et mettre en évidence les “trous dans la raquette”, pour engager de l’action.

> Partager les travaux dont vous avez connaissance ici : 

1-2 Numérique et écologie : 6 grandes tensions

NB : cette première cartographie de tensions appelle des compléments et à vocation à être enrichie

“Tensions pour la Recherche” : que pourrait-on faire pour aller plus loin ?


> Compléter cette cartographie : y’a t-il d’autres tensions fondatrices qui aident à positionner les questions de recherche ?

1-3 Pistes de recherche pour l’avenir

“Voilà sur quoi nous pourrions vouloir progresser, proposer et engager de nouvelles collaborations à l’avenir…”

1- Mieux valoriser les travaux sur l’empreinte écologique du numérique et l’informatique “écologique by design”

Le Green IT est la condition d’entrée pour discuter avec les acteurs de l’écologie : sans réponse aux questions sur la consommation de ressources de numérique tout au long du cycle de vie, du recyclage, de l’éco-conception, … il sera difficile d’aller plus loin et d’imaginer de nouvelles pistes où le numérique se mettrait au service de l’écologie. L’enjeu est grand, puisqu’il ne s’agit pas uniquement de réduire l’empreinte écologique du numérique, mais d’inverser la courbe.
Pour commencer, on peut imaginer travailler sur la valorisation des travaux et communautés de recherche existants, qui ne semblent pas légion en France (à infirmer ?).

Il s’agit aussi en parallèle d’explorer les pistes autour de l’IT for Green : le numérique peut-il se mettre au service du partage, de la mutualisation, de la dématérialisation de plus de choses, … Une des clefs est la “mesure” : est-ce que l’informatique peut se mettre à mesurer l’empreinte écologique de façon plus naturelle, au même titre qu’elle mesure aujourd’hui l’activité économique “normale” des organisations ? Si on s’oblige à mesurer cela, en s’appuyant sur des référentiels de mesure existants, beaucoup de choses changent...

2- Le numérique au service de la décision collective et de la mise en capacité du “plus grand nombre”

Il y a un équilibre compliqué à trouver entre « on ne prend pas en compte les humains » et « il faut aussi des grands modèles ».
Le numérique, c’est à la fois des grands modèles, du calcul, qui peuvent éclairer des modèles écologiques complexes.
Mais c’est aussi largement de la communication entre humains, donc il faut aussi se donner les moyens que tout le monde comprenne et y participe - sinon, il n’y aura pas d’adhésion.

L’extension du nombre d’acteurs (pas uniquement les individus) qui soient en mesure de comprendre un environnement, se fixer des buts et les atteindre, est un enjeu essentiel.

C’est particulièrement vrai sur le sujet environnemental : l’injonction au changement de comportement “parce que c’est important pour la planète” n’est pas fertile ; en revanche, travailler sur la manière dont le numérique peut fournir des outils à la fois individuels et collectifs, des informations, des données et développer des compétences peut avoir des effets de leviers plus forts.

Que peut-on imaginer rassembler ou construire pour outiller la Transition écologique ? Et en quoi le numérique peut aider à comprendre des systèmes complexes, à fonder des décisions, à arbitrer entre des acteurs qui ont des logiques différentes ?
 

3- Mener de front la transformation des systèmes et l’optimisation “à l’échelle”

Est-ce qu’on peut imaginer “croiser” les 7 leviers du numérique avec quelques grands “vecteurs” écologiques (la réduction des intrants, des déchets et de la demande) pour imaginer des croisement fertiles ?

Par exemple :

• La dématérialisation radicale

• Le partage de lieux, d’objets, de véhicules...

• Les data au service de l’économie circulaire

• Organiser la 2e vie des objets

• …

L’enjeu est de sortir de nos zones de confort, de dépasser l’optimisation.

Pour autant, le travail sur l’optimisation énergétique doit se poursuivre : pris à une certaine échelle le facteur 4 (et plus) est possible :

• Exemple du Green IT, quand on travaille conjointement sur les infrastructures, les capteurs, les terminaux et le logiciel ;

• La piste du Low Tech (Référence : Philippe Bihouix) : est-ce que le numérique peut aider à être plus frugal ?

4- “L’environnement de recherche”

Il s’agit ici de travailler à la fois sur :

• La posture du chercheur et de la Recherche : comment le chercheur définit ses objets, en cherchant du sens au delà des enjeux scientifiques ?

• L’interdisciplinarité, la solidarité entre chercheurs, même si d’une part collaboration induit des difficultés à se comprendre, du temps nécessaire à mieux se connaître alors qu’on en manque, des budgets restreints… et que d’autre part, l'interdisciplinarité est assez mal appréciée du point de vue académique...

• Influer sur les dispositifs de soutien à l’innovation pour travailler sur de l’innovation qui ne soit pas exclusivement technologique

“Pistes futures de Recherche” : que pourrait-on faire pour aller plus loin ?


> Compléter cette liste : y a t-il d’autres “grands ensembles” de questions saillantes ?

> Quelles questions de recherche pourrait-on formuler sur cette base ?

>  En quoi une recherche mêlant informatique et Sciences Humaines et Sociales serait décisive ? Quels terrains seraient propices à un tel projet ? Qui faudrait-il vraiment associer ?

=> Ces pistes pourraient notamment faire l’objet d’une future rencontre

2 - Compte-rendu des interventions

2.1 - La démarche Transitions2, Sophie Mahéo, Renaud Francou et Daniel Kaplan, Fing

Extraits de l’appel Transitions2 :

(...) La transition écologique est notre horizon incontournable, mais la dégradation continue de notre environnement nous oblige à admettre qu’elle sait mieux décrire son but que son chemin. La transition numérique est notre quotidien, le point commun de la plupart des transformations dont nous sommes les acteurs, mais elle ne poursuit pas d’objectif collectif particulier. L’une a le but, l’autre le chemin : chacune des deux transitions a besoin de l’autre !

Et pourtant leurs acteurs évoluent trop souvent dans des sphères isolées, sans réaliser la puissance transformatrice qu’aurait leur convergence.

Issus pour les uns du numérique et pour les autres de l’écologie, nous nous adressons à toutes celles et tous ceux qui ne se satisfont pas de cette disjonction. A celles et ceux qui agissent, pensent, militent, inventent, créent à l’intersection du numérique et de l’écologie, et plus largement à tous les acteurs animés d’une volonté de réinventer nos manières de vivre dans un monde plus durable et inclusif. (...)

> Les slides : http://fr.slideshare.net/slidesharefing/transitions-bringing-together-the-digital-and-the-ecological-transitions

> Les 7 leviers du numérique et les vecteurs de la Transition écologique : http://fr.slideshare.net/slidesharefing/poster-transitions2-2015

2.2 - Interventions des équipes Inria

• Benoit Combemale [Johann Bourcier et Olivier Barais] : « Modeling for Sustainability »

• Olivier Bernard : « Numerical tools to gide the development of 3rd generation biofuels »

• Nathalie Mitton [Christine Morin et Valerie Issarny] : «Smart cities multi-disciplinary research at Inria»

• Alexandre Monnin : «The future of the Web between digital transition and environmental collapse»

2.3 - Intervention de Mathieu Saujot, Iddri

L’IDDRI, institut de recherche privée, a pour objectif d’élaborer et de partager des clés d’analyse et de compréhension des enjeux stratégiques du développement durable dans une perspective mondiale. A travers ses programmes sur le climat, la biodiversité, la ville et le numérique, l’Iddri explore le fonctionnement de systèmes (politiques, urbains, etc) et propose des projections à 50/60 ans.

Qu’est-ce qui lie la Transition Ecologique à la Transition Numérique ?

• L'écologie imprègne les politiques publiques mais c’est principalement retranscrit par des normes. Or le numérique est une force de proposition, un moteur.

• Les technologies numériques ne sont ni bonnes ni mauvaises, c’est l’usage qu’on en fait qui est important.  Il faut penser leurs intégrations dès l'amont des projets de politiques publiques

Quels sont les principaux axes de recherche à la croisée de ces deux transitions ?

• Mesurer l’impact environnemental de la consommation collaborative
  Les plateformes d’échange de biens, de mobilité collaborative, génèrent des effets rebonds. Les solutions ne peuvent donc pas exister seules, mais doivent se penser dans un système public.

• La ville Intelligente, le crowdsourcing, le Big Data
  La dimension participative est intéressante dans le sens où elle permet d’offrir un parallèle entre les deux transitions.  A l’origine du développement durable, il y a l’idée du “collectif” pour trouver solution. C’est aussi un point de départ du numérique, qui permet de faciliter la participation.

• Les modèles urbains  
  Le numérique (notamment via l’exploitation de data) est mis au service d’une meilleure compréhension de la ville et des moyens de la planifier. Cela nécessite une collaboration entre acteurs de l’aménagement et des chercheurs mathématiciens et informaticiens.

L’importance des collaborations pluridisciplinaires

• Des modélisations qui fonctionnent mieux via les travaux en communs (par exemple l’Iddri avec l’Inria).

• Décryptage de concepts qui vont avoir de plus en plus d’importance (il y a une vraie valeur ajoutée à faire un décryptage grand public des algorithmes “qu’on nous vend”).

• Des données de meilleure qualité. L’Inria dispose d’un savoir faire sur la production de données (données de capteurs, générées dans le cadre scientifique) mais également des données crowdsourcées.

• Partager les connaissances entre différents corps de métiers : l’optimisation grâce au numérique n’est pas si évidente - par exemple permettre à un individu de connaître sa consommation énergétique ne va pas forcément lui faire changer son comportement.

2.4 - Intervention d’Eric Vidalenc, Ademe

Qu’est-ce qui lie la Transition Ecologique à la Transition Numérique ?

• L’idée, fausse, que le numérique va nous libérer de nos contraintes environnementales est encore tenace.  A titre d’exemple, la voiture « autonome » ne permet pas de s’affranchir des facteurs humains et moraux puisqu’il va falloir faire des choix sur les algorithmes qui les opèrent.

• Autre exemple : la promesse des données au service de l’optimisation des systèmes, censés rendre les citoyens plus intelligents. L’idée n’est pourtant pas de produire moins de connaissances et de données mais bien d’interroger la manière dont on les restitue aux utilisateurs finaux pour que plus de connaissances se traduisent par plus de gains au niveau environnemental

• Si on ne réinscrit pas le numérique (soft ou hard) dans la société dans son ensemble, on ne va pas faire grand chose, voire heurter la cause...

Numérique et écologie peuvent se vivre comme des antagonismes

• High Tech vs Low Tech : la course effrénée à l’innovation technologique contribue clairement à l’empreinte écologique (Green IT 1.0). Le “Low Tech” (cf notamment le livre de Ph Bihouix) se pose en alternative.

• La question des temporalités : les temporalités dans l’écologie sont très longues (le nucléaire, la ville…).  A l’opposé, le taux de renouvellement dans le numérique (hard et soft) est très rapide - ce qui pose par exemple au passage les questions de pérennité de la Smart City. Du coup, les initiatives visant à utiliser le numérique au service de l’énergie peuvent souffrir de cet écart de temporalité.

5 enjeux importants sur le lien entre transition numérique et transition écologique

1. La difficulté pour l’acteur public d’accompagner les acteurs du numérique : lorsqu’on est prêt à accompagner une technologie, elle est déjà obsolète. Comment améliorer notre temps de réactivité ?
2. La plupart des projets ont des ambitions et des buts en terme de public assez modestes. Comment concilier cela avec les grandes ambitions environnementales ?
3. Les technologies peuvent nous déposséder de notre autonomie. Or la question de l’écologie est précisément la question de l’autonomie. Dans quelle mesure le numérique prépare une sorte de dictature des systèmes ?
4. L’opacité des données et des algorithmes s’accélère. Comment comprendre l’univers dans lequel nous naviguons ?
5. La prolifération des capteurs disséminés un peu partout consomme des ressources précieuses. Qui se souciera de les entretenir, les récupérer, les recycler ?

2.5 - Partage de projets des participants

Un tour de table a permis aux participants d’exposer leurs travaux et d’en partager les enjeux importants. Vous retrouverez ici un tableau de “qui fait quoi”.

Et vous ?

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