Le bitcoin, monnaie virtuelle mais gouffre environnemental réel

Virtuel, le bitcoin ? La célèbre cryptomonnaie repose sur le travail de quantités extravagantes d’ordinateurs, regroupés parfois en mégafermes de « minage ». Bref, la production de bitcoins est dépendante d’infrastructures matérielles et énergétiques bien réelles, et affreusement énergivores.

Cent trente millions de tonnes de carbone : voilà ce qu’émettront annuellement en Chine les activités de « minage » de bitcoins, la plus célèbre des cryptomonnaies, dès 2024. Soit une consommation énergétique de 296,59 térawattheures (TWh) — plus que celle de l’Italie ou de l’Arabie saoudite. C’est ce que conclut une étude de la revue Nature communications publiée mardi 6 avril. De quoi empêcher le pays d’atteindre ses objectifs climatiques, soulignent les chercheurs, d’autant qu’il dépend fortement du charbon pour produire son électricité. L’étude note également qu’en avril 2020, les entreprises chinoises géraient 80 % des opérations mondiales de minage de bitcoins — la transaction qui permet de sécuriser la monnaie.

Voici quatre points pour comprendre pourquoi le bitcoin est un gouffre énergétique et donc un désastre écologique.

D’où vient cette dépense énergétique ?

Comme les autres cryptomonnaies, le bitcoin s’appuie sur la technologie de la blockchain, ou chaîne de blocs. Cette technologie s’apparente à « un grand cahier ouvert, où tout le monde peut lire et écrire librement, mais qui ne peut pas se falsifier ou se détruire », explique à Reporterre Jean-Paul Delahaye, mathématicien et professeur émérite à l’Université de Lille. Toutes les opérations ou les échanges sont inscrits définitivement et irrémédiablement dans ce « cahier ».

Le cahier — la chaîne de blocs — est autogéré et partagé par des milliers d’ordinateurs, qui surveillent en permanence ce qui y est écrit et consigné. On appelle ce processus de surveillance le « minage ».

On estime à un million à travers le monde le nombre de ces ordinateurs. Pour motiver les mineurs et ainsi assurer la sécurité du réseau, le programme prévoit une récompense. Toutes les dix minutes, 6,25 bitcoins sont créés et peuvent être empoché par l’un des mineurs. Pour cela, tous les ordinateurs doivent répondre à un problème mathématique, et le premier qui trouve la solution empoche les nouveaux jetons. Un petit pactole puisqu’en suivant le cours actuel du Bitcoin, 6,25 jetons représentent 275 000 euros. Cette récompense est partagée entre des regroupements de mineurs qu’on appelle « pool ».

La « preuve de travail », un gouffre énergétique

Ce problème mathématique, c’est ce qu’on appelle « la preuve de travail ». Ce procédé repose sur une dépense énergétique considérable. Selon Jean-Paul Delahaye, « le coût écologique du bitcoin provient quasi exclusivement de ce concours de calcul, de cette preuve de travail ». Le chercheur au Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille (Cristal), a réalisé ses propres calculs pour estimer cette dépense énergétique. « Aujourd’hui, on peut savoir combien consomme le minage à l’aide du nombre de calculs qui sont effectués chaque seconde par les ordinateurs. On sait également combien d’électricité consomment les meilleures machines du marché, dit Jean-Paul Delahaye. Le système de la "preuve de travail" consomme environ 80 térawattheures (TWh) par an, soit l’équivalent de treize réacteurs nucléaires. » Notons que ces chiffres sont considérés par certains chercheurs comme sous-évalués. Selon les calculs du Centre pour une finance alternative de l’Université de Cambridge, le réseau consommerait plus de 130 TWh par an, l’équivalent de la consommation électrique de la Suède.

La dépense énergétique du bitcoin est fortement liée à son cours, selon Jean-Paul Delahaye. Sa valeur a été multiplié par cinq en un an, ce qui attire de nouveaux mineurs avec des ordinateurs toujours plus puissants.

Reporterre s’est entretenu avec un mineur, Hugo. Cet étudiant de 21 ans, qui mine depuis trois ans et possède plusieurs ordinateurs dans son appartement de la région lilloise, est capable de répondre à ces équations très exigeantes. Touche à tout et passionné par la cryptomonnaie, il a assemblé ces ordinateurs lui-même, a optimisé leurs puissances pour les rendre robustes et les a installés sur une structure en bois, un « rig ». Il a également lancé une chaîne Youtube, « Parlons Crypto » pour documenter sa passion pour la cryptomonnaie.

Ses parents n’ont pas tout de suite accepté son activité de minage. « Au départ, c’était très dur à cause de la facture d’électricité qui augmentait beaucoup. Je paye environ 250 euros d’électricité par mois pour faire fonctionner mes rigs, en négociant le prix du kilowattheure à douze centimes avec mon fournisseur. »

Malgré cette facture, l’activité de minage de Hugo est rentable. Elle lui rapporte environ 850 euros par mois. Pour rationaliser ses dépenses, l’étudiant a développé des astuces. « J’ai une pièce de 20 ou 30 m² consacrée à mes rigs. C’est un système qui chauffe énormément, il faut faire bien attention à la disposition des ordinateurs », détaille Hugo. « Ça chauffe tellement que l’hiver je mets deux rigs dans mon salon de 80 m² et mes parents n’ont pas besoin d’allumer le chauffage, on monte facile à 20, 21 °C dans la pièce. »

Hugo fait également partie d’un collectif de mineurs pour maximiser ses chances de gagner du bitcoin. Ces collectifs, ces « pools », se constituent face à l’émergence de mégastructures possédant des puissances de calcul énormes. Plus vous possédez de puissance pour résoudre le problème, la « preuve de travail », plus vous avez de chance de gagner. « Si vous possédez 10 % de la capacité de calcul, vous aurez une chance sur dix de remporter la récompense », confirme Jean-Paul Delahaye.

Des dizaines de milliers d’ordinateurs composent parfois ces mégastructures, appelées « fermes de minage », et représentent une véritable industrie. Beaucoup de ces fermes tentent de délocaliser leurs activités vers des pays où l’électricité n’est pas chère, ou dans des pays froids comme l’Islande car cela permet de réduire drastiquement le coût du refroidissement des machines.

On estime à un million à travers le monde le nombre de ces ordinateurs.

Cette délocalisation se déroule parfois dans des pays où on utilise encore massivement des énergies fossiles pour produire de l’électricité. C’est le cas de la Chine, qui dépend encore à 75 % du charbon et du pétrole dans son mix énergétique. Or « plus de 60 % des activités de minage ont lieu en Chine, dit Jean-Paul Delahaye. La situation y est telle qu’on continue à brûler du charbon pour alimenter les mineurs ».

Le prix de l’électricité est un facteur majeur pour la rentabilité de l’activité des mineurs. « On a construit un hangar de minage à Pau, en 2017, mais on s’est rapidement rendu compte que c’était compliqué d’être vraiment rentable en France, racontent Adrien Gombert et Thomas Charbonnel qui ont lancé l’entreprise Gwensas, spécialisée dans le minage de bitcoins. On est donc partis à l’étranger à la conquête de l’électricité la moins chère. »

Une ferme de minage française au milieu des gorilles en RDC

Après un « fiasco » au Kazakhstan, les deux associés ont jeté leur dévolu sur la République démocratique du Congo (RDC) pour installer leur ferme de minage. Plus précisément dans le parc national du Virunga, le plus ancien parc national d’Afrique, classé au patrimoine mondial de l’Unesco. La ferme de minage, au milieu des gorilles, des éléphants et des hippopotames, prend l’apparence d’un gros conteneur, regroupant des ordinateurs dernier cri. Pour l’électricité, les deux associés ont choisi de placer leur infrastructure près d’une centrale hydroélectrique.

« On peut capter le surplus en électricité que crée la centrale et en même temps permettre au parc de tirer bénéfice du minage de bitcoin pour rentabiliser son installation », dit Adrien Gombert. Pour lui, « c’est un projet écoresponsable ». Thomas Charbonnel insiste : « Ce sont parfois de nouvelles sources d’énergie verte qui n’auraient pas pu exister sans les mineurs de bitcoin. » De nombreux mineurs à travers le monde mettent en avant leur choix d’utiliser de l’énergie renouvelable pour aller vers un « minage écologique ».

Pour Pierre Boulet, professeur d’informatique à l’Université de Lille, « c’est du greenwashing comme le font d’autres entreprises. Même si on utilise de l’énergie décarbonée, c’est de l’énergie qui pourrait servir à d’autres choses. Toute cette énergie qui est captée pour le minage encourage la construction de nouvelles structures pour produire encore plus d’énergie. »

Le datacenter en RDC.

« La demande des mineurs encourage parfois la création de centrales, panneaux solaires, éoliennes ou autres qui n’ont pas d’utilité si ce n’est de calculer du SHA256 [les problèmes à résoudre par les mineurs pour remporter la récompense] », dit Jean-Paul Delahaye.

« C’est une folie environnementale. À terme, le minage fait même augmenter le coût de l’électricité dans les zones concernées. »

Certains territoires commencent en effet à prendre des mesures contre les mineurs, responsables d’une hausse du prix de l’électricité pour les populations comme ce fût le cas à Plattsburgh, aux États-Unis, en 2020.

« Le matériel fabriqué pour le minage c’est de la pollution brute »

Outre l’énergie nécessaire au minage de bitcoin, la construction des ordinateurs consacrés exclusivement au minage de bitcoin représente elle aussi une pollution considérable. Pour Pierre Boulet, professeur d’informatique à l’Université de Lille, « le matériel fabriqué pour le minage, c’est de la pollution brute ». Cette production du matériel informatique n’est d’ailleurs pas toujours prise en compte dans l’évaluation des coûts environnementaux du numérique. Selon un rapport d’information mené par deux sénateurs en 2019, « la construction des datacenters [des centres de données] représente 43 % de leur bilan carbone ». L’extraction des matériaux et métaux précieux comme le cobalt ou le lithium dans les mines de RDC, leur assemblage, leur transport et leur recyclage sont des processus extrêmement coûteux en termes d’énergie et d’empreinte carbone.

Ces coûts énergétiques et environnementaux, aujourd’hui indispensables à la construction et au fonctionnement de l’industrie du bitcoin, sont d’autant plus frustrants pour Jean-Paul Delahaye, qu’ils sont évitables : « Il existe d’autres méthodes de calcul pour miner du bitcoin comme la "preuve d’enjeu". C’est fou de se dire que la cryptomonnaie numéro un fonctionne avec un système qui a été mal conçu et qui rend absurde le protocole. » D’autres cryptomonnaies — comme l’Ethereum — ont fait le choix de basculer vers la « preuve d’enjeu » pour sécuriser leurs transactions. Pour ce qui est du bitcoin, le changement semble lointain : une forte majorité de mineurs s’oppose à cette solution moins énergivore. Pierre Boulet se montre, lui aussi, sceptique : « Changer de protocole pour le bitcoin c’est comme changer les roues d’un TGV lancé à 300 km/h. Je n’y crois pas une seconde. »