L’empreinte carbone d’une transaction Bitcoin équivaut à celle d’un passager d’un aller Paris-New York (Source : Ambrosia x Statista x Selectra x University of Cambridge x Mon Convertisseur CO2)

Pourquoi la Blockchain consomme de l’énergie ?

Un des principes fondamentaux de la Blockchain est de graver de la donnée dans sa chaîne de blocs, de façon irréversible. Mais pour certaines blockchains comme Bitcoin ou Ethereum, ce principe repose sur une solution cryptographique très coûteuse en puissance de calcul que l’on appelle Preuve de Travail (Proof of Work) ; de sorte qu’il soit impossible pour un tiers de modifier la donnée, c’est-à-dire de rompre l’immuabilité de la chaîne de blocs.

La puissance de calcul utilisée par Bitcoin ou Ethereum est appelée le taux de hachage (hashrate), en Hash / seconde (H/s). Un Hash représente la plus petite opération cryptographique réalisée dans le but de graver la donnée dans la chaîne de blocs. Ainsi, un ordinateur fournissant 1 H/s réalise 1 opération cryptographique par seconde.

Aujourd’hui, Bitcoin utilise un peu moins de 200 millions de TerraHash par seconde (Source : Blockchain Explorer)

Mais un ordinateur ne réalise aucune opération sans utiliser de l’électricité : en consultant la consommation électrique de chacune des mines de Bitcoin en fonction de leur puissance de calcul, il est possible de déterminer une approximation de la consommation électrique totale du réseau Bitcoin. On peut utiliser le même principe pour le réseau Ethereum.

Ainsi, au 10 janvier 2022, Statista estime qu’une transaction Bitcoin (et Ethereum) consomme plus que 100 000 transactions sur le réseau VISA :

Le réseau Ethereum consomme, à gros grains, 10 fois moins que le réseau Bitcoin (Source : Statista Bitcoin Energy Consomption x Statista Ethereum Energy Consumption)


Alors, quel est le bilan carbone d’une transaction ?

La Blockchain n’a pas de frontière, mais elle est tout de même répartie majoritairement sur quelques territoires, dont nous connaissons le mix énergétique : les États-Unis, le Kazakhstan, la Russie, le Canada et l’Europe.

La répartition de la puissance de calcul (Source : University of Cambridge)

On peut alors approximer, en utilisant l’indice d’intensité carbone de l’électricité disponible dans chacune de ces régions, le bilan carbone restreint au premier champ de la blockchain Bitcoin (et, de la même façon, celui de la blockchain Ethereum). En ne prenant en compte que l’utilisation énergétique d’une transaction (et non, par exemple, le bilan carbone de la fabrication du matériel de minage des sociétés spécialisées), on conclut qu’une transaction Bitcoin engendre l’émission d’une tonne de CO2 équivalent ; soit l’empreinte carbone équivalente d’un passager d’un aller Paris-New York en avion. Et qu’une transaction Ethereum engendre l’émission d’une centaine de kg CO2 équivalent — soit l’empreinte carbone équivalente d’un conducteur d’un aller Paris-Lyon en voiture.

L’empreinte carbone d’une transaction Ethereum équivaut à celle d’un passager seul d’un aller Paris-Lyon en voiture (Source : Ambrosia x Statista x Mon Convertisseur CO2)

Quelles sont les alternatives ?

Bitcoin et Ethereum sont les blockchains les plus connues, parce qu’elles étaient les premières, mais ne sont pas seules. D’autres blockchains se développent en parallèle, certaines s’appuyant sur la sécurité de la blockchain Ethereum, d’autres complètement indépendantes. Mais toutes ces alternatives ont une technologie en commun : la Preuve d’Enjeu (Proof of Stake), qui remplace la Preuve de Travail. La motivation est bien celle de l’économie d’énergie : ce processus de consensus ne demande pas de puissance de calcul intense, donc demande bien moins d’énergie (et cette demande est constante !).

Parmis les blockchains fonctionnant avec la Preuve d’Enjeu, nous pouvons compter Polygon, Avalanche, Solana, Fantom et la Binance Smart Chain. Bientôt, Ethereum rejoindra cette liste puisque la blockchain est en cours de migration, depuis fin 2020, vers ce nouveau processus bien moins énergivore : ce sera la fin du minage de l’Ether.

La méthodologie d’Ambrosia est-elle réellement pertinente ?

Ambrosia propose un bilan carbone dynamique des blockchains, public et accessible sous la forme d’un tableur Google Sheet. N’importe qui peut alors consulter la démarche d’Ambrosia et nous sommes ouverts aux commentaires, suggestions, améliorations et modifications que vous pensez nécessaires pour faire évoluer ce bilan carbone.

La méthodologie d’Ambrosia est très similaire à celle des études indépendantes publiées par Statista, Selectra, l’Université de Cambridge et De Nederlandsche Bank. Elle permet de retrouver le même ordre de grandeur de consommation électrique du réseau Bitcoin : plus ou moins 100 TWh par an. Avec la même méthode, Ambrosia estime le bilan carbone d’une transaction sur les blockchains à Preuve d’Enjeu les plus connues à quelques gCO2eq : il s’agit d’une quantité 100 000 fois inférieure à celle d’une transaction Ethereum, et 1 000 000 fois inférieure à celle d’une transaction Bitcoin.

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