Culture numérique
Des définitions de Culture Numérique par les étudiants
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| SN | Le prix écologique de la sauvegarde de nos données | |
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Le prix écologique de la sauvegarde de nos données Autrices et auteurs : BESSONNEAU Floirane DENIZE Baptiste FRAPPIER Clement PAYET Léhane ROYER Antonin SIMON Noémie Aujourd’hui, dans notre monde hyperconnecté, les data centers sont indispensables pour stocker toutes sortes de données. Ces machines sont très puissantes et ont un fonctionnement complexe qui nécessite un apport constant d’énergie. Au fil des années, cette quantité d’énergie consommée augmente avec le besoin de stocker de plus en plus d’informations dans les centres de données, générant ainsi beaucoup de chaleur qu’il faut évacuer. On peut ajouter à cette note écologique déjà salée les matériaux composant les baies, aboutissant à un vrai problème environnemental des data centers. Les data centers ont besoin d’être alimentés en électricité en permanence pour fonctionner 24h/24, 7j/7 toute l’année, afin que les données stockées puissent être accessibles tout le temps par les utilisateurs. Et oui, notre envie de pouvoir accéder aux informations en continu n’est pas sans conséquences ! Cette électricité permet avant tout de faire fonctionner les centres de données qui sont très énergivores : ce sont des ordinateurs fonctionnant à pleine puissance sans jamais s’arrêter. Mais près de la moitié (40%) de l’électricité consommée sert seulement au refroidissement des Data Centers (1)(2) car une grande partie de l’énergie de fonctionnement se dissipe sous forme de chaleur. Pour ne pas détériorer le matériel et maintenir les centres en état de fonctionnement, il faut obligatoirement les réfrigérer en permanence. En France en 2015, la consommation en électricité des Data Centers atteignait 3 térawatt-heure (TWh) (3.1)(3.2) sachant qu’un TWh est égal à 1000 milliards de Wh. Ce chiffre est plus important que la consommation d’énergie de la ville de Lyon (4)(3.2) et cela représente 8% de la consommation électrique nationale (1)(3.1). A une autre échelle, la consommation électrique des centres de données atteint selon les sources 3 à 10% de la consommation mondiale (1)(2). Si toute cette énergie était de l’énergie propre, de l’énergie verte, l’impact des Data centers sur ce plan serait moindre. Malheureusement ce n’est pas encore le cas et la production d’électricité pour les centres aggrave le réchauffement climatique. Aujourd’hui, les datas centers sont responsables de l’émission de 2% des gaz à effet de serre et selon les prédictions des experts, ils pourraient être responsables de 14% des émissions en 2040 (1)(5). Le graphique suivant montre que les émissions de CO2 des data centers étaient aussi importantes que celles du Nigeria en 2008 (20). On peut alors penser qu’aujourd’hui elles ont augmenté et dépasse maintenant de loin les émissions du Nigeria. Les data centers sont un gouffre en électricité et le refroidissement par climatisation occupe une part importante de cette consommation en énergie, il est alors primordial de concevoir à l’avenir de nouvelles méthodes moins énergivores et tout aussi efficaces. Actuellement, différentes techniques de refroidissement existent. Chacune a ses avantages et ses inconvénients mais elles ont toutes le même but : maintenir le système en état de marche. Les data centers consomment beaucoup d’énergie pour le refroidissement, les hangars accueillants des serveurs doivent maintenir une température entre 20 et 25°C(6.1)(6.2). Les data centers qui sont composés de centaines de serveurs fonctionnent en continu et produisent énormément de chaleur (6.1)(6.2). C’est pourquoi, afin de conserver ses serveurs, il faut à tout prix faire descendre la température. Depuis des années les ingénieurs recherchent et développent de nouvelles techniques afin de concilier bonnes performances et économie. Comme dit précédemment, près de la moitié de l’énergie utilisée par les data centers est consacrée au refroidissement (6.1)(6.2). Ce chiffre peut varier en fonction de l’âge des serveurs et de la technologie utilisée pour leur conception. La
Une autre technique très utilisée est le refroidissement par confinement. Cette méthode consiste à utiliser de façon plus efficace l’air froid produit par les climatiseurs. C’est-à-dire, améliorer les flux d’air. Pour cela il faut éviter que l’air chaud et froid se rencontre et se mélange. Ainsi dans les datacenters, des allées froides et des allées chaudes seront confinées pour empêcher tout mélange d’air. L’air froid produit par le système de refroidissement sera parfaitement utilisé (11)(12). Pour les pays où le climat est chaud, la technique du free cooling est difficilement applicable, car l’écart entre la température intérieure et extérieure n’est pas suffisante pour refroidir les hangars. C’est pourquoi, le refroidissement par évaporation est utilisé. Il consiste à vaporiser de l’eau dans les bâtiments chauds. Par l’effet de la chaleur, l’eau va s’évaporer et va diminuer la température (11)(13). Toutes ces techniques ne sont pas applicables partout, un datacenter voulant changer son mode de refroidissement n’est pas forcément adapté à toutes les méthodes possibles. En effet, tous les data centers diffèrent dans leur gestion des multiples problèmes auxquels ils sont confrontés, impliquant diverses méthodes de résolution passants par leur conception et les technologies qui y sont employées. Cependant, ils se réunissent sur un point : les composants. Ces derniers sont nombreux et sont aussi au centre du débat sur la pollution des datas center.
De nouveaux dispositifs sont mis en œuvre pour réduire l’impact environnemental de la consommation énergétique des data centers, notamment par l’utilisation de panneaux photovoltaïques tel que chez Apple (16.1 et 16.2). L’énergie qui en sort n’est pourtant pas aussi « verte » qu’on le laisse à penser : contenant du silicium, un seul de ces panneaux coûte à l’environnement environ 70 kg de CO2. (17.1 et 17.2) Sachant que la demande en matériel informatique ne cesse de croître et que nous manquerons de matières primaires d’ici quelques dizaines d’années, un certain intérêt est porté au recyclage des composés en eux-mêmes plutôt qu’à leur remplacement. Ce processus est possible mais encore très peu utilisé de nos jours à cause de son coût. En effet, les alliages appliqués aux métaux rares par les industriels sont très difficiles à défaire ; la matière recyclée qui en sort est donc plus chère que la matière directement prise à sa source.(18.1 et 18.2) Finalement, des outils environnementaux ont tout de même été spécialement conçus pour les data centers, tel que des évaluations et des bases de données, qui visent à renseigner et donc améliorer le choix des produits intégrés aux structures, afin qu’ils soient réparables plutôt que remplaçables. (19.1 et 19.2) Après ces constatations, il semble évident que les data centers ont du progrès à faire ne serait-ce que pour réduire l’énergie nécessaire pour le refroidissement et adopter des composants recyclés plutôt que des matériaux tout juste extraits. Des scientifiques et ingénieurs cherchent activement des nouvelles méthodes de fonctionnement ou de fabrication afin qu’il soit possible, à l’avenir, de stocker les données du monde entier sans aggraver la situation écologique et climatique. (1) : https://www.lebigdata.fr/data-centers-environnement (2) : https://www.lexpress.fr/actualite/refroidir-nos-datacenters-un-vrai-casse-tete_2028689.html (3.1) : http://citygreen.eu/consommation-electrique-data-center/ (4) : https://ufe-electricite.fr/ (6.1) : https://www.lexpress.fr/actualite/refroidir-nos-datacenters-un-vrai-casse-tete_2028689.html (8) : https://www.abcclim.net/free-cooling.html (10) : https://www.lemonde.fr/pixels/article/2016/06/03/les-datas-du-grand-froid_4932566_4408996.html (12) : https://www.lemagit.fr/article/Les-methodes-modernes-de-refroidissement-pour-votre-datacenter (13) : https://www.condair.fr/applications/sujets-sur-l-humidification/le-refroidissement-par-evaporation (14.1) : https://www.lebigdata.fr/data-centers-environnement (14.2) : https://www.lemonde.fr/technologies/article/2007/06/14/ordinateurs-pollueurs_916629_651865.html (16.1) : https://www.lebigdata.fr/data-centers-environnement (17.2) : https://ecoinfo.cnrs.fr/2010/10/20/5-impacts/ (18.2) : https://ecoinfo.cnrs.fr/2014/09/03/3-le-recyclage-des-metaux/ (19.2) : https://www.greenit.fr/epeat/ (20) : - auteur : Vincent Vidal - lien URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Graphique_%C3%A9missions_de_CO2_centres_de_donn%C3%A9es.png - licence : Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International (21): - auteur : Antonin Royer, - licence : respecter les conditions de la licence Pixabay License, image d’origine : - auteur : 简体中文 (Akela999) - lien URL : https://pixabay.com/photos/electrical-data-center-2476782/ - licence : Pixabay License (22) : - auteur : Trueblood786 - lien URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pakistan_Chrome_Mines20120126_16100237_0003.jpg?uselang=fr Schéma du free cooling naturel - auteur : Antonin Royer - non libre de droit | ||
méthode la plus ancienne est la climatisation. De gros climatiseurs sont placés dans les hangars stockant les serveurs, cependant ils sont extrêmement consommateurs en énergie et donc très coûteux et polluants. Il faut donc trouver de nouvelles solutions qui depuis quelques années sont de plus en plus nombreuses, à commencer par le free cooling, une méthode innovante qui se développe dans le monde entier. Cette pratique écologique consiste à utiliser le flux d’air naturel pour refroidir les pièces contenant les serveurs. L’air froid de l’extérieur entre par le sol de la pièce et l’air chaud sort dehors par le plafond (6)(7). Le free cooling peut être naturel si le renouvellement d’air se fait grâce à des fenêtres que l’on ouvre ou non en fonction du besoin (voir schéma) (7)(8). Il peut aussi être mécanique si le changement d’air se fait à l’aide de ventilateurs pour accélérer le phénomène. Ce dernier est évidemment plus cher que le free cooling naturel mais représente quand même une économie d’énergie par rapport aux climatiseurs (9). Pour utiliser le free cooling il est préférable que les data centers soient installés dans des territoires ayant un climat plutôt froid, à l’image de Facebook qui en 2013 à inauguré son nouveau datacenter utilisant le free cooling au nord de la Suède (10). Cette technique a permis à la firme américaine de baisser ses factures en électricité, le refroidissement représente maintenant 10% de sa consommation en énergie.
Le hardware des data centers concentre de nombreux composants nocifs pour l’environnement du fait de leur extraction, de leur production et de leur simple nature. Que ce soit pour le système général, les moyens de refroidissement ou l’emploi de batteries de backup, ces composés chimiques et hautement toxiques sont essentiels au bon fonctionnement de la structure. Rien que pour la fabrication d’un seul ordinateur, on utilise près de son pro| DL | Les premières avancées biologiques de la télémédecine | |
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COUVRAND Sarah CUINET Thomas de BILLY Charlotte DORISON Louise DOUGLAS Mélanie Qu'est-ce que la télémédecine ? Association entre technologie et médecine Vous avez sans doute entendu parler des consultations médicales à distance grâce à la crise sanitaire qui touche le monde entier. Eh bien sachez que cette technique de soin est loin d’être une réponse nouvelle pour protéger face à la contagiosité de ce virus. En effet le concept s’est largement démocratisé depuis les premières téléconsultations qui ont commencé avec l’apparition du téléphone (1876), par exemple un électrocardiogramme (représentation graphique de l’activité du cœur) a été transmis par une ligne téléphonique en 1906 sous la tutelle du docteur néerlandais Willem Einthoven (Prix Nobel de médecine de 1924). Cette technique bien que rudimentaire étant donné le matériel nécessaire à sa réalisation (environ 270 kg) est une véritable avancée et une preuve de la possibilité d’utiliser les technologies avec la médecine. (1)
*Un médecin en téléconsultation
Diverses réussites dans le domaine
**Charles Lindbergh dans son avion Cette opération a été possible rendue grâce à l’utilisation de ZEUS, ce robot chirurgical initialement développé en 1995 pour les micro-opérations endoscopiques. Il est formé de trois bras robotisés (2 qui manipulent les instruments en réaction aux mains du chirurgien et un bras contrôlé par la voix contrôlant l’endoscope) et d’une console chirurgicale ou le Pr. Marescaux manipulait les joysticks. Les connexions entre les deux villes ont été établies grâce au mode de transfert asynchrone (ATM) qui a alors permis de véhiculer toutes les informations requises en moins de 200 millisecondes. Ce réseau ATM permet de transférer simultanément des données et de la voix sur une même ligne, l’information transférée est donc bien plus précise que pour les réseaux synchrones rendant possible cet exploit transatlantique. (3) et (4) Néanmoins, l’opération Lindbergh n’est pas la seule réussite de la télé-chirurgie. En septembre 2019, un médecin indien, le Dr. Tejas Patel a effectué cinq opérations chirurgicales coronariennes percutanées sur des patients qui se trouvaient à plus de 30 km de lui. Pour cela, il a utilisé le robot CorPath GRX de Corindus et une connexion Internet câblée, manipulant à distance le robot avec un ensemble de manettes de jeu et un moniteur vidéo. Bien que l'intervention coronarienne percutanée assistée par robot eût été utilisée plusieurs fois depuis 2011, la procédure du Dr Patel qui se dit « honoré d'avoir participé à ce nouveau jalon de l'aventure médicale » a marqué une étape majeure en médecine puisque cette intervention a été réalisée à partir d’un endroit éloigné étendant ainsi la possibilité de traitement à de nombreux patients atteints de coronaropathies. (5) et (6) Avenir des téléopérations et téléconsultations Depuis que la première opération à distance a été réalisée, les améliorations techniques ont suivi. En effet, en 2001, l’opération a réussi grâce à de la fibre optique à haut débit. Celle-ci avait un délai de réponse de l’image entre Strasbourg et New-York équivalent à 150 millisecondes. (7) A partir de cette date, les améliorations techniques n’ont fait que se développer, avec l’utilisation d’un réseau 4G, puis d’un réseau 5G depuis 2019. Ce réseau présente un intérêt pour la chirurgie à distance car il a un temps de latence équivalent à 0,01 seconde contre 0,27 seconde pour le réseau 4G. (8) et (9) Même si la 5G connaît un fort succès, notamment en Chine, il va être difficile de la dé ***La 5G déjà présente en Chine En ce qui concerne les téléconsultations, leur avenir est prometteur. En effet, avec la crise sanitaire actuelle, celles-ci sont en plein boom. La question qui se pose est : les téléconsultations vont-elles perdurer au-delà de la crise ? Plusieurs mesures ont été mises en place pour que ce soit le cas, comme par exemple la création, pour les infirmiers, d'un acte d'accompagnement du patient à la téléconsultation, mais également la prise en charge de l’accompagnement à la téléconsultation des patients par le pharmacien en officine. Les sources : (1)https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1924/einthoven/biographical/
(2) https://siecledigital.fr/2020/04/24/doctolib-les-chiffres-de-la-teleconsultation-sont-tombes/ (3) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1422462/
(4)https://www.ircad.fr/fr/le-geste-chirurgical-a-traverse-latlantique-2/
(5) https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2019.07.017
(6)https://www.zdnet.com/article/first-long-distance-heart-surgery-performed-via-robot/
(7) https://www.leparisien.fr/societe/une-operation-a-7-000-km-de-distance-20-09-2001-2002452518.php
Les images : *Un médecin en téléconsultation Auteur : Ceibos Lien URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Medical_teleconsultation.jpg Licence : the Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license
**Charles Lindbergh dans son avion Auteur : John M. Noble Lien URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Charles_Lindbergh,_wearing_helmet_with_goggles_up.jpg Licence : domaine public
***La 5G déjà installée en Chine Auteur : Liuxingy Lien URL : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:雁塔_高新区中国电信的5G宣传.jpg Licence : the Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license | ||
Les temps ont changé et internet a fait son apparition, aujourd’hui en France, il existe un site très connu de prise de rendez-vous médicaux (Doctolib) et les praticiens ont la possibilité de consulter leurs patients en vidéo. On pourrait croire que la consultation est de mauvaise qualité puisque le médecin ne peut pas nous ausculter complètement mais il faut voir les bons côtés des téléconsultations. Le patient n’a pas besoin de se déplacer au cabinet médical, le médecin n’a aucun risque d’être contaminé par le malade, il n’a pas non plus besoin d’engager une personne pour gérer les rendez-vous. Selon siecledigital.fr, Doctolib a permis d’effectuer 2.5 millions de consultations à distance en 1 mois de crise sanitaire. (2)
La télé-chirurgie n’est pas nouvelle. En effet, la première opération de téléchirurgie, soldée par un succès, a été réalisée le 7 septembre 2001. L’opération Lindbergh, baptisée ainsi en référence à l’aviateur Charles Lindbergh qui a effectué la première traversée de l’Atlantique, consistait en une ablation de la vésicule biliaire sur une patiente septuagénaire par le Pr. Jacques Marescaux, chef du département de chirurgie digestive et endocrinienne des CHU de Strasbourg. Une cholécystectomie un peu particulière puisque l’Atlantique séparait le chirurgien de sa patiente : cette dernière se trouvant au CHU de Strasbourg tandis que le professeur et son équipe étaient à 7 000 km de distance de là, dans un immeuble de 