Les sociétés humaines sont devenues de plus en plus dépendantes des services numériques, qui sont désormais omniprésents dans presque tous les aspects de la vie quotidienne et des secteurs économiques. Cette augmentation du nombre de logiciels est étroitement liée à l’essor et au renouvellement rapide des appareils numériques, tant pour les consommateurs que pour l’infrastructure réseau et informatique. Cependant, cette tendance génère une empreinte environnementale qui apparait incompatible avec les limites planétaires. Les logiciels peuvent être un facteur important de cette empreinte environnementale croissante: les déploiements de logiciels influent la consommation d’énergie, et le besoin de logiciels de plus en plus sophistiqués nécessite une plus grande puissance de calcul, accélérant ainsi la fabrication et le renouvellement fréquent des appareils. Il est donc nécessaire d’identifier des leviers d’action holistiques pour réduire l’empreinte environnementale des logiciels. Cependant, les approches actuelles se concentrent souvent uniquement sur la phase d’utilisation, en prenant en compte uniquement la consommation d’énergie et l’empreinte carbone, négligeant ainsi d’autres aspects critiques de l’impact environnemental qui occurrent tout au long du cycle de vie du logiciel. Dans cette thèse de doctorat, je combine différentes approches issues de divers domaines de recherche pour identifier des leviers significatifs pour réduire l’empreinte environnementale des logiciels. Dans un premier temps, j’évalue les avantages et les inconvénients des analyses top-down pour évaluer l’empreinte carbone du secteur des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC), et je démontre leur intérêt pour évaluer l’impact du secteur sur d’autres catégories d’impact, notamment sur les métaux et les minéraux. En m’appuyant sur la tendance à la hausse observée, j’adopte ensuite une méthodologie bottom-up pour développer des outils et des méthodologies permettant d’évaluer et d’identifier de leviers de réduction dans divers aspects de l’empreinte environnementale des services numériques. Plus précisément, j’évalue l’empreinte environnementale des services cloud et des appareils utilisateurs avec une pensée cycle de vie, tout en proposant une nouvelle méthodologie pour suivre systématiquement les incertitudes découlant des sources de référence et des choix de modélisation au sein de ces estimations. Pour aller au-delà de la phase d’usage et de l’empreinte énergétique des logiciels, je propose également une méthodologie et un outil associé pour évaluer de manière holistique les impacts occurrents tout au long du cycle de vie du logiciel. L’estimation d’impacts n’est cependant que la première étape dans l’écoconception des logiciels. J’explore donc les différentes responsabilités des composants logiciels, et introduis un modèle conceptuel pour aider les différents parties prenantes du logiciel à définir des métriques pour réduire l’empreinte environnementale des logiciels, dans leurs domaines de responsabilité. Dans ce cadre conceptuel, j’introduis une nouvelle métrique de qualité architecturale qui se concentre sur la minimisation du gaspillage de ressources induit par l’architecture du logiciel, en tant que solution simple et implémentable. De plus, je propose une approche pratique pour que les acteurs du logiciel s’efforcent d’atteindre une proportionnalité entre leur empreinte environnementale et l’évolution de l’unité fonctionnelle au fil du temps.
M. Romain ROUVOY Université de Lille Directeur de thèse, M. Vincent COURBOULAY La Rochelle Université Rapporteur, Mme Anne-Laure LIGOZAT ENSIIE Rapporteure, M. Pierre RUST Orange Innov Co-directeur de thèse, M. Gaël GUENNEBAUD Inria Bordeaux Examinateur, M. Jean-Christophe ROUTIER Université de Lille Examinateur.
Thèse de l'équipe Spirals soutenue le 06/12/2024
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