Présentation donnée dans le cadre de l'école thématique de l'Idex UGA, "Autour du 2 degré C", le 16 juin 2017.

1. Quel avenir pour le Web et le numérique à
l’heure de l’Anthropocène ?
Ecole d’été UGA “Autour du 2°C”
Alexandre Monnin
UCA, Inria, I3S, Wimmics

4. Les dispositifs IoT
Selon les agences, les entreprises ou même les personnes
interrogées, les prévisions tablent sur 50 à 100 milliards
d’objets connectés à Internet d’ici 2050
Source : IBM

5. Michael Walker, CEO of Apache Beam
Sauf que selon les spécialistes du chiffrage des données, il
devrait exister sur terre environ 1027 octets générés par les
réseaux de capteurs !

6. Source : INTEL Intelligents Systems Framework
Dans une vision extrêmement « positive », on peut penser que le monde
ressemblera à peu près à ça :

7. Quelques questions :
1) Automatisation et
emploi(s)
Les smart technologies +
l’IA = quelle modèle
économique ?
2) Ethique des robots
Etc.

8. Pourtant, ce n’est Pas la question posée
aujourd’hui !

9. 2030…

11. Le numérique : énergie et ressources
Source : José Halloy (LIED)

12. Source : José Halloy (LIED)

13. ENERGIE

14. Source : José Halloy (LIED)

15. “The continuing rise of Si based semiconductors is perhaps the major
technological fact of the past five or more decades. Silicon-based technology
is a “general purpose technology” [Bresnahan and Trajtenberg (1995)]
underlying much of the improvement in information storage, information
transmission and computation since the 1960s and some have argued
[Brynjolfsson and McAfee (2014)] that it is the most important general-
purpose technology ever. From 1968 to 2005, the number of transistors sold
for use has increased by 10^9; by 2005 there were more transistors used then
printed text characters (Moore, 2006)! However, the industry revenue per
transistor has fallen almost as dramatically (Moore, 2006) as has the amount
of material needed make a transistor. Nonetheless, the usage of silicon has
grown significantly since 1970. We find it has grown by 345% over this period
but also find the growth is less than GDP growth (472% in the same period)
and that much of the growth of Si usage is associated with non-electronic
applications. This growth would be 10^5 (or more) times as high 2005
transistor used as much Si as one manufactured in 1968 showing the
importance of the profound change in “materials efficiency” this
technological domain.”
Magee and Devezas (2017), A simple extension of dematerialization theory

16. La loi de Moore postule le
doublement du nombre de
transistors intégrés dans les
microprocesseurs tous les deux ans.
La densification du nombre de
transistors (et leur miniaturisation)
rend compte de l’augmentation de
la puissance de calcul des
ordinateurs.
La figure à gauche montre que les
nombre de calculs réalisés par les
ordinateurs a doublé tous les 1 an
et demi entre 1975 et 2009.

18. Source : "Silicon Quantum Integrated Circuits.
Silicon-Germanium Heterostructure Devices:
Basics and Realisations”
E. Kasper and D. J. Paul Springer, Berlin, 2005

20. Deuxième loi de Moore:
les coûts explosent

21. Les transistors actuels comptent,
pour les plus avancés , à peine une
douzaine d’atomes…

23. RESSOURCES

24. 60% à 80% des éléments du tableau périodique

32. Source : José Halloy (LIED)

33. Extraction is often secondary…
Credits: José Halloy (LIED)

34. … and costly!
Credits: José Halloy (LIED)

36. Source : José Halloy (LIED)

37. Fizaine, F. and Court, V. (2015) “Renewable electricity producing technologies
and metal depletion: A sensitivity analysis using the EROI”, Ecological Economics,
110, pp. 106–118. doi: 10.1016/j.ecolecon.2014.12.001.

38. De nouvelles vulnérabilités
• Le photovoltaïque est une énergie renouvelable qui
nécessite du pétrole, du charbon et des matières premières
non renouvelables…
• Les relations entre les métaux n’ont pas vraiment été
factorisées : au niveau de l’extraction (facteur économique)
comme de l’utilisation (les batteries dépendent du lithium
et du cobalt…). Pour une exception, voir Fizaine: F. (2014)
Analyses de la disponibilité économique des métaux rares
dans le cadre de la transition énergétique. Université de
Bourgogne, chapter 4, https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-
01127141/.
• Les tensions sur les matières premières constituent un
enjeu géopolitique supplémentaire (guerres pour le pétrole
/ guerre pour les éléments du tableau périodique ?).

39. Un contre-argument ?
« L’argument inductif » : dans le passé, la fin du pétrole a déjà été annoncée
par les Cassandres. Pourtant, rien n’a confirmé cette vision malthusienne. Par
conséquent, il n’y a là rien de nouveau sous le soleil. »
• Et pourtant : L’optimisation est contrecarrée par l’effet rebond et les
limites physiques que nous atteignons désormais ;
• Et pourtant : La dématérialisation, comme effet attendu du progrès
technologique et de l’optimisation, est contredite par les études qui lui
opposent un contre-argument inductif à partir d’études s’étalant sur
plusieurs dizaines d’années (Magee and Devezas 2017, A simple extension
of dematerialization theory: Incorporation of technical progress and the
rebound effect: “the major empirical finding reported here [is that] direct
dematerialization due to technological progress will not occur”);
 L’argument inductif s’avère au final être un contre-contre-argument…

40. Quelles pistes de recherches ?
• Spintronique ?(basée sur des photons)
• Ordinateur quantique ?
• Biomimétisme/neuromorphisme (sensible
machines) ?
• De nouvelles architectures (calcul adiabatique
- réinscriptible) ? De nouvelles logiques ? De
nouveaux langages ?
• De nouveaux matériaux (base carbonne pour
les microprocesseurs) ?

41. “I implore my audience: Study physics. Help invent new kinds
of nanodevices with high adiabatic energy coefficients.
Design, build, and empirically test high-quality ballistic
oscillators, interacting with quasi-static logical states, driving
adiabatic transitions between them. Systematically find and
eliminate sources of dissipation in your prototypes, one by
one. Extend your designs to larger and larger scales of
complexity, with larger and larger logic blocks ever more
tightly and precisely synchronized. Design fully-reversible
architectures, languages, and algorithms.”
“Approaching the Physical Limits of Computing”,
Michael P. Frank

42. Actuellement ?
• Conception dualiste de l’informatique
(algorithmes, formalismes, etc.).
L’informatique comme science est coupée de
la physique (rejoint les mathématiques)
• Turing : “From the point of view of the
mathematician being digital should be of
greater interest than that of being electronic”
(Lecture to the London Mathematical Societ
on 20 February 1947).
J’ai également volé cette citation à José Halloy

43. Où la recherche se dirige-t-elle?
(après l’effondrement)

44. Le numérique : les surcoûts d’un
monde “idéal”
Crédits : Brian Cantwell Smith

45. Crédits : Brian Cantwell Smith

46. “It is this ability to ceaselessly cleanup after its own noise that so
powerfully enables computers to seemingly sever their dependency
on physical processes that underlie processing, storage, and
connectivity. Yet the physical characteristics of a resource (be it
computation, storage, or networking) cannot simply be transcended,
and noise can only be conquered at the expense of other resources.
For example, manufacturers must design electronic circuits using a
voltage differential between 0 and 1 broad enough to fight off
interference by galactic cosmic rays (“single event effects”), at the
cost of increased power consumption (May & Woods, 1979); error-
correcting codes, widely used to protect against transmission
interference, result in both data expansion (and thus, reduced
capacity) and increased processing load. In the latter case, designers
will choose among different codes according to both the expected
profile of the noise (frequency, intensity), and the resource trade-offs.
Once again, then, independence from the material can only be
obtained at the costs of certain trade-offs.”
Jean-François Blanchette (2011), “A material history of bits”

47. Le « sandwich de la digitalité »
Support/réalisation physique
Abstraction numérique (discrète)
Contrôle du bruit (augmentation de la
consommation d’énergie/codes de
correction d’erreurs) Peut en retour détériorer la
fiabilité du périphérique de
stockage

48. Et le Web dans tout ça ?
• On peut imaginer un Web sans Internet (y
compris un Web sémantique). Low tech ou
« mixed tech ». Cf. l’initiative « downscaling
the Web »
• Cf. aussi les systèmes mesh qui permettent de
connecter des réseaux d’ordinateurs
localement.

49. Ex.
https://www.w3.org/community/wwca/
Passer du Web We
Want au Web We
Can Afford.
Suppose une bonne
connaissance du
Web. Pas forcément
un Web éternel, ni
décarbonné, mais
un Web de transition

50. • Bien sûr, il faut aussi éviter toute fascination
malsaine pour l’effondrement (“collapse-porn
effect”) et d’envisager les catastrophes comme
des opportunités au service de l’innovation.
• Pour ce faire, les courants de la collapse
informatics et du post-colonial computing (cf.
par ex. Philip, Irani and Dourish (2012)
‘Postcolonial Computing: A Tactical Survey’,
Science, Technology & Human Values, 37(1))
devraient rapidement converger.

51. Différentes visions du futur
et du Web

52. Conclusion(s)
• Nous avons encore les moyens de faire du « high tech »
ou, mieux, de la recherche, pour quelques temps : à
quoi allons-nous employer ces moyens au cours de
cet intervalle ?
• Et, corrélativement, à quoi n’allons-nous pas employer
ces moyens ? Le designer Tony Fry nous enjoint à éviter
le « defuturing ». Mais il faut aussi activement dé-
futurer les futurs et les projets insoutenables.
 Sortir du paradigme linéaire de la durabilité (en
matière de croissance comme de développement). Tout
ceci suppose d’investir la question de la temporalité.

53. • Les futurs : multiples et asynchrones
• L’avenir synchronise les futurs divergents
• Nos révolutions sont temporaires
• Fin du progrès linéaire et cumulatif
• Nos technologies/infrastructures/moyens de
recherche ne sont pas durables mais sont là :
à quoi les employer avant que les effets du
nouvel âge (l’Anthropocène) ne se fassent
complètement sentir ?

54. • Renoncer à nos visions d’un avenir
tout-numérique au XXIe siècle ;
• Se préparer à vivre dans les ruines du
numérique - que nous produisons ;
• Penser un avenir cyberpunk, entre
« high tech », « low tech », alter-tech
(permaculture ?), ruines, etc. ;
• C’est déjà le cas en vérité : “The future
is already here — it's
just not very evenly distributed”
(William Gibson). Ce n’est pas
seulement vrai du progrès mais aussi
de l’effondrement.
• Se poser la question « que faire des
moyens actuels ? », « quels modèles
encourager/décourager ? »

55. "It’s not climate change – it’s everything
change"
(Margaret Atwood)
"The starting point is demand reduction.
Turn it off."
(Tony Fry)
Dernière citation volée à José Halloy!