Quand on entend parler de Blockchain et de consommation énergétique, on entend souvent deux discours opposés. D’un côté, le clan de ceux qui crient au gaspillage d’énergie, de l’autre ceux qui préfèrent voir une révolution technologique avant tout. La vérité se cache certainement entre ces deux visions, essayons d’en savoir plus.

Bitcoin : le mauvais élève

Le mécanisme « Proof of Work » (preuve de travail en français) est le premier protocole de consensus de la Blockchain. Sa première application ne concerne cependant pas Bitcoin, qui n’apparaît que bien plus tard, mais un anti-spam utilisé pour les boîtes mails, créé en 1996. L’objectif de ce mécanisme anti-spam était assez simple : n’accepter que des emails dont le destinataire a mis en jeu un peu de puissance de calcul, et donc prouvé du travail (i.e. consommation d’électricité). Cela permet de décourager bon nombre de spammer, pour qui cela devient coûteux d’envoyer plusieurs milliers d’emails.
A l’origine, le mécanisme de preuve de travail utilisé par la Blockchain Bitcoin est issu d’un simple filtre anti-spam.

Aujourd’hui, la Proof of Work est connue comme le principal mécanisme de consensus des Blockchains, en particulier celles de première génération. Son fonctionnement, bien que très sécurisé, n’est pas sans poser certains problèmes de consommation énergétique.

Bien que le calcul de l’énergie consommée par le réseau Bitcoin soit très difficile à réaliser, nous avons aujourd’hui quelques chiffres permettant d’avoir un ordre de grandeur.
Si le réseau Bitcoin était un Etat, il serait le 53ème plus gros consommateur d’électricité (données sur l’année 2019)

En outre, le minage d’un bloc (de la Blockchain Bitcoin) suffirait à alimenter quatorze foyers américains en électricité pour une journée ; sachant qu’un bloc est miné toutes les dix minutes environ.

Dans l’éventualité d’une croissance de l’utilisation du Bitcoin au cours des prochaines années, cette consommation énergétique inquiète. Cependant, pour appréhender ce genre de chiffre, rappelons que si le gaspillage alimentaire représentait un pays, ce serait le 3ème plus gros consommateur derrière la Chine et les Etats-Unis.
En 2019, 74% de l’électricité utilisée pour le minage de blocs provenait de sources renouvelables. (...)

La particularité de l’activité de minage du Bitcoin, par opposition au minage de l’or, c’est qu’on peut le faire à n’importe quel endroit, tant qu’il y a accès à une source d’énergie et à Internet. Parmi ces 74% provenant de sources renouvelables, une part significative de l’énergie consommée serait perdue, sans cette utilisation pour le minage du Bitcoin. On pense notamment aux nombreuses fermes de minage installées en Islande, qui tirent profits des sources géothermiques, ainsi que celles installées au Canada, consommant le surplus d’électricité généré par les barrages hydroélectriques. (...)

Blockchain de nouvelle génération : la fin du gaspillage énergétique.

Vous l’aurez compris, la consommation d’énergie provient du mécanisme de validation des blocs appelé preuve de travail. Ce mécanisme est ainsi utilisé sur les deux Blockchains les plus importantes du marché que sont Bitcoin et Ethereum.
Le mécanisme « Proof of Work » a fait ses preuves depuis 2008 sur Bitcoin et depuis 2015 sur Ethereum. (...)

Après Bitcoin que l’on pourrait définir comme étant la version 1.0 de la technologie Blockchain, Ethereum est considéré comme une version 2.0. Aujourd’hui nous observons l’émergence d’une technologie Blockchain que l’on peut qualifier de 3.0. (...)

La fin du gaspillage énergétique.

Avec la PoS ou la DPoS, plus besoin d’une activité dite de minage pour valider les transactions, plus besoin donc de monter des fermes de minages remplies de processeurs énergivores et spécialisés. Ainsi le déploiement d’une blockchain de type 3.0 ne provoquerait pas d’impact énergétique supérieur au déploiement de n’importe quelle autre technologie.
Ces nouveaux mécanismes de validation des blocs disposent d’une empreinte carbone proche de zéro car aucune puissance de calcul n’est mise en jeu pour valider une transaction.

Dès lors, comment fonctionnent les mécanismes de validation qui permettent l’émergence d’une technologie Blockchain respectueuse de l’environnement ? (...)

On observe donc que du point de vue de la consommation énergétique ces deux mécanismes remplacent la preuve de travail et la résolution de la preuve cryptographique très énergivore dans les cas de Bitcoin et d’Ethereum. Aujourd’hui, la preuve d’enjeu déléguée est fortement appréciée par les Blockchains de 3ème génération notamment utilisée par EOS, TEZOS et ARK (qui apparait dans notre radar Wavestone des startups Blockchain françaises). La technologie ARK est notamment utilisée par la startup BC Diploma qui authentifie les diplômes grâce à la technologie Blockchain. (...)

Vous trouverez donc ci-dessous, un tableau récapitulatif des 3 protocoles de validation évoqués précédemment, des Blockchains qui utilisent chaque type de protocole et la consommation énergétique importante associée (Oui/Non) (...)

Bitcoin, Ethereum : les mauvais élèves évoluent pour réduire leur impact écologique.

Avec l’émergence de ces nouvelles Blockchains respectueuses de l’environnement, on pourrait croire les Blockchains de première génération que sont le Bitcoin et Ethereum en déclin, mais ces dernières n’ont pas dit leur dernier mot, loin de là. L’écosystème des blockchains est un écosystème en perpétuelle évolution et qui sait se remettre en question.

En effet, Bitcoin n’est pas figé. Les développeurs de la communauté ont développé un système appelé « Lightning Network » déployé en 2018. Cette évolution a pour objectif d’augmenter la rapidité et le nombre de transactions simultanées que peut supporter le réseau Bitcoin. L’évolution permettra également de réduire l’empreinte carbone de la blockchain numéro un du marché. (...)

2020 devrait être l’année du passage à Ethereum 2.0, réduisant de 99% la consommation énergétique. (...)

Ces exemples d’innovation et d’évolution sur Bitcoin et sur Ethereum montrent ainsi que les Blockchains de première génération, que l’on pouvait définir comme de mauvais élèves du point de vue de l’impact écologique, se remettent en question vis-à-vis des nouvelles générations de Blockchain en mettant en place de nouveaux protocoles innovants visant à réduire l’empreinte carbone de la technologie.

Conclusion

La mauvaise réputation de la technologie Blockchain en termes d’impact écologique n’est pas liée à la technologie en elle-même mais plus précisément au protocole de validation des blocs émis sur les Blockchains en question. Le mécanisme de preuve de travail est utilisé sur Bitcoin et Ethereum, qui sont les deux Blockchains qui ont permis de mettre en lumière les points forts de la technologie Blockchain depuis 2008. Ainsi, est apparu un contre-argument de poids face à l’émergence de cette technologie, celui de l’impact écologique important.

Si cet impact semble en effet important, des solutions existent. Elles consistent à mettre en place de nouveaux protocoles de validation des blocs en utilisant notamment la preuve d’enjeu ou la preuve d’enjeu déléguée. Ces protocoles ne consomment que très peu d’énergie. Les Blockchains de 3ème génération que sont EOS, Tezos ou encore Ark ont toutes adopté ce type de protocole.

Enfin, les mauvais élèves Bitcoin et Ethereum innovent eux aussi pour réduire leur empreinte carbone en mettant en place le Lightning Network pour Bitcoin et en organisant le passage d’un protocole de preuve de travail à un protocole de preuve d’enjeu pour Ethereum. Ce qui permettra de réduire l’impact écologique de 99%. Ainsi, technologie Blockchain et développement durable apparaissent aujourd’hui plus que jamais compatibles.