Le bitcoin, la principale cryptomonnaie au monde, est depuis longtemps pointé du doigt pour son impact sur l'environnement en raison de la forte consommation d'énergie de son processus de minage.

Depuis sa création en 2008, le réseau Bitcoin n'a jamais été piraté. Sa sécurité renforcée, assurée par son mécanisme de consensus par Proof-of-Work (PoW), confère de la valeur à la cryptomonnaie.

Toutefois, ce mécanisme consomme beaucoup d'énergie et repose sur des algorithmes cryptographiques complexes nécessitant une grande puissance de calcul.

La popularité mondiale du bitcoin (BTC) a entraîné une consommation d'énergie du réseau de 147,61 térawattheures par an au 7 décembre, ce qui est proche de la consommation d'énergie moyenne annuelle de pays tels que la Pologne, l'Ukraine et la Malaisie, selon l'université de Cambridge.

Le mécanisme de consensus PoW de Bitcoin est devenu une garantie de sécurité immuable, mais certains le considèrent comme un cauchemar environnemental.

Alors que l'industrie du minage de Bitcoin se tourne de plus en plus vers les sources d'énergie renouvelables pour répondre à ces préoccupations, de nouvelles études mettent en évidence un autre problème écologique : la forte consommation d'eau du minage de cryptomonnaies.

La consommation d'eau du minage de bitcoin ne cesse de croître

Une étude récente intitulée Empreinte hydrique croissante de Bitcoin, rédigée par Alex de Vries, analyste de données et chercheur à la Vrije Universiteit Amsterdam et à la De Nederlandsche Bank (DNB), a révélé que la consommation d'eau de Bitcoin peut potentiellement nuire à l'environnement.

Le secteur du minage de bitcoin se développe chaque année et continue d'atteindre des hashrates records. Cette tendance devrait se poursuivre à mesure que le prix du BTC augmente.

Comme pour tout ordinateur, le refroidissement est essentiel pour que les appareils de minage fonctionnent de manière optimale.

Les plateformes de minage de bitcoin comptent des centaines de machines qui atteignent des températures très élevées lorsqu'elles tentent de résoudre les défis mathématiques complexes que pose le PoW.

L'eau est souvent utilisée pour les systèmes de refroidissement et les systèmes d'humidification de l'air. En outre, l'eau peut être indirectement utilisée pour produire de l'électricité.

Comme l'indique l'étude, « l'empreinte hydrique du bitcoin en 2021 a augmenté de 166 % par rapport à 2020 ».

M. De Vries admet qu'il est difficile de quantifier l'empreinte hydrique directe en raison du manque d'informations publiques. Toutefois, grâce aux données obtenues combinant la consommation d'eau directe et indirecte, il estime que l'empreinte hydrique annuelle totale des mineurs de bitcoins aux États-Unis pourrait être comprise entre 93 et 120 gigalitres (GL), ce qui équivaut à la consommation d'eau annuelle moyenne d'environ 300 000 ménages américains.

En outre, Riot Platforms, l'un des plus grands mineurs de bitcoins au monde, construit une nouvelle installation de minage au Texas, ce qui portera l'empreinte hydrique totale à 121,2-147,8 GL, selon M. de Vries.

Sur la base de toutes les données collectées, M. de Vries a déclaré à la BBC que chaque transaction Bitcoin utilise en moyenne suffisamment d'eau pour remplir une piscine d'arrière-cour. Comme il le souligne dans son étude :

« Le réseau ayant traité 113 millions de transactions en 2020 et 96,7 millions en 2021, l'empreinte hydrique par transaction traitée sur la blockchain Bitcoin pour ces années s'élevait respectivement à 5 231 L et 16 279 L. »

En outre, M. de Vries a déclaré à la BBC que chaque transaction Bitcoin consomme environ 6 millions de fois plus d'eau qu'une carte de crédit classique. Cette déclaration s'appuie sur les données d'un autre rapport récent intitulé The water and carbon footprint of cryptocurrencies and conventional currencies (L'empreinte hydrique et carbone des cryptomonnaies et des monnaies conventionnelles). D'après ses calculs, les transactions classiques sans numéraire consomment environ 2,6 millilitres d'eau.

M. De Vries présente en outre une solution controversée pour remédier à la forte consommation de ressources du bitcoin : la modification de son protocole de validation, qui passe du Proof-of-Work au Proof-of-Stake (PoS).

Ethereum a récemment effectué ce changement crucial, réduisant sa demande d'énergie de 99 %. Mais ce changement s'est accompagné d'une dépense inévitable : la centralisation. L'une des valeurs fondamentales de Bitcoin est de rester décentralisé et indépendant de toute partie dominante.

Le coût par transaction est-il vraiment exact ?

Pour l'investisseur ClimateTech Daniel Batten, cette étude est biaisée, car M. de Vries est un employé de la DNB, la banque centrale néerlandaise. Comme l'a déclaré Batten sur X (anciennement Twitter) :

Pourquoi l'article de @BBCNews sur le Bitcoin et l'eau est un monument de paresse journalistique https://t.co/BRGRXzAeBW. Le lendemain de la publication par The Independent des résultats d'une étude indépendante de grande qualité sur Bitcoin, la BBC publie la science de pacotille d'un lobbyiste anti-Bitcoin connu qui utilise...- Daniel Batten (@DSBatten) 29 novembre 2023

M. Batten s'oppose à la solution de M. de Vries, qui consiste à faire passer le réseau Bitcoin au PoS, en déclarant à Cointelegraph :

« L'utilisation de l'énergie par Bitcoin a le potentiel d'être une externalité environnementale positive en soi, parce que cette utilisation de l'énergie est principalement durable, très flexible, encourageant le développement des énergies renouvelables (soutenu par la recherche et quantifié maintenant), utilisant l'énergie restreinte et échouée que d'autres ne peuvent pas, stabilisant l'intermittence de l'énergie renouvelable sur les réseaux et, plus important encore, nous permettant d'atténuer les émissions de méthane. Les blockchains basées sur le PoS n'ont aucun de ces cas d'utilisation potentiels. »

M. Batten a également souligné que l'université de Cambridge avait déjà affirmé que critiquer Bitcoin sur la base du coût énergétique supposé par transaction n'était pas tout à fait exact, car « le débit des transactions (c'est-à-dire le nombre de transactions que le système peut traiter) est indépendant de la consommation d'électricité du réseau. L'ajout d'équipements de minage et donc l'augmentation de la consommation d'électricité n'auront aucun impact sur le nombre de transactions traitées ».

En outre, une transaction sur la blockchain Bitcoin peut comprendre des centaines de paiements ou « représenter des milliards de points de données horodatés à l'aide de protocoles ouverts ».

Selon lui, la mesure de la consommation d'eau par transaction pourrait donc être tout aussi trompeuse.

De Vries a déclaré à Cointelegraph que l'indicateur est simplement « une mesure d'efficacité qui capture la consommation moyenne d'eau par transaction traitée sur la blockchain Bitcoin pour les années 2020 et 2021 ».

M. Batten a également affirmé qu'aucune étude récente sur l'utilisation de l'énergie renouvelable par Bitcoin ou d'autres aspects positifs similaires du minage de cryptomonnaie n'avait été prise en compte dans les rapports de M. de Vries.

Le minage de bitcoin peut aider les pays à faire face à la pénurie d'eau

Il est indéniable que le minage de bitcoins nécessite une grande quantité d'énergie. Tout processus industriel qui consomme de l'énergie entraîne une consommation d'eau. Cependant, contrairement à de nombreuses autres industries, le minage de bitcoins fonctionne indépendamment du lieu. Par conséquent, les mineurs de bitcoins peuvent opérer pratiquement partout où l'électricité et l'internet sont disponibles.

Dans son blog, M. Batten montre comment le minage de bitcoins pourrait, en théorie, aider les pays confrontés à une pénurie d'eau, en notant qu'on estime que près de 20 pays souffriront d'une pénurie d'eau importante ou extrêmement importante d'ici à 2040.

Le Moyen-Orient et l'Afrique du Nord comptent parmi les régions les plus arides de la planète. Dans cette région, la situation est extrême, avec une baisse constante des précipitations au cours des 30 dernières années, ce qui fait que les pays utilisent plus d'eau qu'ils n'en reçoivent.

Comme l'a expliqué David Hannah, professeur d'hydrologie à l'université de Birmingham, à CNBC, le Moyen-Orient « dispose de ressources en eau conventionnelles très limitées, et certaines des nappes phréatiques sont salines ».

Ces pays ont commencé à utiliser le dessalement, mais la production d'eau potable par ce procédé est coûteuse et consomme beaucoup d'énergie.

Naturellement, le Moyen-Orient est la région qui dépend le plus du dessalement. Cette industrie est essentielle à la survie des habitants, c'est pourquoi des pays comme les Émirats arabes unis ont élaboré des plans ambitieux pour alimenter ces usines de dessalement. Les Émirats arabes unis sont en train de construire l'une des infrastructures solaires les plus étendues au monde, visant une capacité de 5 gigawatts d'ici à 2030.

À la lumière de ces informations, comment le minage de bitcoins pourrait-il profiter aux pays qui souffrent d'une pénurie d'eau et qui ont besoin d'un système de désalinisation ? Batten fonde son argumentation sur deux points.

Tout d'abord, les mineurs de bitcoins pourraient accélérer la mise en place d'une énergie renouvelable pour le dessalement. Tout fournisseur d'électricité est confronté au problème de la surcapacité. L'énergie surproduite ne peut pas être stockée facilement, elle est donc gaspillée si aucun consommateur ou acheteur n'est disponible.

Les énergies renouvelables telles que l'énergie solaire produisent de l'électricité pratiquement à l'infini, mais de manière irrégulière. En outre, l'endroit idéal pour produire de l'énergie peut être isolé de ses consommateurs.

Les mineurs de bitcoins sont parfaitement adaptés, car ils sont des acheteurs potentiels de l'électricité solaire excédentaire. Ce fait peut accélérer la mise en place de nouvelles capacités d'énergie solaire, car les développeurs peuvent être assurés d'avoir des acheteurs potentiels sur lesquels s'appuyer avant de lancer le projet. Par conséquent, le minage de bitcoins peut contribuer à la transition vers un dessalement alimenté par des énergies renouvelables, et les Émirats arabes unis pourraient atteindre leurs objectifs en matière de sécurité de l'eau sans mettre en péril leurs objectifs de réduction des émissions.

Deuxièmement, le minage de bitcoins peut accroître l'efficacité de la production opérationnelle du dessalement. Les gains d'efficacité dans les coûts d'exploitation signifient que l'eau peut être dessalée à un niveau proche du coût d'exploitation.

Les deux technologies peuvent se compléter. La chaleur est utilisée directement pour le dessalement, et presque 100 % de l'énergie utilisée par les plateformes de minage de bitcoins est transformée en chaleur.

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L'énergie thermique produite peut être utilisée directement pour le dessalement, à condition toutefois de tirer des revenus du minage de bitcoins. En conclusion, on constate une amélioration du ratio eau/dollar, ce qui permet de dessaler plus d'eau pour le même coût net.

Dans l'ensemble, un point que les critiques du minage de bitcoins ont tendance à oublier est l'adoption potentielle par l'industrie de l'énergie renouvelable.

Bitcoin : Être ou ne pas être

Le bitcoin a longtemps eu une image publique négative en ce qui concerne son impact sur l'environnement. L'un des moyens de promouvoir ses avantages et son utilisation est de présenter des faits empiriques démontrant que le minage de cryptomonnaie peut utiliser toute l'énergie créée et aboutir à des résultats économiques favorables.

Selon M. Batten, l'image du minage de bitcoins commence déjà à changer. Pour lui, « l'utilisation plus importante d'énergie durable, une meilleure visibilité des données et des rapports indépendants de qualité, ainsi que des publications telles que les rapports de KPMG et de l'IRM [Institute of Risk Management] et l'ACS Sustainability Journal - dont l'auteur est un scientifique décoré très apprécié dans son domaine - montrant comment le minage de Bitcoin " accélère " la transition vers les énergies renouvelables » pourraient être le catalyseur de cette nouvelle ère pour l'image du bitcoin auprès du public.

Le dilemme est de savoir si le bitcoin ou une monnaie numérique décentralisée est considéré comme un outil précieux pour la société mondiale. Si ce n'est pas le cas, l'énergie utilisée pour le minage de bitcoin est un véritable gaspillage. Dans l'affirmative, l'utilisation de l'énergie est un investissement nécessaire pour un avenir avec une monnaie destinée aux citoyens.