Le bitcoin dévore le Québec

Alexis Hobbs





À première vue, rien ne semble particulièrement avant-gardiste dans ce parc industriel vieillissant de Saint-Hyacinthe, au Québec, à environ 60 milles à l'est de Montréal. L'air est chargé d'une odeur de cacao grillé, qui s'échappe d'une immense chocolaterie et s'infiltre dans les semi-remorques et les bureaux oubliés. À proximité, un atelier de réparation audiovisuel et un laboratoire agricole spécialisé dans la détection des agents pathogènes du bétail se disputent l'espace avec une immense usine de transformation laitière désaffectée. Niché derrière les trois se trouve un bâtiment usé et bas qui servait auparavant d'entrepôt pour une entreprise de soupe et, avant cela, d'une usine de fabrication de couches. On pourrait penser qu'il a également été oublié depuis, sans les bâches en plastique faisant allusion à une nouvelle construction à l'intérieur et la petite flotte de voitures de société brillantes stationnées sur le parking. Mais le plus grand indice de tout ce que quelque chose à la fois de nouveau et de résolument high-tech se passe ici peut être entendu en se tenant à côté de ces voitures : un bourdonnement omniprésent, audible bien à l'extérieur du bâtiment, créé par des milliers d'ordinateurs, chacun complétant le même singulier tâche encore et encore et encore, jour après jour, sans changement ni interruption.

Ces ordinateurs sont la propriété de Bitfarms, l'une des plus grandes opérations d'extraction de crypto-monnaie en Amérique du Nord. Ici, dans l'usine autrefois abandonnée, environ 7 000 machines de la taille d'une boîte à chaussures (en avril, mais ce nombre devrait atteindre 14 000 d'ici juillet) sont bien rangées dans une seule rangée du sol au plafond qui coupe le bâtiment en deux. D'un côté des piles, un fouillis de fils et de routeurs sortant de l'arrière de chaque ordinateur est exposé à l'air froid canadien. De l'autre, des milliers de fans identiques rugissent alors qu'ils poussent l'air chaud devant un tas de boîtes en carton vides et dans l'espace autrement vacant. Une poignée d'employés occupés se déplacent entre les deux côtés vêtus de t-shirts fins et de jeans, le visage empourpré. Même par une journée grise et crue, la chaleur côté ventilateur est étouffante.

Les fils et les routeurs derrière chaque ordinateur sont exposés à l'air froid canadien. Alexis Hobbs



Le problème de la blockchain

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2018

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Ces ordinateurs, souvent appelés rigs, sont spécialement conçus. Capables de résister à des changements spectaculaires de température et d'humidité, ils sont singulièrement programmés non seulement pour effectuer un seul calcul des milliards de fois par seconde, mais pour répéter ces calculs 24 heures sur 24 et sans pause. Ce sont aussi des énergivores : les 7 000 joueurs de Saint-Hyacinthe à eux seuls consomment constamment plus d'énergie que l'aréna de hockey voisin des Canadiens de Montréal, même lors d'une soirée de match à guichets fermés.

À l'échelle mondiale, des millions de ces ordinateurs sont en service, dans le cadre du boom de la crypto-monnaie qui a commencé en 2009. Au cours de la décennie qui a suivi la création de Bitcoin, la plupart de ces travaux miniers ont eu lieu dans des pays comme la Chine et la Roumanie, qui offrent une électricité abondante et peu de réglementation. . En 2016, Hydro-Québec a annoncé un plan formel pour courtiser les centres de données comme ceux gérés par Microsoft et Amazon. Les mineurs de crypto-monnaie sont également venus appeler et ont commencé à soumettre des propositions en septembre 2017. L'intérêt de leur part est rapidement devenu écrasant, avec plus de demandes que la compagnie d'électricité ne pouvait en accepter. Si le Québec en acceptait ne serait-ce qu'une fraction, la province pourrait bien devenir la nouvelle plaque tournante mondiale du minage de crypto-monnaie. Cela a soulevé des questions sur la capacité du réseau d'Hydro-Québec à répondre à ces demandes énergétiques, particulièrement en hiver. Pendant ce temps, les écologistes et les défenseurs de la justice sociale s'inquiètent de l'impact écologique et culturel de cette campagne. Et cela, à son tour, soulève des questions éthiques difficiles sur la valeur réelle d'une monnaie entièrement virtuelle.



Des énigmes sans valeur

Les crypto-monnaies sont énergivores de par leur nature même. En tant que systèmes de grand livre décentralisés, dont Bitcoin est le plus grand, la plupart s'appuient pour leur sécurité sur une approche connue sous le nom de preuve de travail. Toutes les 10 minutes environ, Bitcoin libère une nouvelle monnaie en échange de la résolution réussie de problèmes de calcul qui vérifient un bloc de transactions. Pour ce faire, les participants convertissent les données représentant ces transactions en une séquence de code connue sous le nom de hachage, en essayant encore et encore jusqu'à ce qu'ils en arrivent à un qui réponde à certains critères. Et même si cela ne nécessite pas un immense degré de sophistication - les initiés comparent le processus à deviner des numéros de loterie - cela nécessite une immense quantité de mauvaises suppositions.

Vous résolvez essentiellement des énigmes sans valeur que nous ne pouvons pas résoudre mathématiquement, explique Christian Catalini, professeur agrégé d'innovation technologique au MIT et fondateur du laboratoire de cryptoéconomie de l'université. Vous ne pouvez que forcer brutalement votre chemin. Et le muscle derrière cette force se présente sous la forme d'électricité utilisée pour alimenter les ordinateurs des mineurs.

L'intensité des ressources est inhérente à un système décentralisé comme celui de Bitcoin, explique Catalini, car elle repose sur un manque fondamental de confiance entre les participants. Au lieu d'être garanties par une banque centrale comme, disons, la Réserve fédérale américaine, les crypto-monnaies comme Bitcoin combattent la fraude en rendant toutes les transactions transparentes et vérifiables par tous les participants. Les tentatives de falsification d'un tel registre doivent être vouées à l'échec.



Fondamentalement, vous placez un coût économique entre un utilisateur et un attaquant, explique Catalini. Si quelqu'un veut subvertir le système en simulant une transaction, ou en annulant une transaction légitime, il devra dépenser énormément d'énergie et de calculs - au point qu'aucun acteur économique rationnel ne le ferait, car le coût d'une transaction l'attaque serait bien supérieure au bénéfice.

Mais cela signifie que les transactions légitimes doivent également déployer une énergie considérable pour prouver leur validité.

David Malone est maître de conférences à l'université irlandaise de Maynooth, où il se spécialise dans la modélisation mathématique des systèmes de réseau. Le taux de hachage mondial actuel de Bitcoin, c'est-à-dire le nombre total de calculs miniers, est d'environ 25 000 000 000 000 000 000 par seconde, soit 25 millions de térahashes par seconde. C'est une augmentation par rapport aux 300 000 terahashs par seconde il y a à peine quatre ans, et ce chiffre devrait continuer de croître dans les mois et les années à venir. Tenez compte de la consommation d'énergie supplémentaire nécessaire pour refroidir les ordinateurs (ils ne peuvent pas fonctionner à des températures supérieures à 40 ° C), et Malone estime que Bitcoin consomme à lui seul autant d'électricité que l'ensemble de la nation irlandaise à un moment donné. Et bien que Bitcoin soit la plus grande crypto-monnaie de preuve de travail, il est loin d'être le seul jeu en ville : au dernier décompte, il y en avait près de 1 500 en activité, chacun avec ses propres besoins énergétiques.



25 000 000 000 000 000 000

(25 millions de térahashes) n
Le nombre total approximatif de ncalculs par seconde consacrés à l'extraction de bitcoins

Sans aucun doute, l'électricité est la dépense la plus importante pour toute exploitation minière. Et donc, pour être rentables, les fermes doivent pouvoir s'approvisionner en électricité à bon marché. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles la Chine a mené le boom minier : ses tarifs d'électricité sont, à certains endroits, aussi bas que trois cents par kilowattheure. Mais l'augmentation de la réglementation gouvernementale et la crainte que les ressources du réseau ne s'épuisent poussent de nombreux mineurs à chercher d'autres endroits pour s'installer. Les inquiétudes croissantes concernant la contribution de la Chine au changement climatique n'ont fait qu'accélérer cet exode, les sociétés minières cherchant à promouvoir leurs opérations auprès d'investisseurs potentiels comme étant respectueuses de l'environnement.

Depuis des années, la Chine est en tête du monde en matière d'émissions de gaz à effet de serre. C'est en partie parce que c'est la nation la plus peuplée. Cependant, c'est aussi parce que la Chine produit la majeure partie de son électricité à partir du charbon, qui est l'une des formes d'énergie les plus polluantes. Les États-Unis, actuellement le deuxième pays le plus populaire pour l'extraction de crypto-monnaie, tirent également la majorité de leur électricité des combustibles fossiles. Ajoutez le reste des opérations minières dans le monde et l'industrie émet environ 29 000 kilotonnes de carbone par an, selon Digiconomist, le principal centre d'échange d'informations sur les crypto-monnaies et l'énergie. C'est plus que ce qui est produit annuellement par l'Afghanistan, la Croatie, le Kenya ou le Panama.

C'est aussi une grande raison pour laquelle Pierre-Luc Quimper, le fondateur de Bitfarms, a localisé ses cinq opérations minières au Québec, où il pouvait compter sur l'hydroélectricité pour alimenter ses 20 000 ordinateurs. Quimper et ses collègues de Bitfarms étaient impliqués dans la crypto-monnaie à divers titres depuis 2009. Ils ont uni leurs forces et créé à la fois l'entreprise et leurs installations minières à la fin de 2017, juste à temps pour le boom québécois.

Nous consommons beaucoup d'énergie, explique Quimper. Il doit être propre. Si nous avons une empreinte sur l'environnement, c'est mauvais.

Hydro-Québec a présenté son hydroélectricité comme la solution idéale : une source d'énergie propre et renouvelable qui peut être fournie en grande quantité. Il soutient que l'énergie qu'il fournit aux opérations d'extraction de crypto-monnaie est excédentaire - 100 térawatts supplémentaires d'énergie à faible impact que le service public a la capacité de générer au cours de la prochaine décennie.

Mais l'affirmation selon laquelle cette énergie est verte fait l'objet d'un examen de plus en plus minutieux, en particulier de la part des biologistes de la conservation. Ils disent que l'impact est beaucoup trop élevé pour toute industrie supplémentaire, sans parler de celle qui ne produit que des bitcoins.

Des millions d'hectares sous l'eau

L'énergie hydroélectrique, qui utilise de l'eau en mouvement pour faire tourner des turbines qui produisent de l'électricité, est indéniablement plus propre que le charbon et d'autres sources d'électricité générées par des combustibles fossiles. Néanmoins, elle produit également des impacts environnementaux démontrables. L'un des plus importants est le dommage créé par les réservoirs construits pour contenir un approvisionnement en eau. Dans des endroits comme le Québec, ces réservoirs dépassent souvent les forêts existantes, qui comptent parmi les convertisseurs et les banquiers de carbone les plus efficaces de la planète. Et lorsque les arbres pourrissent sous l'eau, ils libèrent le carbone qu'ils ont stocké sous forme de méthane, un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone.

Une inondation éclair de mineurs

Vous mettez des centaines de milliers et éventuellement des millions d'acres sous l'eau, explique Jeff Wells, biologiste de la conservation et chercheur à l'Université Cornell. Il était l'auteur principal d'une étude de 2011 sur les effets de l'industrialisation sur les forêts du Nord. Vous mettez un gaz à effet de serre dans l'atmosphère et arrêtez la capacité de cette zone à absorber plus de carbone dans le système, ajoute-t-il. Vous avez perdu tout un écosystème.

Des chercheurs ont calculé l'impact carbone de l'hydroélectricité dans le monde. Leurs estimations suggèrent que si toute l'extraction de crypto-monnaie devait passer à cette source d'énergie, l'industrie générerait encore plus de 9 000 kilotonnes de dioxyde de carbone chaque année, plus plus de 150 kilotonnes de méthane.

Et tandis que les opérations hydroélectriques dans les climats plus froids ont tendance à libérer moins de carbone et de méthane que leurs homologues tropicaux, elles ont leurs propres étiquettes de prix environnementales uniques. Les écosystèmes nordiques connus sous le nom de forêts boréales ne font pas que séquestrer le carbone. Leurs rivières fournissent l'eau qui forme la majeure partie de la banquise arctique et seraient responsables des principaux courants océaniques qui transportent l'eau et définissent les conditions météorologiques mondiales. Parce que les barrages comme ceux entretenus par Hydro-Québec ont tendance à être éloignés des centres de population, ils nécessitent également d'importantes installations de lignes de transmission et de transformateurs. Ceux-ci, à leur tour, peuvent perturber les habitats fauniques, tuer des oiseaux et introduire des espèces envahissantes.

Marc-Antoine Pouliot, porte-parole d'Hydro-Québec, m'a assuré que des études d'impact environnementales complètes sont réalisées avant le début de la construction de tout nouveau barrage. Il a déclaré que l'utilitaire exécute une analyse complète de toute nouvelle opération de blockchain, et si des mises à jour de la grille sont nécessaires, la société est responsable de leur financement. La seule préoccupation, a-t-il dit, est de savoir comment gérer la consommation d'énergie constante de ces opérations pendant les périodes de pointe d'utilisation existantes, comme les hivers canadiens.

Au Québec, les clients résidentiels chauffent leur maison à l'électricité. En conséquence, la demande peut être très élevée lorsque la température est inférieure à -20 °C pendant quelques jours, a-t-il déclaré. Nous analysons actuellement l'effet de la blockchain sur notre pic hivernal. Une des solutions pourrait être d'obliger les sociétés de blockchain à suspendre l'activité pendant l'hiver.

Dans une industrie où chaque jour peut valoir des dizaines de milliers de dollars ou plus, il reste à voir si les mineurs extérieurs seraient favorables à ce type de solution.

Ce pod autonome est conçu pour réduire les besoins de refroidissement de la crypto-extraction. Alexis Hobbs

Wells aimerait voir moins de complexes de barrages massifs, pas plus. Je pars déjà avec l'idée que ce n'est pas une bonne idée de détruire un système de travail qui fait littéralement partie du support de vie de la planète, dit-il. Il en reste de moins en moins. Le faire pour la crypto-monnaie ou une technologie spéculative semble complètement imprudent.

Mais des mineurs comme Quimper contestent l'idée que la crypto-monnaie n'est pas prouvée ou une expérience passagère. La blockchain, dit-il, comme les serveurs de réseau et Internet lui-même, est clairement là pour rester. Et l'alimenter en énergie hydraulique reste le moyen le plus respectueux de l'environnement de répondre à l'intérêt croissant pour des applications telles que la crypto-monnaie. Il souligne les avantages supplémentaires fournis par des entreprises comme la sienne : les cinq opérations de Bitfarms ont chacune récupéré des entrepôts et des usines autrement abandonnés et en décomposition dans des communautés à travers le Québec. Ils ont injecté des ressources dans l'économie locale et ont employé des résidents pour y travailler.

Et plus d'innovations, promet-il, sont à l'horizon pour compenser davantage les émissions de carbone.

Non loin de l'exploitation minière Bitfarms Saint-Hyacinthe, une petite entreprise en démarrage appelée K.E. Inc. cherche à changer où et comment la crypto-monnaie est extraite en Amérique du Nord. Son fondateur, Fooad Nejad, a fait ses armes dans les systèmes de refroidissement pour les centres de données. Lorsque de nouvelles exploitations minières ont commencé à le contacter pour créer un refroidissement efficace pour leurs fermes, il a développé des coques modulaires autonomes pouvant accueillir jusqu'à 1 200 ordinateurs. Les ordinateurs nécessitent toujours la même quantité d'énergie, dit Nejad, mais un système de ventilation à recirculation réduit les besoins de chauffage et de refroidissement. Les modules, qui ressemblent à des conteneurs d'expédition, peuvent être installés n'importe où et ne nécessitent pas de modernisation ou d'autres coûts associés au recâblage des anciens bâtiments. Ils peuvent également être facilement adaptés pour canaliser la chaleur produite par les ordinateurs. Nejad dit qu'il n'est pas exagéré de les imaginer chauffer des bâtiments ou permettre aux serres de faire pousser des cultures de temps chaud comme les tomates et les fraises toute l'année, même au Québec.

Cartons vides

Alors, quel impact les applications blockchain comme la crypto-monnaie continueront-elles d'avoir sur notre planète ? Cela dépend si les futures blockchains continuent d'utiliser l'approche de preuve de travail dévorante d'énergie.

Une alternative est connue sous le nom de preuve de participation. Plutôt que de demander aux gens de résoudre des énigmes informatiques gourmandes en ressources, un système de preuve de participation oblige les émetteurs à fournir un capital en garantie. À la fin de l'année dernière, le consortium blockchain Ethereum a annoncé son intention de se convertir à un système de preuve de participation pour son minage de crypto-monnaie. En cas de succès, ce sera le premier du genre et pourrait bien conduire l'industrie à s'éloigner de la preuve de travail.

Mais jusque-là, des opérations comme Bitfarms continuent de croître. Ces tas de cartons vides à l'ancienne fabrique de couches de Saint-Hyacinthe? Ils sont emballés à partir de tous les nouveaux ordinateurs que l'entreprise a ajoutés à ses opérations.

Kathryn Miles est rédactrice indépendante et auteure de quatre livres, dont Quakeland : En route vers le prochain tremblement de terre dévastateur de l'Amérique .

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