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Le Bitcoin est de plus en plus gourmand en énergie et consomme aujourd'hui plus que des pays entiers.

Le Bitcoin consomme presque autant que tous les Français réunis

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En 2017, Selectra avait révélé que le Bitcoin consommait autant d'électricité que toute l'Irlande. Aujourd'hui, la situation a complètement changé. Selon notre analyse, la consommation électrique du Bitcoin équivaut à 75% de celle des ménages français. Explications.

Consommation d'énergie du Bitcoin : les chiffres clés

Voici les statistiques de concernant l'énergie nécessaire pour produire des Bitcoins dans le monde :

Combien d'énergie consomme le Bitcoin dans le monde ?

logo Bitcoin

Selon nos calculs, les valeurs annuelles en térawattheure (TWh) pour la consommation d'énergie du Bitcoin étaient d'un peu plus de 7 TWh par an début 2017. En mai 2022, ce nombre a dépassé les 112 TWh, soit une augmentation de 1500% et dépasse désormais la consommation annuelle des Pays-Bas !

Si le Bitcoin était un pays, sa consommation d'énergie serait classée au 31ᵉ rang mondial (sur 230) selon les données fournies par l'EIA(4).

À ce rythme, la consommation mondiale d'énergie pour produire des Bitcoins sera bientôt équivalente à l'énergie utilisée par tous les data centers du monde réunis. Il faut savoir que les data centers représentent 1% de la consommation mondiale d'électricité, soit entre 200 et 250 TWh par an(1).

Comment lire ce graphique ? La consommation du Bitcoin dans le monde est impossible à calculer de manière exacte, car il s'agit d'une monnaie complètement décentralisée.
Afin d'avoir un ordre de grandeur, nous avons adopté deux modèles distincts :
 Courbe bleue : consommation électrique minimale du Bitcoin en imaginant que chaque mineur dispose de la meilleure machine à miner du marché.
 Courbe jaune : consommation électrique maximale qui correspond à un modèle plus réaliste en tenant compte du prix du Bitcoin, les revenus des mineurs ainsi que du prix du kWh d'électricité.
Pour plus d'information, veuillez consulter notre méthodologie.
D'autres indices de consommation ont été créés par Digiconomist et l'Université de Cambridge avec des résultats et tendances similaires à l'indice de Selectra.

Consommation électrique du Bitcoin comparée à la France

La consommation électrique de la France a atteint 460 TWh en 2020 dont 37,8% (149,6 TWh) allouée au secteur résidentiel.(9)

En considérant les chiffres annualisés de consommation du Bitcoin au 19 mai 2022 (112,26 TWh), celle-ci représente donc 75% de la consommation totale des ménages français.

Voici dans le détail la consommation du Bitcoin comparée à la consommation française par secteur :

Consommation électrique du Bitcoin comparée aux pays de l'UE

La consommation électrique du Bitcoin est supérieure à celle de la Finlande et équivaut pratiquement à la consommation des Pays-Bas. Elle est aujourd'hui quasiment 4 fois supérieure à celle de l'Irlande. Autre chiffre surprenant : le Bitcoin consomme autant que 9 pays européens réunis : Malte, Chypre, le Luxembourg, la Lituanie, l'Estonie, la Lettonie, la Slovénie, la Croatie, la Slovaquie.

La carte ci-dessous montre en rouge les pays en Europe qui consomment moins d'électricité que le Bitcoin dans le monde. Seuls les Pays-Bas, la Suède, la Pologne, la France, l'Allemagne, le Royaume-Uni, l'Italie et l'Espagne consomment plus :

Consommation électricité Bitcoin Vs. Consommation par pays en Europe

Voici dans le détail la consommation de chaque pays de l'UE comparée à la consommation du Bitcoin dans le monde :

Pourcentage de la consommation du Bitcoin dans le monde en comparaison avec la consommation de chaque pays de l'UE
Pays de l'UEPopulationConsommation annuelle totale (TWh)Part de la consommation du Bitcoin
Allemagne83.166.70051721,71%
France67.098.80046024,40%
Italie60.244.60030337,05%
Espagne47.330.00024545,82%
Pologne37.958.10015373,37%
Suède10.327.60012987,02%
Pays-Bas17.407.60011399,35%
Finlande5.525.30084133,64%
Belgique11.549.00083135,25%
Autriche8.901.10068165,09%
R. Tchèque10.693.90062181,06%
Grèce10.709.70051220,12%
Roumanie19.318.00050224.,52%
Portugal10.295.90049229,10%
Hongrie9.769.50042267,29%
Danemark5.822.80033340,18%
Bulgarie6.951.00032350,81%
Irlande4.963.80028400,93%
Slovaquie5.457.90026431,77%
Croatie4.058.20017660,35%
Slovénie2.095.90014801,86%
Lituanie2.794.100111020,55%
Estonie1.329.0008,51320,71%
Lettonie1.907.7006,71675,52%
Luxembourg626.1006,41754,06%
Chypre888.0004,72388,51%
Malte514.6002,54490,40%

Données 2019(2) sauf pour la France, donnée 2020(9). Consommation Bitcoin retenue : 112,26 TWh (consommation au 19 mai 2022)

Consommation électrique du Bitcoin comparée aux États-Unis

Les États-Unis sont les premiers consommateurs d'électricité dans le monde avec un total de 3700 TWh consommés en 2020. 

Toutefois, le Bitcoin consomme plus que la plupart des États de manière séparée. Seuls les États de Californie, du Texas et de Floride consomment plus que le Bitcoin dans le monde.

La carte ci-dessous montre en rouge les États qui consomment moins d'électricité que le Bitcoin dans le monde(3) :

Consommation électricité Bitcoin Vs. Consommation par etats des États-Unis

Voici dans le détail la consommation de chaque État (en TWh) en 2020, comparée à la consommation du Bitcoin dans le monde :

Pourcentage de la consommation du Bitcoin dans le monde en comparaison avec la consommation de chaque état des États-Unis
ÉtatsPopulationConsommation annuelle totale (TWh)Part de la consommation du Bitcoin
Texas28.701.845426,8626,30%
Californie39.557.045250,1744,87%
Floride21.299.325242,4446,30%
Ohio11.689.442142,6278,71%
New York19.542.209140,4179,95%
Pennsylvanie12.807.060139,7280,35%
Géorgie10.519.475133,4784,11%
Illinois12.741.080132,4784,74%
Caroline du Nord10.383.620130,3986,10%
Virginie8.517.685117,2595,74%
Indiana6.691.87897,16115,54%
Michigan9.995.91597,01115,72%
Tennessee6.770.01095118,17%
Louisiane4.659.97889,13125,95%
Washington7.535.59186,71129,47%
Alabama4.887.87183,4134,60%
Arizona7.171.64681,96136,97%
Caroline du Sud5.084.12776,74146,29%
Missouri6.126.45275,73148,24%
New Jersey8.908.52072155,92%
Kentucky4.468.40271,8156,35%
Wisconsin5.813.56867,45166,43%
Minnesota5.611.17964,05175,27%
Oklahoma3.943.07962,3180,19%
Maryland6.042.71857,63194,79%
Colorado5.695.56456,05200,29%
Oregon4.190.71351,02220,03%
Iowa3.156.14550,64221,68%
Massachusetts6.902.14950,01224,48%
Mississippi2.986.53046,48241,52%
Arkansas3.013.82545,85244,84%
Kansas2.911.50539,48284,35%
Nevada3.034.39238,23293,64%
Virginie-Occidentale1.805.83232,08349,94%
Utah3.161.10531,66354,58%
Nebraska1.929.26831,17360,15%
Connecticut3.572.66527,11414,09%
Nouveau-Mexique2.095.42824,78453,03%
Idaho1.754.20824,46458,95%
Dakota du Nord760.07721,82514,48%
Wyoming577.73715,33732,29%
Montana1.062.30514,58769,96%
Dakota du Sud882.23512,7883,94%
Maine1.338.40411,35989,07%
Delaware967.17111,131008,63%
New Hampshire1.356.45810,691050,14%
District de Columbia702.4559,791146,68%
Hawaï1.420.4918,81275,68%
Rhode Island1.057.3157,351527,35%
Alaska737.4385,921896,28%
Vermont626.2995,332106,19%
Total U.S.A281.421.9063717,673,02%

Données 2019 (3). Consommation Bitcoin retenue : 112,26 TWh (consommation au 19 mai 2022)

Combien d'éoliennes faut-il pour couvrir la consommation des Bitcoins dans le monde ?

Comme nous l'avons vu, la consommation annualisée du Bitcoin au 19 mai 2022 a été de 112,26 TWh. D'après les chiffres communiqués par RTE(5), en 2018, la production du parc installé éolien en France a été de 28,1 TWh pour un parc constitué de 6500 éoliennes, ce qui fait une production de 4,32 GWh par éolienne.

D'après ces calculs, en mai 2022, il serait alors nécessaire d'avoir 25.986 éoliennes pour couvrir la demande en électricité que génère le Bitcoin dans le monde. Cela équivaut à la production éolienne de la France, l'Espagne et le Danemark réunie.(6) 

À combien de centrales nucléaires équivaut la consommation des Bitcoins ?

Le nucléaire est la principale source de production d'électricité en France qui dispose de 56 réacteurs classés en 3 niveaux de puissance : 900 MW, 1300 MW et 1450 MW.

Pour notre calcul, nous allons prendre pour exemple la centrale de Chooz constituée de 2 réacteurs de 1450 MW chacun. 

En 2020, selon EDF, la centrale de Chooz a produit 12,77 TWh d'électricité. Il serait alors nécessaire la production de pratiquement 9 centrales nucléaires comme celle de Chooz pour couvrir toute la consommation nécessaire pour le minage de Bitcoins dans le monde.

Pourquoi le bitcoin consomme-t-il autant d'électricité ?

Pour pouvoir répondre à cette question, il est nécessaire d'expliquer le fonctionnement du Bitcoin.

Le Bitcoin est une monnaie virtuelle et décentralisée, ce qui signifie qu'elle n'est pas gérée par une banque centrale, mais par un réseau d'ordinateurs répartis dans le monde entier.

La principale caractéristique de ce système est qu'il garantit l'anonymat en utilisant une chaîne de blocs (blockchain) pour enregistrer toutes les transactions sans recourir à une base de données centrale.

Voici ce qu'il se passe quand une personne veut utiliser des Bitcoins pour une transaction.

  1. La première étape consiste à vérifier la transaction. Celle-ci est soumise au réseau peer-to-peer, c'est-à-dire un grand nombre d'ordinateurs interconnectés. Ces ordinateurs appartiennent à des personnes que l'on appelle "mineurs". 
  2. Chaque mineur sélectionne un ensemble de transactions et les réunit dans un "bloc". Pour qu'un mineur puisse avoir le droit de proposer un bloc, il doit au préalable résoudre des problèmes mathématiques complexes connus sous le nom de preuve de travail (Proof of Work, PoW).
  3. Une fois le bloc constitué (et donc le proof of work résolu), le mineur se voit récompensé de 6,25 Bitcoins.
  4. Le bloc nouvellement créé est certifié via un hash, autrement dit une signature numérique unique.
  5. Le bloc miné est ajouté à la blockchain. La transaction est alors confirmée. 

Ci-dessous, une vidéo (très) bien expliquée par Jean-Paul Delahaye à propos du fonctionnement du Bitcoin. Jean-Paul Delahaye est professeur à l'Université Lille 1, informaticien, mathématicien et grand spécialiste français au sujet du Bitcoin et de la blockchain :

Quel rapport avec la consommation d'électricité ?

Modèle Bitmain Antminer S19 Pro pour le minage de Bitcoins
Modèle Bitmain Antminer S19 Pro pour le minage de Bitcoins. Prix : 14300€. Puissance : 3500W

C'est l'étape 2 qui nécessite le plus d'électricité, à savoir la résolution du problème mathématique. Plus la demande de bitcoins est forte (et de ce fait plus sa valeur augmente) et plus la complexité du problème sera relevée. Il est alors nécessaire de disposer d'ordinateurs de plus en plus puissants pour pouvoir résoudre ce problème.

Comme le minage offre potentiellement des rendements assez lucratifs, de nombreuses personnes achètent de puissants ordinateurs de minage, très gourmands en énergie, afin de pouvoir être compétitifs.

De nombreux mineurs ont d'ailleurs établi de grandes installations avec des banques d'ordinateurs massives, fonctionnant pour la plupart avec de l'énergie bon marché provenant d'usines alimentées au charbon en Chine et en Mongolie-Intérieure.

Par conséquent, le nombre de personnes engagées dans le minage de bitcoins a explosé au fil du temps, comme leurs besoins en énergie. Actuellement, environ 80 % d'entre eux sont situés en Asie en raison des faibles coûts associés aux centrales électriques au charbon dans ce pays.

Au cours de l'été 2021, la Chine a banni le minage de cryptomonnaies sur son territoire, engendrant un effondrement des cours. 

Les mineurs ont migré pour la plupart au Kazakhstan, mais également... au Texas ! Le prix de l'électricité y est, en effet, compétitif et le marché est totalement dérégulé. Les mineurs peuvent donc faire jouer la concurrence et choisir leur fournisseur d'électricité. De plus, la part de l'électricité verte dans le mix-énergétique est bien plus importante qu'en Chine. Quel est le bilan carbone du Bitcoin ?

La valeur du Bitcoin est bien remontée depuis l'interdiction de la Chine jusqu'à atteindre un record de 69.000 USD en novembre 2021 et la consommation d'électricité devrait continuer à augmenter à un rythme exponentiel à mesure que de plus en plus de bitcoins sont créés. 

En janvier 2022, la valeur du Bitcoin subit une très forte correction boursière. La situation politique instable au Kazakhstan n'a contribué également à la chute du cours boursier du Bitcoin. Après une période d'accalmie, la valeur du Bitcoin a de nouveau chuté suite à la crise en Ukraine. En effet, à la différence de l'or, le Bitcoin n'est pas une valeur refuge, mais un outil de spéculation. En cette période mouvementée, les investisseurs préfèrent mettre leurs actifs en lieu sûr comme l'or. 

MÉTHODOLOGIE

Le Bitcoin étant une monnaie décentralisée, il est impossible de connaître la consommation exacte d'électricité de l'ensemble des mineurs. Toutefois, des estimations sont possibles.

ESTIMATION MINIMALE

L'estimation minimale (courbe bleue) correspond à la consommation si chaque mineur est équipée de la meilleure machine à miner disponible sur le marché à un instant T ainsi que le taux de hashing(7).

Les machines pris en compte sont :

Modèle de machine de minageDateTaux de HashPuissance
Bitmain Antminer S9jusqu'au 12 février 201914,5 TH/s1300 W
Bitmain Antminer S15jusqu'au 6 novembre 201928 TH/s1596 W
Bitmain Antminer S17ejusqu'au 30 octobre 202064 TH/s2880 W
Bitmain Antminer S19 Projusqu'aujourd'hui110 TH/s3250W

Afin de calculer la consommation du Bitcoin dans le monde, il suffit donc de se baser sur le hashrate(7) mondial (disponible ici) et le rapporter sur les capacités de la meilleure machine du moment. 

Exemple

Le 15 novembre 2021, le hashrate total du réseau Bitcoin est de 161.753 de Tera Hash par seconde (TH/s). En supposant que chaque mineur dispose du Bitmain Antminer S19 Pro avec une capacité de 110 TH/s pour une puissance de 3250W, le réseau a donc besoin de 47.790.753 W pour fonctionner (=161.753/110*3250).

La consommation en électricité annualisée du réseau est donc de 418.647.000 kWh (=47.790.753/1000*24*365) soit 41,9 TWh.

ESTIMATION MAXIMALE

La consommation en TWh par an (courbe jaune) correspond à une estimation plus proche de la réalité qui tient compte de deux hypothèses :

  • Les mineurs dépensent jusqu'à 60% de leur revenu en électricité. En effet, la récompense équivaut au prix du Bitcoin sur le marché. L'électricité représente le poste de consommation le plus important pour les mineurs qui doivent faire face également à d'autres coûts opérationnels (système de refroidissement des machines, pourcentage à redistribuer s'ils font partie d'une "ferme à Bitcoins", etc).
  • Le prix de l'électricité est de 0.05€ / kWh qui est le prix le plus fréquent dans les pays où est minée la grande majorité des Bitcoins dans le monde. La Chine a représenté jusqu'à l'été 2021 près de 2/3 du minage mondial de Bitcoins.

En fonction alors du prix du Bitcoin à un moment T, il est possible de déterminer la quantité d'euros nécessaire pour pouvoir miner un Bitcoin. Puis, en fonction du prix du kWh d'électricité, il est possible alors de déterminer la quantité d'énergie nécessaire pour produire un Bitcoin.

Sachant que le protocole du Bitcoin définit en amont la quantité de Bitcoins produits dans le monde chaque jour, il est alors possible de calculer la quantité d'électricité nécessaire pour la production totale de Bitcoins.

Exemple

Le 15 novembre 2021, le prix du Bitcoin était de 55.995€. En tenant compte de l'hypothèse que les mineurs sont prêts à débourser jusqu'à 60% de leurs revenus en électricité, cela signifie que ce jour-ci, il est nécessaire de consommer 33.597€ d'électricité pour obtenir un Bitcoin (=55.995*0,6).

Sachant que le prix du kWh est de 0,05€, nous allons donc obtenir 20 kWh avec 1€ (=1/0,05). Ceci nous permet en conséquence d'affirmer que pour générer 1 Bitcoin, il va falloir 671.945 kWh d'électricité (=33.597*20), soit 0,0006719448 TWh. 

Enfin, le protocole actuel du Bitcoin prévoit le minage de 900 Bitcoins par jour dans le monde(8). La consommation totale du réseau Bitcoin est donc de 220,73 TWh (=0,0006719448*900*365).

Sources et notes explicatives :

(1) : Source étude IEA 2020.
(2) : Source U.S. Energy Information Administration, données 2019. Consommation par habitant = consommation de l'ensemble des pays de l'UE divisée par le nombre d'habitants au sein de l'UE. 
(3) : Source U.S Energy Information Administration, données 2020
(4) : Source U.S Energy Information Administration, données 2018
(5) : Source RTE
(6) : Production éolienne en 2018 (estimation), source Wikipédia
(7) : Le taux de hashing ou hashrate fait référence à la quantité nécessaire de calculs pour pouvoir valider la blockchain du Bitcoin. Il faut savoir que le hashrate, le niveau de difficulté ainsi que la valeur du Bitcoin (qui est la récompense du mineur) forment un écosystème. Si le prix du Bitcoin augmente, le niveau de difficulté augmente également, ce qui nécessite alors une hausse du taux de hashrate pour pouvoir valider un bloc et obtenir ainsi la récompense.
(8) : Depuis sa création en 2009, le protocole Bitcoin a défini la quantité par jour de BTC produits dans le monde. Ainsi, du 3 janvier 2009 au 27 novembre 2012 sont fabriqués 7.200 Bitcoins par jour. Puis, du 28 novembre 2012 au 8 juillet 2016 sont minés 3.600 Bitcoins chaque jour. 1800 Bitcoins sont fabriqués quotidiennement entre le 9 juillet 2016 et le 10 mai 2020. Enfin, depuis le 11 mai 2020, seul 900 Bitcoins sont minés chaque jour dans le monde. En 2024 (date exacte à définir), la quantité de Bitcoins fabriqués chaque jour sera divisée par deux. 
(9) : Source Bilan électrique RTE 2020

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