ENV4101 : Consommation énergétique du numérique (CEN)

Séquencement, matériel et notions clés

Introduction, Mesures, Cloud, Réseau, IoT, Vidéo, Soutenances

Table 1 Séquencement du module

Type	Sujet	Matériel pédagogique	Notions clés
C-Intro	Introduction du module	Introduction Travail demandé sur les articles Choix d’un article	Les métiers d’ingénieur pour la mesure de consommation électrique du numérique Impacts du numérique en terme consommation électrique et d’émissions de \(CO^2\) Causes de croissance de la part du numérique dans les émissions de \(CO^2\) La place du logiciel dans cette croissance Efficacité énergétique et effet rebond Des pistes …
TD-Intro	Impacts énergétique du numérique	Étude de l’article - Le vrai coût énergétique du numérique Transparents TD Sujet de TD	Découpage de la consommation énergétique d’un service numérique (exemple d’une requête web) Puissance statique, puissance maximale Coût énergétique Impact environnemental d’un équipement Analyse de cycle de vie
C-Mesures	Mesure de consommation énergétique du logiciel	Cours	Electric source (AC/DC) Metrics and units (Power, Energy, Voltage, Intensity) Quality characteristics: Sampling rate, accuracy From energy consumption to GHG emissions Orders of magnitude of power of digital equipments Multimeter, wattmeter, software power meter
TP-Mesure	Mesure granularité équipement avec un Wattmetre	Sujet TP Wattmètre CC RENDU :feedback moodle commun au TP Wattmetre/Likwid	Mesure de consommation d’énergie d’un équipement avec un wattmètre
TP-Mesure	Mesure granularité processeur avec likwid	Sujet TP Likwid CC RENDU :feedback moodle commun au TP Wattmetre/Likwid Corrigé TP Likwid/Wattmetre	Architecture de la machine Prise en main de la librairie Likwid Mesure de consommation énergétique d’un processeur
TP-Mesure	Mesure granularité méthode avec Joular-JX	Sujet de TP : découverte de JoularJX CC RENDU :feedback moodle sur le TP découverte de JoularJX Corrigé TP découverte de JoularJX	Analyser le coût énergétique d’un processus méthode par méthode
CI-Mesure	Améliorer l’efficacité énergétique du logiciel	Catalogue de bonnes pratiques Sujet de TP : Efficacité du logiciel (avec JoularJX) Corrigé TP Efficacité du logiciel CC RENDU : compte rendu de TP	Catalogue de bonnes pratiques Mesures de consommation électrique d’un logiciel existant Amélioration d’un logiciel existant
Cours-Cloud	Efficacité énergétique des data/centers	Cours	Qu’est-ce qu’un data-center PUE Power Usage Effectiveness d’un data-center Modèles de consommation énergétique d’un serveur physique Méthodes pour construire les modèles Economie d’énergie dans les data centers Mécanismes de gestion dynamique des ressources : Auto-scaling, migration de VMs, ON/OFF de serveurs, DVFS
TD-Cloud	Etude de différentes stratégies de gestion d’un serveur physique dans un data center	Introduction du TD CC RENDU : compte rendu de TP
C-Réseau	Efficacité énergétique des réseaux sans fil	Cours	Conso électrique des réseaux sans fil Transmission d’un signal dans l’air Théorème de Shannon-Hartley Energy in Orthogonal frequency-division multiplexing Beamforming: émission par faisceaux Résaux Lora (long range) Carte à puce Bluetooth, 6LoWpan (Zigbee)
TD-Réseau	Analyse de la puissance et du débit de cameras sans fil	Slides de présentation du TP Notebook	Propagation des ondes radio Impact du bruit du canal sur le taux d’erreur, la puissance de l’émetteur et le débit
C-Réseau	Consommation énergétique des réseaux optiques	Cours	Montée en débit dans les réseaux Consommation énergétique dans les réseaux optiques Systèmes WDM (Wavelength Division Multiplexing) Noeud de routage optique
TD-Réseau	BE consommation énergétique des réseaux filaires	BE Article associé au BE Green Optical Communications—Part I: Energy Limitations in Transport Rodney S. Tucker CC QCM
Articles	Rencontre avec les proposants d’article	Prise de rendez-vous avec les encadrants	Présentation d’un plan de présentation Questions relatifs à l’article (compréhension et méthodologie) Étude des travaux connexes (travaux référencés par l’article) Analyse critique
TP-IoT	Système IoT et analyse de cycle de vie	Intro du TP Sujet TP CC RENDU : compte rendu de TP	Analyser un système intelligent de type IT for green avec une ACV (analyse de cycle de vie : impacts sur tout le cycle de vie des matières premières à la gestion des déchets) Impacts environnementaux d’un équipement Calculer la durée minimum d’utilisation du système intelligent pour un gain en termes de consommation d’énergie Énergie grise, énergie primaire/énergie finale Application sur deux systèmes (éclairage et chauffage intelligent)
Cours-video	Video Streaming	Cours	Codage de données Théorème de Shannon Codage avec et sans pertes Schéma logique pour les normes de codage vidéo
TP-video	Codage vidéo : paramètres clés et impacts	Intro du TP Sujet TP CC QCM	Codeurs vidéo open source Taille de GoP (Group of Pictures) Paramètre de quantification Modes de prédiction
Cours-IoT	Énergie radio fréquence pour alimenter des objets basse consommation	Cours Vidéo de démonstration CC QCM	Sources d’énergie alternative Besoins énergétiques d’un objet connecté en analysant sa consommation électrique Contraintes environnementales et énergie RF disponible Conversion d’un signal radiofréquence (RF) en un signal continu (DC) Circuit pour la conversion RF / DC
Soutenances	Présentation d’article	RENDU : transparents de la présentation + présentation orale