ENV4101 : Consommation énergétique du numérique (CEN)

Séquencement, matériel et notions clés

Introduction, Mesures, Cloud, Réseau, ACV, 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	Orders of magnitude of power of digital equipments Electric source (AC/DC) Metrics and units (Power, Energy, Voltage, Intensity) Quality characteristics: Sampling rate, accuracy Multimeter, wattmeter, software power meter From energy consumption to GHG emissions
TP-Mesure	Caractérisation de la consommation électrique d’un objet connecté	Présentation Sujet TP Fichiers ino CC QCM	Mesure de la consommation électrique instantanée Besoins énergétiques d’un objet connecté Détermination de l’autonomie de la batterie d’un objet connecté
TP-Mesure	Mesure granularité équipement avec un Wattmetre	Sujet TP Wattmètre CC RENDU : rendu moodle commun au TP Wattmetre/Perf	Mesure de consommation d’énergie d’un équipement avec un wattmètre
TP-Mesure	Mesure granularité processeur avec perf	Sujet TP Perf CC RENDU :rendu moodle commun au TP Wattmetre/Perf	Découverte de l’architecture de la machine de TP Prise en main de la librairie Perf pour la mesure de consommation électrique du processeur Mesure de consommation énergétique d’un processeur Lien entre consommation énergétique et fréquence du processeur Analyse des différences de mesure entre Wattmetre et perf Formule Software Carbon intensity pour le calcul des émissions carbone du logiciel Impact de l’utilisation du réseau et du disque dans la consommation électrique du logiciel
TP-Mesure	Mesure granularité méthode avec Joular-JX	Sujet de TP : découverte de JoularJX CC RENDU :feedback moodle sur le 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) 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
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 Notebook Voronoi CC RENDU : compte rendu de TP Questionnaire à télécharger et compléter et à retourner sur moodle	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	Proposition d’un plan de présentation Questions relatives à l’article (compréhension et méthodologie) Étude des travaux connexes (travaux référencés par l’article) Analyse critique
TP-ACV	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
Soutenances	Présentation d’article	RENDU : transparents de la présentation + présentation orale