Le besoin en électricité du Bitcoin est-il son talon d’Achille ?

Les fervents défenseurs du Bitcoin ne cessent de clamer qu’il est complètement indépendant du contrôle des gouvernements. Leur phrase favorite est simple : "Le Bitcoin ne peut pas être arrêté". Cette assertion était bien véridique dans les premiers jours du Bitcoin lorsque le minage de Bitcoins pouvait être réalisé via de simples ordinateurs portables.

Néanmoins, nous sommes entrés aujourd’hui dans une nouvelle ère pour le Bitcoin. Désormais, le minage est réalisé via des fermes de machines toujours plus puissantes. Qui dit machines toujours plus puissantes, dit besoins toujours plus importants en électricité. Sans un accès abondant à de l’énergie électrique, le minage de Bitcoins ne peut donc pas se poursuivre. Et sans minage, la Blockchain Bitcoin ne pourrait pas survivre. Le problème, du point de vue d’une indépendance totale du Bitcoin, est que l’approvisionnement en électricité est contrôlé par les gouvernements.

La Preuve de Travail au coeur du problème

Au coeur des besoins toujours plus importants en électricité du Bitcoin, on retrouve la Preuve de Travail. L’algorithme de consensus du Bitcoin, plus connu sous le nom de Proof Of Work (POW), est souvent présenté comme un puzzle compliqué que les mineurs doivent résoudre afin de gagner le droit de valider les nouvelles transactions de la Blockchain. Les mineurs gagnant ce droit sont récompensés via des frais de transaction versés sous forme de Bitcoins. Le minage est donc une activité qui peut s’avérer particulièrement lucrative lorsque le volume des transactions à valider augmenter car c’est à moment-là que les frais de transactions atteignent des sommets.

Comme nous l’avions vu dans notre article présentant "Comment créer votre propre Blockchain en 30 minutes", le minage des blocs (qui embarquent les transactions en leur sein) réalisé dans le cadre de la Proof of Work va nécessiter une très grande puissance de calculs afin de résoudre l’énigme mathématique permettant de valider chaque bloc.

Tout ceci laisse à penser que les mineurs possédant les équipements informatiques les plus puissants vont être le plus récompensés et donc être les gagnants in fine. C’est vrai mais cela n’a rien à voir avec la nécessité d’avoir un pouvoir analytique supérieur à celui des autres mineurs. La réalité est beaucoup plus banale comme vous allez le découvrir.

La Proof of Work va générer un hash qui est une séquence de caractères. Les mineurs vont devoir trouver le bon hash pour chaque bloc. Parler de puzzle à résoudre est donc trompeur. Il n’y pas de logique associée à la résolution de ce puzzle. Aucun indice ne pourra faciliter la résolution du fameux puzzle. Il s’agit simplement d’un hash à trouver. Les mineurs vont donc devoir multiplier les tentatives de génération de hash jusqu’à trouver celui qui convient. Ainsi, plus vous pouvez réaliser de tentatives à la seconde, plus vous avez de chances de trouver le bon hash.

Le minage comparable à une loterie

On pourrait donc comparer le minage à une sorte de grande loterie. En achetant plus de tickets, vous augmenterez vos chances de remporter le gros lot. Il n’y a donc aucun besoin de compétences analytiques particulières pour le minage de Bitcoins. Le besoin essentiel est d’avoir un ordinateur ultra puissant et un accès illimité à une source d’électricité pour pouvoir l’alimenter.

Comme vous l’aviez découvert dans "Qu’est-ce que le Bitcoin ?", la Blockchain Bitcoin possède une variable d’ajustement permettant de rendre plus difficile la découverte du hash correct. La difficulté pour miner des Bitcoins va s’ajuster pour qu’en moyenne un bloc soit validé toutes les 10 minutes. Celle-ci va changer tous les 2016 blocs validés. Le réseau Bitcoin ajuste alors la difficulté afin que le temps de génération de ces 2016 blocs soit de 14 jours, quelle que soit la puissance de calcul déployée. C’est pourquoi la difficulté augmente avec la puissance du réseau. Néanmoins, cette augmentation ne va pas nécessiter plus d’intelligence mais simplement encore plus de puissance de calcul pour une durée toujours plus longue.

Le nombre d’essais de valeurs de hash nécessaire avant de miner un bloc est connu en tant que "hashrate". Logiquement, il augmente à mesure que la difficulté pour miner des blocs va augmenter sur la Blockchain Bitcoin. Maintenir un hashrate constant alors que la difficulté de minage augmente va donc nécessiter d’augmenter la puissance des équipements informatiques utilisés pour le minage des blocs.

Une course à l’armement sans fin

L’augmentation de la difficulté pour miner des blocs et obtenir les récompenses associées va donc mener les mineurs à rentrer dans une course à l’armement sans fin. Ils doivent ainsi constamment améliorer leurs équipements informatiques sous peine de perdre la compétition face aux autres mineurs. On entre alors dans une course à l’armement sans fin.

Ces besoins toujours plus importants en puissance informatique constituent une aubaine pour l’industrie du matériel informatique. Cette dernière a donc rapidement répondu en proposant des solutions plus puissantes. Les jours anciens où il était possible de miner du Bitcoin sur son ordinateur personnel sont désormais bien loin. Se lancer dans le minage de Bitcoins aujourd’hui va nécessiter le montage d’une plateforme de minage (mining rig en Anglais) complète avec un processeur dédié connu sous le nom de de "Application-Specific Integrated Circuit" (ASIC). Vous aurez facilement deviné qu’investir dans un tel équipement est loin d’être à la portée de tout un chacun.

Regroupement des mineurs en pools

Compte tenu du coût de ces équipements spécialisés, les entreprises ayant le plus de moyens vont inéluctablement prendre l’avantage sur la concurrence. Les mineurs individuels n’ont d’autre choix que de se regrouper ensemble dans des pools afin de partager leurs ressources et de réaliser des économies d’échelles substantielles. A l’heure actuelle, le minage de Bitcoins est dominé par 4 grands pools comme le montre le schéma suivant tenu à jour sur https://blockchain.info/pools :

BTC.com, AntPool, BTC.TOP et SlushPool comptent ainsi pour près de 65% de la puissance totale de hash disponible sur la Blockchain Bitcoin !

Il est bon également d’avoir en tête que près de 80% des Bitcoins sont minés en Chine. Néanmoins, d’autres zones de minage commencent à gagner en importance. On pourra ainsi citer les pays suivants : Islande, Japon, Géorgie, République Tchèque, Inde, Venezuela et certains états Américains. En réalité, il est facile de trouver une corrélation entre les zones où le minage de Bitcoins progresse et celles où l’électricité peut être obtenue en abondance et bien sûr à bas coûts. Ceci se justifie par le fait que bien que la course à l’armement au niveau hardware batte son plein, le coût le plus important dans le minage des Bitcoins concerne la consommation électrique associée.

Des besoins en électricité toujours plus importants

La Preuve de Travail nécessite une quantité d’électricité toujours plus importante. Selon le Bitcoin Energy Consumption Index (organisation gérant l’index de consommation d’énergie du Bitcoin en Français), le minage de Bitcoins consomme globalement autant d’énergie que la République Tchèque actuellement. Rappelons simplement que la République Tchèque compte plus de 10 millions d’habitants ! Cette consommation sert actuellement à valider entre 3 et 7 transactions à la seconde. La Preuve de Travail pourrait donc très bien être renommée en Preuve de Gaspillage Electrique.

La difficulté croissante pour miner les nouveaux blocs de la Blockchain Bitcoin va nécessairement augmenter la consommation électrique puisqu’il faudra toujours plus de puissance de calcul. Précisons également qu’il ne s’agit ici pas d’un bug de la Blockchain Bitcoin mais bien d’un choix de conception fait par ses pères parmi lesquels le mystérieux Satoshi Nakamoto.

Les gouvernements s’emparent du sujet

Dans ce contexte, certains gouvernements ont déjà commencé à refuser l’accès aux réseaux publics d’électricité aux mineurs du Bitcoin. En Janvier 2018, la Banque Centrale de Chine a ainsi demandé aux autorités locales de freiner les activités de minage en limitant l’accès à l’électricité. Rien de moins ! Le magazine Chinois Caixin a déclaré que les régulateurs locaux "prendraient des mesures pour s’assurer que les mineurs de Bitcoins ne bénéficient plus des politiques préférentielles pour les prix de l’électricité, des taxes et de l’utilisation des terres". La pression des gouvernements commence donc bel et bien à se faire sentir.

Aux Etats-Unis, les autorités locales ont commencé à s’emparer du sujet également. En Mars 2018, la ville de Plattsburgh, dans l’état de New York, a ainsi purement et simplement banni toutes les activités commerciales de minage de crypto monnaies après que les mineurs en Bitcoin locaux aient dépassé les capacités de production de la ville conduisant Plattsburgh à acheter de l’électricité supplémentaire à des tarifs plus élevés. Le Comté de Chelan, dans l’état de Washington, a également fait le même choix peu de temps après, alors que des activités de minage menaçaient les capacités électriques de la zone.

Quid de l'environnement ?

Outre le coût financier de cette consommation électrique excessive, beaucoup d’écologistes pointent du doigt avec inquiétude les coûts environnementaux du Bitcoin et de sa Proof Of Work. En Février 2018, le fournisseur d’électricité d’état Italien a refusé de fournir de l’énergie aux mineurs de Bitcoins pour des raisons environnementales. Il a ainsi avancé qu’il était rentré "dans une démarche de décarbonisation et de développement durable" et qu’il considérait "l’usage intensif de l’énergie nécessaire aux crypto monnaies comme une pratique allant contre le développement durable qui ne correspondait pas au business model qu’il entendait suivre".

Au Canada, le fournisseur d’électricité Hydro-Quebec a pris pour habitude de rationner l’approvisionnement en électricité en choisissant les mineurs qu’il souhaite soutenir tout en refusant l’accès à l’électricité aux autres. Le porte-parole d’Hydro-Quebec, Marc-Antoine Pouliot, a précisé que son entreprise cherchait à soutenir les "meilleurs joueurs" et les a définis comme "ceux étant les plus sérieux, les plus durables et ceux offrant le plus d’avantages pour le Québec".

Prise en compte des considérations sociétales et politiques

La plupart des membres des principaux pools de minage en Bitcoins pensent que les réseaux publics d’électricité sont obligés de leur fournir toute l’énergie qu’ils veulent du moment qu’ils paient pour cela. Cependant, la réalité est tout autre puisque les fournisseurs publics d’énergie ont également à gérer des priorités sociales et politiques. Soutenir le minage de Bitcoins aux dépens de leurs propres communautés n’est clairement pas quelque chose d’envisageable pour eux.

Reste le cas des fournisseurs d’électricité privés. Alors qu’il s’agit d’entreprises privées, elles travaillent généralement via une licence délivrée par leurs gouvernements respectifs. Elles sont donc soumises aux réglementations gouvernementales. Elles doivent également faire face aux pressions de leurs marchés domestiques ce qui les obligent à maintenir des prix de l’électricité le plus bas possible afin que les ménages et les entreprises ordinaires y trouvent leur compte. Tout ceci en tentant de réduire l’empreinte carbone induite par cette production d’électricité. C’est pourquoi fournir de l’électricité aux mineurs de Bitcoins n’a pas de sens, pour eux, même si ces derniers sont prêts à payer cher.

Naissance des Hackers d'électricité

Cette pénurie en énergie électrique commence à rendre fou un certain nombre de mineurs autour du monde. C’est ainsi que certains sont prêts à tout pour récupérer de l’énergie électrique à moindre coût et en quantité illimitée. En Avril 2018, la police municipale de Tianjin en Chine a ainsi saisi quelques 600 ordinateurs dédiés au minage de Bitcoins et d’autres équipements en rapport. La raison de cette saisie ? Les mineurs utilisant ce matériel avaient court-circuité les installations électriques de la ville afin d’éviter une surfacturation inéluctable compte tenu de leur consommation toujours plus importante d’électricité. Ce type d’histoire tend à se multiplier aujourd’hui malheureusement.

A un niveau moins important, certains en viennent à hacker les appareils de particuliers dans le but d’utiliser leur puissance de calculs pour le minage de Bitcoins. De plus en plus de particuliers doivent désormais faire face à des tentatives de hacks de ce type. On est donc en train de voir apparaître un nouveau type de Hackers : les Hackers d’électricité !

Développement de leurs propres sources d’énergie

Devant les problématiques importantes auxquelles ils devront faire face dans le futur, les mineurs en Bitcoins pourraient envisager d’essayer de développer leurs propres sources d’énergie afin de gagner en indépendance. L’idée commence à faire son petit bonhomme de chemin et un article du webzine Green Tech Media daté de Septembre 2017 nous apprend qu’un projet de ce type utilisant l’énergie solaire est sérieusement à l’étude. Néanmoins, ce chemin est clairement long et semé d’embuches. Bref, cela s’annonce très difficile. En effet, les délais de construction d’une centrale hydroélectrique sont longs, et les mineurs de Bitcoin ont un besoin d’énergie important dès maintenant. Un obstacle encore plus important se dresse devant eux : la terre.

La production d’électricité en quantité suffisante pour le minage de Bitcoins nécessite des terres. Beaucoup de terres. Les mines de charbon, les centrales hydroélectriques, les parcs solaires ou éoliens, toutes les sources d’énergie ont besoin de terres. Un autre problème naît de ce constat : il n’y a nulle part sur Terre où l’utilisation des terres n’est pas contrôlée par ue gouvernement d’une manière ou d’une autre.

Les gouvernements seront-ils prêts à consacrer des superficies de plus en plus grandes à la production d’électricité dédiée aux mineurs de Bitcoins et de crypto monnaies ? Cela semble vraiment improbable. En outre, à mesure que la demande en énergie pour le Bitcoin augmente, les approvisionnements abondants en électricité bon marché vont avoir tendance à diminuer pour les mineurs en Bitcoins.

Un talon d’Achille nommé consommation d’énergie

Fort logiquement, les mineurs en Bitcoin ont tendance à minimiser leur consommation d’énergie et la menace que cette consommation excessive représente pour les particuliers, les entreprises ordinaires et notre planète. Ils avancent que des sites tels que celui présentant le Bitcoin Energy Consumption Index surestiment la consommation en électricité du minage de Bitcoins. De leur point de vue, le minage de Bitcoins ne constitue pas une activité plus coûteuse que la finance traditionnelle et il n’utilise que l’électricité excédentaire dont les autres membres de la collectivité ne font pas usage. En outre, il aurait même des effets bénéfiques, selon eux, puisqu’il apporterait une certaine prospérité aux lieux qui l’accueillent.

Bien entendu, tout ceci ne peut être étayé par des preuves concrètes. En réalité, les exemples Américains que nous avons évoqués au cours de cet article viendraient même prouver le contraire : le minage de Bitcoins est loin de n’utiliser que l’énergie excédentaire.

En admettant une minute que les affirmations des mineurs de Bitcoins soient vraies, le Bitcoin demeurerait toujours totalement dépendant des gouvernements pour son approvisionnement en électricité d’une manière ou d’une autre. Le caractère totalement indépendant du Bitcoin est donc bien remis en cause par son talon d’Achille : un besoin en électricité qui continue de grandir inexorablement.