Conséquences environnementales du streaming vidéo : compréhension et leviers d'atténuation // Environmental impact of video streaming: understanding and study levers to mitigate it

### Contexte

Alors que depuis une vingtaine d'années les efforts de recherche et développement ont amené des solutions technologiques de plus en plus efficaces individuellement en énergie pour le numérique (depuis les puces électroniques jusqu'à certaines couches logicielles en passant par les infrastructures de calcul, de données et de réseaux), force est de constater que le numérique consomme toujours plus de ressources, contribuant au dépassement de certains indicateurs environnementaux. Par exemple, pour l'année 2020, le numérique serait responsable de 2 à 4 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde [1]. Il s'agit d'un secteur en très forte croissance. Une part importante de la matérialité du numérique est poussée par le streaming vidéo, dont la croissance est liée aux modèles socio-économiques [2]. Toutes les composantes de l'écosystème numérique sont impactées : les centres de données pour traiter et stocker cette masse de données en accroissement constant, les serveurs des CDNs pour diffuser les flux auprès des destinataires, les réseaux fixes et mobiles avec le déploiement conjoint d'émetteurs radio supplémentaires et d'équipements dédiés pour ce type de flux, ainsi que des terminaux utilisateurs tant pour la réception que la production de contenu.
De plus, soulignons qu'un nombre important de flux vidéos sont transmis sans demande de la part du destinataire (ex., publicité, vidéo embarquée avec auto-play ou même simple préchargement, etc.).

Aujourd'hui, cet écosystème de la vidéo par Internet est lui-même poussé par la production de toujours plus de contenu, avec toujours plus de qualité (résolution, frame-rate, HDR, ...), et une 'expérience utilisateur' maximale : pas d'attente ni coupure, objectif d'une qualité maximale et personnalisée à tout instant et en toute condition, etc. Ces ambitions sont antagonistes avec des objectifs de maîtrise et réduction des impacts environnementaux. La démultiplication des plateformes et l'arrivée d'IA génératives de vidéos de plus en plus performantes sont autant de facteurs entravant une trajectoire sobre.

La thèse se déroulera dans l'équipe NeS (Numérique et Soutenabilité) dont un des axes de recherche porte sur la mise au point de méthodologies conséquentielles long terme [3,4,5,6,7] pour l'évaluation prospective et l'aide à la prise de décision.

### Objectifs de la thèse

La thèse vise à étudier les effets de mesures ou actions individuelles et collectives sur l'empreinte environnementale du streaming. Nous considérerons trois types d'acteurs : les utilisateurs finaux, les fournisseurs de contenus, et enfin les producteurs de contenus. Pour ce faire, il s'agira de définir et déployer une expérimentation in-situ permettant d'étudier en condition réelle le potentiel réel de certains leviers techniques et sociaux. Les leviers à explorer sont très nombreux et divers, par exemple : volume horaire de visionnage, la limitation de la résolution coté utilisateur, méthodes d'encodage des vidéos, mise en cache, durée de stockage, délai de démarrage, etc.
Une telle expérimentation nécessite le développement d'une surcouche aux plateformes de streaming automatisant ou simulant certains choix techniques.

En parallèle, il s'agira également de développer un modèle et outil d'estimation des gains ou surcoûts environnementaux associés à ces changements. Ce travail s'appuiera sur des premiers travaux menés dans l'équipe NeS sur les impacts environnementaux du transfert de données pour la vidéo à la demande [3,4] et sur d'autres travaux académiques [8,9] et non académiques [6,10].
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### Context

While research and development efforts over the past twenty years have led to technological solutions that are increasingly energy-efficient on an individual basis within the digital sector (ranging from microchips to certain software layers, via computing, data and network infrastructures), it is clear that the digital sector continues to consume ever-increasing amounts of resources, contributing to the exceeding of certain environmental indicators. For example, in 2020, digital technology was estimated to account for 2–4% of global greenhouse gas emissions [1]. This is a sector experiencing very strong growth. A significant proportion of the digital sector's materiality is driven by video streaming, the growth of which is linked to socio-economic models [2]. All components of the digital ecosystem are affected: data centers to process and store this ever-growing mass of data; CDN servers to distribute streams to recipients; fixed and mobile networks, with the joint deployment of additional radio transmitters and dedicated equipment for this type of stream; as well as user terminals for both receiving and producing content.
Furthermore, it should be noted that a significant number of video streams are transmitted without a request from the recipient (e.g. advertising, embedded video with auto-play or even simple pre-loading, etc.).

Today, this online video ecosystem is itself driven by the production of ever-increasing amounts of content, with ever-higher quality (resolution, frame rate, HDR, etc.), and a focus on maximizing the ‘user experience': no waiting or buffering, the aim of delivering the highest possible quality, personalized at all times and under all conditions, and so on. These ambitions conflict with the objectives of controlling and reducing environmental impacts. The proliferation of platforms and the emergence of increasingly powerful generative AI for video production are all factors hindering a sustainable trajectory.

The PhD research will be carried out within the NeS (Digital and Sustainability) team, one of whose research areas focuses on the development of long-term consequential methodologies [3,4,5,6,7] for prospective assessment and decision-making support.

### Objectives

The thesis aims to investigate the effects of individual and collective measures or actions on the environmental footprint of streaming. We will consider three types of stakeholders: end users, content providers, and content producers. To this end, we will design and implement an in-situ experiment to study, under real-world conditions, the actual potential of certain technical and social levers. The levers to be explored are numerous and varied, for example: viewing hours, user-side resolution limits, video encoding methods, caching, storage duration, start-up delay, etc.
Such an experiment requires the development of an overlay for streaming platforms that automates or simulates certain technical choices.

In parallel, we will also need to develop a model and tool for estimating the environmental benefits or additional costs associated with these changes. This work will build on initial research conducted by the NeS team on the environmental impacts of data transfer for video-on-demand [3,4] and on other academic [8,9] and non-academic [6,10] studies.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Autre financement public

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

Université de Bordeaux

39 Mathématiques et Informatique

* Personne motivée, curieuse, faisant preuve d'esprit critique, et aimant chercher des informations * Bon niveau en programmation * Connaissances sur les impacts environnementaux du numérique, l'analyse de cycle de vie * Une connaissance de base sur les infrastructures numériques serait un plus
* A motivated, inquisitive individual with a critical mindset who likes researching information * Good programming skills * Knowledge of the environmental impacts of digital technology and life-cycle analysis * A basic understanding of digital infrastructure would be an advantage