Green Coding : tout savoir sur le codage vert

Le « Green Coding » désigne une approche du développement logiciel dont l’objectif est de créer un code de programmation avec une consommation d’énergie minimale.

Le Green Coding, c’est quoi ?

Le Green Coding est une pratique de programmation qui vise à créer des systèmes logiciels aussi écoresponsables que possible. Pourquoi ? En raison de la numérisation croissante, les logiciels jouent un rôle de plus en plus important dans presque tous les domaines de la vie quotidienne. Cependant, les logiciels qui consomment beaucoup d’énergie contribuent aussi aux émissions de gaz à effet de serre. Le Green Coding permet de résoudre ce dilemme.

La notion fondamentale du Green Coding ne consiste pas seulement dans l’optimisation énergétique des logiciels. Elle englobe aussi le développement de logiciels plus durables, qui utiliseraient par exemple des énergies renouvelables pour alimenter en électricité les centres de données ou les systèmes Cloud.

Le Green Coding, comment ça marche ?

Le Green Coding intervient à chaque niveau du processus de développement logiciel : il est possible d’optimiser tant l’architecture du logiciel que l’approche de développement sous-jacente, ainsi que certains autres facteurs. À éviter dans le codage vert : le code confus et peu optimisé. En effet, un code peu optimisé tend à exécuter souvent des instructions qui ne sont pas strictement nécessaires à la logique du programme, avec des accès inutiles aux ressources et un gaspillage d’énergie.

Dans le cadre du codage vert, on fait souvent référence aux « piliers du Green Coding », qui constituent la base de logiciels plus durables.

Les piliers du Green Coding

La programmation écoresponsable repose sur quatre piliers. Chacun de ces piliers est essentiel au processus de développement logiciel et offre un levier d’économie des ressources et des émissions.

Une architecture plus verte

L’architecture logicielle constitue le premier pilier. Il s’agit de la structure de base des applications à programmer. Celle-ci peut être optimisée, surtout en matière de consommation d’énergie : il est par exemple possible de regrouper le code de manière à garantir à tout moment une utilisation optimale du matériel et à utiliser ainsi moins d’électricité. Les mécanismes d’arrêt automatique lorsque le logiciel n’est pas utilisé font aussi partie de l’architecture dite « verte » et contribuent pour beaucoup à la réduction de la consommation d’énergie des programmes d’application.

Une logique plus verte

La logique des programmes est un autre pilier du Green Coding. Il s’agit ici surtout d’optimiser le code logiciel afin que l’application ne soit pas ralentie par des instructions inutiles. D’autres facteurs, tels que le choix de formats de fichiers économes en ressources ou de structures de données plus efficaces, jouent aussi un rôle important dans la conception de code efficace et écoresponsable.

Une méthodologie plus verte

La méthodologie est un pilier du codage vert qui s’intéresse plus au processus de développement logiciel qu’au code du programme en lui-même. Ainsi, ce sont surtout les modèles de développement logiciel agiles qui se prêtent à l’adaptation du code et des applications dans un souci d’efficacité énergétique. Le développement et les tests à petite échelle dans le cadre de la programmation agile permettent d’identifier et de modifier à un stade précoce les éléments de programme qui ne sont pas assez efficaces au niveau énergétique. Au bout du compte, le produit final doit être aussi peu gourmand en énergie que possible.

Une plateforme plus verte

Le Green Coding ne touche pas qu’aux logiciels, il concerne aussi le matériel. Dans ce domaine, certains prérequis permettent de garantir des systèmes plus écologiques dans leur ensemble. La charge des serveurs, notamment, est un facteur avec un impact fort sur la consommation des ressources : des serveurs qui tournent à faible charge consomment plus d’électricité que nécessaire. La solution du Cloud computing existe aussi : les ressources sont alors échelonnées de manière modulable et adaptées aux besoins individuels. Dans l’idéal, les besoins énergétiques des serveurs de Cloud computing sont couverts par des énergies dites renouvelables.

Les langages à haute efficacité énergétique

La conception d’un logiciel n’est pas le seul élément qui influe sur l’efficacité énergétique du produit final. Le choix du langage de programmation du projet est aussi déterminant. On constate que les différents langages de programmation se distinguent fortement en termes de consommation de ressources en énergie, en mémoire et en temps.

Le langage de programmation le plus efficace sur le plan énergétique est le langage C. Ce n’est pas une surprise : C est un langage de programmation de bas niveau (qui fonctionne avec un faible niveau d’abstraction), ce qui permet d’utiliser le plus efficacement possible les ressources matérielles. Sa gestion directe de la mémoire est aussi un facteur important de l’efficacité du langage C, car elle permet aux programmeurs de développer des stratégies d’allocation et de restitution de mémoire efficaces. Le langage orienté objet C++, basé sur le C, est aussi très économe en ressources.

Outre le langage C, Rust est un autre langage de programmation qui se prête bien au Green Coding. Relativement jeune, Rust présente l’avantage d’accéder de manière efficace à la mémoire grâce à son mode de gestion contrôlée de celle-ci. Il permet d’éviter les accès mémoire aussi inutiles qu’énergivores. Son haut degré de parallélisation constitue aussi un facteur essentiel de son efficacité énergétique car il utilise les ressources matérielles de manière optimale.

Une surprise dans ce comparatif : le langage Python, qui fait partie des langages de programmation les plus populaires, obtient un score extrêmement faible dans le classement de l’efficacité énergétique. Cela s’explique d’une part par le fait que les programmes sous Python sont interprétés et non compilés au moment de leur exécution, sans passer par un processus de compilation unique. Mais le typage dynamique du langage a aussi pour conséquence d’augmenter la durée d’exécution des programmes. En effet, les types de variables sont déterminés de manière dynamique au moment de l’exécution du programme. Pour des raisons semblables, JavaScript est lui aussi assez peu efficace sur le plan énergétique et ne constitue pas un candidat de choix pour le Green Coding.

Green Coding : les bonnes pratiques

Vous aussi, vous souhaitez rendre vos programmes plus écoresponsables ? Alors voici quelques bonnes pratiques à suivre dans le processus de développement :

• Architecture logicielle intelligente : évitez le code redondant et superflu, ainsi que les boucles inutiles. Si possible, intégrez des mécanismes qui arrêtent le programme lorsqu’il n’est pas utilisé
• Choix du langage de programmation : choisissez un langage de programmation à faible consommation d’énergie pour votre projet
• Tests continus : testez les composants de votre projet par petites étapes au cours du développement et identifiez les éléments qui demandent beaucoup de ressources
• Données et réseaux : réduisez la consommation de données et la distance à parcourir sur le réseau, en utilisant par exemple la mise en cache