Le protocole du bitcoin représente la plus grande révolution technologique depuis la création d’internet. Acteurs essentiels de la gouvernance de ce réseau, les mineurs sont bien évidemment au cœur de cette évolution. Ils déterminent en effet le niveau de sécurité et de décentralisation du réseau, composantes essentielles de sa solidité. Néanmoins, leur modèle d’affaire reste fragile. L’activité minière est dépendante des cycles du BTC et de l’environnement extérieur à l’image des coûts et du type d’électricité. La viabilité financière du secteur dépend également de l’évolution et de l’adoption du BTC. Les présentes conditions de la rentabilité des mineurs de bitcoins ne seront plus les mêmes dans le futur. Les sources de revenus notamment vont changer de nature. La concurrence s’intensifie déjà, et les mineurs doivent par conséquent renforcer leurs capacités stratégiques. Face aux opportunités et ressources disponibles partout sur la planète, ils ont une occasion unique d’améliorer leur modèle économique. Face aux menaces externes, dont le marché baissier et la crise énergétique, ils doivent nécessairement s’adapter sous peine de disparaitre. Déterminons les facteurs clés de succès de cette activité industrielle capitale dans l’avenir du bitcoin jusqu’en 2140 et au-delà.

Rappel de la définition du minage

Il existe deux différents rôles dans le fonctionnement du consensus de preuve de travail (PoW). D’une part, le rôle des mineurs consiste à sécuriser les blocs de transactions BTC. D’autre part, le rôle des validateurs est d’approuver le travail des mineurs et d’assurer l’intégrité du réseau.

La mission des mineurs réside en la sécurisation du réseau BTC. Les mineurs sont en compétition afin de trouver la solution d’une équation mathématique, afin de sécuriser les transactions non encore inscrites dans la blockchain. Cette clé permet de verrouiller le contenu d’un bloc et de le rendre inaltérable. Dès qu’un mineur trouve la combinaison gagnante, il gagne le droit d’ajouter son nouveau bloc aux autres blocs de la blockchain du réseau BTC. Le mineur gagnant récolte des BTC nouvellement créés, ainsi que les frais de toutes les transactions BTC du bloc concerné. La mission de l’ensemble des validateurs du protocole consiste à vérifier unanimement et instantanément la conformité du bloc ainsi sécurisé par les mineurs.

La sécurité du réseau dépend du nombre de mineurs en activité. Plus ce dernier est important, plus le problème numérique à résoudre est complexe, plus la difficulté de minage est élevée, et plus le réseau est sécurisé. Actuellement, le réseau Bitcoin complet consomme environ 80,7 TWh. Mais cette consommation d’énergie varie de 100 TWh à 200 TWh, dépendamment du cycle dans lequel le BTC se trouve. Les chances d’élucider l’équation mathématique pour un mineur dépendent également de l’énergie qu’il consomme. Par conséquent, plus la puissance de calcul d’un mineur est élevée, meilleures sont ses chances de sécuriser les blocs.

Le modèle d’affaires des mineurs

La récompense attribuée au mineur gagnant pour chaque bloc miné toutes les 10 minutes est divisée par deux tous les 210 000 blocs. Cet événement, appelé halving, survient donc tous les quatre ans. Cette récompense était de 50 BTC jusqu’en 2012, de 25 BTC jusqu’en 2016, et de 12,5 BTC jusqu’en 2020. Elle est actuellement de 6,25 BTC, et sera donc de 3,125 lors du prochain halving en 2024.

Le minage de BTC représente une activité industrielle comme une autre. La finalité des mineurs de bitcoins reste donc d’être tout simplement rentable. Autrement dit, les revenus doivent globalement compenser au minimum les dépenses. Comme mentionné précédemment, le chiffre d’affaires dépend des récompenses en BTC fraichement créés et des frais de transaction. Ces revenus vont dépendre du prix des BTC au moment où ils sont minés. Les charges comprennent les coûts non récurrents, à savoir les machines de minage. Elles incluent également les coûts d’exploitation récurrents, soit les coûts de structure, la main d’œuvre, et surtout la consommation d’électricité. Ce dernier poste de dépenses va tout particulièrement nous intéresser. En effet, toutes choses étant égales par ailleurs, un mineur a tout intérêt actuellement à rechercher l’électricité la moins chère.

La baisse actuelle du prix du BTC renforce ce principe de base, car il influence directement les revenus du mineur. La question consiste à savoir quel est le prix d’équilibre moyen BTC qui permet aux mineurs de bitcoins d’être rentables. Et ce, en fonction du type d’énergie privilégié. Rappelons que le prix d’équilibre du BTC est le prix minimum qui permet aux revenus de couvrir les coûts. Pour répondre à cette interrogation, analysons le coût total du minage de BTC, ainsi que les revenus totaux générés par cette activité.

De quoi dépend la rentabilité actuelle d’un mineur ?

Le coût moyen de l’électricité mondial est de 0,16$/KWh, et correspond par ailleurs à celui des États-Unis. La première puissance mondiale représente en effet 35% du minage mondial. Mais le réseau Bitcoin total consomme environ 60% d’énergie renouvelable. Pour les bénéfices de la démonstration, prenons pour hypothèse que le coût moyen de l’électricité renouvelable est égal à 0,05$/KWh. Prenons pour hypothèse que le coût de l’utilisation du méthane dans les plateformes pétrolières est assimilable à celui de l’énergie renouvelable. Le réseau Bitcoin global consomme 80,7 TWh. Donc les coûts totaux du minage mondial pour l’énergie fossile et l’énergie renouvelable s’élèvent respectivement à 5 164 800 000$ et 2 421 000 000 :

Calculons à présent les revenus globaux actuels du minage de BTC, pour les deux types d’énergie. Écartons volontairement les frais totaux de transactions, négligeables dans le présent contexte. La récompense en BTC par bloc miné toutes les 10 minutes, est de 6,25 BTC. Les revenus globaux du minage de BTC pour l’énergie fossile et l’énergie renouvelable s’élèvent respectivement à :

Le prix d’équilibre moyen BTC pour les énergies fossile et verte s’élève donc respectivement à 39306 $ et 12283 $ :

Le prix actuel du BTC est d’environ 24000 $. Contrairement à l’énergie renouvelable, le type d’énergie fossile ne permet donc pas de compenser actuellement les charges par les revenus. Les mineurs de bitcoins qui consomment l’énergie carbonée ne sont donc théoriquement plus rentables actuellement. La conclusion évidente est que la part d’énergie renouvelable consommée dans le minage de BTC sera de plus en plus prépondérante.

De quoi dépendra la rentabilité future d’un mineur ?

L’émission de BTC est prédéfinie et gravée dans son protocole décrit dans le livre blanc de Satoshi Nakamoto. Les halvings vont diviser la récompense des BTC en deux jusqu’en 2140, année où le dernier BTC sera miné. La conséquence directe est que les mineurs seront de moins en moins rémunérés en BTC. Ils seront en revanche de plus en plus récompensés en frais de transactions. Ces derniers représenteront leur seule source de revenus, une fois que les 21 millions de BTC seront minés en 2140. Mais cette règle immuable suffira-t-elle à préserver la rentabilité des mineurs de bitcoins dans le futur ?

Reprenons la démonstration du paragraphe précédent. Nous y inclurons cette fois-ci d’autres variables comme les frais de transaction, pour tous les cycles de halvings futurs. Nous prendrons comme hypothèses les remarques suivantes :

• La récompense en BTC par bloc, actuellement de 6,25 BTC, devient une variable.
• Le nombre de transactions BTC quotidien augmente de 5% à chaque halving.
• La consommation totale du réseau BTC en KWh augmente de 5% à chaque halving.
• Le nombre de transactions BTC quotidien est d’environ 250 000 actuellement.
• La moyenne des frais de transactions quotidienne sur la dernière année est d’environ 300 000$. Ce qui donne un calcul de frais de 0,00007 BTC par transaction. Nous considérerons qu’une transaction coûte 0,0001 BTC.
• Le coût moyen d’électricité pour l’énergie fossile (0,16$/KWh) ne change pas.
• Le coût moyen d’électricité pour l’énergie renouvelable (0,05$/KWh) ne change pas. Il est le même que le coût de l’utilisation du méthane issu de l’extraction pétrolière.
• La part d’énergie renouvelable reste fixée à 60%. Cette variable est certes sujette à discussion, la part d’énergie renouvelable étant amenée à augmenter dans le temps. Mais nous fixerons cette donnée à des fins de simplification.

Calcul du seuil de rentabilité futur des mineurs de bitcoins

Les deux formules suivantes définissent le prix d’équilibre moyen BTC pour le secteur, concernant respectivement les énergies fossile et renouvelable :

Les deux tableaux suivants montrent le résultat des formules susmentionnées, respectivement concernant respectivement l’énergie fossile et l’énergie renouvelable. Le prix d’équilibre moyen BTC est calculé en prenant en compte les hypothèses énoncées dans le paragraphe précédent. Les récompenses annuelles en nouveau BTC créés et en frais de transactions sont calculées à partir des prix d’équilibre BTC. Elles représentent donc le seuil de rentabilité total du secteur de minage de BTC par année.

Une activité croissante du réseau conditionnera directement une hausse des frais de transaction, et donc l’intérêt de nouveaux mineurs. Nous admettrons donc comme dernière hypothèse approximative une certaine corrélation globale entre l’utilisation du réseau et sa consommation, pour l’ensemble du secteur. De fait, le prix d’équilibre moyen BTC ne changera pas dans le futur, puisque les récompenses en BTC minés deviendront négligeables. D’après les simulations effectuées, le prix d’équilibre moyen BTC fixe pour l’énergie fossile tendra vers 1,4 millions $ en 2140. Pour l’énergie verte, il tendra de la même manière, vers 442000 $ en 2140. Et ce, en conservant les hypothèses de départ choisies, et en validant la corrélation susmentionnée.

Que peut-on extrapoler à la suite de ces résultats ? Et de quoi dépendra donc la rentabilité des mineurs de bitcoins dans le futur ? Cette analyse présente certes certaines limites, notamment dans les hypothèses privilégiées et le choix de la constance de certaines variables. Elle permet toutefois de tirer cinq conclusions et facteurs clés de succès pour la rentabilité du minage de bitcoins.

Les opportunités et menaces externes changeront la typologie des mineurs

Le constat des chiffres présentés précédemment est sans appel. Les mineurs qui survivront seront principalement ceux qui se seront tournés vers les surplus d’énergie renouvelables. Autrement dit, la course au gaspillage d’énergie représentera assurément une composante essentielle du modèle d’affaires rentables des mineurs de bitcoins. L’énergie perdue dans le monde pour inefficience est estimée à 50000 TWh, soit le tiers de la consommation mondiale d’énergie. Pour information, le réseau BTC consomme actuellement l’équivalent de 0,16% de cette énergie perdue. Le potentiel est donc immense, l’opportunité est réelle et la tendance à la consommation d’énergie verte ne fera que s’accroitre. Cette énergie inexploitée présente également l’avantage de ne pas entrer en compétition avec les réseaux électriques desservant la population. D’où le premier facteur clé de succès : les mineurs qui survivront auront tiré parti de cette opportunité externe.

En revanche, la crise énergétique actuelle représente une véritable menace extérieure pour la rentabilité des mineurs de bitcoins. La faillite récente annoncée de Core Scientific illustre bien cette nécessité de consommer de manière plus responsable. La crise énergétique combinée au marché baissier actuel a eu raison du premier mineur de BTC mondial. BlackRock fait notamment partie de la liste des créanciers de Core Scientific, et se retrouve donc indirectement impacté. Plusieurs fermes de minage d’envergure sont sur la sellette, dû à leur modèle d’affaires dépassé et leurs coûts d’exploitation prohibitifs. Core Scientific a donc déposé le bilan, même si la compagnie continue pour le moment ses activités. Les sociétés Argo et Greenidge sont dans la ligne de mire. Le centre d’hébergement Compute North a fermé en septembre 2022. La société de minage Poolin a dû suspendre une partie de ses activités. Les exemples sont nombreux et la liste non exhaustive.

Les opportunités et menaces externes obligeront les mineurs à se restructurer

À chaque réduction des récompenses de BTC, il deviendra de plus en plus difficile pour les mineurs de rester rentables. Ces derniers devront nécessairement entamer une profonde restructuration de leurs modèles d’affaires. En particulier ceux qui, nous l’avons vu précédemment, ont fait le choix de consommer l’énergie carbonée. Comme toute activité industrielle classique, l’intensité concurrentielle sera plus forte et la compétition plus rude.

En effet, le réseau utilise déjà 60% d’énergie renouvelable, et ce pourcentage est en hausse constante. L’énergie renouvelable hydraulique ou géothermique sera néanmoins davantage privilégiée que l’énergie solaire ou l’énergie éolienne, plus intermittentes et plus chères. Tout comme l’exploitation du méthane issu de l’extraction du pétrole. Moins chère en surcapacité et inutilisée, ces sources d’énergie se trouvent néanmoins dans les endroits reculés de la planète. Les mineurs de bitcoins seront contraints à l’exploiter là où elle se trouve, afin de maximiser leurs chances de rentabilité. Ce facteur clé de succès obligera les mineurs à réorganiser leurs modèles d’affaires, en particulier les plus grosses compagnies minières. Elles devront revoir leurs envergures et devenir plus flexibles.

Enfin, la nécessité d’abaisser les coûts opérationnels des mineurs passera par une modernisation du matériel de minage. Des machines plus performantes permettront aux mineurs d’être naturellement plus compétitifs. La compagnie Intel a d’ailleurs annonce la création d’une puce optimisée pour le minage de BTC. L’intensité concurrentielle concerne donc également l’optimisation de la consommation d’énergie pour chaque unité de puissance. L’innovation et le développement seront les clés de cette industrie encore récente. Pour garantir voire abaisser leur seuil de rentabilité, les mineurs de bitcoin devront davantage utiliser la technologie comme avantage concurrentiel.

Les halvings n’auront plus aucun effet, bien avant l’année 2140

La récompense en nouveaux BTC créés dans le futur aura beaucoup moins d’impact sur le prix d’équilibre BTC. La rémunération globale liée à l’émission des BTC deviendra négligeable face à l’augmentation des frais de transaction. Les graphes suivants traduisent les analyses des tableaux précédents concernant respectivement l’énergie fossile et l’énergie verte. Le seuil de rentabilité montre les récompenses en BTC minés en foncé, et les frais de transactions en clair :

Jusqu’à présent, le prix du BTC a favorablement réagi aux 3 derniers halvings au travers de rallyes haussiers d’envergure. La division des récompenses n’a donc pas vraiment affecté le modèle d’affaires des mineurs. Les simulations précédentes illustrent néanmoins le fait que les récompenses en BTC fraichement créés ne seront plus suffisantes. Jusqu’alors aspect prépondérant de l’appréciation du prix du BTC, la spéculation deviendra secondaire au profit de l’utilisation concrète du réseau. Une nouvelle incitation économique est par conséquent nécessaire afin que la sécurité du réseau puisse être préservée. La rentabilité des mineurs de bitcoins passera par leur aptitude à se financer et à anticiper d’autres sources de revenus. L’incertitude autour de l’évolution des frais de transaction laisse planer le doute sur la viabilité future du secteur de minage. Les mineurs devront par conséquent anticiper cette menace externe.

L’adoption et l’utilisation du BTC doivent absolument se poursuivre

Les simulations précédentes montrent effectivement que les frais de transactions seront la seule source de rémunération possible pour les mineurs. Considérons que les récompenses dues au halving sont désormais négligeables à long terme. Nous savons qu’un mineur sera naturellement incité financièrement à poursuivre ses activités si les frais de transactions croissent. Nous assumons par conséquent que la consommation totale du réseau BTC augmentera mécaniquement avec l’afflux de ces mineurs intéressés.

Par conséquent, si le nombre de transactions reste faible, le prix du BTC sera certainement sous son prix d’équilibre. Les faibles montants de frais de transaction inciteront les mineurs à débrancher et affaibliront la sécurité du réseau. Dans le cas contraire, le prix du BTC aura tendance à monter à long terme au-delà de son prix d’équilibre. Il est donc essentiel que le taux d’adoption du BTC reste en hausse, pour deux raisons. D’une part, ce scénario permettra aux mineurs de bitcoins de poursuivre leur activité et d’être rentables. D’autre part, il renforcera la sécurité du réseau et confortera la valeur fondamentale du protocole.

Quel rôle les mineurs doivent-ils jouer dans ce contexte ? Certaines régions offrent de belles opportunités d’exploitation des ressources inexploitées, comme mentionné précédemment. Elles bénéficient indirectement de la présence des mineurs pour moderniser les installations électriques. Ce qui participe à l’amélioration de la qualité de vie des habitants et à leur prospérité. Ces régions sont souvent basées dans les pays en développement, où le taux d’utilisation du réseau Bitcoin est élevé. Les mineurs ont l’occasion de créer un cercle vertueux en y multipliant ces projets de modernisation des équipements électriques.

Les pouvoirs publics auront un rôle à jouer

Concernant l’adoption, l’année 2021 a marqué l’entrée des institutions et grosses entreprises dans la capitalisation du réseau Bitcoin. Microstrategy et Tesla ont été les locomotives de cette tendance durant cette année-là. La ville de Rio de Janeiro a converti 1% de sa trésorerie en BTC afin de se préserver de l’inflation. Le maire de Miami a entrepris d’investir également 1% de sa trésorerie en BTC. Les villes, les États ou même les gouvernements vont-ils investir une partie de leurs réserves en BTC ? Dans l’affirmative, ils auront intérêt de s’assurer de la sécurité du réseau Bitcoin en soutenant davantage les mineurs.

Dans cet ordre d’idées, un nombre important de personnes détentrices de BTC seront en mesure d’influencer les choix politiques. De fait, elles éliront un gouvernement qui sera en mesure de favoriser leurs intérêts et ceux des compagnies minières locales. Les mesures protectionnistes du pays permettront de préserver l’épargne de ses habitants et de ses entreprises. Le minage de bitcoins restera rentable, les détenteurs de BTC protègeront leur épargne, et les gouvernements y trouveront leur compte. Les mineurs devront trouver un compromis afin d’allier leurs intérêts à ceux des pouvoirs publics. L’électrification de certaines régions dans les pays en développement, possible grâce aux mineurs, est une illustration parfaite de ce facteur clé de succès.

Changer le protocole ?

L’industrie du minage doit absolument se restructurer et se remettre en question. Certaines opinions extrêmement minoritaires prédisent la mort des mineurs et de leur rentabilité dans un futur proche. Elles suggèrent de modifier le protocole afin d’augmenter l’émission de BTC. D’autres idées marginales proposent de migrer les BTC sur des contrats intelligents de blockchain à preuve d’enjeu. L’expérience de Bitcoin Cash montre cependant que l’immuabilité du BTC est évidemment non négociable.

Conclusion

En améliorant leurs capacités stratégiques, les mineurs opèreront une transformation nécessaire de leur activité. L’intention stratégique ne porte plus seulement sur la rentabilité des mineurs de bitcoins, mais aussi sur le développement économique. En effet, les mineurs ont l’avantage d’être flexibles et offrent de nombreuses opportunités économiques dans le monde entier. C’est à condition de renforcer cet avantage concurrentiel de mobilité, qui représente leur principale force. Ils sont, de fait, les seuls à pouvoir accéder à de l’énergie verte inexploitée dans les endroits reculés. Cependant, certaines menaces extérieures telles que le coût croissant de l’énergie carbonée, accentuent les faiblesses des mineurs. Ces derniers doivent minimiser l’impact de l’environnement extérieur, en consommant de manière plus responsable et en se modernisant. Enfin, l’utilisation croissante du BTC pourrait inciter les pouvoirs publics à adopter des mesures protectionnistes à l’égard des mineurs. C’est à charge de tirer parti de cette capacité de lobbying auprès des gouvernements. La rentabilité future des mineurs de bitcoins en dépend.