Composants d’ordinateur

Introduction

De nos jours, les ordinateurs sont omniprésents dans nos quotidien, ils sont devenus des outils indispensables, tant pour travailler, que pour communiquer ou se divertir. Sur ce site, vous allez pouvoir découvrir les différents composants présents dans un ordinateur ; comprendre leurs rôles ; connaître les matériaux qui les composes et leur mode de production ; afin de prendre conscience de leur impact environnemental.

I. Composition d’un ordinateur :

La carte mère est la pièce principale d’un ordinateur. Elle assure la communication entre le processeur, la RAM, la carte graphique, le stockage et même le RGB. C’ests la pièce sur laquelle viennent se brancher tout les autres composants de l’ordinateur. C’est le « système nerveux » de l’ordinateur, qui relie et coordonne toutes les autres parties.

Conseil Pratique : Pour une carte-mère, on parle davantage de compatibilités et de fonctionnalités que de performances.

Le processeur (ou Central Processing Unit) traduit et exécute les instructions afin d’effectuer les calculs nécessaires au bon fonctionnement des programmes. Ainsi, il peut être comparé au cerveau de l’ordinateur : il va traduire chaque clic, chaque action que nous effectuons.

Conseil pratique : La puissance d’un CPU est définit par son nombre de cœurs : plus celui-ci est élevé, plus votre processeur sera capable de traiter un grand nombre d’informations simultanément. Il faut également prendre en compte les fréquences, exprimées en GHz : plus la fréquence est élevé, plus le CPU effectuera rapidement les calculs.

La mémoire vive, souvent appelé RAM, est la mémoire à court terme de l’ordinateur. Elle stocke temporairement les données et informations utiles au processeurs. Elle rend l’ordinateur plus rapide et fluide, car elle permet au processeur d’accéder instantanément aux données sans avoir à les chercher dans le stockage permanent.

Conseil Pratique : Plus vous avez de RAM, plus votre ordinateur peut gérer des tâches différentes simultanément sans ralentir. 8 Go de RAM sont généralement suffisants pour un usage courant. Si vous recherchez un ordinateur plus puissant, que ce soit pour jouer aux jeux-vidéos, ou pour un usage professionnel, il faudra opter pour 16 Go voir 32 Go de RAM.

Le stockage correspond à l’endroit où toutes vos données sont conservées de manière permanente. Il existe deux principaux types de stockage : le disque dur (HDD) et le SSD. Les deux ont la même fonction de base, mais présentent des caractéristiques différentes.

Le disque dur (HDD) est plus lent, fragile et volumineux que le SSD, mais il présente l’avantage d’être une solution de stockage plus économique.

Le SSD, quant à lui, offre de nombreux avantages : il améliore considérablement le temps de démarrage de l’ordinateur, la vitesse de lancement des jeux et des applications, et est généralement plus résistant et compact que le HDD.

Conseil pratique : Aujourd’hui, nous vous conseillons clairement la SSD, les avantages qu’elle apporte sont bien plus importants que la différence économique.

Un système de refroidissement d’ordinateur est composé de deux éléments principaux : Les ventilateurs, généralement placés sur la face du boîtier, qui assurent la circulation de l’air pour évacuer la chaleur à l’intérieur de l’ordinateur. Le refroidissement direct du processeur, qui peut se faire soit par Ventirad, soit par Watercooling.

Le Ventirad est un système de refroidissement par air. La chaleur du processeur est transférée par conduction thermique vers un radiateur, qui l’expulse ensuite grâce à des ventilateurs.
Le Watercooling est un système de refroidissement par liquide. Une pompe fait circuler de l’eau entre un dissipateur et un radiateur, permettant ainsi d’évacuer efficacement la chaleur du processeur.

Ces deux systèmes ont pour objectif de maintenir le processeur à une température optimale, garantissant à la fois performance et durabilité de l’ordinateur.

Conseil pratique : Le Watercooling est généralement moins bruyant, plus performant et plus esthétique que le Ventirad. Cependant, son prix est nettement plus élevé. Il est donc recommandé de choisir le Watercooling uniquement si votre processeur est puissant et a tendance à chauffer fortement.

L’alimentation électrique a pour rôle de fournir l’énergie nécessaire à tous les composants de l’ordinateur. Une bonne alimentation doit fournir une puissance suffisante pour l’ensemble des composants et être fiable, afin d’éviter les coupures, les surchauffes ou les dommages matériels.

Conseil pratique : Il est crucial de choisir une alimentation adaptée et de se renseigner sur la puissance nécessaire pour vos composants. Par exemple, si vos composants nécessitent 800 Watts mais que votre alimentation ne fournit que 600 Watts, votre ordinateur risque de ne pas fonctionner correctement, entraînant des plantages, des freezes ou des redémarrages intempestifs.

La carte graphique est responsable de la gestion de l’affichage et des rendements 3D. Elle est indispensable si vous souhaitez jouer à des jeux vidéo de manière fluide ou utiliser des logiciels de modélisation, de montage ou de création graphique.

Les cartes graphiques peuvent être intégrées au processeur (on parle alors de GPU intégré) ou séparées du processeur (on parle de GPU dédié). Les GPU dédiés offrent généralement de meilleures performances pour les tâches graphiques exigeantes, tandis que les GPU intégrés suffisent pour un usage plus basique.

Conseil pratique : Si votre ordinateur est destiné à des tâches bureautiques, un GPU intégré suffira largement. En revanche, si vous souhaitez jouer à des jeux vidéo ou utiliser des logiciels de création graphique, une GPU dédiée sera nécessaire pour garantir de bonnes performances.

Il existe également d’autres composants, moins techniques mais nécessaires au bon fonctionnement d’un ordinateur, tels que : le boîtier, les périphériques externes (clavier, souris, écran, etc.) ou encore une carte Wi-Fi pour la connexion sans fil.

II. Chaîne de production et lieux de ces étapes.

La fabrication d’un composant d’ordinateur commence par une phase de recherche et développement, où des ingénieurs conçoivent son architecture électronique, en définissant les circuits et connexions nécessaires à son fonctionnement.

Une fois la conception terminée, la production peut débuter à partir de matières premières extraites à travers le monde. Le silicium, utilisé comme base pour les semi-conducteurs, permet la conductivité électrique et se retrouve dans les processeurs et la mémoire RAM. Des métaux comme le cuivre, le nickel ou l’or sont indispensables pour réaliser les connexions électriques et les circuits.

Le silicium est purifié, fondu, puis transformé en lingots, qui sont ensuite découpés en fines tranches appelées wafers. Sur ces wafers, les circuits sont gravés à l’échelle nanométrique, avec de multiples couches de matériaux conducteurs et isolants superposées pour former les composants électroniques.

Après la fabrication, chaque composant est testé pour vérifier son bon fonctionnement, puis envoyé aux fabricants pour être intégré dans des systèmes informatiques.

Composants	Principaux lieux de R&D	Matériaux (par ordre décroissant de présence)	Lieux de productions
Carte mère	Taïwan, Japon, Europe, Etats-Unis	Cuivre, or ou nickel, aluminium, silicium.	Chine, Taïwan, Vietnam, Malaisie
Processeur [CPU]	Etats-Unis	Silicium, cuivre, or ou nickel, aluminium	Taïwan, Corée du Sud, Etats-Unis, Europe, Chine
Mémoire vive [RAM]	Asie, Etats-Unis	Silicium, or ou nickel, aluminium, plastique, cuivre	Corée du Sud, Taïwan, Chine
Système de refroidis- sement	Europe, Chine	Ventilateur: Plastique,cuivre, aluminium. Watercooling, Aluminium, plastique, caoutchouc	Chine, Taïwan
Stockage	HDD : Chine, Thaïlande, Malaisie. SSD: Corée du Sud, Taïwan, Chine; Etats-Unis	HDD : Plastique, alumininum, acier, cuivre, silicium SSD : Silicium, plastique, aluminium	HDD : Chine, Taïwan SSD : Chine, Taïwan
Alimentation	Asie, Europe	Cuivre, fer, acier, aluminium, plastique	Chine, Taïwan
Carte Graphique [GPU]	Etats-Unis	Silicium, aluminium ou cuivre, plastique	Chine, Taïwan, Vietnam

III. Impact environnemental

Impact environnemental du silicium :

Contrairement à une idée reçue, le silicium métal (Si) n’est jamais directement produit à partir du sable naturel. Il est en réalité obtenu par la carboréduction de la silice, selon la réaction simplifiée : SiO2+2C→Si+2CO

La production d’une tonne de silicium métal nécessite environ 12 000 kWh d’électricité et génère 3 à 5 tonnes de CO₂. Pour mettre ces chiffres en perspective : un Français consomme en moyenne 2 223 kWh par an et a une empreinte carbone annuelle de 9 tonnes de CO₂.

En 2023, 3,7 millions de tonnes de silicium ont été produites dans le monde, ce qui représente une consommation énergétique et des émissions de CO₂ très importantes, soulignant l’impact environnemental significatif de l’industrie des semi-conducteurs.

Impact environnemental du cuivre et du nickel

Le cuivre et le nickel ont également des conséquences importantes pour l’environnement. Pour résumer les principaux effets écologiques de leur exploitation :

L’exploitation minière de ces métaux nécessite souvent une déforestation massive, détruisant des habitats naturels. Elle entraîne également une pollution significative des sols et des cours d’eau. Dans les zones équatoriales, par exemple, les pluies saisonnières peuvent provoquer des ravinements importants, entraînant des déchets miniers jusqu’aux océans et affectant gravement les écosystèmes marins côtiers.

En outre, le raffinage du cuivre et du nickel nécessite une grande quantité d’énergie, contribuant ainsi aux émissions de gaz à effet de serre et à l’impact environnemental global de ces métaux.

Pour plus de données quantitatives sur ces deux métaux, n’hésitez pas à vous rendre sur ces sites puis rendez-vous dans la section « métallurgie ».

🖱️Cuivre 🖱️Nickel

La partie précédente permet de donner un aperçu des dégâts environnementaux liés à la production des composants informatiques. Cependant, cette production n’est pas la seule source de pollution associée au numérique. Pour mieux comprendre l’ampleur de l’impact environnemental du numérique, nous vous recommandons de visionner cette courte vidéo explicative.

Sources

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Le site du CPES (Groupe B)

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