L'archivage numérique domestique

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Trop tard, j'ai déjà perdu des données. Que faire ?

 

Pourquoi ?

Avec la convergence multimédia et l'avènement de la création numérique, l'archivage électronique des données est devenu incontournable. Trop de gens autour de moi négligent l'importance de la sauvegarde de leurs données, jusqu'au jour où une quelconque défaillance leur fait tout perdre.

Je ne traiterai pas ici les solutions professionnelles employées en entreprise car celles-ci sont totalement inabordables pour un particulier. Je me cantonnerai à décrire les moyens "grand public" que peut mettre en oeuvre Monsieur ou Madame tout-le-monde pour ses sauvegardes personnelles.

 

Concept et définitions

L'archivage numérique diffère fondamentalement de l'archivage papier ou assimilés (diapos, négatifs, microfilms...).

Les données numériques sont immatérielles et indépendantes d'un type de support physique. De ce fait, il est possible de stocker vos données sur plusieurs supports et d'en réaliser des copies à volonté.

En contrepartie, la survie de vos données numériques n'est pas garantie par un stockage sécurisé et "dormant" de leurs supports, mais par des duplications et des migrations de support à intervalles réguliers.

L'archivage numérique est incomparablement plus flexible et il est plus fiable que l'archivage papier. Pour ce qui est de l'attachement à un certain type de support, c'est question de goût. Pour ceux qui veulent que leurs données traversent les millénaires, une guerre nucléaire ou une chute de météorite, qu'ils passent leur chemin.

Un petit mot aux aficionados de la paperasse : si l'archivage papier était la solution miracle, alors pourquoi tous les organismes d'Etat et les entreprises numériseraient-ils leurs archives et généraliseraient l'archivage numérique ?

Migration : action de transférer l'information d'un support vers un autre

Décentralisation : stockage des supports d'une même information dans des lieux différents

 

Caractéristiques des types d'archivage :

Archivage numérique Archivage analogique
Avantages Inconvévients Avantages Inconvénients
Flexibilité Risques liés plus nombreux Simple et rudimentaire Manipulation d'un grand volume de données délicate, transferts contraignants
Gain de place Nécéssite un outillage complexe pour la lecture Ne nécéssite pas d'outillage particulier pour la lecture Stockage encombrant et problématique
Décentralisation possible Nécéssité de copier les données sur plusieurs supports Durée de vie des supports longue Copie et sauvegarde des données délicate voire impossible
Aucune détérioration des données dans le temps Nécéssite un entretien périodique Sensibilité aux risques environnementaux moins grande Dégradation inévitable et irréversible du support et de son information avec le temps
Multimédia : l'information peut être restituée sur tout type de dispositif (écran, projecteur, imprimante...)

La qualité de la restitution est plus sensible au dispositif employé

Restitution de l'information plus directe voire instantanée Limitation à un seul type de rendu (tirage papier, diapo, livre, bande magnétique)

 

Risques liés à l'archivage numérique

Le risque en archivage numérique est la perte d'information par défaillance de leur support. Analysons les causes pouvant mener à la perte de données :

    - Risque mécanique : un disque dur qui subit un choc violent ou un Disque Optique (DO) rayé peuvent conduire à la perte d'informations

    - Risque chimique : un disque dur plongé dans l'eau ou un DO exposé à des solvants seront inutilisables

    - Risque optique : un DO exposé à la lumière ou lu souvent se détériore rapidement.

    - Risque thermique : un disque dur on un DO exposé à des températures élevées peuvent être irrémédiablement endommagés

    - Risque électromagnétique : un disque dur exposé à un champ magnétique ou électrique intense pourra être démagnétisé et ses informations effacées

    - Risque électrique : une défaillance d'alimentation ou une surtension secteur peuvent détruire un disque dur connecté à un ordinateur. Ces périphériques sont aussi sensibles aux décharges électrostatiques.

    - Risque temporel : tout support numérique se détériore avec le temps

    - Risque d'usure : les supports réinscriptibles (disques durs, cartes mémoires, DO-RW) s'usent à force d'être réécrits et conduisent à une perte progressive de données très perverse

    - Risque informatique : une erreur de manipulation ou des virus peuvent conduire à une suppression de données

    - Risque d'obsolescence : rien ne garantit que les outils nécéssaires à la lecture de vos données existeront encore quand vous en aurez besoin. Il n'y a qu'à voir les disquettes...

    - Risque de vol : la valeur des supports d'information (disques durs notamment) les rend très vulnérables au vol

    - Risque de perte : la petite taille de certains supports (cartes mémoires, clefs USB...) permet de les égarer facilement.

    - Risque de rupture de la chaîne de sauvegarde : si pour une raison quelconque vous ne puissiez pas "entretenir" vos sauvegardes, leurs supports pourraient se déteriorer et l'information sera perdue.

 

 

 

Supports optiques :

 

Ce terme désigne tout type de média inscriptible et réinscriptible dont la lecture et l'enregistrement des données se font à l'aide d'un faisceau lumineux. Ceci peut aller de la plaque de métal gravée jusqu'au disque holographique. Nous examinerons ici les supports les plus courants :

    - Le Compact Disc (CD) : disque de 12cm de diamètre pouvant contenir environ 700Mo de données. Sa lecture et son enregistrement se font par un laser rouge.

    - Le Digital Versatile Disc (DVD) : format identique au CD, à ceci près que sa capacité est de 4,7Go et que des versions double couche de 9Go existent. La 2eme couche est lue par changement de distance focale de la tête de lecture.

    - Le HD-DVD et le Blu-Ray : ce sont des disques de 12cm nouvelle génération lus par un laser bleu et qui pourront contenir jusqu'à 50Go.

Pour mieux comprendre les risques liés à ce type de support, il est intéressant de comprendre comment ils fonctionnent :

Les informations contenues sur le disque sont stockées sous formes de zones sombres et claires ; et sont lues par un faisceau Laser. Selon que le faisceau est réfléchi ou non, l'ordinateur en déduit si la valeur du bit à cet endroit est 0 (zone sombre) ou 1 (zone claire).

Les disques vierges vendus dans le commerce sont composés comme suit :

 

Les 2 éléments fondamentaux sont :

    - la couche réfléchissante : composée le plus souvent d'argent et/ou d'or, elle a pour but de réfléchir le faisceau Laser de lecture vers un capteur.

    - le réactif chimique fixé dans la masse du disque : lorsqu'il reçoit une certaine énergie, ce réactif s'obscurcit et empêche le faisceau Laser de lecture d'être réfléchi.

 

Voici ce qui se passe lors de l'écriture du disque :

 

Pour inscrire un bit 0 sur le disque, un faisceau Laser de forte intensité est envoyé sur le disque. Le réactif chimique absorbe alors l'énergie du faisceau et la zone noircit.

Pour inscrire un bit de valeur 1, il suffit de ne pas envoyer le Laser sur cette zone.

 

 

Enfin, voici comment se passe la relecture du disque :

Le Laser de lecture, d'une intensité 200 fois plus faible que le Laser d'écriture, balaye le disque.

    - Lorsqu'il tombe sur une zone non noircie, le Laser est réfléchi sur la couche métallique puis reçu par un capteur qui déduit que la valeur du bit est 1

    - Lorsqu'il tombe sur une zone noircie, le faisceau est absorbé avant d'être réfléchi. Le capteur ne recevant rien déduit que la valeur du bit est 0

 

De ces trois schémas, on voit bien les risques évidents liés au stockage sur disque optique :

    - Risque à l'écriture : si une erreur se produit, il est impossible de la corriger

    - Risque à la manipulation : si le CD est rayé, le Laser sera réfracté n'importe où, rendant le disque illisible. Si la couche réfléchissante est endommagée, le disque sera illisible.

    - Sensibilité à la lumière : si le CD est exposé trop longtemps à la lumière, le réactif chimique va s'obscurcir en absorbant progressivement l'énergie lumineuse.

    - Risque à la lecture : de la même manière, relire trop souvent le CD pourra progressivement faire réagir le réactif ; surtout que le Laser de lecture du même type que celui d'écriture.

    - Instabilité du réactif : au fil du temps, le réactif, qui n'est pas stable par définition, va s'obscurcir de lui-même et rendre la lecture des données de plus en plus difficile.

    - Risque thermique : la chaleur accélère le noircissement du réactif, et peut déformer ou faire fondre le disque. Elle peut aussi désagréger la couche réfléchissante.

    - Risque chimique : un DO est fait de plastique. Le plastique est facilement agressé par des solvants plus pervers qu'on ne l'imagine : parfum, essence, white spirit... De même, si le disque est mal assemblé, de l'eau peut pénétrer dans la tranche du disque et oxyder la couche réfléchissante. C'est pourquoi les meilleurs DO utilisent une couche réflective en or, métal inoxydable.

 

Ecriture : il est important de ne pas graver les DO trop vite, afin que le réactif ait bien le temps de noircir sous le Laser. En règle générale, si un graveur tient parfaitement la vitesse de gravure imposée et ne fait pas d'erreur, c'est que la vitesse choisie est bonne. 16x pour les CDs et 4x pour les DVDs sont de bonnes valeurs à ne pas dépasser. Si la sauvegarde est cruciale (photos, CD audio), il est mieux d'utiliser une vitesse encore plus faible. Ceci permet en outre de limiter les vibrations du disque.

Durée de vie : très variable suivant la qualité du disque. Les pires ne durent pas plus de 2 ans, surtout s'ils sont lus souvents. En général, la durée de vie d'un DO est de 5 à 10 ans s'il est stocké correctement. Certains fabricants mentionnent une durée de vie de 100 ans pour leurs DO. Ceci n'est valable en réalité que pour la couche réfléchissante, car le réactif se sera décomposé bien avant cela.

Stockage d'un DO : le point le plus important est de stocker les DO à l'abri de toute source lumineuse, même artificielle. Il faut également veiller à les stocker à l'abri de la chaleur. L'humidité peut poser problème avec les mauvais disques. Le plus pratique et le plus fiable moyen de stocker un DO est de le ranger dans une pochette. Celles-ci protègent parfaitement des chocs, de la lumière, et maintiennent les disques propres.

Applications : peu chers, les DO sont idéaux pour stocker des données que l'on n'a pas à modifier, comme les films, les photos, les copies de CD audio. Ils sont faciles à stocker de manière décentralisée.

Inconvénients : les DO sont un moyen de sauvegarde très peu flexible. Le danger existe que des erreurs se glissent à l'écriture et soient amplifiées lors des migrations de sauvegarde. De plus, la dégradation très aléatoire du support au fil du temps génère souvent des erreurs de lecture irrécupérables si la migration est effectuée trop tard.

 

Résumé des supports optiques

Disques optiques

Avantages Inconvénients Applications
très peu cher pas de correction d'erreur d'écriture archivage décentralisé
durée de vie assez bonne (5-10 ans) support instable stockage de contenus "retrouvables ailleurs" (films, jeux...)
insensible aux risques électriques durée de vie aléatoire archivage de photographies *
  très grande sensibilité à la lumière archivage annuel de vos documents*
  erreurs souvent irrécupérables  
  peu flexible  
  assez fragile  

* A condition de les stocker sur un autre type de support en parallèle

 

 

Mémoires Flash

 

Ce type de mémoire désigne tous les supports d'information où les bits sont stockés par des semi-conducteurs. (cartes mémoires, lecteurs MP3, clés USB etc...)

L'explication qui suit est extrêmement simplifiée. Dans la réalité c'est un peu différent mais le principe reste le même.

Sur ce type de mémoire, chaque bit est stocké par un transistor qui a la particularité de pouvoir retenir une charge d'électrons grâce à un isolant. La charge agit sur une grille flottante qui sert de vanne. Pour lire l'information, on essaye de faire passer un courant à travers le transistor. Si le transistor est déchargé, celui-ci laisse passer le courant. Si celui-ci est chargé, il bloque le passage du courant.

 

 

Pour changer l'état du transistor, on applique sur la base une forte tension ; un peu comme si l'on appliquait une pression énorme sur un joint de robinet. L'isolant laisse alors passer les électrons (dans un sens ou dans l'autre), ce qui permet de changer la charge du transistor (et donc son état 0 ou 1)

 

 

 

De ce principe de fonctionnement on en déduit les limitations de ce format en ce qui concerne l'archivage :

- Rétention de l'information à durée limitée : de même qu'un récipient n'est jamais parfaitement étanche, l'isolant qui retient les électrons pourrait ne pas remplir parfaitement son office et laisser passer quelques électrons avec le temps.

- Nombre d'écritures limitées : la forte tension appliquée lors de l'écriture endommage l'isolant, et celui-ci finit par lâcher au bout d'environ 10 000 écritures.

- Risque de secteurs défectueux : chaque mémoire est composée de milliards de transistors. Mais rien n'indique qu'ils soient tous bons ! De ce fait, les cartes mémoires intègrent une correction d'erreur pour pallier au problème.

- Sensibilité aux décharges électrostatiques : comme tout semiconducteur, une mémoire flash est très sensible aux décharges électrostatiques qui peuvent détruire irréversiblement la puce mémoire.

 

 

Conservation de l'information : 10 ans et plus

Stockage : pas de précaution particulière, si ce n'est de ne pas exposer une mémoire flash à l'humidité ou à une chaleur excessive.

Applications : le coût extrêmement élevé des mémoires flash les destine surtout à la sauvegarde décentralisée de petits fichiers, aux appareils nomades ou au stockage de documents.

 

un petit mot au sujet des clefs USB : utilisée de manière régulière, une clef USB a tendance à s'user très vite. Il est courant qu'une clef lâche au bout d'un ou deux ans. Souvent, cela se manifeste par des fichiers corrompus, des accès lents voire des plantages.

Il est très peu recommandé de stocker à long terme ou de sauvegarder des fichiers sur une clef ayant déjà servi. Contrairement à ce qu'on pourrait croire, les clefs USB sont des dispositifs de stockage peu fiables. Il arrive aussi qu'une clef soit détruite si elle est retirée sauvagement ou si une panne de courant se produit lors d'un accès.

 

Résumé des mémoires flash

 

Mémoires Flash

Avantages Inconvénients Applications
taille très petite nombre d'écritures limitées archivage décentralisé mobile
résistance aux chocs et agressions extérieures taux d'erreurs assez élevé stockage de documents
consommation faible mauvaise fiabilité  

conservation de l'information longue

 (plus de 10 ans)

prix exorbitant  
  capacités limitées  

 

 

 

Disques durs

 

Les disques durs figurent parmi les premiers moyens de stockage créés pour l'informatique. Malgré toutes les tentatives en cours pour les remplacer par d'autres dispositifs, ils restent massivement présents dans le domaine du stockage et équipent quasiment 100% des ordinateurs actuels.

Le disque dur diffère des disques optiques et des mémoires flash car il intègre toujours son propre lecteur (d'où son nom exact : lecteur-enregistreur de disque dur)

 

Le stockage de l'information sur un disque dur se fait de manière électromagnétique : la surface du disque est formée de microparticules aimantées qui, selon la manière dont elles sont positionnées, génèrent un champ magnétique d'orientation différente.

Avant toute chose il faut savoir que :

- le déplacement d'un champ magnétique au voisinage d'une bobine génère un courant dans la bobine

- le passage d'un courant dans une bobine est capable d'orienter des particules magnétiques.

 

La tête de lecture/écriture est une sorte de minuscule bobine Elle permet d'écrire ou de lire les données. Elle est fixée au bout d'un bras pivotant qui permet de balayer toute la surface du disque en rotation. Celle-ci ne touche pas la surface mais plane à quelques microns de hauteur. De ce fait, le disque dur est étanche et ne doit pas être ouvert car la moindre poussière à la surface du disque détruirait la tête et/ou la couche magnétique.

 

Avant d'être formatée, la surface du disque n'est pas magnétisée. Les particules sont positionnées aléatoirement.

 

 

 

Lors de la phase d'écriture, un courant est envoyé dans la bobine. Celle-ci génère alors un champ magnétique qui oriente les particules dans le même sens. Selon le sens du courant, le sens du champ magnétique change et donc le sens des particules. L'information stockée sur la zone est donc un bit de valeur 0 ou 1, selon l'orientation des particules.

 

Lors de la phase de lecture, la rotation du disque fait se déplacer le champ magnétique des différentes zones à proximité de la tête de lecture. De ce fait, un courant induit est généré, et son sens permet de déduire la valeur du bit sous la tête de lecture.

 

 

De ce principe de fonctionnement, on peut déduire les risques liés à la sauvegarde sur disque dur :

- le risque de panne est double : en effet la défaillance du lecteur ou du disque entraîne l'impossibilité de lire les données dans les 2 cas.

- sensibilité aux chocs : le lecteur de disque contient des pièces mécaniques en mouvement. Tout contact entre la tête de lecture et la surface du disque est destructeur. De ce fait, les disques durs sont les supports les plus sensibles aux chocs, même si de nombreux progrès ont été effectués pour améliorer leur robustesse. En outre, les chocs violents peuvent désorganiser les particules et donc démagnétiser le disque, conduisant à la perte de données.

- sensibilité aux champs magnétiques : ne jamais placer un disque à proximité d'un champ magnétique intense ! Celui-ci pourrait en effet remagnétiser la surface du disque et en effacer les données. Attention donc aux aimants de haut-parleurs, gros moteurs électriques, aimants pour tableau...

- risque électrique : un choc électrique dû à une défaillance d'alimentation peut détruire l'électronique du disque, le rendant illisible.

- risque électrostatique : une décharge électrostatique peut détruire l'électronique du disque.

- risque chimique : l'eau peut endommager l'électronique du disque, et les solvants détruire les joints d'étanchéité du disque, le rendant très vulnérable.

- risque thermique : comme tout équipement électronique, les disques durs détestent particulièrement la chaleur. La durée de vie d'un disque dur chauffant à 60° est divisée par 4 par rapport à un disque à 35°. En outre, la chaleur démagnétise fortement la surface du disque et peut conduire à la perte de données, même lorsque le disque est éteint !

- risque d'usure : à force d'être remagnétisée, la surface du disque perd ses propriétés magnétiques (entre 100 000 et 1 million d'écritures). De même, les pièces d'usure du lecteur (moteur, roulements, tête de lecture...) peuvent prendre du jeu, perdre en précision voire se casser.

 

 

Conservation de l'information : de 5 ans (usage intensif) à 10 ans (disque dur de qualité utilisé seulement pour des sauvegardes)

Stockage : à l'abri de la chaleur, loin de tout champ magnétique ou électrique (idéalement dans une armoire antimagnétique), et à l'abri de l'humidité.

Applications : la flexibilité, la rapidité et la grande capacité des disques durs les destinent aux sauvegardes fréquentes, de grand volume ou de fichiers nécéssitant un accès rapide (vidéo, audio etc...). Malgré leur fragilité, les disques durs sont actuellement le moyen le plus pratique et le plus fiable pour l'archivage dynamique de données. En effet, ceux-ci intègrent des dispositifs de correction d'erreur et de vérification permettant d'éviter la corruption des données, et de nombreux outils permettent de récupérer les informations de disques endommagés ou usés.

 

 

Disques Durs

Avantages Inconvénients Applications
Flexibilité Lecteur intégré et non remplaçable archivage fréquent, sauvegardes incrémentales
Vitesse Fragilité stockage de gros fichiers ou nécessitant un accès rapide
Fiabilité Nombreux risques associés stockage de fichiers nécessitant un accès fréquent

Grande capacité

   
     

 

 

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