Le cloud et les centres de données : cours de Seconde SNT

Quand tu regardes une vidéo, que tu ouvres un document partagé avec ta classe ou que tu retrouves tes photos sur un nouveau téléphone, tu as l'impression que tout est « dans le téléphone » ou « sur Internet ». En réalité, ces fichiers dorment dans des machines bien matérielles, rangées dans des bâtiments précis. Ces bâtiments s'appellent des centres de données. Et la manière de s'en servir à distance s'appelle le cloud, ou informatique en nuage.

Ce chapitre prolonge ce que tu as vu sur les données, les métadonnées et les fichiers en table : après avoir appris à décrire et à organiser des données, on se demande où elles vivent et ce que cela coûte. Tu vas comprendre comment ce système est construit, pourquoi il consomme beaucoup d'énergie, et pourquoi il pose des questions de droit et de souveraineté.

Décomposons cette idée. Un serveur est un ordinateur dont le rôle n'est pas de servir à une personne devant un écran, mais de répondre aux demandes d'autres machines : ton application envoie une requête, le serveur répond. Une baie de stockage est une armoire qui rassemble de nombreux disques où l'on range les fichiers. Un centre de données aligne des quantités de ces équipements, dans des salles surveillées de près.

Dans les ressources officielles de l'Éducation nationale, les centres de données sont présentés comme des lieux qui abritent les serveurs mettant les services numériques à notre disposition.¹

Une autre idée reçue : toutes tes données seraient chez un grand fournisseur. En fait, sauf si on utilise le cloud de façon totale, les données se répartissent entre les centres et les appareils des utilisateurs.² Une partie reste donc sur ton téléphone ou ton ordinateur, une autre part est ailleurs.

Le mot « nuage » est une image : de l'extérieur, on ne voit pas les machines, on voit seulement le service. Mais derrière le nuage, il y a toujours des centres de données. Le cloud n'est donc pas immatériel. C'est une façon de louer ou d'utiliser des machines qu'on ne possède pas et qu'on ne voit pas.

Prenons un exemple concret. Tu rédiges un exposé dans un traitement de texte en ligne. Le fichier n'est pas enregistré sur le disque de ton ordinateur : il est conservé sur un serveur distant. Tu peux le rouvrir depuis le lycée, depuis chez toi ou depuis un téléphone. Ton ordinateur ne sert que de fenêtre vers un travail qui vit ailleurs.

Le point commun de ces sigles est le mot service : on n'achète pas une machine ou un logiciel pour toujours, on utilise une prestation fournie à distance. Le « S » de SaaS, « P » de PaaS, « I » de IaaS indiquent ce qui est fourni : un logiciel, une plateforme, une infrastructure. Au niveau de la classe de Seconde, retiens surtout l'idée générale : le fournisseur s'occupe des machines, l'utilisateur se sert du résultat.

Tous les clouds ne se ressemblent pas. On en distingue généralement trois types, dont le cloud public, accessible par Internet, et le cloud d'entreprise, dit aussi privé.³ Retenons ces deux-là, qui s'opposent bien.

Des milliers de serveurs qui calculent en permanence ne sont pas silencieux, ni froids. Les centres de données dégagent beaucoup de chaleur : il faut les refroidir ou les tempérer sans interruption, avec des systèmes qui consomment eux-mêmes de l'énergie.² C'est le défi technique central de ces sites.

Un onduleur est un appareil qui fournit un courant stable et prend le relais quelques instants en cas de coupure. Sans lui, une micro-coupure pourrait faire perdre des données en cours d'écriture. Cette protection est utile, mais elle a un coût énergétique.

Pourquoi accepter une température plus élevée ? Parce que refroidir demande de l'énergie. Plus on tolère une salle chaude, moins on dépense pour la refroidir. Tout est question d'équilibre entre la sécurité du matériel et la sobriété.

La sécurité contre l'incendie est une autre préoccupation. Les centres sont dotés de systèmes poussés de prévention et d'extinction, et souvent de deux systèmes d'alarme.² Le premier repère les particules chaudes que dégagent des composants en surchauffe, souvent à l'origine d'un feu ; le second détecte les débuts d'incendie.² Ces dispositifs sont répartis par zones et associés à des portes coupe-feu : un incendie doit pouvoir être éteint sans toucher le reste du bâtiment.²

Un fichier placé dans le cloud est bien rangé quelque part, mais l'utilisateur ne sait pas où. Ce flou crée une difficulté de droit : les lois existantes valent toujours, mais laquelle appliquer selon la machine, le site et le pays concernés ?³

Les centres de données sont décrits comme le cœur du numérique moderne : cloud computing, intelligence artificielle, stockage de données publiques et privées.² On comprend alors pourquoi certains y voient un sujet de souveraineté nationale : qui contrôle ces sites contrôle une partie de ce qui circule.²

Les États s'intéressent depuis longtemps à ces infrastructures. Le 22 novembre 2010, le gouvernement américain a annoncé une politique du « cloud d'abord ». Son but : faire des économies sur un budget informatique de 80 milliards de dollars par an, en fusionnant 40 % au moins de ses 2 100 centres de données avant 2015.³ En France, deux consortiums sont nés en 2011 grâce aux investissements d'avenir : Cloudwatt, conduit par Orange et Thales, et Numergy, conduit par SFR et Bull.³

Que faire pour réduire l'impact ? Une piste évoquée est un cloud plus décentralisé. Il demanderait une gestion dynamique du refroidissement, c'est-à-dire refroidir là où il faut et quand il faut, si possible de façon passive.² Il supposerait aussi une autre conception de la sécurité des serveurs et de la gestion distribuée des données, ainsi que des réseaux de centres capables de s'adapter aux variations des besoins et de l'énergie disponible.²

L'objectif affiché est un « green cloud » sans hausse globale des consommations, mais ce modèle reste à inventer.² Pour un élève de Seconde, la leçon est de ne pas voir le numérique comme immatériel : chaque clic a une trace matérielle, et des ingénieurs travaillent à la réduire.