Les défaillances hardware

Les défaillances hardware en 4 causes 

Inutile de chercher des milliers de raisons à une panne matérielle de votre ordinateur, il n’existe que 4 causes.

Nous les examinerons selon leur répartition en terme de pourcentage. Les pannes n’ont en fait rien d’aléatoire, et quoi qu’en en dise souvent, il n’y a pas d’obsolescence programmée d’un système.

Bien sûr chaque composant a un MTBF (temps moyen entre pannes) car la vie éternelle des composants n’existe pas. Pourtant ne vous êtes vous jamais posé la question pour laquelle les matériels d’il y a quelques années avaient une durée de vie plus longue que les ordinateurs actuels ?

Sûrement, vous vous êtes faits la remarque. Avant tout fonctionnait mieux. Eh bien c’est faux. Tout fonctionnait exactement comme aujourd’hui mais il y avait des raisons à ce fonctionnement plus pérenne. Nous examinerons donc chaque cause. 

Tous les composants et pièces n’ont pas la même durée de vie c’est certain. Pourtant pour que vous puissiez les utiliser au mieux de leurs capacités respectives, encore faut il que vous éliminiez ces 4 causes le plus tôt possible. Et que vous fassiez en sorte de maintenir vos efforts sur la durée. 

Généralement on acquiert un équipement informatique comme on achèterait tout autre équipement sans regarder ce qui se cache à l’intérieur. Je ne vous engage pas à tout démonter dès votre achat, mais plutôt à réfléchir à chaque cause, à voir quelles solutions y apporter voire comment y remédier. 

Répartition des pannes par cause

Voici la répartition en  pourcentage de chaque cause responsable de 100% des défaillances matérielles.

Il n’est pas tenu compte d’une cause représentant moins de 0.1% des pannes, qui est liée à des soudures sèches, des composants non prévus pour l’usage auquel on les destine etc…

Eh oui, car aussi étonnant que cela puisse paraître toutes les pannes matérielles viennent de là !

Prenons ces 4 causes dans l’ordre et voyons quels problèmes sont susceptibles d’advenir et les relations qui peuvent exister entre elles. Et surtout comment y remédier.

Cause 1 : la chaleur 

Premier au hit-parade toutes catégories la chaleur. Tous les composants chauffent c’est indéniable.

L’excitation des molécules qui composent chaque composant dégage une énergie, qui se transforme en au moins 50% de chaleur.

D’ailleurs sur l’ensemble de l’énergie que vous consommez dans votre matériel, 50 % se transforme en chaleur et ne sert nullement au fonctionnement électrique des composants.

Alors il importe de dissiper cette chaleur. Il ne s’agit pas uniquement des éléments tels que : 

  • le processeur
  • la carte graphique
  • les mosfets

mais de tous les composants.

La dissipation de la chaleur est essentielle.

Mais celle-ci est rendue difficile par la proximité de chacun. Si auparavant les défaillances matérielles étaient moins fréquentes c’est d’abord et surtout parce que si les composants chauffaient certes  leur population sur une carte était moindre.

Ainsi l’espace les séparant plus élevé, les fréquences de fonctionnement plus basses, entrainaient une déperdition d’énergie moindre.

Si on prend le cas des condensateurs ceux-ci sont donnés pour une température de 105°C. Au delà leurs propriétés se dégradent. Plus la température augmente plus les risques de panne augmentent. Mais cette augmentation du taux de panne par rapport à l’augmentation de la chaleur n’est pas linéaire.

Ainsi l’augmentation de 50 à 100°C correspond à un risque de panne multiplié par 3 ! 105°C est la température de seuil à ne pas dépasser. Or si tous les composants de votre système chauffent à 100°C et que la méthode de refroidissement n’est pas efficace  ou pas suffisamment. La température de ceux-ci risque rapidement de dépasser le seuil critique.

On sait que faire fonctionner un système à la limite de sa charge entraîne un risque de rupture important. Donc il faut dissiper la chaleur.

Plus longtemps vous fonctionnez proche de la limite, plus le MTBF se réduit.  

Dissipation de la chaleur

Outre les dissipateurs de chaleur que vous trouvez traditionnellement sur le processeur, la carte graphique ou les mosfets, il convient de diminuer la chaleur globale de l’enceinte constituée par le boitier du PC.

Dans le boitier d’un PC la chaleur est en moyenne de 10°C supérieure à celle de l’ambiance générale de la pièce. Pour refroidir peu de solutions disponibles.

La plus simple et la moins onéreuse est d’un coté d’introduire de l’air frais avec au moins un ventilateur fonctionnant en aspiration, de l’autre extraire l’air avec au moins deux ventilateurs.

Il faut que les ouïes permettant l’introduction d’air soient suffisamment grandes et corrélées au diamètre des pales du ventilateur considéré.

Placer plusieurs sondes qui mesureront la température et asserviront la vitesse des ventilateurs à la température. Il faudra par ailleurs brasser l’air intérieur. 

Ainsi la température de l’air entrant fera baisser celle des zones chaudes. Chacun est juge de la méthode qui convient pour insuffler de l’air frais à l’intérieur du boitier.

Une contrainte cependant celui-ci doit être le plus sec possible. Au contact de certains composants très chauds, le risque de formation d’un point de rosée en cas d’air humide est important. 

Nombre de ventilateurs existent, et n’hésitez pas à les sur-dimensionner. Un ventilateur sous dimensionné doit travailler à sa vitesse maximale. Donc le risque de panne de celui-ci sera élevé aussi. Au contraire le sur dimensionnement permet le fonctionnement à vitesse réduite. Celle-ci augmente la durée de vie et diminue corrélativement le bruit. D’ailleurs parler des ventilateur nous amène aux vibrations.

Nous n’évoquerons pas le refroidissement à huile (oil-cooling) car celui-ci a déjà l’objet d’un développement. 

Cause 2 : les vibrations

Tous les systèmes qui fonctionnent en rotation génèrent des vibrations. Ainsi en est il des ventilateurs, disques durs,  et lecteurs divers.

Quels sont les risques générés par des vibrations ?

Premièrement les composants vissés peuvent se desserrer, donc augmenter les vibrations.

Ensuite ceux soudés peuvent ne plus faire contact, causant des pannes intermittentes.

Il peut arriver aussi que la chaleur cause à terme des vibrations.

Si vous sollicitez trop votre alimentation, les spires du transformateur peuvent chauffer. L’espace  inter-spire va augmenter et celles ci vont vibrer.

Souvent nombre de problèmes sont corrélés. C’est pourquoi il est important de bien dimensionner tous les composants en terme de puissance notamment. 

Installation de silent-blocs

On peut comparer et c’est toujours utile avec un moteur. Pour éviter les vibrations on utilise silent-blocs. Eh bien vous pouvez également en utiliser pour tous les montages électroniques.

Le but est d’isoler chaque liaison de pièces métalliques en leur intercalant une pièce plastique.

Ainsi le boitier sera désolidarisé de la carte mère. Les ventilateurs du boitier, le disque dur et le lecteur de DVD de leur berceau. Enfin l’alimentation de son logement.

Si les vibrations se produisent, elles ne se communiqueront plus autre pièces. Donc on diminue le phénomène de résonance. Il n’est pas certain que vous trouviez exactement les pièces dont vous aurez besoin dans le commerce.

Mais dans n’importe quel magasin de bricolage vous trouverez des rondelles en caoutchouc, que vous pourrez adapter. 

Cause 3 : l’humidité 

En fait pour être précis, il ne faut ni trop ni trop peu d’humidité. Trop peu c’est le risque de décharge électrostatique.  Trop c’est le risque de corrosion, ou de condensation. Il faut conserver un bon équilibre. L’humidité doit être comprise entre 40 et 60%. Alors si vous habitez dans une zone très humide, soit vous utilisez un PC durci. Soit vous déshumidifiez l’air entrant dans le PC mais pas en totalité.

Le mieux est parfois l’ennemi du bien. Le problème n’est généralement pas lié uniquement à l’humidité mais plutôt à une absence de ventilation de la pièce. 

Notre entreprise se trouve dans un troglodyte, la température y est de 14°C et le taux d’humidité de 59%. Nous n’avons aucun problème lié à l’humidité. Nous aérons en permanence de façon forcée et naturelle.

Le flux d’air permet de ventiler suffisamment pour n’avoir aucune corrosion sur nos matériels. D’ailleurs depuis peu des datacenters sont installés dans des troglodytes aussi.

C’est pour vous dire que si l’humidité est un problème en soi, régulée elle ne l’est pas.

Il faut juste éviter la multiplication des problèmes. Certes pour nous l’air est humide mais à 14°C le risque de condensation est quasi nul.

Par ailleurs nous n’avons pas besoin de rafraichir l’air entrant, ni de le réchauffer. La température moyenne de nos PC est de 12°C toute l’année !

Cause 4 : la poussière 

Des 4 causes c’est sans doute à la fois la plus simple à déterminer et la plus compliquée pour s’en débarrasser.

Le mécanisme est le suivant : les équipements ne sont pas assez ventilés donc ils chauffent. La poussière par effet électrostatique vient se déposer. La poussière isole les composants ne leur permettant plus de refroidir. Donc ils chauffent davantage, donc attirent plus de poussière….

Supprimer la poussière n’est pas excessivement compliqué. Premièrement assurez vous que devant votre ventilateur en aspiration vous avez placé une sorte de tissu alvéolaire. Par exemple ceux devant les baffles. Il permet d’éviter que la poussière ne pénètre dans le boitier.

Ensuite si celle-ci est déjà entrée, aspirez régulièrement tous les composants qui chauffent. Choisissez plutôt un aspirateur à main. Vous pouvez aussi souffler avec de l’air comprimé mais attention au débit, à la qualité de l’air, à l’humidité et à l’endroit où vous opèrerez.

Quelque soit votre choix évitez les chiffons microfibres. Pour atteindre des endroits difficiles d’accès vous pouvez utiliser une brosse à dents.

Nettoyez !

Il faut nettoyer les pales des ventilateurs, les câbles, les connecteurs et tous les PCB. Sans oublier le disque dur , la carte mère. Pour les RAM utilisez une gomme pour nettoyer les connecteurs dorés. 

Pour les portables c’est un peu plus compliqué. Parce que souvent on confond portable avec transportable.

Quelques précautions d’usage.

Ne l’utilisez pas pas sur une nappe, une couverture, toute matière susceptible de maintenir la chaleur. Ou d’empêcher l’air de pénétrer.

Les ouïes sont trop faiblement dimensionnées, et pour bien faire il faudrait que vous le nettoyiez ou fassiez nettoyer une fois par an. Au minimum.

Dans un portable généralement les systèmes de refroidissement sont sous dimensionnés, et la poussière obstrue assez rapidement le ventilateur. Plus encore les caloducs et les ailettes après le processeur.

Si vous hésitez sur la manière de procéder mais que vouliez le faire vous même, référez vous à nos guides, et en cas de souci contactez nous, nous nous ferons un plaisir de vous aider.

Démontez et supprimez toute trace de poussière, vous allongerez la vie de vos appareils. Réduire ne serait ce qu’une cause c’est atténuer les conséquences. 

Et vous quelles démarches avez vous pris pour réduire ou supprimer la cause de pannes hardware ? 

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