Structure d'un PC et identification des composants (PR01)

Ce que tu sauras faire, par écrit

L'épreuve pratique AMPCR se passe uniquement par écrit (consignes officielles 2026-2027/1, p. 3). Pour la partie matériel, on te remet un schéma, une photo, une fiche technique, un inventaire ou la description d'un PC, et tu dois, sur papier :

1. identifier les composants et les connecteurs (sur un schéma, une photo ou une description) et les nommer exactement ;
2. expliquer leur rôle et comment ils sont reliés (cheminement des données) ;
3. interpréter un inventaire (fiche, relevé de commande, écran du firmware) et un symptôme simple ;
4. sélectionner une pièce compatible et justifier chaque critère ;
5. justifier le montage et les précautions (électricité statique, coupure secteur).

Exigences officielles travaillées dans ce cours

• AP-01 (p. 5) — « La structure d’un ordinateur, ses composants et ses périphériques. »
• AP-02 (p. 5) — « Les différents éléments qui peuvent constituer un ordinateur (Processeur, mémoire RAM-ROM, carte mère, BIOS, UEFI, etc.). »
• AP-05 (p. 5) — « Les périphériques d’entrée et de sortie et le rôle d'un pilote. »
• AP-07 (p. 5) — « La carte mère et ses éléments constitutifs. »
• AP-17 (p. 5) — « Notion de compatibilité. »

Ce cours mobilise aussi, au niveau de l'identification : les branchements (AP-06) et l'alimentation (AP-04), détaillés en PR02 ; le stockage (AP-03), détaillé en PR05 ; le montage (AP-14), détaillé en PR03. Le diagnostic des pannes est traité en PR06.

Complément pédagogique (hors liste officielle des pp. 5-6, signalé comme tel) :

• AP-C02 (complément pédagogique) — « Sécurité électrique et protection ESD lors d'une intervention sur un PC. »

Lien avec la théorie

Les notions de base sont présentées dans la théorie AMPCR : MC01 Architecture générale d'un PC, MC02 Carte mère, formats et connectiques, MC03 CPU et mémoire RAM, MC04 Stockage, MC07 BIOS, UEFI, POST et démarrage et MC12 Pilotes, périphériques et logiciels. Ce cours-ci est pratique : schémas à repères, fiches, inventaires, choix de pièces et réponses rédigées, comme dans un dossier d'examen.

Comment travailler ce cours

Lis les chapitres dans l'ordre : chacun donne ses objectifs, la théorie, ce qu'on attend à l'écrit et un repère rapide. Étudie ensuite les quatre cas résolus, fais les 16 exercices corrigés (ici ou dans « S'entraîner », correction après envoi), puis passe le mini-examen noté sur 20 dans l'onglet « Examen blanc ».

Important — le plan de carte mère, le boîtier, le panneau arrière, les fiches produits et les relevés de ce cours sont des supports fictifs construits pour s'entraîner : ils ne décrivent aucun produit réel, et seule la fiche du fabricant fait foi pour un vrai matériel. Les valeurs normalisées (dimensions des formats, contacts des barrettes, débits PCIe, USB et SATA) viennent des spécifications citées en fin de cours. Aucun exercice n'est une question officielle ni une question déjà posée par le Jury.

Objectifs : distinguer unité centrale et périphériques ; situer chaque composant interne ; décrire le trajet des données.

1.1 Unité centrale, composants internes, périphériques

• L'unité centrale est le boîtier et ce qu'il contient : carte mère, processeur, mémoire vive, stockage, carte graphique éventuelle, bloc d'alimentation, refroidissement.
• Les périphériques sont reliés à l'unité centrale par un port : clavier, souris, écran, imprimante, scanner, disque externe, casque… (chapitre 11).
• La carte mère relie tout : c'est sur elle que se branchent le processeur, la mémoire, les cartes d'extension, les unités de stockage et les câbles de façade.

1.2 Le cheminement des données

Le processeur exécute les programmes ; il travaille sur des données placées en mémoire vive. Les données viennent du stockage (SSD, disque dur), d'un périphérique ou du réseau, et les résultats repartent vers l'écran (par la carte graphique ou la partie graphique du processeur), le stockage ou un périphérique.

• Liaisons directes au processeur (les plus rapides) : la mémoire vive (canaux DDR), le slot PCIe x16 principal (carte graphique) et, souvent, le premier emplacement M.2.
• Liaisons par le chipset : en général les ports SATA, une partie des ports USB, le réseau, l'audio, des emplacements PCIe et M.2 supplémentaires. Le chipset est relié au processeur par une seule liaison, partagée par tous ces périphériques.
• Le bloc d'alimentation alimente tout mais ne transporte aucune donnée.

À l'écrit, un trajet se décrit composant par composant, avec la liaison utilisée : « le fichier est lu sur le SSD NVMe, passe par la liaison PCIe jusqu'au processeur, est copié en mémoire vive… ». Le manuel de la carte (schéma-bloc, tableau des ports) dit quels ports dépendent du processeur ou du chipset.

Repère rapide : processeur = calcul ; RAM = travail en cours (volatile) ; stockage = conservation ; carte mère = liaisons ; chipset = entrées-sorties secondaires ; bloc = énergie.

Objectifs : reconnaître les formats de carte mère et de boîtier, vérifier qu'une carte entre dans un boîtier, nommer les éléments d'une tour.

2.1 Les formats de carte mère

Les trois formats partagent la position de la plaque d'E/S arrière et des fixations de référence : une carte plus petite entre dans un boîtier prévu pour un format plus grand, jamais l'inverse.

• Le nombre d'emplacements d'extension suit le format : une carte Mini-ITX n'en a qu'un ; une carte graphique épaisse peut masquer l'emplacement voisin.
• Le bloc d'alimentation a aussi un format : ATX dans la plupart des tours, SFX dans certains petits boîtiers (la fiche du boîtier l'indique).

2.2 L'intérieur d'une tour

• Flux d'air : l'air frais entre par la façade (ventilateurs d'entrée) et sort à l'arrière ou par le haut (extraction) ; un flux inversé ou obstrué fait chauffer les composants.
• Limites du boîtier à relever sur sa fiche : formats de carte mère acceptés, longueur maximale de la carte graphique, hauteur maximale du ventirad, format du bloc, nombre de baies 3,5" et 2,5", ports de façade.

À l'écrit : « la carte ATX (305 × 244 mm) ne peut pas être montée dans ce boîtier, qui n'accepte que le microATX (244 × 244 mm au plus) » — une réponse chiffrée et justifiée.

Objectifs : identifier les éléments d'une carte mère sur un plan ou une description ; expliquer le rôle du socket, du chipset et du VRM.

3.1 Plan d'une carte mère ATX

3.2 Socket, chipset et VRM

• Socket : le support du processeur. Il fixe la plateforme : un processeur ne s'installe que dans le socket prévu pour lui. Deux familles : LGA (les broches sont sur la carte mère, le processeur a des pastilles) et PGA (les broches sont sous le processeur). Exemples courants : AMD AM4 (PGA, mémoire DDR4), AMD AM5 (LGA, DDR5 uniquement), Intel LGA1700 (DDR4 ou DDR5 selon la carte mère), Intel LGA1851 (DDR5).
• Même socket ne veut pas dire compatibilité garantie : la liste des processeurs pris en charge du fabricant de la carte indique les modèles acceptés et la version de firmware minimale.
• Chipset : la puce (sous un radiateur plat) qui gère une partie des entrées-sorties (SATA, USB, réseau, audio, PCIe et M.2 supplémentaires). Sa gamme fixe le nombre de ports et certaines fonctions ; il est relié au processeur par une liaison dédiée.
• VRM (étage d'alimentation du processeur) : selfs, transistors et condensateurs autour du socket, souvent sous radiateur. Il transforme le +12 V du connecteur EPS en tension basse (de l'ordre de 1 V) adaptée au processeur. Un VRM mal refroidi limite les performances.

3.3 Emplacements et connecteurs de la carte

• Emplacements mémoire DIMM (chapitre 5), socket et EPS autour du processeur.
• PCIe : un emplacement se décrit par sa taille mécanique (x1, x4, x16) et par ses lignes câblées (« x16 mécanique, x4 électrique ») ; une carte x1 fonctionne dans un slot plus long ; le PCIe est rétrocompatible entre générations, au débit de la plus ancienne.

• M.2 : emplacement plat pour SSD (ou carte Wi-Fi). Il se décrit par sa clé (M pour les SSD, E pour le Wi-Fi), son interface (NVMe sur PCIe, SATA, ou les deux) et les longueurs acceptées : 2280 = 22 mm de large, 80 mm de long (aussi 2242, 2260, 22110).
• SATA : connecteurs de données à 7 contacts, en forme de L, sur le bord de la carte.
• Connecteurs internes : USB 2.0 (9 broches) et USB 3.x (19 broches) pour les ports de façade, USB-C de façade sur les cartes récentes, HD_AUDIO (prises audio de façade), ventilateurs (CPU_FAN, 4 broches : la quatrième règle la vitesse), connecteur de façade (bouton, reset, voyants : brochage dans le manuel), pile CMOS, puce du firmware.

À l'écrit : nomme le connecteur exactement (« connecteur interne USB 3.x 19 broches ») et dis à quoi il est relié (« au câble des ports USB de la façade »).

Objectifs : décrire le rôle du processeur et de son refroidissement ; vérifier un ventirad et un processeur compatibles.

4.1 Le processeur

• Il exécute les instructions des programmes. Ses caractéristiques utiles à l'écrit : socket, nombre de cœurs, fréquence, puissance thermique indiquée par le fabricant (en watts), mémoire prise en charge (DDR4, DDR5), présence d'une partie graphique intégrée.
• Il contient le contrôleur mémoire (relié directement aux barrettes) et les lignes PCIe principales, ainsi qu'une petite mémoire très rapide, le cache (volatile).
• Partie graphique intégrée : elle permet d'utiliser les sorties vidéo de la carte mère sans carte graphique. Certains processeurs n'en ont pas (par exemple les modèles Intel à suffixe F) : sans carte graphique, un tel PC n'affiche rien. La fiche du fabricant fait foi.

4.2 Le refroidissement

• Ventirad : radiateur + ventilateur, fixé sur le processeur ; ou watercooling tout-en-un (pompe, radiateur, ventilateurs).
• Pâte thermique : couche fine entre le processeur et le radiateur, qui comble les micro-vides ; on la renouvelle à chaque démontage du ventirad.
• Compatibilité d'un ventirad : socket pris en charge (kit de fixation), puissance dissipée au moins égale à la puissance thermique du processeur, hauteur inférieure à la hauteur maximale du boîtier, dégagement autour des barrettes de RAM.
• Le ventilateur se branche sur CPU_FAN : sans lui, de nombreuses cartes signalent une erreur au démarrage.
• Sans refroidissement suffisant, le processeur baisse sa fréquence pour se protéger, puis provoque un arrêt de protection (diagnostic : cours PR06).

À l'écrit : « V1 convient : socket AM5 pris en charge, 150 W dissipés pour 105 W, 158 mm pour 160 mm au plus » — chaque critère avec sa valeur.

Objectifs : distinguer RAM, ROM et stockage ; reconnaître DIMM et SO-DIMM ; choisir une barrette compatible.

5.1 Volatile ou non : trois familles à ne pas confondre

• ROM (mémoire morte) désigne historiquement une mémoire en lecture seule. Le firmware de la carte mère est aujourd'hui dans une mémoire flash réinscriptible (on peut le mettre à jour), qu'on appelle encore souvent « ROM » : elle n'est pas modifiée en usage normal.
• La ROM n'est pas du stockage : elle ne contient ni le système ni les fichiers. Un SSD utilise aussi de la mémoire flash, mais c'est une unité de stockage.
• Plus de RAM permet de garder plus de programmes ouverts sans ralentissement ; elle ne remplace pas le stockage.

5.2 Barrettes DIMM et SO-DIMM

• DIMM (133,35 mm) pour les PC de bureau ; SO-DIMM (environ 69,6 mm) pour les portables et mini-PC ; certaines machines ont la mémoire soudée (non extensible).
• Génération : DDR3, DDR4 et DDR5 ont une encoche-détrompeur à des endroits différents et des tensions différentes : non interchangeables. Même nombre de contacts (DDR4 et DDR5 DIMM : 288) ne veut pas dire compatible.
• Fréquence (ex. DDR5-4800, DDR5-5600) : une barrette plus rapide fonctionne en général à la vitesse la plus basse commune ; mélanger des barrettes différentes peut poser problème : la liste de compatibilité de la carte fait foi.
• Capacité maximale : par emplacement et au total (fiche de la carte ou du portable).
• Double canal : avec deux barrettes, le manuel indique les emplacements à utiliser (souvent A2 et B2) pour qu'elles travaillent en parallèle.
• ECC : mémoire qui corrige certaines erreurs, pour serveurs et stations de travail ; il faut un processeur et une carte qui la prennent en charge.

À l'écrit : « la barrette C convient : SO-DIMM, DDR4, 8 Go, sous la capacité maximale par emplacement » — format, génération, capacité, puis précautions.

Objectifs : expliquer le rôle du firmware, du POST et de la pile CMOS ; répondre aux questions courantes d'un client.

6.1 BIOS et UEFI

• Le firmware est le programme de la carte mère qui s'exécute avant le système d'exploitation : il teste le matériel, permet les réglages et lance le démarrage. Il est enregistré dans la puce flash de la carte (la « ROM »).
• BIOS est l'ancien firmware des PC ; UEFI est son successeur : interface graphique, démarrage sur disques GPT (au-delà de 2 To), démarrage sécurisé (Secure Boot). Beaucoup de techniciens disent encore « le BIOS » pour l'écran de configuration UEFI. Le mode CSM émule l'ancien démarrage.
• Mise à jour du firmware : elle ajoute la prise en charge de nouveaux processeurs ou corrige des défauts ; elle ne touche pas au disque mais une coupure pendant la mise à jour peut rendre la carte inutilisable ; les réglages reviennent souvent aux valeurs par défaut.

6.2 Le POST

Le POST (autotest à la mise sous tension) vérifie le processeur, la mémoire et l'affichage avant de lire les réglages et de chercher une unité de démarrage. Une erreur au POST se signale par des bips, des LED ou un code dont la signification dépend du fabricant : le manuel fait foi (diagnostic détaillé : PR06).

6.3 La pile CMOS

• Pile bouton (3 V) de la carte : elle alimente l'horloge quand le PC est débranché et, sur certaines cartes, la mémoire des réglages.
• Pile usée : la date et l'heure se réinitialisent à chaque démarrage ; on la remplace par le même modèle, PC débranché, puis on règle date et heure.
• Effacer le CMOS (cavalier ou bouton CLR_CMOS, selon le manuel) remet les réglages du firmware par défaut ; cela n'efface aucune donnée du disque.

À l'écrit : distingue toujours « réglages du firmware » (carte mère) et « données » (disque).

Objectifs : reconnaître les unités de stockage et leurs interfaces ; choisir un SSD compatible (le partitionnement et le formatage sont traités en PR05).

7.1 Les unités et leurs interfaces

• SATA 6 Gbit/s : environ 600 Mo/s utiles au plus. Un SSD ou un disque SATA a deux câbles : données (7 contacts, vers la carte mère) et alimentation (15 contacts, vers le bloc).
• NVMe : le SSD est relié en PCIe (souvent x4) : PCIe 3.0 x4 ≈ 3,9 Go/s, PCIe 4.0 x4 ≈ 7,9 Go/s (débits théoriques de l'interface ; la fiche du SSD donne son débit réel).
• Piège de compatibilité : un SSD M.2 SATA s'enfiche souvent dans un emplacement M.2 NVMe seul, mais n'y est pas détecté. Sur certaines cartes, utiliser un M.2 en mode SATA désactive un port SATA : le manuel le précise.

7.2 Lire un inventaire de disques

$ lsblk -d -o NAME,TRAN,ROTA,SIZE,MODEL
NAME     TRAN ROTA   SIZE MODEL
sda      sata    1   1.8T HDD 3,5 2 To (fictif)
nvme0n1  nvme    0 931.3G SSD M.2 1 To (fictif)

• TRAN : interface (sata, nvme, usb) ; ROTA : 1 = disque à plateaux, 0 = sans pièce mobile.
• Go ou Gio ? Le fabricant compte en unités décimales (1 To = 10¹² octets) ; les outils système comptent souvent en unités binaires (1T = 1024⁴ octets) : un disque de 2 To s'affiche « 1.8T », un SSD de 1 To « 931.3G ». Ce n'est pas une panne.
• Sous Windows : Gestion des disques, Gestionnaire de périphériques, ou PowerShell Get-PhysicalDisk (type de média et type de bus).

À l'écrit : « nvme0n1 est un SSD NVMe sur M.2 (PCIe) : c'est l'unité la plus rapide, on y installe le système ».

Objectifs : reconnaître les connecteurs du bloc d'alimentation (le dimensionnement et la sécurité de l'alimentation sont traités en PR02) ; vérifier qu'une carte graphique peut être installée.

8.1 Les connecteurs du bloc d'alimentation

• Connecteurs sécables : ATX 20+4, EPS 4+4, PCIe 6+2 ; une carte qui prévoit 24 ou 8 broches doit recevoir toutes ses broches.
• EPS 8 broches et PCIe 8 broches se ressemblent mais ne sont pas interchangeables (détrompage différent) : ne jamais forcer.
• Certaines cartes graphiques récentes utilisent un connecteur 16 broches (12VHPWR / 12V-2x6), à enfoncer complètement.
• Bloc modulaire : les câbles se branchent sur le bloc ; on n'utilise que les câbles d'origine du bloc (le brochage côté bloc n'est pas normalisé).

9.1 La carte graphique

• Elle calcule l'affichage et pilote l'écran ; elle a sa propre mémoire (GDDR, volatile).
• Elle se monte dans le slot PCIe x16 relié au processeur ; l'emplacement fournit au plus 75 W, au-delà elle reçoit des connecteurs PCIe 6 ou 8 broches (ou 16 broches) du bloc.
• À vérifier avant achat : slot PCIe x16 libre (la génération importe peu, rétrocompatible) ; longueur et épaisseur (2 à 3 emplacements) face au boîtier ; alimentation recommandée par le fabricant et connecteurs disponibles sur le bloc ; sorties (HDMI, DisplayPort) adaptées à l'écran.
• Sorties vidéo de la carte mère : elles ne fonctionnent qu'avec un processeur à partie graphique intégrée, et elles sont souvent désactivées quand une carte graphique est installée : l'écran se branche sur la carte graphique.

À l'écrit : une ligne par critère, avec la valeur relevée et la conclusion (« longueur : 320 mm pour 300 mm au plus, incompatible »).

Objectifs : identifier les ports externes et internes, choisir le bon port pour un périphérique.

10.1 Le panneau arrière

10.2 L'USB : la forme n'est pas le débit

• USB-C est une forme de connecteur (réversible), pas une vitesse : une prise USB-C peut être en USB 2.0, en 5, 10, 20 ou 40 Gbit/s. Le marquage, le manuel et le câble déterminent le débit réel.
• La couleur bleue d'une languette USB-A signale souvent l'USB 3.x : c'est une habitude, pas une garantie.

10.3 Les autres ports

• Vidéo : HDMI (image et son, téléviseurs et écrans), DisplayPort (écrans informatiques, image et son), DVI (ancien, numérique), VGA (ancien, analogique, prise bleue à 15 broches).
• Réseau : RJ45 (Ethernet, voyants de liaison et d'activité) ; antennes Wi-Fi si la carte a un module sans fil.
• Audio (code couleur des PC de bureau) : vert : sortie casque ou haut-parleurs ; rose : entrée microphone ; bleu clair : entrée ligne (source audio externe).
• PS/2 : ancien port rond (violet = clavier, vert = souris).
• Ports internes : voir le chapitre 3.3 (USB de façade, HD_AUDIO, ventilateurs, connecteur de façade).

À l'écrit : « le SSD externe 10 Gbit/s se branche sur la prise USB-C arrière marquée 10 Gbit/s : la prise USB-C de façade n'est qu'en 5 Gbit/s ».

Objectifs : classer les périphériques ; expliquer le rôle d'un pilote et l'installer proprement.

11.1 Entrée, sortie, entrée-sortie

11.2 Le rôle d'un pilote

• Le pilote (driver) est le logiciel qui permet au système d'exploitation de dialoguer avec un matériel précis : il traduit les demandes du système en commandes du périphérique. Sans lui, le matériel est vu mais inutilisable (« Périphérique inconnu », triangle jaune dans le Gestionnaire de périphériques).
• Pilote générique : fourni par le système pour les classes courantes (clavier, souris, clé USB) ; pilote du fabricant : nécessaire pour les fonctions complètes (imprimante, carte graphique, webcam particulière).
• Un pilote est propre au système et à son architecture (32 ou 64 bits) ; on le prend sur le site du fabricant ou par Windows Update, jamais sur un site de téléchargement tiers (logiciel modifié ou malveillant).
• Identifier le matériel : Gestionnaire de périphériques (Windows), lspci, lsusb (Linux).

11.3 Procédure écrite d'installation d'un périphérique

1. Relever le modèle exact et la connexion (USB, réseau, Bluetooth).
2. Vérifier la compatibilité avec le système (version, architecture).
3. Récupérer le pilote du fabricant (ou Windows Update) ; l'installer avec un compte administrateur.
4. Brancher, laisser la détection se faire, contrôler le Gestionnaire de périphériques.
5. Tester la fonction (page de test, image de la webcam, son) et noter l'intervention.

Objectifs : appliquer une grille de compatibilité complète avant un achat ou un montage et la rédiger.

• « Ça rentre » ne veut pas dire « c'est compatible » : un M.2 SATA s'enfiche dans un M.2 NVMe seul sans fonctionner ; un processeur de même socket peut exiger une mise à jour du firmware.
• Ne jamais inventer une caractéristique : si la fiche ne la donne pas, on l'écrit (« à vérifier sur la liste de compatibilité du fabricant »).
• Rétrocompatibilités utiles : PCIe entre générations, USB entre versions (au débit le plus bas), carte plus petite dans un boîtier plus grand.

Objectifs : rédiger une démarche d'identification, d'inventaire ou de montage ; justifier les précautions électriques et antistatiques.

13.1 Identifier et inventorier par écrit

1. Observer : forme, taille, nombre de broches, détrompeur, position, inscriptions.
2. Nommer exactement le composant.
3. Donner son rôle en une phrase.
4. Relier : à quoi il est connecté et par quelle liaison.
5. Vérifier : inscription, manuel, fiche du fabricant, outil d'inventaire (firmware, Gestionnaire de périphériques, lsblk, lscpu, free -h).
6. Noter dans une fiche d'inventaire : composant, modèle, caractéristique utile, état.

13.2 Interpréter un inventaire et un symptôme

• Comparer ce qui est installé et ce qui est détecté (capacité mémoire, disques, cartes).
• Une différence est un indice : barrette mal insérée, emplacement à utiliser selon le manuel, pièce incompatible, pilote absent, unités décimales ou binaires.
• On confirme par un test simple (réinsertion, échange d'emplacement, fiche du fabricant) avant de conclure ; le diagnostic complet des pannes est l'objet de PR06.

13.3 Précautions électriques et antistatiques

À l'écrit, chaque précaution est justifiée : « je débranche le secteur, car le bloc reste sous tension de veille ».