UA 3 : INSTALLATION D’UN SYSTEME D’EXPLOITATION

# UA 3 : INSTALLATION D’UN SYSTEME D’EXPLOITATION ## Objectifs et prérequis Ce chapitre vise à permettre à l’élève de Première en Maintenance et Multimédia de maîtriser les procédures essentielles liées à l’installation et à la maintenance des systèmes d’exploitation, en particulier la modification du système de fichiers, l’installation d’une distribution Linux et la réparation d’une installation Windows. L’élève devra être capable d’intervenir sur des supports de stockage, de choisir et d’appliquer un système de fichiers adapté, d’installer une distribution Linux en environnement réel ou virtuel, et de diagnostiquer et réparer les pannes courantes d’un système Windows. Les prérequis comprennent la connaissance des composants matériels d’un ordinateur (disque dur, SSD, RAM, processeur), la maîtrise de l’interface de base d’un système d’exploitation (navigation dans les fichiers, utilisation du terminal ou de l’invite de commandes), et la compréhension des notions de démarrage (BIOS/UEFI, séquence de boot). Aucune connaissance préalable en administration système avancée n’est exigée, mais une familiarité avec les concepts de partitionnement et de sauvegarde de données est souhaitée. ## I. Modification du système de fichiers d’un support de stockage ### Contexte Le système de fichiers définit comment les données sont stockées, organisées, récupérées et gérées sur un support de stockage (disque dur, SSD, clé USB, carte mémoire). Il influence directement les performances, la compatibilité, la sécurité et la capacité de stockage utilisable. Modifier le système de fichiers implique généralement de reformater une partition, ce qui entraîne la suppression de toutes les données présentes. Cette opération est réalisée lors de l’installation d’un nouveau système d’exploitation, de la préparation d’un support pour un usage spécifique (ex. : partage multiplateforme), ou de la correction d’erreurs de système de fichiers. ### Définitions clés > Un système de fichiers est un ensemble de structures de données et de règles qui gèrent l’organisation, le nommage, le stockage et la récupération des fichiers sur un support de stockage. > Le formatage d’une partition consiste à initialiser un système de fichiers sur cette partition, effaçant toutes les données existantes. > La table de partitionnement (MBR ou GPT) définit la structure logique du disque et détermine le nombre et la taille des partitions possibles. ### Faits et notions essentielles Les systèmes de fichiers les plus courants sont : - **FAT32** : ancien, limité à des fichiers de 4 Go max et des partitions de 8 To max. Universellement compatible (Windows, macOS, Linux, appareils embarqués). Utilisé encore sur certaines clés USB et cartes SD. - **exFAT** : successeur de FAT32, supprime la limite de 4 Go par fichier, adapté aux supports amovibles de grande capacité (clés USB, disques externes). Bonne compatibilité multiplateforme. - **NTFS** : système de fichiers par défaut de Windows depuis Windows NT. Supporte les fichiers de très grande taille, les permissions, le chiffrement (EFS), la journalisation. Peu lisible nativement sur macOS (lecture seule) et nécessite des pilotes sur Linux. - **ext4** : système de fichiers par défaut de nombreuses distributions Linux modernes. Journalisé, performant, supporte de très grands volumes et fichiers. Non lisible nativement sur Windows ou macOS sans logiciels tiers. - **APFS** : introduit par Apple en 2017 pour macOS, iOS, etc. Optimisé pour les SSD, supporte les clones, les snapshots, le chiffrement fort. Non compatible avec Windows ou Linux sans outils spécifiques. Le choix du système de fichiers dépend de l’usage prévu : - Support amovible échangé entre Windows et Linux : exFAT recommandé. - Installation de Windows : NTFS obligatoire. - Installation de Linux : ext4 recommandé (ou btrfs, xfs selon les besoins). - Support destiné uniquement à macOS : APFS (ou HFS+ pour les anciens systèmes). Le partitionnement se fait en deux styles principaux : - **MBR (Master Boot Record)** : limité à 4 partitions primaires (ou 3 primaires + une étendue), supporte des disques jusqu’à 2 To. Utilisé avec le BIOS traditionnel. - **GPT (GUID Partition Table)** : supporte pratiquement un nombre illimité de partitions, des disques de très grande taille (>2 To), intègre des mécanismes de détection et de correction d’erreurs. Requiert l’UEFI pour le démarrage, mais peut être utilisé en mode données avec BIOS. ### Causes et conséquences Une mauvaise correspondance entre le système de fichiers et l’usage entraîne : - Impossibilité de copier des fichiers volumineux (ex. : fichier ISO >4 Go sur FAT32 → erreur). - Perte de données ou corruption si le système de fichiers est interrompu pendant l’écriture (journalisation absente dans FAT32). - Incompatibilité de lecture/écriture entre systèmes d’exploitation (ex. : disque NTFS non accessible en écriture sous macOS sans pilote). - Réduction des performances si un système de fichiers non adapté est utilisé sur un SSD (ex. : manque de support TRIM dans certains systèmes anciens). ### Exemples concrets (camerounais et africains) Au Cameroun, dans les cybercafés de Yaoundé ou Douala, les clés USB sont fréquemment formatées en FAT32 ou exFAT pour permettre aux clients de transférer des fichiers entre ordinateurs Windows et les appareils mobiles Android (qui lisent souvent exFAT). Dans les écoles techniques équipées de postes sous Linux (ex. : certaines écoles partenaires du projet « Écoles Numériques » du MINEDUB), les disques durs internes sont formatés en ext4 pour l’installation d’Ubuntu LTS, tandis que les disques externes utilisés pour sauvegarder les travaux des élèves sont formatés en exFAT pour être lisibles aussi bien sous Linux que sous Windows présents dans les administrations locales. ### Vocabulaire à retenir - Système de fichiers - Formatage - Partitionnement - MBR / GPT - FAT32 / exFAT / NTFS / ext4 / APFS - Journalisation - Compatibilité multiplateforme - Cluster / unité d’allocation ### Exemple de sujet type examen avec plan **Sujet** : Un technicien doit préparer une clé USB de 64 Go pour être utilisée indifféremment sous Windows 10, Ubuntu 22.04 LTS et macOS Ventura afin de transférer des fichiers de cours incluant des vidéos HD pouvant dépasser 4 Go. Justifier le choix du système de fichiers et décrire la procédure de formatage sous Windows. **Plan attendu** : I. Analyse des contraintes     A. Taille de la clé (64 Go)     B. Fichiers >4 Go → exclusion de FAT32     C. Multiplateforme (Windows, Linux, macOS) II. Choix du système de fichiers     A. Comparaison FAT32, exFAT, NTFS, ext4, APFS     B. Justification du choix de exFAT (compatibilité, pas de limite de taille de fichier) III. Procédure de formatage sous Windows     A. Ouverture de l’Explorateur de fichiers     B. Clic droit sur la clé → Formater     C. Sélection du système de fichiers : exFAT     D. Option : formatage rapide (ou complet si nécessaire)     E. Lancement et vérification IV. Précautions     A. Sauvegarde des données avant formatage     B. Vérification de la lettre de lecteur ## II. Installation d’une distribution de Linux ### Contexte L’installation d’une distribution Linux consiste à copier les fichiers du système d’exploitation sur un support de stockage, à configurer le chargeur d’amorçage (bootloader), et à définir les paramètres de base (langue, clavier, fuseau horaire, compte utilisateur). Contrairement à une mise à jour, une installation « propre » implique souvent le partitionnement du disque et le choix d’un système de fichiers. Cette compétence est essentielle en maintenance, car Linux est largement utilisé dans les serveurs, les postes de travail techniques, et les environnements éducatifs africains en raison de sa gratuité, de sa stabilité et de sa faible consommation de ressources. ### Définitions clés > Une distribution Linux (ou distro) est un système d’exploitation basé sur le noyau Linux, regroupant des logiciels libres et ouverts, un gestionnaire de paquets, et souvent un environnement de bureau, fournis sous forme d’image ISO bootable. > Le chargeur d’amorçage (bootloader) est un petit programme exécuté au démarrage qui permet de choisir quel système d’exploitation lancer (ex. : GRUB pour la plupart des distributions Linux). > Le partitionnement logique consiste à diviser un disque dur en sections indépendantes, chacune pouvant héberger un système de fichiers différent. ### Faits et notions essentielles Les étapes générales d’installation d’une distribution Linux (ex. : Ubuntu, Debian, Linux Mint) sont : 1. **Téléchargement de l’image ISO** depuis le site officiel de la distribution. 2. **Création d’un support d’installation bootable** (clé USB ou DVD) à l’aide d’un outil comme Rufus (Windows), BalenaEtcher (multiplateforme), ou `dd` (Linux/macOS). 3. **Boot depuis le support d’installation** : accès au BIOS/UEFI (souvent via les touches F2, F12, Suppr, ou Éch) pour modifier l’ordre de boot et sélectionner la clé USB. 4. **Lancement de l’installateur en mode live** (essai sans installation) ou directement en mode installation. 5. **Configuration de base** : langue, clavier, fuseau horaire (ex. : pour le Cameroun : Afrique/Douala). 6. **Partitionnement du disque** : options courantes : - Effacer le disque et installer Linux (utilise tout l’espace, crée automatiquement les partitions). - Partitionner manuellement : permet de définir les points de montage (`/`, `/home`, `swap`, `/boot/efi` si UEFI). - Installer aux côtés d’un autre système d’exploitation (dual-boot). 7. **Choix du système de fichiers** : généralement ext4 pour `/` et `/home`, fat32 pour `/boot/efi` en UEFI, swap selon la RAM (souvent égale à la RAM ou moitié). 8. **Création de l’utilisateur** : nom d’hôte, nom d’utilisateur, mot de passe. 9. **Installation du chargeur d’amorçage** : GRUB installé dans le MBR ou la partition EFI selon le mode de boot. 10. **Redémarrage** : retrait du support d’installation, premier boot sur le système installé. Les distributions les plus utilisées en éducation et en maintenance en Afrique subsaharienne incluent : - **Ubuntu LTS** (Long Term Support) : très populaire pour sa facilité d’usage, sa communauté large, et son support de 5 ans. - **Linux Mint** : apprécié pour son interface proche de Windows et sa stabilité. - **Debian** : choisi pour sa robustesse, souvent utilisé sur les serveurs. - **AlmaLinux ou Rocky Linux** : alternatives libres à RHEL, utilisées dans certains centres de formation technique. Le partitionnement recommandé pour une installation UEFI avec dual-boot éventuel : - Partition EFI (`/boot/efi`) : FAT32, 100-500 Mo. - Partition racine (`/`) : ext4, 20-50 Go selon l’usage. - Partition home (`/home`) : ext4, reste de l’espace (pour les données utilisateur). - Partition swap : taille égale à la RAM si hibernation souhaitée, sinon souvent omise sur les systèmes modernes avec suffisamment de RAM. ### Causes et conséquences Une installation mal réalisée peut entraîner : - Échec du démarrage si le bootloader n’est pas installé correctement ou si l’ordre de boot n’est pas modifié. - Perte de données si le mauvais disque est sélectionné lors du partitionnement. - Inaccessibilité du système si les points de montage sont mal définis (ex. : `/home` non monté). - Problèmes de résolution d’écran ou de périphériques si les pilotes propriétaires ne sont pas installés (ex. : carte graphique NVIDIA). - Impossibilité de mettre à jour si les dépôts ne sont pas configurés correctement (erreur de `sources.list`). ### Exemples concrets (camerounais et africains) Dans les instituts de formation technique du Cameroun (ex. : IUT de l’Université de Yaoundé II, ENSET), des laboratoires informatiques sont équipés de postes anciens avec 2 Go de RAM. Pour revitaliser ces machines, les formateurs installent **Linux Lite** ou **Lubuntu**, des distributions légères basées sur Ubuntu, qui fonctionnent bien avec peu de ressources. Dans le cadre du projet « Connecting Schools » de l’UNESCO en Afrique centrale, certaines écoles rurales du Cameroun ont reçu des serveurs locaux fonctionnant sous **Ubuntu Server LTS** pour héberger des ressources éducatives hors ligne (ex. : Khan Academy Lite, Wikipédia hors ligne), choisies pour leur stabilité et leur faible coût. Les techniciens de maintenance doivent donc savoir installer et mettre à jour ces systèmes sans support physique fréquent. ### Vocabulaire à retenir - Distribution Linux - Image ISO - Support bootable - Chargeur d’amorçage (bootloader) - GRUB - Partitionnement - Points de montage (`/`, `/home`, `/boot/efi`, `swap`) - UEFI / BIOS - Mode live - Dual-boot - Dépôts logiciels - LTS (Long Term Support) ### Exemple de sujet type examen avec plan **Sujet** : Un lycée technique de Bamenda souhaite remplacer dix ordinateurs Windows XP obsolètes par un système léger et gratuit. Justifier le choix d’une distribution Linux adaptée et décrire les étapes clés de son installation sur un poste équipé d’un disque dur de 160 Go et de 2 Go de RAM. **Plan attendu** : I. Justification du choix de la distribution     A. Contraintes matérielles : 2 Go de RAM, disque ancien     B. Besoin : système léger, stable, facile à maintenir     C. Choix de Lubuntu ou Linux Lite (basés sur Ubuntu LTS, légers, support longue durée)     D. Avantages : gratuité, communauté active, faible consommation II. Préparation de l’installation     A. Téléchargement de l’image ISO depuis le site officiel     C. Création d’une clé USB bootable avec Rufus (ou Etcher)     D. Vérification de l’intégrité (checksum SHA256) si nécessaire III. Étapes d’installation     A. Accès au BIOS (touche F2 ou Suppr) et modification de l’ordre de boot     B. Lancement depuis la clé USB     C. Sélection de la langue : Français, clavier : Cameroun, fuseau : Afrique/Douala     D. Partitionnement manuel :         - `/boot/efi` : FAT32, 300 Mo (si UEFI)         - `/` : ext4, 20 Go         - `/home` : ext4, reste de l’espace         - `swap` : 2 Go (égale à la RAM)     E. Création de l’utilisateur et du mot de passe     F. Installation de GRUB dans le MBR     G. Redémarrage et retrait de la clé IV. Vérifications post-installation     A. Premier démarrage réussi     B. Vérification de la connexion réseau     C. Mise à jour initiale via le gestionnaire de paquets ## III. Réparation d’une installation Windows ### Contexte La réparation d’une installation Windows consiste à diagnostiquer et à corriger les problèmes qui empêchent le système de démarrer correctement, de fonctionner de manière stable, ou d’accomplir ses tâches de base, sans nécessiter une réinstallation complète qui entraînerait la perte des données et des applications. Ces problèmes peuvent être d’origine logicielle (fichiers système corrompus, mises à jour échouées, pilotes incompatibles, virus) ou matérielle (disque dur défaillant, RAM défectueuse). En maintenance, savoir réparer Windows est crucial, car il reste le système d’exploitation le plus répandu dans les administrations, les écoles, et les entreprises camerounaises. ### Définitions clés > Un point de restauration est une capture de l’état du système (fichiers du registre, pilotes, fichiers système) à un moment donné, permettant de revenir à cet état en cas de problème. > La réparation de démarrage est un outil intégré à Windows qui diagnostique et corrige automatiquement les problèmes empêchant le chargement du système d’exploitation (ex. : fichiers de boot manquants ou endommagés). > Le vérificateur de fichiers système (sfc /scannow) est une commande en ligne de commande qui analyse l’intégrité des fichiers système protégés de Windows et remplace les versions corrompues par des copies saines situées dans le cache du système. > L’image du système d’exploitation (DISM) est un outil permettant de réparer l’image du système Windows utilisée par les opérations de mise à jour et de réparation de fichiers système. ### Faits et notions essentielles Les outils de réparation intégrés à Windows (versions récentes : Windows 10, 11) sont accessibles de plusieurs façons : - Depuis le bureau, si le système démarre : Paramètres > Mise à jour et sécurité > Récupération. - Depuis l’environnement de récupération (WinRE) : accès automatique après deux échecs de démarrage successifs, ou manuellement via un support d’installation (clé USB/DVD Windows) → « Réparer votre ordinateur ». Les principales procédures de réparation sont : 1. **Réparation de démarrage** : tente de corriger les problèmes de boot (BCD manquants, fichiers `bootmgr` ou `winload.exe` endommagés). 2. **Restauration du système** : ramène le système à un point de restauration antérieur (ne touche pas aux fichiers personnels, mais désinstalle les applications et pilotes installés après ce point). 3. **Vérificateur de fichiers système (SFC)** : commande `sfc /scannow` exécutée dans une invite de commandes administrateur. Analyse et répare les fichiers système protégés. 4. **Gestionnaire de maintenance et de déploiement des images (DISM)** : utilisé quand SFC échoue ou ne peut pas accéder à ses fichiers sources. Commandes typiques : - `DISM /Online /Cleanup-Image /CheckHealth` : vérifie si la réparation est nécessaire. - `DISM /Online /Cleanup-Image /ScanHealth` : analyse l’image pour détecter la corruption. - `DISM /Online /Cleanup-Image /RestoreHealth` : répare l’image Windows en utilisant Windows Update comme source. 5. **Réinitialisation du PC** : option « Tout supprimer » ou « Conserver mes fichiers ». Réinstalle Windows tout en permettant de garder ou non les données personnelles. Plus radicale que les autres méthodes, mais évite une réinstallation manuelle complète. 6. **Utilisation du support d’installation** : permet d’accéder à l’invite de commandes dans WinRE pour exécuter des commandes manuelles comme `bootrec /fixmbr`, `bootrec /fixboot`, `bootrec /scanos`, `bootrec /rebuildbcd`. Les causes courantes de pannes Windows nécessitant une réparation incluent : - Mise à jour Windows échouée (souvent après une coupure de courant). - Installation d’un pilote incompatible ou défectueux (ex. : pilote de carte graphique). - Corruption du registre due à un arrêt brutal. - Infection par un logiciel malveillant qui altère les fichiers système. - Défaillance du disque dur (secteurs défectueux) affectant les fichiers de boot ou système. ### Causes et conséquences L’absence de réparation opportune peut entraîner : - Impossibilité de démarrer le système (écran noir, boucle de redémarrage, message « Bootmgr manquant »). - Perte de productivité dans un contexte professionnel ou éducatif. - Risque de perte de données si l’utilisateur tente une réinstallation sans sauvegarde. - Coûts supplémentaires liés à l’intervention technique extérieure. - Dans les établissements scolaires camerounais, une panne prolongée peut perturber les cours de TIC ou les examens pratiques. ### Exemples concrets (camerounais et africains) Dans les lycées techniques du Cameroun équipés de salles informatiques sous Windows 10 ou 11 (ex. : ceux bénéficiant du projet « Écoles Numériques » du MINEDUB), il est fréquent que les postes subissent des ralentissements ou des blocages après des mises à jour automatiques effectuées hors heures de cours. Un technicien de maintenance peut alors utiliser l’outil de réparation de démarrage ou exécuter `sfc /scannow` et `DISM /Online /Cleanup-Image /RestoreHealth` depuis l’invite de commandes en mode sans échec pour rétablir le fonctionnement sans perdre les logiciels pédagogiques installés (ex. : GeoGebra, logiciels de CAO). Dans certaines administrations publiques, après une coupure de courant fréquente dans certaines régions (ex. : Extrême-Nord, Est), les postes peuvent afficher une erreur de boot liée à un BCD corrompu ; la réparation via `bootrec /rebuildbcd` depuis un support d’installation Windows permet souvent de rétablir le démarrage en moins de 15 minutes, évitant ainsi une réinstallation complète qui aurait nécessité de retrouver les licences et de reconfigurer les connexions réseau. ### Vocabulaire à retenir - Point de restauration - Environnement de récupération (WinRE) - Réparation de démarrage - Vérificateur de fichiers système (SFC) - Gestionnaire de maintenance et de déploiement des images (DISM) - Boot Configuration Data (BCD) - Invite de commandes administrateur - Mode sans échec - Réinitialisation du PC - Support d’installation Windows - Secteurs défectueux - Journal des événements ### Exemple de sujet type examen avec plan **Sujet** : Un poste informatique sous Windows 11 dans un lycée de Ngaoundéré ne démarre plus après une mise à jour. Il affiche le message « Préparation de la réparation automatique » puis redémarre en boucle. Proposer une procédure de réparation en utilisant les outils intégrés de Windows, sans perte de données utilisateur. **Plan attendu** : I. Diagnostic initial     A. Symptômes : boucle de démarrage après mise à jour → problème logiciel, pas matériel (pas de bip, ventilateurs tournent)     B. Hypothèse : fichiers de boot ou système corrompus par la mise à jour II. Accès à l’environnement de récupération (WinRE)     A. Forcer l’accès à WinRE : interrompre le démarrage 3 fois de suite (bouton power)     B. Ou : démarrer depuis une clé USB d’installation Windows 11 → « Réparer votre ordinateur » III. Étapes de réparation (sans perte de données)     A. Tentative 1 : Réparation de démarrage (option automatique dans WinRE)         - Si succès : redémarrage normal     B. Tentative 2 : Restauration du système         - Choisir un point de restauration antérieur à la mise à jour problématique         - Ne touche pas aux fichiers personnels     C. Tentative 3 : SFC et DISM en invite de commandes (WinRE)         - `sfc /scannow` → réparer fichiers système         - `DISM /Online /Cleanup-Image /RestoreHealth` → réparer l’image système         - Redémarrer et tester IV. Vérification et prévention     A. Premier démarrage réussi     B. Vérification du journal des événements pour identifier la cause     C. Conseil : créer un point de restauration avant les futures mises à jour majeures     D. Optionnel : désactiver les mises à jour automatiques si trop fréquentes (via stratégie de groupe ou registre, si autorisé) ## Synthèse du chapitre - La modification du système de fichiers nécessite un formatage qui efface les données ; le choix dépend de l’usage (exFAT pour l’échange multiplateforme, NTFS pour Windows, ext4 pour Linux). - L’installation d’une distribution Linux implique le téléchargement d’une ISO, la création d’un support bootable, le partitionnement (souvent `/`, `/home`, `swap`, `/boot/efi` en UEFI), et l’installation du bootloader GRUB. - La réparation d’une installation Windows utilise des outils intégrés comme la réparation de démarrage, la restauration du système, SFC, et DISM, accessibles depuis WinRE ou le bureau, visant à rétablir le fonctionnement sans perte de données utilisateur. - Les procédures doivent être adaptées au contexte matériel (âge de la machine, capacité du disque, quantité de RAM) et logiciel (système cible, présence d’un dual-boot). - La sauvegarde des données préalable est une étape critique avant toute intervention risquée (formatage, repartitionnement, réparation avancée). - Dans l’environnement éducatif camerounais et africain, les choix techniques sont souvent guidés par la durabilité, le faible coût, la facilité de maintenance, et la compatibilité avec des infrastructures parfois limitées. ## Glossaire - **Système de fichiers** : structure qui gère l’organisation et l’accès aux données sur un support de stockage. - **Formatage** : opération qui initialise un système de fichiers sur une partition, effaçant les données existantes. - **MBR (Master Boot Record)** : ancien style de partitionnement limité à 2 To et 4 partitions primaires. - **GPT (GUID Partition Table)** : style de partitionnement moderne supportant de grands disques et de nombreuses partitions. - **exFAT** : système de fichiers optimisé pour les supports amovibles, compatible Windows, macOS, et Linux. - **NTFS** : système de fichiers par défaut de Windows, supportant les permissions et la journalisation. - **ext4** : système de fichiers journalisé par défaut de nombreuses distributions Linux. - **GRUB** : chargeur d’amorçage utilisé par la plupart des distributions Linux pour gérer le démarrage multi-système. - **WinRE** : Environnement de Récupération de Windows, accès aux outils de réparation lorsque le système ne démarre pas. - **SFC** : Vérificateur de Fichiers Système, commande `sfc /scannow` pour réparer les fichiers système Windows. - **DISM** : Outil de gestion des images Windows, utilisé pour réparer l’image système source de SFC. - **Point de restauration** : capture de l’état du système permettant de revenir à une configuration antérieure sans affecter les fichiers personnels.