📚 Objectif
Quand tu envoies un message, regardes une vidéo ou fais une recherche en ligne, tout semble instantané. Pourtant, derrière cet écran, une organisation complexe et invisible entre en action : celle du réseau informatique. Ce réseau relie des milliers d’appareils capables d’échanger des données numériques à une vitesse impressionnante. Comprendre comment il fonctionne, c’est lever le voile sur ce qui fait tourner le monde connecté d’aujourd’hui.
Les composants d’un réseau informatique
Un réseau informatique, c’est un peu comme une grande ville numérique où chaque appareil a son rôle. Les ordinateurs et tablettes représentent les habitants : ils créent, envoient et reçoivent des informations. Lorsqu’un élève du collège ouvre un document partagé ou envoie un mail, c’est son ordinateur qui lance le signal.
Les serveurs, eux, sont comme les bibliothèques de cette ville. Ils stockent et distribuent les informations : les fichiers, les comptes utilisateurs ou encore les sites web. Quand tu consultes un site Internet, ton ordinateur se connecte à un serveur quelque part dans le monde, qui te renvoie les pages demandées.
Pour que tout cela circule, il faut des routes. Ce rôle est assuré par les routeurs et les commutateurs (appelés switch en anglais). Le commutateur organise les échanges à l’intérieur d’un réseau local, comme celui du collège : il relie les ordinateurs entre eux pour qu’ils puissent communiquer. Le routeur, lui, agit comme une porte de sortie : il connecte le réseau local — appelé LAN (Local Area Network, « réseau local ») — à un réseau plus large, appelé WAN (Wide Area Network, « réseau étendu »). Ce réseau étendu (WAN) se relie ensuite à Internet, qui est l’ensemble de tous les réseaux mondiaux interconnectés.
Enfin, il faut un moyen de transport pour ces données. Certaines voyagent par câble Ethernet, d’autres sans fil grâce au Wi-Fi (Wireless Fidelity, « liaison sans fil »). Le fil ou l’onde ne change pas le principe : les signaux numériques circulent d’un appareil à l’autre, transportant les paquets d’informations comme des voyageurs se rendant à destination.
Exemple : Dans le réseau du collège, les ordinateurs de la salle informatique sont connectés à un commutateur (switch) qui gère les échanges entre les postes. Ce commutateur est relié à un routeur, qui relie le réseau local (LAN) à un réseau étendu (WAN), lui-même connecté à Internet, le réseau mondial. Les fichiers enregistrés sur un serveur local peuvent être consultés depuis n’importe quel poste. Ainsi, chaque élève peut retrouver son travail sans clé USB : tout passe par le réseau interne du collège.
🤔 Question pour toi : quel est le rôle du routeur dans un réseau ?
✅ Réponse : il relie le réseau local à un réseau étendu (WAN), lui-même connecté à Internet.
À retenir
Un réseau informatique relie des ordinateurs, des serveurs et des routeurs grâce à des connexions filaires ou sans fil. Le commutateur organise le réseau local (LAN), tandis que le routeur relie ce réseau à un réseau étendu (WAN) puis à Internet.
L’architecture en couches et la circulation des données
Pour comprendre comment circulent les données, les ingénieurs utilisent une modélisation appelée modèle OSI (Open Systems Interconnection, « interconnexion de systèmes ouverts »). Ce modèle comporte sept couches au total, mais au collège, on en étudie principalement quatre : la couche physique, la couche réseau, la couche de transport et la couche applicative. Le modèle OSI ne représente pas des composants matériels, mais une façon d’organiser les échanges entre les machines pour mieux comprendre la circulation des informations.
La couche physique correspond au support matériel : les câbles, les ondes Wi-Fi ou la fibre optique qui transportent les signaux électriques ou lumineux.
Vient ensuite la couche réseau, qui s’occupe de l’adressage et du routage. C’est elle qui attribue une adresse IP (Internet Protocol, « protocole Internet ») à chaque appareil pour que les paquets de données sachent où aller, comme une lettre portant une adresse postale. Les routeurs travaillent à ce niveau pour guider les paquets vers le bon destinataire.
La couche de transport découpe les messages en paquets de données, puis s’assure qu’ils arrivent dans le bon ordre et sans erreur. Elle utilise souvent le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol, « protocole de contrôle de transmission / protocole Internet »), le langage universel d’Internet.
Enfin, la couche applicative est celle que tu utilises sans t’en rendre compte : le navigateur web, la messagerie ou les applications connectées.
Quand tu envoies une photo à ton professeur depuis l’ENT (Espace Numérique de Travail), ton ordinateur la transforme en paquets de données. Ces paquets passent d’abord par le commutateur (switch) du réseau local, puis par le routeur, qui les dirige vers Internet. Là, ils empruntent plusieurs chemins à travers différents réseaux avant d’arriver au serveur de messagerie, où la photo est reconstituée et transmise au destinataire.
🤔 Question pour toi : à quoi sert la couche réseau dans la circulation des données ?
✅ Réponse : elle gère les adresses IP et le routage pour que les paquets de données atteignent leur destination.
À retenir
Le modèle OSI comporte sept couches, mais seules quatre sont étudiées au collège : physique, réseau, transport et application. Ce modèle permet de comprendre les étapes de circulation des données dans un réseau.
Internet : le réseau des réseaux et ses impacts
Internet, c’est l’ensemble de tous ces réseaux interconnectés. Des millions de routeurs assurent les liaisons entre les réseaux locaux du monde entier. C’est grâce à eux qu’un message envoyé depuis un collège français peut arriver en quelques secondes dans une école au Japon.
Mais cette circulation permanente de données a un coût énergétique. Les centres de données (ou data centers, « centres de traitement des données »), qui hébergent les serveurs d’Internet, consomment une énorme quantité d’électricité pour faire fonctionner et refroidir les machines. Chaque recherche en ligne, chaque vidéo regardée ou photo stockée en ligne contribue à cette dépense d’énergie.
C’est pourquoi on parle aujourd’hui de sobriété numérique : apprendre à utiliser les réseaux de façon plus responsable. Par exemple, éviter de stocker inutilement des fichiers en ligne ou fermer les onglets inutiles réduit la charge sur les serveurs et la consommation d’énergie.
🤔 Question pour toi : pourquoi le fonctionnement d’Internet a-t-il un impact environnemental ?
✅ Réponse : parce que le stockage et le transfert des données consomment beaucoup d’énergie dans les centres de données (data centers).
À retenir
Internet relie les réseaux du monde entier, mais cette interconnexion consomme de l’énergie. Adopter des usages numériques responsables permet de réduire l’impact environnemental du réseau.
💪 Entraînons-nous !
💡 Quelle est la différence entre un commutateur (switch) et un routeur ?
✅ Réponse : le commutateur relie les appareils d’un réseau local (LAN), tandis que le routeur connecte ce réseau à un réseau étendu (WAN) puis à Internet.
⚙️ Que représente le modèle OSI ?
✅ Réponse : une modélisation des étapes de circulation des données, depuis le support matériel jusqu’à l’application.
🤖 Quel rôle joue la couche réseau ?
✅ Réponse : elle gère l’adressage IP et le routage des paquets de données.
🔋 Pourquoi parle-t-on de sobriété numérique ?
✅ Réponse : pour encourager un usage raisonné d’Internet et réduire la consommation d’énergie liée aux échanges de données.
Conclusion
Les réseaux informatiques sont les artères du monde numérique. Grâce à eux, les informations voyagent d’un appareil à l’autre en suivant un ordre précis, guidées par des adresses et des protocoles communs. Derrière chaque clic, des signaux traversent des commutateurs (switchs), des routeurs et des serveurs connectés à Internet. Mais cette prouesse technologique s’accompagne d’une responsabilité : apprendre à naviguer dans ce vaste réseau mondial avec conscience et respect de l’environnement.