Hardware - Séquence de démarrage

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Difficulté : Débutant Notions : Systèmes, matériel, séquence de démarrage.

I. Introduction

Entre le moment où l'on presse le bouton 'start' et le moment où l'on arrive sur le bureau, il se passe beaucoup de choses.

Comprendre la séquence de démarrage permet de diagnostiquer les pannes, optimiser les performances, sécuriser le système et mieux comprendre l’architecture matérielle/logicielle. C’est une compétence clé pour tout technicien ou administrateur système.

Mais également pour bien comprendre les aspects matériels de la cybersécurité.

Voici à quoi ressemble une séquence typique :

Ceci est un bloc de code
une série de commandes

Ceci
est
un
fichier
de
configuration

II. Chapitre1Phase matérielle

Voici à quoi ressemble la séquence côté matériel :

2.1 SectionPower 1On

Au moment de l'appui, le bouton d’alimentation ferme un circuit électrique qui envoie un signal à l’alimentation (PSU). Celle-ci fournit une tension stable aux composants (CPU, RAM, chipset, périphériques). Le système passe de l’état S5 (Soft Off) à S0 (Fully On).

La PSU vérifie que les tensions sont stables. Il envoie ensuite le signal Power Good à la carte mère, indiquant que le CPU peut commencer l’exécution. Sans ce signal, aucun démarrage n’est possible.

2.2 Init firmware (BIOS / UEFI)

Le CPU démarre à une adresse fixe en ROM où se trouve le BIOS/UEFI.

Le firmware initialise alors les composants essentiels : RAM, contrôleurs, bus, clavier, GPU, etc.

2.3 Le POST

Le POST, pour 'Power On Self Test' (auto diagnostic de démarrage), vérifie l’intégrité minimale du matériel : RAM, CPU, GPU, clavier, stockage. En cas d’erreur, le système émet des bips ou affiche un code. Si tout est correct, le firmware passe à la phase suivante.

2.1.4 Initialisation périphériques

Le firmware détecte les périphériques bootables (SSD, HDD, USB, réseau). Il applique les paramètres UEFI/BIOS (ordre de boot, Secure Boot, mode AHCI/RAID, etc.). Il détecte et initialise également les périphériques spécifiques (cartes RAID, fond de panier, etc...)

2.5 optionnel - Vérification d’intégrité via TPM (PCR)

C'est à ce moment que TPM (Trusted Platform Module) est chargé.

Le TPM stocke des mesures cryptographiques (PCR) sur l’intégrité du système : firmware, configuration UEFI, bootloader, fichiers critiques.

Lors du démarrage, l’UEFI interroge le TPM pour vérifier que l’environnement n’a pas été modifié.

Si les mesures ne correspondent pas (rootkit, bootkit, modification du firmware), le TPM refuse de libérer les clés de déchiffrement.

Le firmware compare les mesures stockées dans le TPM avec celles calculées au démarrage.
Si elles diffèrent, le système peut bloquer le démarrage ou refuser l’accès aux clés BitLocker.

III. Phase de Bootloader

3.1 Sous-sectionChoix du périphérique de démarrage

En fonction des priorités définies dans le BIOS, le firmware va choisir le mode de démarrage et le périphérique concerné.

Le firmware lit le premier secteur du disque (MBR) ou la partition EFI (GPT). Il y trouve le bootloader (Windows Boot Manager, GRUB, etc.).

Le bootloader est un programme minimal chargé en mémoire. Il prépare le lancement du système d’exploitation : sélection du noyau, options de démarrage, gestion du multi-boot.

Conseil : La plupart des BIOS / UEFI ont une fonction de 'boot override' ou 'One Time Boot' permettant de sélectionner un périphérique de démarrage spécifique exceptionnellement. Le système pourra alors démarrer sur ce périphérique en ignorant temporairement sa séquence de démarrage habituelle.

Info : Il est également possible de choisir de démarrer sur le réseau. Entamant ainsi une séquence de démarrage spécifique qui ne sera pas couverte ici.

3.2  optionnel - Déverrouillage du disque via BitLocker

BitLocker intervient juste après le firmware, au moment du chargement du bootloader, et avant le chargement du noyau. Il chiffre le disque système (partition Windows). Pour déchiffrer le disque, il a besoin d’une clé de déverrouillage.

Cette clé est stockée dans le TPM ou protégée par un autre mécanisme (PIN, clé USB, mot de passe).

Le bootloader tente d’accéder à la partition système.

BitLocker demande la clé de déchiffrement.

Le TPM libère la clé uniquement si l’intégrité du système est validée.

Une fois le disque déchiffré, le bootloader peut charger le noyau.

IV. Phase logicielle

Voici à quoi ressemble la séquence côté logicielle :

4.1 Chargement du noyaux

Le bootloader charge le noyau du système (ntoskrnl.exe pour Windows, vmlinuz pour Linux). Le noyau initialise les pilotes essentiels : gestion mémoire, processus, système de fichiers, drivers basiques.

4.2 Initialisation des services

Le noyau lance les services critiques :

gestion des processus

gestion des entrées/sorties

pile réseau

pilotes matériels

sécurité (LSASS, SAM pour Windows)

4.5 Montage des volumes / Accès au système

Le système monte les partitions nécessaires (C:, /root, /home…). Il charge les pilotes de stockage avancés (NVMe, SATA, RAID).

V. Phase Utilisateur

Voici à quoi ressemble la séquence côté Utilisateur :

5.1 Écran de connexion

Le système démarre l’environnement graphique (GDM, SDDM, Windows LogonUI). Les services d’authentification sont prêts (Kerberos, SAM, PAM). L'écran de connexion s'affiche.

Info : En cas de connexion automatique, en l'absence de mot de passe par exemple, cette phase et la phase d'authentification se font quand même, mais sont juste automatisées et transparente pour l'utilisateur.

5.2 Authentification

Le système vérifie les identifiants, charge le profil utilisateur, applique les stratégies (GPO, scripts de login).

5.3 Chargement de l'environnement

Le système charge :

l’explorateur (Explorer.exe, GNOME Shell, KDE Plasma)

les paramètres utilisateur

les applications au démarrage

les services en arrière-plan

5.4 Arrivée sur le bureau

Le système est pleinement opérationnel. L’utilisateur peut interagir avec l’interface graphique, lancer des applications, accéder aux fichiers et aux ressources réseau.

Info : Sur un système sans GUI, donc un système CLI, il n'y a pas d'initialisation d'environnement graphique. Mais cette phase à tout de même lieu à travers, le prompt d'authentification, l'authentification et le chargement de l'environnement utilisateur.

VI. Conclusion

La séquence de démarrage est un enchaînement précis de phases matérielles et logicielles. La maîtriser permet de diagnostiquer les pannes, optimiser les performances et comprendre le fonctionnement interne d’un système moderne. C’est une base essentielle pour tout professionnel de l’informatique.