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Les secteurs défectueux constituent une cause fréquente de perte de données sur les périphériques de stockage. Ils sont généralement associés uniquement aux disques durs (HDD), bien que, d'un point de vue conceptuel, ils concernent tout autant les disques durs à état solide (SSD) et d'autres formes de stockage numérique.

Dans le cadre de l'une des plus vastes études jamais menées, des chercheurs ont surveillé 1,53 million de disques durs répartis sur 30 modèles différents pendant une période de 32 mois. Ils ont constaté que 3,5 % de tous les disques développaient des secteurs défectueux illisibles et, surtout, que ces secteurs avaient tendance à se regrouper. Ainsi, si votre disque développe ne serait-ce qu'un seul secteur défectueux, la probabilité que d'autres secteurs défectueux apparaissent augmente considérablement.

Ce guide a pour but de vous aider à comprendre exactement ce que signifie un secteur défectueux sur un disque dur, pourquoi les secteurs tombent en panne et comment les périphériques de stockage modernes gèrent ces pannes. 

Nous vous expliquerons également ce que les secteurs défectueux impliquent pour vos données, dans quels cas ils entraînent une perte de données, et si et comment vos données peuvent être récupérées à partir d'un support de stockage comportant des secteurs défectueux.

Qu'est-ce qu'un secteur défectueux ?

Commençons par clarifier ce que signifie le terme « secteur ».

Un secteur est la plus petite unité de stockage physique d'un disque dur (lecteur de disque dur). Il sert d'« unité » de base dans laquelle les données sont organisées, stockées et récupérées. Dans un disque dur, les secteurs sont disposés le long de pistes concentriques sur les plateaux du disque.

Traditionnellement, les secteurs ont une capacité de 512 octets, mais sur de nombreux disques durs modernes à grande capacité, la capacité d'un secteur est de 4 096 octets (4 Ko). Les secteurs servent donc d'« adresses » fixes sur la surface de stockage d'un disque dur, ce qui permet au système d'exploitation de lire et d'y écrire des données avec précision.

Vous trouverez une description complète de la structure d'un disque dur dans notre base de connaissances dédiée à la conception des disques durs.

Le concept de secteur s'applique également aux SSD.

Dans la mémoire flash NAND sous-jacente d’un SSD, la plus petite unité pouvant être programmée ou lue est une « page », qui est nettement plus grande qu’un secteur de disque dur et dont la taille varie entre 2 Ko et 16 Ko.

Dans la mémoire flash NOR, le terme « secteur » est parfois utilisé comme synonyme de « bloc » pour décrire un bloc d'effacement, qui représente la plus petite unité physique pouvant être effacée.

Ainsi, lorsque nous parlons d’un « secteur SSD », nous désignons techniquement une page ou un bloc.

Qu'est-ce qu'un secteur défectueux sur un disque dur ?

Un secteur défectueux sur un disque dur est un secteur spécifique devenu illisible ou inaccessible au système d'exploitation. Cela se produit lorsque les systèmes internes de correction d'erreurs du disque ne parviennent plus à récupérer ou à mettre à jour de manière fiable les données stockées dans ce secteur. Cela signifie également que toutes les informations contenues dans ce secteur risquent d'êtredéfinitivement perdues.

Les secteurs défectueux sur un disque dur peuvent apparaître pour de nombreuses raisons, par exemple si une particule microscopique ou une rayure perturbe les domaines magnétiques densément packés utilisés pour représenter les données. De plus, la capacité du disque à maintenir un champ magnétique stable peut se détériorer avec le temps, entraînant une « dégradation des bits ».

Les disques durs sont des systèmes mécatroniques sensibles qui fonctionnent avec des tolérances de l'ordre du sous-micromètre. Ainsi, si la tête de lecture/écriture est ne serait-ce que légèrement désalignée, ou si un « choc de tête » se produit sur un plateau, les secteurs correspondants peuvent être endommagés de manière irréversible.

Les erreurs causées par des secteurs défectueux sur un disque dur ne signifient pas que l'ensemble du disque est inutilisable. La majeure partie du disque dur peut encore fonctionner parfaitement bien. Cependant, même un seul secteur défectueux sur un disque dur peut entraîner la corruption de fichiers ou une perte inattendue de données. De plus, il s'agit d'un signe d'attention indiquant que l'état du disque dur pourrait se détériorer.

Secteurs défectueux sur les disques durs à état solide

Bien que les secteurs défectueux sur les SSD soient souvent appelés « blocs défectueux », le risque sous-jacent est similaire : une partie du support de stockage ne peut plus stocker ou récupérer des données de manière fiable.

Les SSD utilisent une mémoire flash NAND, qui stocke les données sous forme de charges électriques dans des transistors à grille flottante. Au fil du temps, la couche d’oxyde tunnel qui piège les électrons commence à se dégrader en raison des cycles répétés de programmation/effacement (cycles P/E).

À mesure que les dommages s’aggravent, la différence de tension entre les états « effacé » et « programmé » diminue. En conséquence, le contrôleur du SSD ne peut plus distinguer de manière fiable les 1 et les 0 sur cette page ou dans ce bloc. Il s’agit essentiellement d’un secteur défectueux sur un SSD.

Pourquoi des secteurs défectueux apparaissent-ils sur les disques durs : causes principales

Les secteurs défectueux font partie intégrante du cycle de vie de tout disque dur et SSD. Même lors de la fabrication, il est pratiquement impossible de produire un support de stockage comportant des millions de secteurs ou de blocs qui soit totalement exempt de défauts.

C'est pourquoi un secteur défectueux peut déjà être présent sur un disque dur ou un SSD avant même que vous ne commenciez à utiliser l'appareil.

Ces erreurs sont appelées « erreurs primaires ». D'autres surviennent plus tard en raison de l'usure, d'accidents ou de problèmes de fonctionnement et sont appelées « erreurs secondaires ».

1. Défauts primaires (défauts de fabrication)

Les défauts primaires sont ces secteurs défectueux qui sont identifiés en usine avant que le support de stockage ne vous parvienne. Les défauts de fabrication laissent généralement des imperfections microscopiques dans le revêtement magnétique du disque dur ou dans la structure en silicium des cellules flash du SSD.

Dans chaque unité de fabrication, il existe des variations dans l'assemblage des composants (légers désalignements ou tolérances dans la construction des têtes, des plateaux ou des puces NAND) qui peuvent entraîner l'apparition de secteurs défectueux sur le support de stockage.

2. Défauts acquis (qui se développent au fil du temps)

Les défauts acquis surviennent après que vous avez commencé à utiliser l'appareil et continuent de se multiplier à l'usage. Ils peuvent être classés en secteurs défectueux physiques (durs) et en secteurs défectueux logiques (mous).

Types de secteurs défectueux

1. Secteurs défectueux physiques (durs)

Ils sont causés par des modifications physiques ou des dommages sur le support de stockage. Voici quelques causes courantes.

  • La tête de lecture/écriture peut heurter physiquement le plateau en rotation à la suite d'un choc externe ou d'un mouvement brusque. Ce phénomène, appelé « collision de tête », provoque immédiatement l'apparition d'un ou plusieurs secteurs défectueux.
  • Des particules de poussière ou des débris internes ont tendance à se loger entre la tête et le plateau, rayant ainsi la surface de ce dernier.
  • L'usure mécanique entraîne une détérioration progressive de la capacité d'un secteur à stocker des données.
  • Si un disque dur est exposé à des températures extrêmes (chaleur ou froid), ses composants peuvent se dilater ou se contracter, provoquant un désalignement de la tête de lecture, ce qui entraîne un contact involontaire avec le plateau.
  • Dans les disques durs à état solide, la couche d'oxyde tunnel des cellules NAND s'use en raison des cycles fréquents d'écriture et d'effacement, ce qui entraîne une perte définitive de capacité de stockage dans les blocs concernés.

2. Secteurs défectueux logiques (logiciels)

Ils résultent généralement de problèmes logiques affectant la manière dont les données sont écrites ou gérées sur le disque dur.

  • Si l'alimentation électrique est soudainement coupée pendant une opération d'écriture, un secteur peut ne pas être en mesure de terminer sa mise à jour, ce qui entraîne une corruption des données qui ne peut être réparée par le code de correction d'erreurs (ECC).
  • Dans le cas d'un disque dur, des vibrations ou de légers chocs peuvent amener la tête de lecture à écrire à une hauteur ou à une position incorrecte (phénomène appelé « écriture faible » ou « hors piste »), ce qui signifie que les données ne peuvent pas être lues de manière fiable.
  • Des erreurs de micrologiciel ou des dysfonctionnements du contrôleur peuvent entraîner le marquage erroné de secteurs comme défectueux ou inaccessibles.

Comment les secteurs défectueux sont-ils détectés ?

La détection des secteurs défectueux s'effectue en deux phases principales.

  • Tout d'abord, pendant le processus de fabrication (ce que l'on appelle le « contrôle en usine »).
  • Ensuite, lors de l'utilisation pratique

Contrôle en usine des secteurs défectueux

Les fabricants de supports de stockage utilisent des systèmes de balayage hautement sensibles pour tester l'intégralité de la surface de stockage de chaque nouveau disque dur ou SSD avant les envois.Tout secteur incapable de stocker et de récupérer des données de manière fiable est classé comme un défaut primaire.

De nombreux fabricants classent leurs disques par niveau de qualité (par exemple A/B/C) en fonction du nombre de défauts primaires détectés.

Deux techniques principales sont utilisées en usine pour traiter ces secteurs.

  • Décalage de secteur : si un secteur défectueux est détecté, tous les secteurs logiques suivant ce secteur sur cette piste sont décalés d'un emplacement physique vers l'avant. Cette opération vise à garantir que les performances de lecture séquentielle restent constantes et que la zone défectueuse ne soit jamais utilisée.
  • Remappage de secteur : s’il y a plus de défauts que de secteurs de réserve sur une même piste, le contrôleur remappe l’adresse logique du secteur défectueux vers un secteur de réserve situé ailleurs sur le disque dur.

L'ensemble de ce processus est transparent pour l'utilisateur. Cela signifie que lorsqu'un disque est neuf, ces erreurs redirigées ne sont pas visibles par le système d'exploitation ni via les outils standard.

Il est toutefois possible pour les utilisateurs de rechercher les défauts apparus au cours de l'utilisation.

Comment vérifier la présence de secteurs défectueux sur les disques durs/SSD

Une fois qu'un disque est en service, la détection des secteurs défectueux devient un processus continu. Il existe trois méthodes principales pour détecter et suivre les secteurs défectueux.

1. Outils de diagnostic du système d'exploitation

  • Sous Windows, vous pouvez analyser le disque dur à la recherche de secteurs défectueux à l'aide de l'utilitaire CHKDSK. Il vérifie à la fois l'intégrité du système de fichiers et, lorsqu'il est exécuté avec les indicateurs appropriés, la structure physique à la recherche de secteurs illisibles.
  • Sous macOS, l'Utilitaire de disque effectue des analyses de surface et des vérifications d'erreurs similaires.

2. Surveillance S.M.A.R.T.

  • Les disques durs modernes sont équipés de la technologie S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology), qui enregistre des données détaillées sur l'état interne du disque.
  • Vous pouvez utiliser un logiciel tiers (tel que CrystalDiskInfo) pour lire les attributs S.M.A.R.T. clés, tels que les suivants
    • Nombre de secteurs réaffectés (attribut 5) : affiche les secteurs qui ont déjà été remplacés par des secteurs de réserve.
    • Nombre de secteurs actuellement en attente (attribut 197) : secteurs en attente d'un nouvel examen ou d'une réaffectation.
    • Nombre de secteurs non corrigibles lors de l'analyse hors ligne (attribut 198) : secteurs qui n'ont pas pu être récupérés lors des autotests.
  • Si l'un de ces chiffres augmente régulièrement, vous devriez sauvegarder vos données, car le disque risque de cesser bientôt de fonctionner correctement.

3. Symptômes observables et erreurs système

La présence de secteurs défectueux peut être indiquée par certains symptômes observables de défaillance du disque.

Peut-on récupérer des données à partir d'un disque comportant des secteurs défectueux ?

Oui, il est possible de récupérer des données à partir d'un disque comportant des secteurs défectueux. Cependant, vos chances dépendent de la gravité du problème, de la technologie de stockage en question et de la manière dont vous procédez une fois le problème identifié.

Récupération de données à partir de disques durs

Si vous disposez d'un disque dur classique comportant des secteurs défectueux, la récupération des données est possible dans la plupart des cas.

  • Lorsqu'un secteur défectueux se forme sur un disque dur, il n'affecte qu'une petite partie isolée de la surface du disque. La majorité des données utilisateur reste entièrement accessible.
  • Les disques durs modernes utilisent un micrologiciel avancé et des mécanismes de correction d'erreurs pour masquer les problèmes et permettre aux logiciels de récupération de données de lire les secteurs intacts tout en ignorant ou en réessayant les secteurs problématiques.
  • Les services professionnels de récupération de données sur disque dur peuvent utiliser des outils d'imagerie matérielle spécialisés qui lisent le disque dur à un niveau très bas.
  • Ces outils peuvent cloner toutes les zones lisibles, créer une image secteur par secteur et effectuer plusieurs tentatives de contrôle autour des secteurs défectueux afin d'extraire le maximum de données.
  • Dans les cas où les fichiers s'étendent à la fois sur des secteurs sans erreur et des secteurs défectueux, les spécialistes de la récupération de données peuvent reconstruire les fragments de fichiers et les métadonnées.
  • Si le disque fait partie d'une matrice RAID, la redondance permet de récupérer les données manquantes à l'aide des informations provenant des autres disques durs.

Important : des tentatives répétées d'exécution d'outils de réparation grand public (tels que CHKDSK ou des utilitaires génériques destinés à « réparer les secteurs défectueux du disque dur ») peuvent aggraver la situation. Un balayage agressif peut accélérer l'usure mécanique ou causer des dommages logiques, réduisant ainsi les chances de récupération des données.

Si vous remarquez des symptômes tels qu'un nombre croissant de secteurs réalloués, des erreurs d'écriture répétées ou l'impossibilité de copier des fichiers, cessez d'utiliser le disque et contactez le service de Récupération de Données Stellar afin de maximiser vos chances de réussite.

Récupération de données sur des SSD

La récupération de données à partir de secteurs défectueux sur un SSD (techniquement appelés « blocs défectueux ») est un peu plus complexe, mais reste tout à fait possible.

Les experts professionnels en récupération de données sur SSD peuvent retirer en toute sécurité les puces NAND flash et les lire à l'aide d'un matériel spécialisé. Ils peuvent ensuite reconstruire manuellement les données, en s'appuyant sur leurs connaissances avancées des systèmes de fichiers et de la couche de traduction flash (FTL) du disque.

Remarque : avec les SSD, le temps et l'action sont encore plus critiques qu'avec les disques durs. Si vous constatez une perte de données, des partitions manquantes, des avertissements SMART ou d'autres signes de défaillance du SSD, effectuez immédiatement une sauvegarde et contactez un service de récupération de données sur SSD.

Quand faire appel à un professionnel

Vous devriez envisager de faire appel à un service de récupération de données si :

  • Votre disque signale un nombre croissant de secteurs défectueux (comme l'indiquent les statistiques S.M.A.R.T.).
  • Vos fichiers disparaissent ou sont corrompus.
  • Votre disque est désormais en lecture seule.
  • Vous entendez des bruits inhabituels (pour les disques durs).

Si votre système signale des secteurs défectueux, considérez cela comme une attention.

N'oubliez pas : les secteurs défectueux sont souvent le premier signe visible d'un disque en défaillance. La manière dont vous réagissez à ce stade détermine si vos données peuvent être récupérées ou si elles sont perdues à jamais.

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