Que veut dire cluster ? Définition et sens du mot selon les domaines

Le mot cluster est un emprunt à l'anglais qui signifie « grappe », « amas » ou « groupe serré ». Il désigne de manière générale un ensemble d'éléments semblables regroupés en un même endroit ou fonctionnant ensemble, et c'est cette idée de regroupement qui explique son succès dans des domaines très différents. Les Français l'ont massivement découvert en 2020, pendant l'épidémie de Covid-19, lorsque les autorités sanitaires et les médias ont parlé chaque jour de nouveaux clusters, c'est-à-dire de foyers de contamination. Il fait partie de ces mots que la crise sanitaire a fait sortir du jargon des spécialistes, aux côtés de « confinement », « distanciation » ou « cas contact ». Mais le terme était déjà bien installé ailleurs : les informaticiens parlent de clusters de serveurs, les économistes de clusters d'entreprises, les astronomes d'amas d'étoiles, les statisticiens de méthodes de clustering et les musiciens de clusters de notes. Cette polysémie rend le mot pratique, mais aussi parfois flou, d'autant que plusieurs équivalents français existent selon les contextes, comme foyer, grappe, pôle ou amas. Cette page fait le point sur l'origine du mot, ses principaux sens, la manière de l'employer correctement et les termes français que l'on peut lui préférer.

Que veut dire cluster ? Définition et origine du mot

En anglais, cluster désigne un groupe de choses semblables qui poussent, se trouvent ou se rassemblent étroitement les unes contre les autres : une grappe de raisin (a cluster of grapes), un bouquet de fleurs, un pâté de maisons ou un attroupement de personnes. Le mot est très ancien dans cette langue, puisqu'on le rencontre déjà en vieil anglais sous des formes comme clyster, et les étymologistes le rapprochent généralement de clot, « caillot, grumeau », autour d'une idée de masse compacte. En français, il est entré par les vocabulaires techniques au cours du XXe siècle, d'abord dans les sciences et l'informatique, avant de se diffuser dans la langue générale. Le mot se prononce le plus souvent à l'anglaise (« cleu-steur ») et s'emploie au masculin : un cluster, des clusters. Il garde partout le même noyau de sens, celui d'un groupe homogène et concentré, que l'on peut distinguer de son environnement. Son usage le plus médiatisé reste celui de l'épidémiologie, où il désigne un groupe de cas d'une maladie apparus au même endroit et au même moment, qui laisse supposer une source ou une chaîne de transmission commune, notion devenue familière à tous pendant la pandémie de Covid-19.

Qu'est-ce qu'un cluster en épidémiologie ?

En santé publique, un cluster est un regroupement de cas d'une maladie dans un espace et une période limités, plus important que ce que l'on attendrait par le seul hasard. Le terme français recommandé est foyer épidémique, ou plus simplement foyer de contamination, et l'on parle aussi de « cas groupés ». Pendant l'épidémie de Covid-19, Santé publique France retenait une définition opérationnelle simple : au moins trois cas confirmés ou probables, survenus dans une période de sept jours, au sein d'une même communauté (entreprise, établissement scolaire, maison de retraite, famille élargie) ou parmi des personnes ayant participé à un même rassemblement, qu'elles se connaissent ou non. L'identification d'un cluster déclenche une enquête : on recherche les personnes ayant été en contact avec les malades, ce que l'on appelle le contact tracing ou traçage des contacts, on les invite à se faire tester et à s'isoler, afin de casser les chaînes de transmission avant qu'elles ne se propagent. La notion n'est pas propre au Covid : les épidémiologistes étudient depuis longtemps des clusters de cas de légionellose autour d'une tour aéroréfrigérante, d'intoxications alimentaires après un repas collectif ou de cancers dans une zone géographique, avec la difficulté de distinguer un vrai foyer lié à une cause commune d'une simple concentration due au hasard.

Le cluster en économie : des pôles d'entreprises

En économie et en aménagement du territoire, un cluster désigne une concentration géographique d'entreprises, de laboratoires de recherche, d'écoles et de fournisseurs spécialisés dans un même secteur, qui à la fois coopèrent et se font concurrence. Le concept a été popularisé dans les années 1990 par l'économiste américain Michael Porter, qui voyait dans ces regroupements une source majeure de compétitivité : la proximité facilite les échanges d'idées, la circulation des compétences, la création de start-up et l'accès à des fournisseurs spécialisés. L'exemple le plus cité est la Silicon Valley californienne, devenue le symbole mondial des industries numériques, mais on peut aussi évoquer les régions horlogères du Jura, les vallées de l'industrie du décolletage ou les grands bassins aéronautiques. La France a traduit cette idée dans sa politique industrielle avec les pôles de compétitivité, créés au milieu des années 2000, qui associent sur un territoire des entreprises, des centres de recherche et des organismes de formation autour de projets communs. On parle aussi de systèmes productifs locaux ou de grappes d'entreprises, ce dernier terme étant l'équivalent français le plus fidèle de l'image anglaise. Dans ce domaine, le mot cluster a une connotation positive de dynamisme et d'innovation, à l'opposé de l'inquiétude qu'il suscite en épidémiologie, ce qui montre combien le contexte en modifie la perception.

Les autres sens de cluster : musique, astronomie, statistique

Le mot cluster se retrouve dans bien d'autres disciplines, toujours avec l'idée d'un groupe serré. En musique, un cluster, parfois traduit par « agrégat » ou « grappe de notes », est un accord formé de notes voisines jouées simultanément, par exemple plusieurs touches contiguës d'un piano enfoncées avec la paume ou l'avant-bras : le compositeur américain Henry Cowell l'a popularisé dans la première moitié du XXe siècle, et de nombreux compositeurs contemporains l'ont repris. En astronomie, on parle d'amas d'étoiles ou d'amas de galaxies, en anglais star clusters et galaxy clusters, comme les Pléiades, amas d'étoiles visible à l'œil nu. En statistique et en science des données, le clustering, ou partitionnement de données, regroupe automatiquement des éléments qui se ressemblent, par exemple des clients aux comportements d'achat proches, sans définir les catégories à l'avance. L'algorithme des k-moyennes, l'un des plus connus, répartit ainsi les données en un nombre de groupes fixé au départ, chaque élément rejoignant le groupe dont le centre est le plus proche. En phonétique, un cluster consonantique est un groupe de consonnes qui se suivent, comme « str » dans « structure ». La médecine connaît encore l'algie vasculaire de la face, appelée en anglais cluster headache parce que ses crises surviennent par salves. Le tableau ci-dessous résume ces usages et leurs équivalents français.

Faut-il dire cluster ou foyer ? Le bon usage du mot

Comme beaucoup d'anglicismes techniques, cluster a suscité des débats sur son emploi en français. Les instances chargées de l'enrichissement de la langue recommandent, selon les domaines, des équivalents comme « grappe » en informatique ou « foyer » en épidémiologie, et de nombreux médecins et journalistes ont fait remarquer pendant l'épidémie que « foyer de contamination » était parfaitement clair pour le grand public, plus sans doute que le mot anglais. L'emprunt présente toutefois l'avantage de l'uniformité dans la communication scientifique internationale, où l'anglais domine, et il s'est imposé dans l'usage courant au point de figurer dans les dictionnaires. Quelques conseils permettent de l'employer à bon escient. Dans un texte destiné au grand public, il est préférable d'utiliser le terme français ou d'expliquer le mot anglais lors de sa première apparition. Il faut ensuite veiller au sens : un cluster n'est pas une simple accumulation de cas sur un territoire, mais un regroupement suffisamment resserré pour suggérer un lien commun, et l'on évitera de parler de cluster pour une épidémie généralisée. Enfin, le mot garde une valeur neutre : selon le domaine, un cluster peut être une menace sanitaire, un atout économique ou une prouesse technique. Le pluriel se forme avec un s (des clusters) et le mot reste masculin, y compris dans ses emplois techniques comme « cluster de calcul ».

Qu'est-ce qu'un cluster en informatique ?

En informatique, un cluster, ou grappe de serveurs, est un ensemble d'ordinateurs indépendants, appelés nœuds, reliés par un réseau rapide et coordonnés par des logiciels spécialisés pour fonctionner comme un seul système. Cette architecture répond à plusieurs besoins. La haute disponibilité d'abord : si un serveur tombe en panne, un autre prend immédiatement le relais, ce qui permet à un site web ou à une application critique de rester accessible. La répartition de charge ensuite : les requêtes des utilisateurs sont distribuées entre plusieurs machines pour éviter qu'une seule ne soit saturée. Le calcul haute performance enfin : en divisant un problème complexe en milliers de petites tâches traitées en parallèle, un cluster peut réaliser des simulations météorologiques, des calculs scientifiques ou l'entraînement de modèles d'intelligence artificielle hors de portée d'un ordinateur isolé, et la plupart des supercalculateurs actuels reposent sur ce principe. L'essor du big data et de l'informatique en nuage a généralisé ces architectures : pour augmenter la puissance, il suffit souvent d'ajouter de nouveaux nœuds, ce que l'on appelle la scalabilité horizontale. Le mot désigne aussi, dans un autre registre, l'unité d'allocation d'un disque dur, le plus petit bloc d'espace qu'un système de fichiers attribue à un fichier.

Cluster, data center et cloud : quelles différences ?

Les notions de cluster, de data center et de cloud sont souvent confondues, car elles se recouvrent en partie. Un cluster est une organisation logique : un groupe de machines coordonnées pour accomplir une tâche commune, qui peut compter trois serveurs dans une petite entreprise ou des dizaines de milliers de processeurs dans un supercalculateur. Un centre de données est un lieu physique : un bâtiment sécurisé, climatisé et alimenté en électricité de manière redondante, qui héberge des milliers de serveurs, eux-mêmes souvent organisés en plusieurs clusters. Le cloud, ou informatique en nuage, est enfin un modèle de service : il permet de louer à la demande de la puissance de calcul, du stockage ou des logiciels hébergés dans ces centres de données, sans se soucier de l'infrastructure. On peut donc dire, pour simplifier, que le cloud s'appuie sur des centres de données, qui abritent des clusters, eux-mêmes constitués de nœuds. Les grands acteurs du numérique gèrent ainsi des infrastructures gigantesques, où l'orchestration automatique des clusters permet d'ajouter ou de retirer des machines selon la demande, de déplacer des applications d'un serveur à l'autre et de garantir un service continu. Pour comprendre où tournent concrètement ces grappes de serveurs, il est utile de savoir ce qu'est un data center, véritable usine du numérique.