25 Novembre – Soutenance de thèse - Yassine Faize

10 h Amphi - Laboratoire IMS / bâtiment A31 (campus de Talence)

Conception de capteurs autonomes et intelligents sans fil pour un campus durable, responsable et fortement connecté.

Les réseaux de capteurs sont devenus omniprésents dans notre quotidien, que ce soit dans les milieux privés ou professionnels. Ils permettent de mesurer diverses grandeurs
physiques selon un contexte applicatif. Dans le cadre des campus universitaires connectés, l’utilisation de réseaux de capteurs permet de superviser les coûts de fonctionnement des
bâtiments, afin de réduire les différents impacts. Les mesures collectées et traitées permettent d’adresser des actionneurs afin d’améliorer la qualité de vie au sein d’un campus universitaire.
La gestion énergétique des éléments constituant un réseau de capteurs est primordiale afin d’éviter une surconsommation des capteurs, et ainsi de garantir une autonomie suffisante
des capteurs. Concernant les échanges de données, différents types de communication sont possibles. Elles peuvent être filaires en utilisant une infrastructure existante ou en déployant
une infrastructure spécifique. Une alternative est l’utilisation de technologie sans fil, tel que les réseaux WIFI ou Bluetooth, ou encore des technologies basse consommation, bas
débit, mais longue portée telle que le réseau LORA. Afin de maximiser les performances de ces capteurs, une adéquation matérielle et logicielle est également indispensable. Dans
ce contexte, l’objectif principal de cette thèse fût d’étudier la conception d’un réseau de capteurs autonomes pour le campus universitaire de de Bordeaux. Ce réseau doit avoir
pour première fonctionalité le suivi des caractéristiques environnementales des bâtiments.
L’objectif est de réduire au maximum les coûts d’infrastructure, de déploiement et de maintenance. Les capteurs doivent être autonomes en énergie avec une durée de vie suffi-
sante. Différentes techniques existent pour favoriser l’autonomie des capteurs, mais le plus souvent ces dernières altèrent la qualité de service souhaitée. Des réponses et des choix sont
apportés de façon spécifique à la fois aux niveaux matériel et logiciel. Pour ce faire, un modèle architectural de capteurs est proposé, associant de la récupération d’énergie avec
une technique de "Wake-Up" radio. L’idée est d’aboutir à un modèle pouvant être flexible vis-à-vis de l’hétérogénéité géographique des bâtiments d’un campus.
Puis, la seconde partie de cette thèse s’est focalisée sur la proposition de solutions visant à garantir une qualité de service du réseau de capteurs. Ainsi, un traitement supplémentaire
a été introduit. Ce dernier s’appuie sur des méthodes mathématiques d’estimation et de prédiction de séries temporelles. Les algorithmes développés permettent de compenser les
possibles pertes de données en utilisant l’historique disponible ainsi que les capteurs présents dans le voisinage du capteur considéré afin de proposer une estimation avec une erreur
limitée. Cette approche permet d’aboutir à une qualité de service du réseau de capteurs conforme aux attentes.
Ces différentes contributions ont pu être implémentées et puis expérimentées à l’aide du prototypage d’un réseau de capteurs. Ainsi, les différentes contributions de la thèse ont
pu être validées dans un des bâtiments du campus de Bordeaux. Il en résulte un ensemble d’expérimentations et de résultats qui sont décrits puis analysés dans ce manuscript de
thèse.

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