Sujet de thèse Optical Wireless TB 2014

Offre de thèse
Localisation, suivi et communications optiques en espace
libre à haut débit entre objets mobiles
Laboratoire d’accueil : Télécom Bretagne, département d’Optique, Brest
Démarrage de la thèse : automne 2014
Domaines de recherche/mots-clés : réseau de capteurs mobiles, communications optiques en espace
libre, geo-localisation, déflexion de faisceau, multiplexage en longueur d’onde, intégration prototypale
Contexte et résumé
Robots et capteurs mobiles sont de plus en plus utilisés dans l’environnement humain, dans des situations
variées telles que la fabrication industrielle, les centres de distribution, les systèmes de sécurité, les hôpitaux, la
manipulation en milieu hostile ou le domaine militaire. La plupart de ces applications nécessitent des procédés
de communication sans-fil adaptés au rôle des objets communicants et à leur environnement, allant des
interfaces embarquées sur des robots aux réseaux de capteurs corporels. Dans ce contexte, les communications
optiques en espace libre apparaissent comme une alternative très prometteuse par rapport aux radiofréquences
(RF), en proie à la congestion croissante des bandes spectrales. La technologie optique présente ici de nombreux
autres avantages tels que l’absence de frais de licence, la réduction des interactions électromagnétiques avec les
équipements électriques, l’augmentation de la confidentialité des liens et de la forte bande-passante des canaux
de communication. Parmi les différentes solutions envisageables, les liaisons optiques directives (line-of-sight,
LOS) utilisant des lasers modulés semblent les plus aptes à fournir des débits supérieurs au Gbit/s, permettant de
couvrir les applications les plus gourmandes comme la transmission de vidéo-surveillance en flux HD et en temps
réel. Elles nécessitent toutefois des techniques de localisation et de suivi d’objets pour garantir un rapport signalsur-bruit suffisant entre l’émetteur et le récepteur.
Dans cette thèse, nous proposons de définir, d’évaluer et de tester des solutions combinées de
géolocalisation à haute résolution spatiale et de communications optiques en espace libre basées sur le
multiplexage en longueurs d’ondes (WDM), technologie massivement déployée dans les communications
optiques fibrées. Nous étudierons dans un premier temps la faisabilité des techniques de déflexion et de
triangulation de faisceaux optiques pour localiser un récepteur embarqué sur un robot mobile. Des dispositifs
opto-mécatroniques dédiés assurant le suivi des objets et l’auto-alignement seront conçus et testés pour
maintenir les liens optiques en visibilité directe. L’efficacité énergétique des connexions sera intégrée dans
l’ingénierie de la transmission pour assurer une autonomie maximale aux systèmes embarqués. La dernière
partie du travail de thèse sera dédiée à l’intégration et au test de prototypes opto-mécatroniques mobiles en
laboratoire, susceptibles d’intéresser des industriels.
Ce travail de thèse est financé pour une durée de 3 ans et s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche
collaboratif regroupant quatre laboratoires (unités CNRS). Il sera principalement localisé à Télécom Bretagne
(Institut Mines-Télécom) et s’effectuera en collaboration étroite avec le laboratoire Roberval de l’Université de
Technologie de Compiègne (UTC).
Profil du candidat recherché
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Master 2 ou Ingénieur, spécialités optique, photonique, opto-électronique, ou physique générale.
Des connaissances en traitement de signal, communications numériques et télécommunications seront
également très appréciées.
Dépôt de dossiers et contact
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Le dossier de candidature doit comporter un CV, une lettre de motivation et les noms et adresses email
de deux personnes référentes (enseignants, tuteurs de stage). D’éventuelles références
bibliographiques ainsi qu’un rapport écrit du candidat (mémoire de master, mémoire de stage) seront
également appréciés.
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Merci d’envoyer votre dossier de candidature à :
Bruno Fracasso, Télécom Bretagne, CS 83818, 29238 Brest Cedex 3, Tél : 02 29 00 14 20
[email protected]