Optimisation du déploiement des réseaux de capteurs sans fil

UNIVERSITÉ MOHAMMED V
FACULTÉ DES SCIENCES
Rabat
N° d’ordre : 1816
Thèse de Doctorat
Présentée par
Noureddine ASSAD
Titre
Optimisation du déploiement des réseaux de capteurs sans fil :
couverture de la zone de surveillance et connectivité du réseau
dans une application de détection d'intrusion.
Discipline : Sciences de l’ingénieur
Spécialité : Informatique et Télécommunications
Soutenue le 05/12/2015, devant le jury composé de :
Président :
Driss ABOUTAJDINE
PES, Faculté des Sciences de Rabat, Maroc.
Examinateurs :
M. Mohamed OUADOU
M. Ahmed TAMTAOUI
M. Mohammed EL KOUTBI
Mme. Sanaa EL FKIHI
M. Ouadoudi ZYTOUNE
M. Moulay Ahmed FAQIHI
PES, Faculté des Sciences de Rabat, Maroc.
PES, Institut National des Postes et
Télécommunications, Rabat, Maroc.
PES, Ecole Nationale Supérieure d’Informatique
et d’Analyse des Systèmes, Rabat, Maroc.
PH, Ecole Nationale Supérieure d’Informatique
et d’Analyse des Systèmes, Rabat, Maroc.
PH, Ecole Nationale de Commerce et de
Gestion de Kénitra, Maroc.
PA, Ecole Nationale Supérieure d’Informatique
et d’Analyse des Systèmes, Rabat, Maroc.
Faculté des Sciences, 4 Avenue Ibn Battouta B.P. 1014 RP, Rabat – Maroc
Tel +212 (0) 37 77 18 34/35/38, Fax : +212 (0) 37 77 42 61, http://www.fsr.ac.ma
UNIVERSITÉ MOHAMMED V
FACULTÉ DES SCIENCES
Rabat
Résumé :
Les progrès réalisés dans le domaine des systèmes micro-électromécaniques (MEMS)
ainsi que ceux du domaine des télécommunications, ont conduit à la naissance de nouvelle
gamme de dispositifs électroniques de dimension bien réduite à faible coût appelés nœudcapteurs. Ces derniers, étant déployés dans un environnement cible, réalisent des mesures
de grandeurs physiques relatives à la zone de déploiement. Les nœud-capteurs regroupés
forment une plateforme de communication communément appelée réseau de capteurs sans
fil (RCSF). Cette plateforme ouvre la voie à des solutions économiquement attrayantes pour
de nombreux domaines d'application.
La technique de déploiement des nœud-capteurs dans une zone de surveillance, est citée
parmi les points critiques pour la conception et la réalisation des réseaux de capteurs. Les
nœud-capteurs peuvent être placés d'une façon déterministe dans une zone de surveillance.
Pour certaines applications de RCSF, en raison de l'inaccessibilité de la zone de surveillance
(zone hostile) ou de grande taille du réseau de capteurs, le recours à un déploiement
aléatoire peut être la seule alternative.
Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans le cadre de
l'application de détection d'intrusion dans une zone de surveillance, où les nœud-capteurs
sont aléatoirement distribués. L'application est définie comme un mécanisme visant la
détection des intrusions non autorisées ou des attaquants mobiles. De ce fait, la couverture
de la zone de surveillance et la connectivité du réseau sont deux contraintes qui doivent être
assurées en tant que qualité de service de RCSF.
L'utilisation de la technique de déploiement aléatoire, engendre le défi d'assurer la
qualité de couverture de la zone de surveillance et la qualité de la connectivité du réseau,
qui se dégradent significativement avec une mauvaise répartition des nœud-capteurs. Pour
faire face à ces défis, nous avons développé des modèles probabilistes qui optimisent le
déploiement des RCSFs. Ces modèles sont appropriés pour prévoir des conditions
suffisantes pour garantir la couverture de la zone de surveillance et la connectivité du
réseau. Nous avons également proposé un protocole de routage des données, pour un bilan
énergétique optimal et pour un taux de livraison élevé, appelé MCLsum (Sum Minimum
Cost Link).
Mots-clefs (6) : probabilité de détection d'intrusion; couverture du réseau; connectivité du réseau;
portée de détection; portée de transmission
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