KHALFALLAH Zakia

Docteur
Équipe : Phare
Date de départ : 17/12/2015
Direction de recherche : Guy PUJOLLE
Co-encadrement : AIT-SAADI Nadjib

Déploiement des Réseaux de Capteurs Sous-marins pour la Surveillance de la Pollution dans une Rivière

L'Internet des objets est un domaine en plein essor, qui a reçu une attention considérable à la fois académique et industrielle. En particulier, les réseaux de capteurs sans fil connectent les objets à Internet via une passerelle. Dans ce contexte, les réseaux de capteurs sous-marins sont un axe de recherché très récent qui joue un rôle clé dans plusieurs applications de surveillance, semblant être primordiales envers l’environnement et la santé humaine. Par conséquent, un déploiement judicieux et efficace des réseaux des capteurs sous-marins s’avère crucial. Dans cette thèse, nous abordons la problématique du déploiement 3D des réseaux de capteurs sous-marins caractérisé par l’irrégularité géographique de l’événement détecté. Notre application spécifique concerne la surveillance de la qualité de l’eau dans les rivières. L’instabilité de la qualité de l’eau est à l’origine de la répartition non uniforme de la pollution dans l’environnement 3D. Dans cette optique, nous étudions séparément le déploiement 3D des réseaux de capteurs sous-marins pour détecter la pollution issue i) d’une substance chimique liquide et ii) d’un contaminant solide. Ces problèmes de déploiement sont NP-difficile et exigent une optimisation combinatoire. Afin de surmonter cette complexité, nous proposons plusieurs heuristiques de déploiement et nous abordons le problème en trois étapes. En premier lieu, notre objectif est la génération de la meilleure topologie des stations géographiques de détection afin d’assurer la détection totale de la substance chimique le long de la rivière. Pour cela, on propose une première stratégie, BackTracking Field Installation Deployment Algorithm (BT-FIDA), basée sur l’algorithme du Backtracking. Par la suite, nous étudions la meilleure topologie des capteurs chimiques au sein de chaque station de détection. L’objectif est d’assurer une barrière de couverture totale de la substance polluante avec le minimum de coût. La solution est obtenue grâce à notre deuxième proposition, 2D-Underwater Barrier Deployment Algorithm (2D-UBDA), basée sur une optimisation mixte en nombres entiers. Enfin, on s’intéresse à la détection d’un polluant de type solide pour garantir la qualité de surveillance et la connectivité du réseau tout en minimisant le coût de déploiement. Pour cela, nous proposons une nouvelle heuristique de déploiement, 3D-UWSN-Deploy, basée sur la répartition cubique du volume surveillé et l’optimisation mixte en nombres entiers. Les résultats obtenus confirment une performance satisfaisante de nos algorithmes par rapport à la littérature.
Soutenance : 16/12/2015 - 10h - Site Jussieu 25-26/105
Membres du jury :
Lila Boukhatem, Associate professor, Paris Sud University - Orsay [Rapporteur]
Dominique Gaïti, Professor, Troyes University of Technology - Troyes [Rapporteur]
Mounir Frikha, Professor, SupCom Engineering School - Tunis - Tunisia
Paul Muhlethaler, Research director, INRIA Rocquencourt
Ilhem Fajjari, Research engineer, Orange Labs - Issy les Moulineaux
Rami Langar, Associate professor - HDR, UPMC Sorbonne Universités - Paris
Nadjib Aitsaadi, Associate professor, University of Paris Est Créteil Val de Marne
Guy Pujolle, Professor, UPMC Sorbonne Universités - Paris

Publications 2013-2016

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