Protocoles de communications pour réseaux de capteurs en milieu fortement perturbé.

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Protocoles de communications pour réseaux de capteurs en milieu fortement perturbé.
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Finacement privé (entreprise, fondation, association, …)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Université de Poitiers, technopôle du Futuroscope,France
Montréal, Canada
Laboratoire d’accueil : XLIM/SIC

Date Limite de candidature : 15/05/2014

Présentation de l’équipe de recherche
Les activités de l’équipe SYSCOM du département SIC de XLIM sont focalisées sur des stratégies de transmission entre entités communicantes (véhicules, capteurs, objets, personnes, …) présentant ainsi des mobilités variées dans des environnements difficiles (urbain dense, indoor, tunnel, milieu industriel, poste HT, …) et évoluant au sein de réseaux cellulaires ou ad’hoc avec qualité de services.

Résumé de la thèse en français
Cette proposition de sujet de thèse s’inscrit principalement dans le domaine du smartgrid. Il s’agit de déployer des réseaux de capteurs à des fins de diagnostic et de maintenance pour connaitre l’état du réseau électrique et interagir avec des équipements majeurs dans les postes HT ou dans leurs voisinages (FAN: Field Area Network). Les travaux pourront être étendus à des milieux industriels générant un bruit de type impulsionnel (centrales électriques, métallurgie….).
Cette thèse est basée sur un partenariat existant entre l’institut XLIM (équipe SYSCOM du département SIC) et l’IREQ de HydroQuébec.

Résumé de la thèse en anglais
This thesis is mainly in the smartgrid domain. The objective is to deploy sensors networks for the diagnostic and maintenance of electrical network and interact with major equipments of the electrical substations or in their vicinity (FAN: Field Area Network). The works could be extended to industrial environments generating impulsive noise.
This thesis is based on an existing partnership between the XLIM Institut (SYSCOM team of the SIC department) and IREQ of HydroQuébec

Description complète du sujet de thèse
Le domaine des réseaux de capteurs constitue un secteur de recherche très dynamique au niveau national et international. Les champs d’application sont extrêmement variés en termes d’environnements de fonctionnement, de grandeurs physiques mesurées, de contrainte de robustesse et de latence, et évidemment de contrainte énergétique.
Cette proposition de sujet de thèse s’inscrit principalement dans le domaine du smartgrid. Il s’agit de déployer des réseaux de capteurs à des fins de diagnostic et de maintenance pour connaitre l’état du réseau électrique et interagir avec des équipements majeurs dans les postes HT ou dans leurs voisinages (FAN: Field Area Network). Les travaux pourront être étendus à des milieux industriels générant un bruit de type impulsionnel (centrales électriques, métallurgie….).

Les travaux seront centrés sur le développement de protocoles de communication performants dans ces milieux fortement perturbés électromagnétiquement, notamment par des bruits impulsionnels. Les activités reposeront sur une étude bibliographique des différents protocoles de communications pour les réseaux de capteurs (6LoWPAN, Zigbee, WirelessHART, ISA100.11a, OCARI…) en se focalisant sur la couche PHY. La prise en main des modèles de canal en environnement de haute tension sera indispensable ainsi que des plateformes de simulation réseaux telles que OPNET, NS3… .
Les performances du /des protocoles de communication proposées seront évaluées par simulation à l’aide de ce type de plateformes en présence du bruit impulsionnel.
Une implémentation matérielle en laboratoire sur quelques capteurs sera réalisée et un déploiement expérimental en environnement réel est prévu.

Le sujet de thèse s’inscrit dans la continuité d’un partenariat entre l’IREQ de HydroQuébec (Canada) et l’équipe SYSCOM de l’Institut XLIM/département SIC (France) et sera développé dans le cadre du Laboratoire d’Excellence SigmaLim. Le sujet bénéficiera de partenaires potentiels supplémentaires: Départements STEP et MIRE (EDF-R&D, France), département C2S2 de XLIM et la Chaire 3I (Infrastructure Informationnelle Interactive) Université McGill (Montréal, QC, Canada).

Objectifs scientifiques de la thèse
– développement d’un protocole de communication pour réseaux de capteurs adapté à des environnements électromagnétiques fortement perturbés
– évaluation par simulation les performances de ce protocole à partir d’une plateforme de simulation réseaux
– Implémentation matérielle en laboratoire sur quelques capteurs.
– Déploiement expérimental en environnement réel.

Compétences à l’issue de la thèse
– maîtrise des modèles de canaux de transmission radio
– maîtrise des protocoles de communication pour réseaux de capteurs
– maîtrise d’une plateforme de simulation réseaux
– maîtrise de techniques expérimentales
– savoir réaliser une démarche scientifique complète modélisation, simulation, expérimentation, validation,optimisation
– savoir réaliser un état de l’art international aussi bien de travaux de recherche que technologiques
– savoir présenter ses activités de recherche à des publics variés (spécialistes dans des conférences internationales, grand public dans des actions de vulgarisation)

Mots clés (séparés par des virgules)
réseaux de capteurs, smartgrid, protocole de communication, modèle de canaux, modélisation, simulation, expérimentation
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
diplôme bac+5 (master, école d’ingénieurs) dans le domaine des télécommunications et des réseaux avec des connaissances réelles en communications numériques et en canaux de transmission.
Intérêt pour la modélisation et l’expérimentation

Modalité de dépôt des candidatures
CV et lettre de motivation

Directeur de thèse
Professeur Rodolphe Vauzelle, XLIM, France
Adresse mail du directeur de thèse : rodolphe.vauzelle@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 06 48 00 09 08

Co-directeur de thèse
Docteur Basile AGBA,IREQ HydroQuébec, canada
Adresse mail du co-directeur de thèse : Agba.BasileL@ireq.ca
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : OUI

Justification du cofinancement LABEX
– La thèse va bénéficier d’un co-financement (50%) canadien
– La thèse a pour objectif principal de développer des réseaux de capteurs dans des postes haute tension. Elle s’inscrit complètement dans la thématique « sécurité » et la thématique transverse « réseaux de capteurs ». En effet, les travaux vont permettre de sécuriser et fiabiliser les réseaux d’électricité et leur environnement (poste HT, équipement, personnes).
– La thèse va permettre de renforcer un partenariat international entre XLIM, le centre de recherche de Hydroquébec (équivalent de EDF au québec), ETS de Montréal.
– Des possibilités de mise en place de projets de recherche de plus grande envergure existent avec des partenaires tels que EDF R&D, Université de Mac Gill
– Cette thèse présente des possibilités de transfert car le déploiement d’une expérimentation sur site est prévue
Avec quelle thématique du comité de pilotage avez vous pris contact : Thème 5: Sécurité
Thèse pour Action transverse : OUI

Action transverse concernée et justification
– thématique transverse « réseaux de capteurs » du labex
– programme transverse QoS de XLIM

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