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Ces thèses qui changent la vie : Technologies de l’information et des systèmes : sécurité et économie d’énergie dans les capteurs sans fil

Petite mémoire, petit processeur, petite bat­terie… tout en lui est réduit mais le cap­teur, surtout lorsqu’il est en réseau, ouvre de très grands hori­zons aux chercheurs et aux industriels. 

« Les mil­i­taires peu­vent les utilis­er en les larguant au dessus des champs de batailles, explique Walid Bechk­it. Les cap­teurs déployés de façon aléa­toires vont s’auto organ­is­er pour sur­veiller les lieux et faire remon­ter les infor­ma­tions. » Plus paci­fiques,  des cap­teurs ont été largués aux Etats Unis sur des zones touchées par des feux de forêt.  « On peut égale­ment tra­vailler sur des dis­posi­tifs déployés de façon pré­cise pour sur­veiller des patients, des per­son­nes âgées ou con­trôler des bâti­ments, indique Walid Bechk­it qui, après des études d’ingénieurs en infor­ma­tique et un mémoire de fin d’étude  sur les réseaux de cap­teurs sans fil, a choisi le lab­o­ra­toire Heudi­asyc pour men­er sa thèse en 2009. 

Après s’être penché sur des prob­lé­ma­tiques de routage (achem­ine­ment des don­nées) pour son mémoire de fin d’étude le jeune thésard  a tra­vail­lé sur des ques­tions d’énergie et de sécu­rité. « Les réseaux de cap­teurs con­cer­nent sou­vent des domaines sen­si­bles : il faut donc être capa­ble de crypter les don­nées ». Or les dis­posi­tifs exis­tants pour trans­porter les don­nées en toute sécu­rité sur Inter­net sont très gour­mands en énergie. «J’ai pro­posé un pro­to­cole de con­struc­tion intel­li­gente appliqué à un trousseau de clé cryp­tographiques. En assem­blant les clés cryp­tographiques de façon intel­li­gente, on utilise beau­coup moins de mémoire  donc il y a moins de temps de cal­cul et moins d’énergie dépen­sée ».

Par­al­lèle­ment, le chercheur a tra­vail­lé sur le pro­jet Agrosens soutenu par la région Picardie sur la ques­tion de la capac­ité énergé­tique des cap­teurs. Placés dans un champ, reliés à une sonde, des cap­teurs de la taille d’une clé USB trans­met­tent des infor­ma­tions extrême­ment pré­cis­es sur la tem­péra­ture ou l’humidité. « Ces réseaux per­me­t­tent d’avoir des mod­èles de pré­dic­tion sur les mal­adies comme le mil­diou pour la pomme de terre et de pou­voir sur­veiller son appari­tion en temps réel ». Les cap­teurs agis­sent égale­ment pour con­naître le moment opti­mal pour récolter ou pour affin­er les quan­tités d’eau néces­saires pour de l’auto irri­ga­tion. Seul souci, la faible puis­sance énergé­tique du cap­teur qui ne lui per­met pas d’émettre au delà d’une cen­taine de mètres. « Nous avons donc pro­posé des mod­èles de routages mul­ti sauts pour pou­voir cou­vrir des grandes sur­faces.   

Lors de ces travaux, les chercheurs ont con­staté que l’élévation de tem­péra­ture rédui­sait le ray­on de trans­mis­sion. Un pro­to­cole a donc été conçu pour adapter les réseaux de cap­teurs à la tem­péra­ture. « En général, les réseaux déployés sont tou­jours sur dimen­sion­nés, pré­cise Walid Bechk­it.  Notre pro­to­cole per­met de faire baiss­er le niveau d’émission quand la tem­péra­ture baisse ce qui génère une économie d’énergie substantielle  ».  Une pre­mière approche de mise en veille d’un cer­tain nom­bre de nœuds, nom don­né aux cap­teurs par les sci­en­tifiques, a abouti à une baisse de 20% de la con­som­ma­tion d’énergie.

L’autonomie des cap­teurs est un sujet clé pour les voir se déploy­er. Aujourd’hui maitre de con­férences à l’Insa de Lyon, Walid Bechk­it tra­vaille tou­jours sur les cap­teurs mais en ville pour suiv­re dif­férentes don­nées comme la pollution.

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