Détection et diagnostic des fautes dans des systèmes à base de réseaux de capteurs sans fils. (Fault detection and diagnosis in wireless sensor networks)

Les pannes sont la regle et non l'exception dans les reseaux de capteurs sans fil. Un nœud capteur est fragile et il peut echouer en raison de l'epuisement de la batterie ou de la destruction par un evenement externe. En outre, le nœud peut capter et transmettre des valeurs incorrectes en raison de l'influence de l'environnement sur son fonctionnement. Les liens sont egalement vulnerables et leur panne peut provoquer un partitionnement du reseau et un changement dans la topologie du reseau, ce qui conduit a une perte ou a un retard des donnees. Dans le cas ou les nœuds sont portes par des objets mobiles, ils peuvent etre mis hors de portee de la communication. Les reseaux de capteurs sont egalement sujets a des attaques malveillantes, telles que le deni de service, l'injection de paquets defectueux, entrainant un comportement inattendu du systeme et ainsi de suite. En plus de ces defaillances predefinies (c'est-a-dire avec des types et symptomes connus), les reseaux de capteurs presentent aussi des defaillances silencieuses qui ne sont pas connues a l'avance, et qui sont tres liees au systeme. En revanche, les applications de RCSF, en particulier les applications de securite critiques, telles que la detection d'incendie ou les systemes d'alarme, necessitent un fonctionnement continu et fiable du systeme. Cependant, la garantie d'un fonctionnement correct d'un systeme pendant l'execution est une tâche difficile. Cela est du aux nombreux types de pannes que l'on peut rencontrer dans un tel systeme vulnerable et non fiable. Une approche holistique de la gestion des fautes qui aborde tous les types de fautes n'existe pas. En effet, les travaux existants se focalisent sur certains etats d'incoherence du systeme. La raison en est simple : la consommation d'energie augmente en fonction du nombre d'elements a surveiller, de la quantite d'informations a collecter et parfois a echanger. Dans cette these, nous proposons un «Framework » global pour la gestion des fautes dans un reseau de capteurs. Ce framework, appele « IFTF », fournit une vision complete de l'etat du systeme avec la possibilite de diagnostiquer des phenomenes anormaux. IFTF detecte les anomalies au niveau des donnees, diagnostique les defaillances de reseau, detecte les defaillances d'applications, et identifie les zones affectees du reseau. Ces objectifs sont atteints grâce a la combinaison efficace d'un service de diagnostic reseau (surveillance au niveau des composants), un service de test d'applications (surveillance au niveau du systeme) et un systeme de validation des donnees. Les deux premiers services resident sur chaque nœud du reseau et le systeme de validation des donnees reside sur chaque chef de groupe. Grâce a IFTF, les operations de maintenance et de reconfiguration seront plus efficaces, menant a un systeme WSN (Wireless Sensor Network) plus fiable. Du point de vue conception, IFTF fournit de nombreux parametres ajustables qui le rendent approprie aux divers types d'applications. Les resultats de simulation montrent que la solution presentee est efficace en termes de cout memoire et d'energie. En effet, le systeme de validation des donnees n'induit pas un surcout de communication. De plus, le fonctionnement des deux services test et diagnostic augmente la consommation d'energie de 4% en moyenne, par rapport au fonctionnement du service de diagnostic uniquement.