Optimisation de la durée de vie dans les réseaux de capteurs sans fil sous contraintes de couvertureet de connectivité réseau

Depuis ces deux dernieres decennies, une nouvelle technologie sans fil appelee Reseau de Capteur Sans Fil (RCSF) resultant d"une fusion entre les systemes embarques et les communications sans fil a vu le jour. Un RCSF ("WSN : Wireless Sensor Network" en Anglais) est un reseau Ad hoc compose d"un grand nombre de nœuds qui sont des micro-capteurs qui peuvent etre deployes de facon aleatoire ou deterministe dans une zone d"interet donnee. Ces nœuds capteurs sont capables de recolter plusieurs parametres physiques sur l"environnement qui les entoure, appele generalement zone de captage (ou zone de surveillance). Ensuite, ils doivent si necessaire traiter les donnees capturees et les transmettre a un (ou plusieurs) nœud de collecte appele station de base, centre de traitement ("sink" en Anglais). Beaucoup de domaines d"applications tels que le controle et suivi environnemental, le controle de production dans l"industrie, la surveillance de zone, le monitoring de l"habitat, l"agriculture intelligente, etc. sont bases sur les RCSF. Toutefois, les RCSF ne sont pas parfaits. En effet, compte tenu de leur petite taille, leur faible cout et leurs deploiement dans des zones souvent hostiles ou difficiles d"acces, les nœuds capteurs presentent un certain nombre de faiblesses parmi lesquelles une duree de vie du reseau limitee, une bande passante faible, des capacites de capture et de communication reduites, etc. Afin de surmonter ces contraintes des RCSF, plusieurs problematiques de recherche sont nees ces dernieres annees, et les principales portent sur l"optimisation de la consommation energetique en vue d"ameliorer la duree de vie du reseau. D"autres recherches importantes menees dans le domaine de ces reseaux portent sur les strategies de placement des nœuds, sur la couverture de zones et sur la connectivite du reseau. Cependant, la plupart des solutions proposees ces dernieres annees ne prennent pas en compte toutes ces problematiques dans leurs modeles de resolution ; alors que dans beaucoup d"applications des RCSF telles que la surveillance de zone critique, le monitoring de l"habitat, l"agriculture intelligente, il est necessaire de garantir en meme temps une couverture complete de la zone de surveillance, une bonne connectivite du reseau, tout en optimisant au mieux la duree de vie de celui-ci. Le but de cette these est donc de proposer de nouveaux mecanismes efficaces pour l"optimisation de la duree de vie dans les RCSF, tout en garantissant, a tout moment de cette duree de vie, une couverture totale de la zone de surveillance, ainsi qu"une bonne connectivite du reseau. Pour atteindre nos objectifs, nous avons etudie et fait des propositions dans deux axes qui sont le placement des nœuds et les mecanismes d"ordonnancement au niveau de la couche MAC. Pour ces derniers, nous avons mis en place un algorithme appele DSMAC (Distributed Scheduling Medium Acces Control) qui est base sur notre methode de placement des nœuds. Par ailleurs, DSMAC permet de couvrir 100% de la zone de surveillance, assure une bonne connectivite du RCSF et permet egalement aux nœuds capteurs d"economiser jusqu"a 30% de leur energie comparativement a d"autres protocoles MAC tels que TunableMAC.