Réseaux ad hoc véhiculaires : vers une dissémination de données efficace, coopérative et fiable. (Vehicular ad hoc networks : towards efficient, collaborativeand reliable data dissemination)

Les reseaux ad hoc vehiculaires (VANETs) permettent le partage de differents types de donnees entre les vehicules, de maniere collaborative. Dans cette these, nous nous sommes tout particulierement interesses aux applications de surete et de securite routiere, dediees a l'echange des informations sur l'etat de l'environnement routier. Les contraintes de ces applications en termes de qualite de services sont des plus rigoureuses, car l'acheminent de leurs donnees doit etre exhaustif et ne souffrir d'aucun retard pour assurer une information utile et en temps opportun au profit de tous les usagers concernes. Cet acheminement doit faire face aux difficultes induites par la dispersion et la forte mobilite des vehicules, l'absence ou l'insuffisance d'infrastructure, la densite variable du reseau, la surcharge en informations a envoyer et l'etendue des zones geographiques a couvrir. En effet, la problematique de diffusion des donnees dans les VANETs s'avere non-triviale et de nombreux verrous scientifiques doivent etre leves pour permettre un support efficace, collaboratif et fiable pour les applications de surete et de securite routiere.Plus precisement, nous aborderons la problematique de la dissemination collaborative en se posant trois questions : “comment disseminer les donnees ? A quel moment le faire ? Mais aussi quoi disseminer et comment inciter a le faire ? ” Nous avons apporte des reponses a travers les trois contributions de cette these. La premiere consiste a proposer une strategie de dissemination efficace, qui soit adaptee a l'importance de l'information echangee et a sa duree de vie, permettant ainsi d'eviter un processus de diffusion intensif. Celui-ci est inapproprie dans ce cas de figure, car il genere de la congestion et beaucoup de redondance. Une etude de performances par simulation est realisee, laquelle montre une diminution de 90% du taux de messages redondants par rapport au cas de la diffusion par inondation. Afin d'ameliorer plus encore les performances du processus de diffusion des messages de surete, nous proposons, dans un second temps, un ordonnanceur pour l'acces au canal de communication qui a pour objectif de reduire le nombre de collisions dues aux synchronisations afferentes a l'utilisation du multi-canal dans le standard IEEE 802.11p/1609.4 et donc elever le taux de reception des donnees. Nous basons notre proposition sur la theorie de l'arret optimal, qui decide du moment opportun pour l'envoi d'une information en conciliant occupation du canal, efficacite de l'envoi et delai d'ajournement tolere par une information. Dans notre cas, la theorie de l'arret optimal est formulee par un processus de decision Markovien (MDP). Nous montrons ainsi par simulation une amelioration substantielle du taux de reception (de 25%) et une diminution importante des pertes (de 47%). Apres s'etre interesse a l'aspect quantitatif des performances du reseau, nous nous interesserons ensuite a l'amelioration de la fiabilite du processus de diffusion. Cette fiabilite est obtenue grâce a l'incitation des vehicules a la cooperation et a l'exclusion des vehicules malicieux de celui-ci. Ceci est realise au travers de la proposition d'un modele de confiance, inspire des jeux de signaux. Le modele cree une situation d'equilibre, tel que les differentes parties le composant ne soient pas tentees de le contourner, ainsi decoule une auto-selection des vehicules, laquelle est rapide et peu couteuse. A notre connaissance, notre modele est le seul a s'attaquer aux effets nefastes des deux types de vehicules, malicieux et egoistes, en meme temps. Comme precedemment, nous evaluons les performances de notre solution au travers d'une modelisation par une chaine de Markov et divers jeux de simulation. Ceci a permis de montrer que 100% des vehicules malicieux sont exclus, avec le maintien d'un taux de cooperation eleve dans le reseau, soit une amelioration de 42%