Vers une application des réseaux de capteurs sans fil dans la problématique des feux de forêt : modélisation, simulation et plate-forme expérimentale
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Abstract EN:
One of the causes which supports large scale wildfires is the alarm precision lack. Indeed, firemen need tools able to detect fast and specify a sit of a fire. A new generation of tool is appeared : Wireless Sensor Network. In environemental monitoring, these sensors networks, having decentralized architecture and deployed in a zone, must to transmit their information, by a multi-hop communication, towards a base station. For this communication, the routing protocols attempt to carry out reliable data transmission, while testing to save the energy resources. In the problems of forest fires, the networks of sensors are able to help them firemen. However, we identify three axes for which it is necessary to provide answers : these networks, are they able to envisage, detect and follow a fire ? To answer these questions, the existing simulation tools are incomplete or unusable in our context study. In this essay, we introduce a new application, DEVS-WSN, based on a DEVS description. It allows to study performance and the deployment stratégies of the Wireless Sensor Networks. Moreover, we present a new algorithm of routing VOX, which improves the energy saving and increases lifetime of the network in the particular context of destroying phenomenons. We supplement this theoretical study by a test of Wireless Sensor Network on real fire. All these work advances the conditions of use of Wireless Sensor Network in the fire problems.
Abstract FR:
L'une des causes qui favorise les incendies de grande envergure est le manque de précision de l'alerte. En effet, les services de secours avouent avoir besoin d'outils capables de détecter et de préciser le siège d'un feu. Une nouvelle génération d'outil est apparue : les réseaux de capteurs sans fil. Dans une application de surveillance environnementale, ces réseaux de capteurs, possédant une architecture décentralisée et déployés dans une zone, doivent transmettre leurs informations, par une communication sans fil de proche en proche (ou multisauts), à une station de base. Pour cette communication multisauts, les techniques de routage s'attachent à réaliser une transmission efficace des données, tout en essayant d'économiser les ressources énergétiques. Dans le cadre de la problématique de lutte contre les feux de forêt, les réseaux de capteurs semblent capables d'aider les services de secours. Cependan, nous identifions trois axes de reflexion auxquels il faut fournir des réponses : ces réseaux sont-ils capables de prévoir, détecter et suivre un feu ? Pour répondre à ces questions, les outils de simulation existants s'avèrent incomplets ou inutilisables dans le cadre de notre étude. Dans cette dissertation, nous introduisons une nouvelle application, DEVS-WSN, basée sur une description à l'aide du formalisme DEVS. Elle permet d'étudier les performances et les stratégies de déploiement des réseaux de capteurs sans fil dans un feu. De plus, nous présentons un nouvel algorithme de routage VOX, qui améliore l'économie d'énergie et par conséquent augmente la durée de vie du réseau dans le contexte particulier de phénomènes destructeurs. Nous complétons cette étude théorique par une expérimentation en feu réel. Tous ces travaux avancent les conditions d'utilisation d'un réseau de capteurs sans fil dans la problématique des feux de forêt