Les réseaux mobiles Ad hoc (MANETs) visent à permettent à des noeuds mobiles de communiquer sans aucun support d'infrastructure. Les MANETs dispersés entrent dans la catégorie des réseaux tolérants aux délais (DTN), qui sont des réseaux connectés par intermittence et où il n'y a aucun chemin de bout-en-bout persistant à n'importe quel temps donné. Nous proposons, d'abord, un nouveau protocole de transport fiable pour les DTNs basé sur l'utilisation d'accusés de réception ainsi que le codage linéaire aléatoire. Nous modélisons l'évolution du réseau conformément à notre plan en utilisant l'approche fluide. Nous obtenons le temps de transfert d'un fichier en fonction de certains paramètres optimaux obtenus par l'approche d'évolution différentielle. Deuxièmement, Nous proposons ainsi et étudions un nouveau mécanisme d'ACK augmenté, pour améliorer le transport fiable pour les DTNs, pour les cas unicast et multicast. Nous nous servons du codage linéaire aléatoire aux relais pour que les paquets puissent atteindre la destination plus rapidement. Nous obtenons la fiabilité basée sur l'utilisation Global Sélective ACKnowledgement. Enfin, nous abordons le problème de l'estimation de propagation des fichiers dans les DTNs avec livraison directe et le routage épidémique. Nous estimons et suivons le degré de propagation d'un message dans le réseau. Nous fournissons la base analytique à notre cadre d'évaluation avec des aperçus validés en se basant sur des simulations. En plus, nous utilisons le filtre de Kalman et Minimum- Mean-Squared Error (MMSE) pour suivre le processus de propagation et trouvons que le filtre de Kalman fournit des résultats plus précis par rapport à MMSE / Mobile Ad hoc NETworks (MANETs) aim at making communication between mobile nodes feasible without any infrastructure support. Sparse MANETs fall into the class of Delay Tolerant Networks which are intermittently connected networks and where there is no contemporaneous end-to-end path at any given time. We first, propose a new reliable transport scheme for DTNs based on the use of ACKnowledgments and random linear coding. We model the evolution of the network under our scheme using a fluid-limit approach. We optimize our scheme to obtain mean file transfer times on certain optimal parameters obtained through differential evolution approach. Secondly, we propose and study a novel and enhanced ACK to improve reliable transport for DTNs covering both unicast and multicast flows. We make use of random linear coding at relays so that packets can reach the destination faster. We obtain reliability based on the use of so-called Global Selective ACKnowledgment. We obtain significant improvement through G-SACKs and coding at relays. Finally, we tackle the problem of estimating file-spread in DTNs with direct delivery and epidemic routing. We estimate and track the degree of spread of a message in the network. We provide analytical basis to our estimation framework alongwith insights validated with simulations. We observe that the deterministic fluid model can indeed be a good predictor with a large of nodes. Moreover, we use Kalman filter and Minimum- Mean-Squared-Error (MMSE) to track the spreading process and find that Kalman filter provides more accurate results as compared to MMSE

Dans cette thèse, nous concevons et étudions un système de communication bidirectionnel par lumière visible (VLC) entre une diode électroluminescente (DEL) de couleur, intégrée à un objet connecté, et un smartphone. Le dispositif est ainsi capable d'envoyer et de recevoir des informations à travers sa DEL, tandis que le smartphone utilise sa caméra pour recevoir des données et son flash pour envoyer des informations. Nous mettons en œuvre et évaluons expérimentalement ce système VLC DEL-à-camera conçu spécifiquement pour les DELs de couleur à faible puissance. En nous appuyant sur les résultats d'une vaste étude expérimentale, nous modélisons, pour la première fois dans la littérature, le canal de communication DEL-à-caméra. Nous proposons alors un modèle de processus de Bernoulli modulé par une chaîne de Markov, qui nous permet d'étudier facilement l'efficacité de différentes stratégies de retransmission des messages. Nous exploitons ce modèle afin de concevoir un simulateur pour l'évaluation des performances des communications DEL-à-caméra. Afin d'obtenir un système de communication bidirectionnel, nous étudions ensuite les communications de type flash-vers-DEL entre un smartphone non-modifié et une petite DEL de couleur. Les performances, bien que limitées, sont suffisantes pour établir une voie retour qui permet de mettre en œuvre des mécanismes de fiabilisation. Nous proposons alors un mécanisme de codage linéaire pseudo-aléatoire, spécialement adapté aux conditions et contraintes du système DEL-à-caméra en ligne de visée directe. Notre évaluation expérimentale souligne que ce type d'approche augmente le rendement jusqu'à deux fois par rapport aux stratégies de retransmission classiques. Enfin, la plupart des objets que nous adressons ont des contraintes énergétiques importantes. Par conséquent, nous comparons la consommation d'énergie de notre système avec celle d'un module Bluetooth Low Energy avec une activité similaire. Nos résultats montrent que notre système réduit la consommation d'énergie dans le cadre d'un profil d'utilisation classique. / With the exponential growth of the Internet of Things, people now expect every household appliance to be smart and connected. At the same time, smartphones have become ubiquitous in our daily life. Their continuous performance improvement and their compatibility with a broad range of radio protocols as WiFi, Bluetooth Low Energy (BLE) or NFC make them the most convenient way to interact with these smart objects. However, providing wireless connectivity with BLE or NFC means adding an extra chipset and an antenna, increasing the object size and price. Previous works already have demonstrated the possibility of receiving information through visible light using an unmodified smartphone thanks to its camera. Also, LED-to-LED communication for smart devices like toys has been shown previously. However, past efforts in LED to camera communication for IoT device communication have been limited. In this work, we design LightIoT, a bidirectional visible-light communication (VLC) system between a low-cost, low-power colored LED that is part of an IoT device and an off-the-shelf smartphone. The IoT device is thus able to send and receive information through its LED, while the smartphone uses its camera to receive data and its flashlight to send information. We implement and experimentally evaluate a LED-to-camera VLC system, designed specifically for small LEDs. The proposed solution exploits the rolling shutter effect of unmodified smartphone cameras and an original decoding algorithm, achieving a throughput of nearly 2 kb/s. Based on the insight gained from an extensive experimental study, we model, for the first time in the literature, the LED-to-camera communication channel. We propose a Markov-modulated Bernoulli process model, which allows us to easily study the performance of different message retransmission strategies. We further exploit this model to implement a simulator for LED-to-Camera communications performance evaluation. In order to achieve bi-directional communications, we evaluate flashlight-to-LED communications using non-rooted smartphones and small LEDs. With these constraints, our implementation achieves a throughput of 30 bits/second. While limited, this is enough for a feed-back channel coming to support the required redundancy mechanisms. Some of these redundancy mechanisms are based on random linear coding, never tested previously in VLC. Therefore, we design and implement, for the first time in the literature, a pseudo random linear coding scheme especially fitted for line-of-sight LED-to-camera conditions. Experimental evaluation highlights that this type of approach increases the goodput up to twice compared to classical retransmission strategies. Finally, we compare the energy consumption of LightIoT with the one of a BLE module with similar activity. Our results show that using the LED for communication purposes reduces the energy consumption under a normal usage behavior.