Les objets connectés de santé sont des technologies d’apparition récente. Ils sont sujets à de très nombreuses innovations et peuvent intégrer des chaînes de blocks, du calcul à haute performance, de l’intelligence artificielle et des nanotechnologies. Ces objets se multiplient très rapidement sur le marché intérieur de l’Union européenne et sont à l’origine de nouveaux défis, notamment au regard de la protection des données personnelles, des considérations de santé publique, de la cybersécurité et de la compétitivité des entreprises européennes dans un contexte mondialisé. Un encadrement de ces objets est absolument nécessaire pour répondre à l’ensemble de ces préoccupations. La normalisation européenne constitue, à cet égard, un outil de régulation particulièrement adéquat. Elle permet en effet de pallier les inconvénients de la hard law, notamment grâce à sa souplesse et à ses capacités d’adaptation à l’évolution de l’état de la technique et à la numérisation de l’économie. Les organismes européens de normalisation devront donc élaborer et mettre à jour des normes relatives aux technologies sur lesquelles s’appuient les objets connectés de santé. Les institutions européennes ont vocation à accompagner cette normalisation afin qu’elle soit à la hauteur des enjeux. / Connected objects in health are emerging technologies. They are subject to many innovations and may incorporate blockchains, High Performance Computing, artificial intelligence and nanotechnologies. These objects are multiplying at a rapid rate within the internal market in the European Union and are creating new challenges, particularly with regard to the protection of personal data, public health considerations, cybersecurity and the competitivity of European companies in a globalized world. These objects need a framework. European standardization is a particularly appropriate regulatory tool to answer all these concerns. It overcomes the drawbacks of hard law, in particular because of its flexibility and ability to adapt to the evolution of the state of the art and the digitization of economy. European standardization organizations will therefore have to develop and update standards for the technologies on which connected objects in health are based. European institutions must support this standardization to ensure it is commensurate with the stakes involved.

La récente émergence des smartphones et des objets connectés a révolutionné le mode de vie des utilisateurs. Ces dispositifs ubiquitaires et équipés de plusieurs interfaces sans fil de communication, sont rapidement devenus indispensables dans la vie quotidienne des utilisateurs avec une utilisation intensive. Les interfaces sans fil de ces objets connectés émettent périodiquement des informations, certaines sont spécifiques aux utilisateurs et permettent par effet de bord d’identifier et de suivre leur déplacements. Le suivi des utilisateurs via les informations fortuitement émises par leurs périphériques sans fil se nomme le Wireless Physical Tracking. Les possibilités offertes par le Wireless Physical Tracking ont suscité un fort intérêt. Plusieurs applications se sont développés et ont permis d’apporter de l’innovation dans plusieurs domaines. Des sociétés de marketing l’utilisent afin de proposer à leurs clients de la publicité ciblée en fonction de leurs parcours dans leur zone d’activité. À une échelle plus grande, les villes intelligentes, ou smart-cities analysent le mouvement des utilisateurs afin d’apporter des services pour le confort des habitants. Enfin, dans le domaine de la recherche, les réseaux Ad-Hoc mobiles et autres DTN nécessitent de s’intéresser à cette pratique car l’étude de la mobilité des utilisateurs représentent un élément clé pour améliorer les performances de ce type de réseau. Cependant, la collecte de ces informations sans le consentement des utilisateurs ou sans qu’elles soient correctement protégées représentent un risque réel pour leur vie privée. C’est autour de ce contexte que s’articule cette thèse divisée en deux parties. La première présente les technologies PAN et WAN, l’état de l’art des méthodes de Wireless Physical Tracking et les contre mesures adoptés. La deuxième partie présentent les contributions de la thèse qui visent à proposer de nouvelles méthodes de suivi, analyser les performances de celles-ci face aux méthodes existantes et dans le cas particulier de l’application de crowd-localisation, à proposer des méthodes de suivi respectueuse de la vie privée. / The recent rise of smart-phones and connected objects has a deep impact its users lifestyle. In 2017, more than a billion and a half smart-phones were sold around the world. These ubiquitous devices, equipped with several wireless communication interfaces, have quickly become essential in the daily life of users with an intensive use. The wireless interfaces of these connected objects periodically transmit information on the network, some of which are user-specific and allow to identify and track their mobility. Tracking users by collecting the information generated by their wireless devices is called Wireless Physical Tracking. The opportunities offered by the Wireless Physical Tracking raised a lot of interest. Several applications have been developed and have brought innovation in several areas. Marketing companies use it to offer to their customers targeted advertising based on their movements in their area of activity. On a larger scale, Smart Cities or smart-cities analyse the movement of users in order to provide services for their inhabitants. Finally, in the field of research in mobile Ad-Hoc networks and DTNs, users mobility is a key element which need to be collected and analysed. However, the collection of this information without the consent of the users or without being properly protected induce a real risk to their privacy. It is around this context that this thesis is focused on. It’s divided into two parts. The first presents the PAN and WAN technologies, the state of the art of Wireless Physical Tracking methods and the adopted counter measures. The second part presents the contributions of the thesis which aims at developing new methods for Physical Tracking and analysing their performances compared to the existing methods. We first present an evaluate BPM, a bluetooth passive monitoring that allows to track the users of Classic Bluetooth device with a detection delay significantly lower than the methods previously used. We then focus on Bluetooth Low Energy and propose the use of a BLEB, a botnet of users tracking BLE objects with their smart-phones. Finally, we also focus on preserving users privacy through the proposal of PPCL, a privacy preserving crowdlocalisation method which allow to track users assets without being trackable.

De nos jours, une forte croissance des objets connectés est constatée, dépassant même la population mondiale. Devant l'ampleur de ce phénoméne, l'efficacité énergétique des objets communicants est une sérieuse problématique. La maximisation de leur durée de vie est requise pour assurer une qualité de service. Dans cette optique, les travaux de cette thèse visent à optimiser la consommation énergétique des communications sans fil dans un réseau de capteurs. Le télé-réveil, un concept imaginé depuis une dizaine d'années, consiste au déclenchement du réveil du noeud communicant par un signal radio à distance. Par défaut, le noeud reste en mode veille de façon permanente à très basse consommation. Au besoin, il peut être réveillé à la demande par un signal radio spécifique. Ainsi, la consommation énergétique du module radio est grandement réduite par l'écoute passive du canal en mode veille. Ce principe de télé-réveil nécessite toutefois le développement de nouvelles architectures matérielles associées à des protocoles de communication adaptés et innovants. Malgré les propositions récentes, le niveau de maturité technologique n'a pas encore été atteint sur ce sujet. Par conséquent, un système de télé-réveil est proposé dans cette thèse, en incluant une caractérisation théorique de ses performances. Le récepteur de télé-réveil consomme 363 nW en mode veille contre 49,8 µW en mode de réception. De plus, deux nouveaux protocoles de télé-réveil DoRa et DC-DoRa sont proposés avec une évaluation de leurs performances par simulation. Les résultats obtenus montrent que ces protocoles de télé-réveil diminuent fortement l'énergie consommée par le module radio, en comparaison des protocoles MAC actuellement utilisés dans les réseaux de capteur. Enfin, la mise en œuvre expérimentale du système et des protocoles de télé-réveil a permis de mesurer les performances réelles de notre approche dans un environnement de surécoute et d'interférence. / Nowadays, a significant growth of connected things is observed, exceeding even the worldpopulation. Given the magnitude of this phenomenon, the energy efficiency of communicatingobjects is a crucial issue. Maximizing their lifetime is necessary to ensure a qualityof service. In this regard, the aim of this thesis is to optimize the energy consumption ofwireless communications in a wireless sensor network.The concept of wake-up radio was created a decade ago, which consists of waking up thecommunicating node by a remote radio signal. By default, the node remains in sleepingmode at a very low power consumption. If needed, the node can be woken up on demandthrough a specific radio signal. Thus, the energy consumption of the radio module is greatlyreduced by idle listening to the channel in sleeping mode. However, this wake-up radioprinciple requires the development of new hardware architectures associated with adaptedand innovative communication protocols. Despite recent proposals, the level of technologymaturity has not yet been reached on this subject.Therefore, a wake-up radio system is proposed in this thesis, including a theoreticalcharacterization of its performances. The wake-up receiver consumes 363 nW in sleepingmode and 49.8 µW in receiving mode. Moreover, two new protocols called DoRa and DC-DoRaare proposed with an evaluation of their performances by simulation. The resultsshow that these wake-up radio protocols greatly reduce the energy consumed by the radiomodule, compared to the MAC protocols currently used in wireless sensor networks. Finally,the experimental implementation of the wake-up radio system and protocols enabled thereal performance measurement of our approach in an environment with overhearing andinterference.

Nous présentons dans cette thèse les évolutions apportées au solveur Galerkin Discontinu Teta-CLAC, issu de la collaboration IRMA-AxesSim, au cours du projet HOROCH (2015-2018). Ce solveur permet de résoudre les équations de Maxwell en 3D, en parallèle sur un grand nombre d'accélérateurs OpenCL. L'objectif du projet HOROCH était d'effectuer des simulations de grande envergure sur un modèle numérique complet de corps humain. Ce modèle comporte 24 millions de mailles hexaédriques pour des calculs dans la bande de fréquences des objets connectés allant de 1 à 3 GHz (Bluetooth). Les applications sont nombreuses : téléphonie et accessoires, sport (maillots connectés), médecine (sondes : gélules, patchs), etc. Les évolutions ainsi apportées comprennent, entre autres : l'optimisation des kernels OpenCL à destination des CPU dans le but d'utiliser au mieux les architectures hybrides ; l'expérimentation du runtime StarPU ; le design d'un schéma d'intégration à pas de temps local ; et bon nombre d'optimisations permettant au solveur de traiter des simulations de plusieurs millions de mailles. / In this thesis, we present the evolutions made to the Discontinuous Galerkin solver Teta-CLAC – resulting from the IRMA-AxesSim collaboration – during the HOROCH project (2015-2018). This solver allows to solve the Maxwell equations in 3D and in parallel on a large amount of OpenCL accelerators. The goal of the HOROCH project was to perform large-scale simulations on a complete digital human body model. This model is composed of 24 million hexahedral cells in order to perform calculations in the frequency band of connected objects going from 1 to 3 GHz (Bluetooth). The applications are numerous: telephony and accessories, sport (connected shirts), medicine (probes: capsules, patches), etc. The changes thus made include, among others: optimization of OpenCL kernels for CPUs in order to make the best use of hybrid architectures; StarPU runtime experimentation; the design of an integration scheme using local time steps; and many optimizations allowing the solver to process simulations of several millions of cells.