Les réseaux de capteurs sans fils linéaires (RdCSL) sont un cas particulier de réseaux de capteurs sans fils où les nœuds de capteurs sont déployés le long de multiples lignes. les RdCSL sont utilisés pour la surveillance des infrastructures routières, ferroviaires, des conduites de gaz, d’eau, de pétrole et de cours d’eau. Les solutions classiques de formation de topologie et d’adressage proposées ne sont pas adaptées à l’environnement des RdCSFL. En effet les paramètres initiaux utilisés par ces protocoles tels que le nombre maximum de nœuds fils (Cm), nombre maximum de nœuds routeurs fils Rm, profondeur maximum de l’arbre (Lm), occasionnent un gaspillage de l’espace d’adressage disponible pour les nœuds et limitent la profondeur de l’arbre adressable (15 sauts pour ZigBee). D’autres solutions adaptées pour les RdCSFL utilisent une organisation en cluster des nœuds du réseau et sont basées elles aussi sur des paramètres fixés à l’avance tels quel le nombre maximum de cluster fils par cluster. De plus, ces solutions requièrent beaucoup d’interventions manuelles sur les nœuds de capteurs (choix des chefs de cluster par exemple) et ne favorisent pas une adaptation face aux changements du RdCSL tels que l’ajout d’un ensemble de nœuds de capteurs. Dans cette thèse, nous proposons donc des protocoles permettant la construction automatique de topologies logiques, l’adressage et le routage pour des réseaux de capteurs sans fil linéaires. Nos protocoles fournissent aussi des mécanismes de gestion dynamique d’un RdSFL avec l’ajout de nouveaux nœuds, la réallocation d’adresses pour les nœuds en cas d’épuisement de blocs d’adresses et la gestion du routage vers plusieurs puits du réseau. Nos différents protocoles sont évalués grâce au simulateur Castalia/Omnet++. Les résultats de nos simulations montrent que nos protocoles permettent de construire un RdCSFL connecté avec peu de nœuds orphelins (nœuds sans adresses logiques) et sans limitations de profondeur. Nous montrons aussi, grâce à nos simulations, que nos contributions permettent d’ajouter un grand nombres de nœuds à un RdCSFL existant de n’importe quelle taille et s’adaptent au déploiement de plusieurs puits et au routage multi-puits et permettent d’améliorer le ratio et la latence de paquets livrés dans les RdCSFL. / Linear wireless sensor network (LWSN) are a sub-case of wireless sensor network where sensor nodes are roughly deployed through multiple long lines with branches. LWSN are used to monitor infrastructures such as roads, pipelines, and naturals entities such as rivers.Classical solutions of topology construction and addressing are inefficient on LWSN . Indeed, with initials networks parameters such as the maximum number of children per node (Cm), the maximum number of children routers per node (Rm), and the maximum tree depth, a solution like ZigBee causes a waste of available address space of network nodes and limit the depth of the addressable tree to 15 hops. Other solutions proposed for LWSN use a cluster-tree organisation and are based on initial network parameters such as the maximum number of children clusters per cluster. In addition, these solutions require a lot of manual intervention on different sensor nodes and do not allow adaptation for a network extension (addition of a set of new sensor nodes). In this thesis, we propose protocols to allow the automatic construction of topologies, the addressing and the data routing for linear wireless sensor networks. Our contribution also provides mechanisms for dynamic management of LWSN (addition of new nodes, addresses reallocation, and data routing to multiple sink nodes). Our different protocols are evaluated using Castalia/Omnet++ simulator. Results of our simulations show that our protocols allow a construction of connected LWSN with very few orphan nodes and without depth limitations. We also show that our contribution allows to add many new nodes on different LWSN, and adapts to the deployment of multiple sinks to improve the ratio and the latency of data delivery packets.

The size of the IoT network is expanding due to advancements in the IoT field, leading to increased interest in the multi-sink mechanism. The IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) is a representative IoT protocol that focuses on the Low-Power and Lossy Networks. However, research on comparing multi-sink strategies within the RPL network is limited. Therefore, this project aims to compare three common strategies: multiple-DODAG in one instance, virtual root, and multiple-instance. Using these strategies, we design and implement RPL networks and conduct simulations in various scenarios. Five different topologies are utilized in the experiments, considering different packet loss rates. Performance evaluation of each strategy is conducted using the Cooja simulator and Contiki-NG system, with a focus on the number of RPL control packets, Packet Delivery Ratio (PDR), and energy consumption. The results indicate that both the virtual root and multiple-DODAG strategies perform well with low packet loss, while the virtual root strategy outperforms the multiple-DODAG strategy with high packet loss. Additionally, the virtual root strategy incurs slightly higher energy costs than the multiple-DODAG strategy. Furthermore, the multiple-instance strategy demonstrates poor performance in most scenarios, except for the packet delivery ratio under high packet loss conditions. Besides the analysis, potential areas for future research on the RPL’s multi-sink mechanism are finally identified. / Storleken på IoT-nätverket expanderar på grund av framsteg inom IoT-området, vilket leder till ökat intresse för multi-sink-mekanismen. IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) är ett representativt IoT-protokoll som fokuserar på Nät med låg effekt och förluster. Forskningen om jämförelse av multi-sink-strategier inom RPL-nätverket är dock begränsad. Därför syftar detta projekt till att jämföra tre vanliga strategier: multiple - DODAG i en instans, virtuell rot och multi-instans. Med hjälp av dessa strategier designar och implementerar vi RPL-nätverk och genomför simuleringar i olika scenarier. Fem olika topologier används i experimenten, med olika packet loss rate. Prestationsutvärdering av varje strategi utförs med hjälp av Cooja-simulatorn och Contiki-NG-systemet, med fokus på antalet RPL control packets, Packet Delivery Ratio (PDR) och energiförbrukning. Resultaten indikerar att både virtuell rot och multiple-DODAG strategier fungerar bra vid låg datapaketförlust, medan den virtuella rotstrategin överträffar multiple-DODAG strategin vid hög datapaketförlust. Dessutom medför den virtuella rotstrategin något högre energikostnader än flera DODAG-strategin. Dessutom visar multi-instans-strategin dålig prestanda i de flesta scenarier, förutom när det gäller datapaketleveransförhållandet under höga datapaketförlustförhållanden. Utöver analysen identifieras slutligen potentiella områden för framtida forskning om RPL-protokollets multi-sink-mekanism.