Les réseaux véhiculaires sont passés du stade de simple curiosité pour revêtir aujourd'hui un intérêt certain aussi bien du point de vue de l'industrie automobile que des opérateurs de réseaux et services. Ces réseaux sont en effet une classe émergente de réseaux sans fil permettant des échanges de données entre véhicules ou encore entre véhicules et infrastructure. Ils suscitent un intérêt certain aussi bien en Europe qu’au Japon et en Amérique du Nord, dans le but de fournir de nouvelles technologies capables d'améliorer la sécurité et l'efficacité des transports routiers. Suivant cette même vision, nous nous intéressons dans cette thèse aux communications inter-véhicules dans un environnement urbain. Notre objectif est de proposer des solutions de routage ad hoc et de dissémination géolocalisée, adaptées à un environnement ville, répondant à la fois aux exigences et besoins technologiques des cas d'utilisation envisagés (principalement des services d'information et de confort), mais aussi et surtout aux contraintes des communications inter-véhiculaires ad hoc (fragmentation fréquente du réseau, connectivité intermittente, etc…). Notre démarche consiste à prendre en compte un paramètre clé qui influence le bon fonctionnement du réseau ad hoc de véhicules, à savoir la densité du réseau. Dans un premier temps, nous proposons un mécanisme distribué qui permet de caractériser de manière plus fine la densité de trafic d'un tronçon de route entre deux intersections, en fournissant une distribution spatiale des véhicules mobiles sur la voie de circulation. Ensuite, nous proposons un nouveau protocole de routage géographique, qui tire partie des caractéristiques des voies urbaines et qui intègre le mécanisme d'estimation de densité de trafic pour le routage des paquets. Pour finir, et afin de compléter les mécanismes de communication véhiculaire ad hoc (couche réseau) proposés, nous nous intéressons à la dissémination des données. Nous proposons un nouveau mécanisme distribué et ad hoc qui permet d'émuler le fonctionnement d'une infrastructure classique destinée à diffuser localement (au niveau d'une intersection) des paquets de données de manière périodique. Certains aspects de nos solutions sont évalués analytiquement alors que leurs performances sont évaluées par simulation à l'aide de l'outil QNAP, du simulateur QualNet et du modèle de mobilité réaliste VanetMobiSim. / Inter-Vehicle Communication (IVC) is attracting considerable attention from the research community and the automotive industry, where it is beneficial in providing Intelligent Transportation System (ITS) as well as assistant services for drivers and passengers. In this context, Vehicular Networks are emerging as a novel category of wireless networks, spontaneously formed between moving vehicles equipped with wireless interfaces that could have similar or different radio interface technologies, employing short-range to medium-range communication systems. The distinguished characteristics of vehicular networks such as high mobility, potentially large scale, and network partitioning introduce several challenges, which can greatly impact the future deployment of these networks. In this thesis, we focus on inter-vehicle communication in urban environments. Our main goal is to propose new routing and dissemination algorithms, which efficiently adapts to the vehicular networks characteristics and applications. Temporary disconnection in vehicular network is unavoidable. It is thereby of imminent practical interest to consider the vehicular traffic density. Therefore, at first, we propose a completely distributed and infrastructure–free mechanism for city road density estimation. Then, and based on such traffic information system, we propose a novel intersection-based geographical routing protocol, capable to find robust and optimal routes within urban environments. Finally, in order to help the efficient support of dissemination-based applications, a self-organizing mechanism to emulate a geo-localized virtual infrastructure is proposed, which can be deployed in intersections with an acceptable level of vehicular density. The advocated techniques are evaluated by a combination of network simulation and a microscopic vehicular traffic model.

In Intelligent Transportation Systems (ITS), disseminating warning messages in a timely and efficient way through wireless short-range communications can save many lives and reduce traffic congestion. A geographical broadcast protocol provides data delivery to specified geographical areas, using multi-hop communications if needed. Among the main challenges for such protocols are forwarder selection and the reduction of the number of hops required to reach and cover the destination area.  In this thesis we propose an efficient geographical broadcast protocol called Preferred and Contention Based Forwarding (PCBF) and evaluate it through simulations. PCBF uses a combination of contention-based forwarding and selecting preferred forwarders also found in other protocols like Emergency Message Dissemination for Vehicular Environments (EMDV). Since the preferred forwarder is allowed to immediately forward the packet (evading contention among other potential forwarders), this approach reduces end-to-end delays. Notable extensions of PCBF compared to EMDV are the use of direct negative acknowledgements in case of unnecessary rebroadcasts and the use of forwarders outside the target region.  Our simulation results show that the PCBF protocol outperforms selected other protocols in terms of end-to-end delay, re-broadcast overhead and reliability in both sparse and dense networks.