Dans cette thèse, nous nous intéressons à la problématique liée à la communication numérique sur courant porteur dans l'objectif de fournir une infrastructure de communication qui permet la surveillance et le contrôle de la distribution et de la consommation de l'énergie. Ce travail a été effectué dans le cadre du projet européen REMPLI (Real-time Energy Management via Power Line and Internet) et a produit la spécification REMPLI PLC (Power Line Communication). Pour fournir une meilleure performance de la communication et effectuer le transfert de données en temps réel, en utilisant les réseaux électriques de moyenne tension et de basse tension, les problèmes principaux qui sont le routage dynamique de paquets de données, la gestion de la qualité de service et la notification des événement en temps réel, ont été traités. Nous avons développé un protocole de routage efficace pour s'adapter au changement dynamique de topologie du réseau électrique. Les performances de REMPLI PLC sont évaluées en utilisant des approches de simulation couplée avec des approches analytiques. Il est prouvé que la majorité des besoins applicatifs peuvent être satisfaite par REMPLI PLC. Nous avons proposé et implanté un nouvel “ordonnançeur de traffic” fournissant différents niveaux de qualité de service pour les applications. Des variantes de protocole ALOHA ont été proposées et évaluées afin de vérifier que les propriétés temps réel requises sur les notifications d'événements sont respectées.

In this thesis, we are interested in a wide-area PLC (Power Line Communication) network to provide a communication infrastructure for monitoring and control of energy distribution and consumption. This work has been carried out as a part of REMPLI (Real-time Energy Management via Power Line and Internet) European project and resulted in the definition of REMPLI PLC. For achieving high network performance and real-time data transfer using medium voltage and low voltage electricity grids, major problems such as dynamic packet routing, quality of service management and real-time event reporting are addressed. We designed an efficient routing protocol to cope with dynamic electricity grid topology changes and to relay packets to reach the destination. REMPLI PLC performance is evaluated using simulations and complemented by analytic studies. It is proved that most of the application requirements can be satisfied by REMPLI PLC. We proposed and implemented a new traffic dispatcher providing differentiated quality of service for applications. Based on ALOHA protocol, some variants have been designed and evaluated for enabling efficient real-time event notification / Dans cette thèse, nous nous intéressons à la problématique liée à la communication numérique sur courant porteur dans l’objectif de fournir une infrastructure de communication qui permet la surveillance et le contrôle de la distribution et de la consommation de l’énergie. Ce travail a été effectué dans le cadre du projet européen REMPLI (Real-time Energy Management via Power Line and Internet) et a produit la spécification REMPLI PLC (Power Line Communication). Pour fournir une meilleure performance de la communication et effectuer le transfert de données en temps réel, en utilisant les réseaux électriques de moyenne tension et de basse tension, les problèmes principaux qui sont le routage dynamique de paquets de données, la gestion de la qualité de service et la notification des événement en temps réel, ont été traités. Nous avons développé un protocole de routage efficace pour s’adapter au changement dynamique de topologie du réseau électrique. Les performances de REMPLI PLC sont évaluées en utilisant des approches de simulation couplée avec des approches analytiques. Il est prouvé que la majorité des besoins applicatifs peuvent être satisfaite par REMPLI PLC. Nous avons proposé et implanté un nouvel “ordonnançeur de traffic” fournissant différents niveaux de qualité de service pour les applications. Des variantes de protocole ALOHA ont été proposées et évaluées afin de vérifier que les propriétés temps réel requises sur les notifications d’événements sont respectées

La trame générale de ces travaux de recherche concerne la modélisation et l'implantation de systèmes d'interconnexions optiques à forte bande-passante spatiale et temporelle. Nous présenterons une suite de résultats au niveau des modèles, des applications et des réalisations prototypales. L'origine de ces travaux est une étude sur les connexions optiques en espace libre permettant de modéliser des opérations de calcul optique parallèle (telles que la multiplication matricielle), débouchant sur une classe d'opérations plus générale mettant en jeu un réseau d'interconnexions non-invariantes spatialement entre plans de données. Cette étape a permis d'évaluer, tant qualitativement que quantitativement, l'apport de la synergie entre la synthèse numérique d'éléments optiques diffractants (HSO) et les modulateurs spatiaux de lumière (MSL) à cristal liquide, dans le but de réaliser des dispositifs de traitement optique spatial dynamique de l'information. L'étape suivante traite des interconnexions dynamiques entre fibres optiques monomodes, débouchant naturellement sur la conception de dispositifs d'aiguillage et de commutation pour les réseaux de transmission optiques dorsaux multiplexés en longueur d'onde (WDM). A ce niveau, les contraintes principales portent sur les temps de commutation requis −inférieurs à la milliseconde− et les capacités de plusieurs dizaines de voies spatiales indépendantes. Au niveau de l'implantation prototypale, nous avons poussé le plus loin possible le concept d'holographie digitale dynamique sur MSL à cristal liquide, aboutissant à la conception et l'intégration de plusieurs générations d'aiguilleurs de bandes optiques performants (jusqu'à 64 voies spatiales). Par la suite, devant la nécessité de développer des règles d'ingénierie sur les anneaux et les réseaux maillés WDM, je me suis impliqué dans l'évaluation et le développement d'outils de simulation photonique concernant les dispositifs de commutation et de brassage transparent de canaux optiques. Je présente enfin les axes de recherche ayant émergé plus récemment, centrés sur le dimensionnement et l'intégration de réseaux locaux utilisant l'optique comme canal de propagation sans fil à très haut débit et à impact sanitaire et environnemental réduit.