Le réseau électrique a subi d’importantes évolutions ces dernières décennies, pour devenir ce qu’on appelle le Smart Grid. Le réseau électrique évolue actuellement d’une architecture centralisée vers une architecture décentralisée, tenant compte des consommations et sources d’énergies à caractère imprédictible et irrégulier. L’Advanced Metering Infrastructure est une architecture clé du Smart Grid qui permet des communications bidirectionnelles entre le consommateur et le fournisseur d’énergie. Les réseaux de compteurs intelligents qui constituent notamment cette architecture reposent communément sur des communications à courant porteur, une technologie qui est hautement sensible aux interférences. Malgré l’utilisation de protocoles de niveau 2 spécifiques, les technologies employées ne permettent pas de respecter les exigences de toutes les applications Smart grid. La plupart des technologies considérées pour les réseaux de compteurs intelligents sont de courte portée, chaque compteur ne peut communiquer directement avec le concentrateur. Les noeuds doivent collaborer entre eux, utilisant un protocole de routage tel que RPL pour atteindre la destination. Le but de cette thèse est d’adapter RPL à un environnement multi interfaces, et étudier comment l’hétérogénéité des interfaces peut améliorer la fiabilité et les performances d’un réseau de compteurs intelligents. / Since decades, the power grid is Under going a tremendous evolution, toward what is called the Smart Grid. The grid is actually evolving from a centralized architecture to a decentralized one, taking into account all the unpredictable sources and consumption. The Advanced Metering Infrastructure is the network dedicated to the Smart Grid that allows two-ways communications between the consumers and the energy providers. Smart Meters networks, that are part of this architecture, rely on powerline communications, a technology that is highly sensitive to interference. Despite dedicated layer 2 protocols, the employed technologies cannot fulfill most of smart grid applications requirements. The majority of smart meter network technology candidates are short range, each meter cannot reach the concentrator in one hop. Nodes need to collaborate, using a routing protocol like RPL to reach the destination. The goal of this thesis is to modify RPL to a multi interfaces environment, and study how interface heterogeneity could increase the reliability and the performance of a smart meter network.

Les systèmes électriques sont de plus en plus présents dans les applications embarquées. Ils remplacent les systèmes mécaniques ou hydrauliques. Dans le cas du remplacement d'un système hydraulique par un système électrique, le gain de masse n'est pas significatif mais peut devenir plus important en mutualisant l'onduleur. L'objectif des travaux de thèse qui s'intègre dans le cadre du projet CISACS est de développer une méthodologie de pré-dimensionnement de l'étage de puissance en considérant des contraintes multi-physiques et en intégrant le choix technologiques des composants. Le premier chapitre, à travers le contexte et les objectifs du projet CISACS, introduit la problématique de conception de convertisseurs statiques à embarquer au sein de futurs avions plus électrique. Dans le deuxième chapitre, une analyse fonctionnelle et dysfonctionnelle de certaines architectures adaptées à une application de type CISACS est effectuée. Trois architectures sont considérées : structure classique à N convertisseurs, une architecture mono-convertisseur-aiguilleur et une structure d'un convertisseur matriciel. Dans le troisième chapitre, nous proposons une méthodologie de pré-dimensionnement progressif de convertisseurs statiques par optimisation sous contraintes multi-physiques. Grâce à cette méthodologie, le choix des composants actifs et passifs est automatisé. Afin d'affiner le pré-dimensionnement de la structure de puissance retenue, nous proposons dans le dernier chapitre une méthodologie de placement-routage des semi-conducteurs de puissance sur dissipateur plan. La modélisation mise en oeuvre fait intervenir les aspects électrique-thermique-géométrique du système. / Electric systems are more and more present in embedded applications. They replace mechanic or hydraulic systems. Regarding the replacement of a hydraulic system by an electric one, the mass profit is not significant but can be more considerable by mutualizing the inverters. The aim of that thesis’ work, which fit in as part of CISACS projects, is to develop a pre-sizing methodology of the power floor by considering multi-physics torsions and including the technical choices of components. The first chapter, through the context and the objectives of CISACS project, introduces the problematic of the conception of the static converters to load within future more electrified airplanes. In the second chapter, a functional and dysfunctional analysis of some sort of adjusted architecture to an application such as CISACS is done. Three architectures are considered: the first one, a classic structure with N converters, the second one a mono-points converters and the last one a structure of a matrix converters. In the third chapter, a progressive pre-sizing methodology of static converters by optimization under multi-physical constraints is proposed. Thanks to this methodology, the choice of the active and passive components is automated. In order to refine the sizing of the structure of retained power, we suggest in the last chapter a methodology of placement-layout of the semiconductors of power on sink plan. The implementation of the modelling calls on the electric-thermic-geometric aspects of the system.

Dans des systèmes numériques essentiellement latents, compenser la latence n’est pastrivial, en particulier lorsque les graphes de routage du signal sont complexes commec’est souvent le cas dans une station audionumérique (DAW).Tandis que le problème général est de nature mathématique, des complicationsapparaissent dans la conception de systèmes audio en temps réel à cause des contraintesdu matériel, de l’architecture du système, ou de l’ingénierie.Pour construire un système fournissant une compensation de latence sur l’intégralitédu graphe avec possibilité de connecter n’importe quelle source à n’importe quelledestination, uniquement décrire les mécanismes est insuffisant. Le système completdoit être conçu d’un bloc à l’aide de prototypes pour prendre en compte les limitationsdu monde réel.Cette recherche a été menée en utilisant Ardour, une station audionumériquelibrement disponible sous licence libre GPL. Cette thèse est autant un rapport deconception qu’une documentation de recherche.Une analyse complète des éléments de base et de leurs interactions est présentée.La plupart ont été implémentés au delà de la démonstration de faisabilité, dans lebut de combler l’écart entre les systèmes professionnels de production audio et ladocumentation librement accessible pour la recherche et le développement.Même si elle s’attache ostensiblement à Ardour, cette thèse décrit les conceptgénériques des station audio tels que les Ports, les pistes (Tracks), les bus (Busses)et les processeurs de traitement numériques du signal (Processors) ainsi que lesinteractions opérationnelles entre eux.Les concepts de base communs à toutes les entrées/sorties numériques sont expliquésainsi que les sources de latence. Les graphes de traitement et de latence sont illustréspour présenter une vue d’ensemble.Les problèmes généraux rencontrés lors de l’alignement temporel, tant local que / In inherently latent digital systems it is not trivial to compensate for latency, particularlyin situations of complex signal routing graphs as is the case in a Digital AudioWorkstation.While the general problem is of mathematical nature, design complexities arisein real-time audio systems due to constraints by hardware, system-architecture andengineering.To construct a system providing for full-graph latency compensation with anywhereto-anywhere routing capabilities, it is insufficient to merely describe mechanisms.The complete system has to be designed as one and prototyped to take real-worldlimitations into account.This research was carried out using Ardour, a digital audio workstation, whichis freely available under the GPL free-software licence. This thesis is as much adesign-report as it is research documentation.A complete breakdown of building-blocks and interaction is presented, most of whichhas also been implemented beyond a proof-of-concept with the goal to bridge the gapbetween professional audio production systems and freely accessible documentationfor research and development.While ostensibly focusing on Ardour, this thesis describes generic concepts of AudioWorkstations like Ports, Tracks, Busses, and DSP Processors, as well as operationalinteraction between them.Basic concepts common to all digital I/O processes an,d sources of latency areexplained, and process- and latency graphs are illustrated to provide a completepicture. General issues related to time-alignment, both local, and global, as wellas more DAW specific cases like parameter-automation and parallel-execution arediscussed. Algorithms are modelled with pseudocode where appropriate and applicationprogramming interfaces are presented as examples to concepts throughout the text.

Les réseaux ad hoc véhiculaires (VANETs) sont constitués par un ensemble de véhicules qui échangent des données de sécurité et de confort même s’ils ne sont pas toujours directement à portée radio.Les problèmes liés aux réseaux VANETs ne sont pas encore tous résolus. Dans ce contexte, et dans le but de maximiser la stabilité dans ce type de réseaux, nous proposons différentes contributions pour assurer le routage en combinant les métaheuristiques et la technique de clustérisation.Tout d’abord, nous présentons un modèle de routage utilisant l’algorithme de clustérisation le plus efficace k-medoids. Ensuite, nous proposons plusieurs améliorations en utilisant les métaheuristiques, plus précisément les algorithmes génétiques, la recherche tabou et la recherche par dispersion. Enfin, nous proposons une application réelle de communication entre trois robots mobiles dans les zones non couvertes par le réseau VANET.A l’aide de diverses métriques, des simulations extensives montrent que nos contributions donnent de bons résultats par rapport à d’autres modèles conçus dans le même but. / Vehicular ad hoc networks (VANETs) consist of a set of vehicles trying to exchange security and comfort data even if they are not directly within radio range of each other. The problems related to VANET networks are not yet solved. In this context, and in order to maximize the stability in the VANETs networks, we propose different contributions combining the metaheuristics and the clustering technique. First, we propose a routing model using the most efficient clustering algorithm K-medoids. Then, we propose several improvements using metaheuristics, more precisely the AGs, the RT and the Scatter Search. Finally, we propose a real application that uses the Arduino Uno platform to allow communication between three mobile robots in an areas not covered by the VANET network.Using various metrics, extensive simulations prove that our contributions show good results compared to other models designed for the same purpose.

Le Wi-Fi est omniprésent dans les villes, que ce soit par le nombre grandissant de point d'accès public, ou la déploiement massif de points d'accès privés, sous la forme de boxes d'opérateurs notamment. Si nous supposons que l'ensemble de ces points d'accès soient utilisables afin de permettre à n'importe quel appareil d'accéder à Internet, alors nous aurions potentiellement une couverture réseau sur l'ensemble de la ville. Ce postulat nous a conduit à nous demander si le Wi-Fi pouvait être utilisé comme réseau à l'échelle urbaine. Ce réseau pourrait plus particulièrement être utilisé dans un contexte de mobilité. Or, le Wi-Fi n'a pas été conçu dans le but de gérer des utilisateurs mobiles,et les appareils doivent régulièrement changer de points d'accès lorsqu'ils n'ont plus de connectivité. Ce mécanisme, appelé handover, peut être long car les appareils doivent d'abord constater leurs pertes de connectivité avant de commencer à chercher le prochain point d'accès auquel s'associer. Il peut être particulièrement long pour des appareils comme les smartphones car ces derniers sont contraint en énergie et n'appliquent donc pas une politique de handover aggressive. Dans ce contexte nous avons cherché à caractériser les applications possible sur le Wi-Fi lorsqu'un utilisateur est mobile, en fonction de la durée de handover de son équipement, de sa vitesse et de la densité des points d'accès présents dans la ville. Nous avons constaté que pour les utilisateurs se déplaçant à faible allure, l'impact de la durée de handover est faible au regard de la connectivité totale, ce qui leur permet d'utiliser des applications gourmandes en terme de bande passante tant que celles-ci possèdent un certain degré de tolérances aux déconnexions. Cependant lorsque la vitesse de déplacement augmente, la durée de handover dégrade progressivement la connectivité des utilisateurs, de telle sorte que ceux ayant une allure élevée ne peuvent plus espérer utiliser les différents points d'accès. En effet, les équipements passent alors plus de temps à effectuer des handovers qu'à échanger des données applicatives. Les retransmissions jouant un rôle important dans la durée de handover, nous avons étudié finement leurs fonctionnement en 802.11.Pour cela nous avons mis en place un banc d'essai nous permettant d'observer les séquences de messages retransmis par différentes implémentations de 802.11lorsque l'on fait subitement disparaitre le point d'accès. Nous avons comparé ces séquences avec celle décrite dans le standard, et nous avons constaté que le nombre de retransmissions maximal ainsi que l'augmentation de la fenêtre de contention n'étaient pas respectés. De plus, ces implémentations passent beaucoup de temps à tenter de retransmettre avant d'initier leurs procédures de handover. Les retransmissions sont aussi utilisées dans les algorithmes d'adaptation de débits afin de déterminer si le lien se dégrade. Or, lors de la contention, le nombres de pertes augmente avec la plus forte probabilité de collisions. Afin d'observer l'impact des retransmissions sur les algorithmes d'adaptation de débits lors de la contention, nous avons mis en place un banc d'essai composé d'une trentaine de stations identiques. Nous avons constaté que l'algorithme de contrôle de débit utilisé est sous optimal par rapport à l'utilisation d'une modulation unique. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'utilisation d'un tel réseau à l'échelle de la ville afin d'acheminer des données ayant une forte validité spatiale. Nous avons alors proposé un schéma d'adressage géographique exploitant l'infrastructure d'Internet. Il permet à la fois d'obtenir un découpage hiérarchique du monde, et d'avoir un préfixe hiérarchique des adresses, similaire à celui de CIDR. Nous montrons que ce schéma d’adressage peut être utilisé dans des adresses multicast pour envoyer des messages à destination de zones géographiques précises (surface minimale d'un mètre carré). / Wi-Fi is everywhere in cities, whether through the growing number of publicaccess points, or the massive private access points deployment, in the formof set-top boxes for the major part.If we assume that all these access points are usable in order to allow anydevice to access the Internet, then we would potentially have network coveragethroughout the city.This assumption led us to wonder if Wi-Fi could be used as a city-wide network.This network could, more specifically, be used in a context of mobility.However, Wi-Fi was not designed to manage mobile users, and devices have tooften change their access points when they no longer have connectivity.This mechanism, called handover, can be long because devices must first detecttheir connectivity losses before they can start looking for the next accesspoint to associate with.It can be particularly long for devices such as smartphones because they areenergy constrained and therefore do not apply an aggressive handover policy.In this context we tried to characterize the possible Wi-FI applications for amoving user, considering the handover duration, the user speed and the accesspoints density in the city.We found that for slow-moving users, the impact of the handover is smallcompared to the their overall connectivity.This allows them to use bandwidth-intensive applications as long as they areto some extend delay-tolerant.However, when the user’s speed increases, the impact of handover’s durationgradually degrades the user’s connectivity, so that high speed users can nolonger expect to use different access points.Fast moving devices spend more time performing handovers with new access pointsthan transmitting application data.Retransmissions play an important role in the duration of handover.In order to study in detail the retransmissions in 802.11, we have set up atestbed allowing us to observe the sequences of retransmitted messages usingdifferent implementations of 802.11 when we suddenly make the access pointdisappear.We compared these sequences with the one described in the standard, and we wefound that the maximum number of retransmissions as well as the growth in thecontention window were not respected.In addition, these implementations spend a lot of time trying to retransmitbefore initiating their handover procedures.Retransmissions are also used in the rate control algorithms to determine ifthe link is deteriorating.However, during contention, the number of losses increases with the higherprobability of collisions.In order to observe the impact of retransmissions on the rate controlalgorithms during contention, we have set up a testbed composed of about thirtyidentical stations.We found that the rate control algorithm used underperforms compared to theuse of a single modulation.Finally, we proposed a geographical addressing scheme compliant with theInternet infrastructure.It allows to obtain both a hierarchical division of the world, and ahierarchical prefix for the addresses, similar to the one used in the CIDRformat.We show that this addressing scheme can be used in multicast addresses to sendmessages to specific geographical areas (minimum area of one square meter).

Avec l'émergence des nouvelles technologies, les communications sans fil n'ont cessé de croître afin de permettre aux utilisateurs un accès à l'information et aux services électroniques, et ceci indépendamment de leur position géographique. Les réseaux sans fil ont aussi trouvé leur place pour des applications spécifiques telles que les transmissions radio utilisées pour l'interconnexion de capteurs. Ce type de réseau peut être considéré comme un sous-ensemble des réseaux ad hoc. Des contraintes spécifiques s'appliquent alors aux utilisateurs de ces réseaux, telles que la difficulté d'accès pour la maintenance, les problèmes liés à la miniaturisation et au nombre élevé de capteurs. L'objectif de cette thèse est d'étudier les contraintes énergétiques liées à l'utilisation des batteries à capacité limitée pour l'alimentation des capteurs. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé de représenter les réseaux de capteurs à travers une image à échelle de gris : les zones claires correspondant aux zones riches en énergie, alors que les zones sombres représentent des régions avec une capacité énergétique faible. Des filtres issus du monde de traitement d'image sont alors appliqués à cette image représentant l'énergie. Ainsi, nous proposons des filtres de convolution de type Sobel ou de type filtre moyen pour nos algorithmes de routage et nous construisons une matrice énergétique pour chaque capteur. Cette matrice est alors utilisée avec le produit de convolution pour guider le routage. Les différents algorithmes proposés font ensuite l'objet de simulations avec le simulateur de réseaux OMNeT++. / With the emergence of new technologies, wireless communications have been developed in order to allow users an access to information and to electronic services, independently of their geographical position. Wireless networks have also been developed for specific applications such as radio transmissions used for interconnection of sensors. This type of network can be considered as a subset of ad hoc networks. On other side, this implies specific constraints on users, such as the problem of the access for maintenance, the problems of miniaturization, and the large number of sensors. The objective of this thesis is to focus on energy constraints related to the use of batteries with limited capacity for the supply of sensors. In our work, we propose routing algorithms to route information while controlling energy consumption. To achieve this goal, we have represented the sensor network as a grayscale image: light areas represent regions rich in energy, whereas dark areas represent regions with low energy capacity. Filters used in image processing are then applied to the image representing the energy. Thus, we propose convolution filters like Sobel or mean filter in our routing algorithms and we construct an energy matrix for each sensor. This matrix will be used with the convolution to find the best path. The proposed algorithms are verified by simulations performed with the network simulator OMNeT++.

La réduction des budgets du domaine spatial et les missions scientifiques traditionnelles ayant des coûts et une complexité croissants a amené la communauté scientifique à se concentrer sur les petits satellites qui fournissent non seulement des résultats scientifiques de valeur, mais permettent aussi de nouvelles applications dans le domaine de la télédétection, de la surveillance environnementale et des télécommunications. De plus, le concept de vol en formation de petits satellites est une technologie-clé pour beaucoup de missions spatiales futures, en améliorant la capacité de survie et réduisant le coût des missions. Ce travail de recherche a un double but : la proposition de modèles innovants de constellations de nano-satellites et de nouvelles approches de routage pour les réseaux de nano-satellites. Cette thèse propose et analyse trois modèles de constellations de nano-satellites dénommés NanoDREAM, NanoiCE et NanoSPHERE, qui fournissent des services de télécommunications aux régions éloignées. Le modèle NanoDREAM est conçu pour le Désert Salar de Uyuni en Bolivie, une région qui détient 70% de la réserve mondiale de lithium. Le modèle NanoiCE est destiné aux Régions Polaires, pour satisfaire les besoins de télécommunications de la communauté scientifique. Le modèle NanoSPHERE est conçu pour fournir une couverture globale de la Terre pour un marché de télécommunications concurrentiel. De plus, nous avons proposé une architecture pour le segment terrestre basée sur la technologie sans fil. Cette architecture a été déployée sur la zone d'exploitation du Désert Salar de Uyuni. Ces modèles ont été développés analytiquement et mis ensuite en œuvre dans le simulateur SaVi afin d'identifier la meilleure constellation satisfaisant les requis de la mission en terme de couverture et en réduisant au minimum le nombre de nano-satellites de la constellation. […] / The growth in cost and complexity of traditional scientific missions along with the reduction in space budgets have determined space community to focus on small satellites that not only provide valuable scientific returns, but also allow completely new applications in remote sensing, environmental monitoring and communications. Furthermore, small satellite flying in formation is a key technology for many future space science missions, by improving mission survivability and reducing mission costs, and offering multi-mission capabilities, achieved through reconfiguration of formations.The main goal of this thesis is two-fold: proposing innovative nanosatellite constellation models andnew routing approaches for nanosatellite network telecommunications. Therefore, this research work proposes and analyzes three models of nanosatellite constellations, named NanoDREAM, NanoiCE, NanoSPHERE, that provide telecommunication services to remote regions of the Earth. NanoDREAM mode! is designed for Bolivia's Salar de Uyuni Desert, a region which detains 70% of the global lithium reserve. NanoiCE model is intended for Polar Regions, in order to meet the voice and data transfer needs of the entire Antarctic and Arctic scientific community. NanoSPHERE is aimed to provide global coverage in the context of a robust telecommunications market. Additionally, a ground segment architecture based on wireless technology and deployed over the exploitation area of Salar de Uyuni Desert was proposed. Moreover, two new methodologies were proposed: the first one is a method for estimating the number of nano-satellites needed to cover a specific region was, and the second one is a Markov modeling­ based method for evaluating the performance of nanosatellite constellations. [...]

Les acteurs majeurs d'Internet ont mis en place dans leurs datacenters de plus en plus de virtualisation pour permettre de faire fonctionner plusieurs systèmes d'exploitation simultanément sur un même serveur physique. Cette technologie a permis de faire des économies énergétiques et financières importantes. Elle utilise également au niveau de la recherche depuis peu de temps, en particulier dans le domaine des réseaux. Traditionnellement, ce sont des équipements physiques tels que des commutateurs ou des routeurs qui se chargent du transfert de l'information, à la suite d'une programmation effectuée par les administrateurs. Dorénavant, ces équipements sont également virtualisés et la décision prise pour l'acheminement de l'information se fait de manière logiciel. Des expérimentations de cette technologie de virtualisation du réseau, aussi appelé Software-Defined Network (SDN), ont été mise en place par Google pour relier ses principaux datacenters [1], au travers le monde.Dans le cadre de ce projet, nous présentons une nouvelle architecture basée sur les concepts du SDN, pour les réseaux avec ou sans infrastructure. Cette architecture est composée de réseaux filaires, sans fil et ad-hoc. Elle est ensuite proposée pour intégrer des objets communicants dans un domaine du réseau SDN. Différents domaines sont alors interconnectés pour que la gestion du réseau soit distribuée, sans toutefois réduire le niveau de sécurité. Cette étude propose une nouvelle architecture sécurisée et distribuée pour l'IoT (Internet des Objets). / Recently, the giants of the Internet are adopting every day more and more the benefits of virtualization within the data center. Each virtualized application and its operating system can run simultaneously from one physical device. This technology reduces significantly power consumption, energy consumption, as well as operational cost. Furthermore, not long ago, this promising solution is studied by the research communities to be extended for network virtualization deployment. In traditional network physical device like routers and/or switches are responsible to transfer the information from one point to another, following the instructions previously programmed by a network administrator. At this time, the physical networking devices can be virtualized, providing an intelligent abstraction via virtual network software that makes easy to deploy and manage network resources. The search giant Google has deployed SDN to experiment with the inter-connection between their data center around the world [1].With the exponential growth of devices connected to the Internet, security network is one of the hardest challenge for network managers. Maintaining and securing such large scale and heterogeneous network is a challenging task. In this context, the new networking paradigm, the Software Defined Networking (SDN), introduces many opportunities and provides the potential to overcome those challenges. In our approach, we first propose a new SDN based architecture for networking with or without infrastructure, that we call an SDN domain. This domain includes wired network, wireless network and Ad-Hoc networks. Next, a second architecture includes sensor networks in an SDN-based network and in a domain. Third, interconnecting multiple domains and we describe how we can enhance the security of each domain and how to distribute the security rules in order not to compromise the security of one domain. Finally, we present a new secure and distributed architecture for ad-hoc networks and IoT (Internet of Things).

Les réseaux véhiculaires sont des systèmes de communication basés sur un échange d'informations de véhicules à infrastructures fixes installées au bord des routes, on parle alors de mode V2I (Vehicle-to-Infrastructure), ou de véhicules à véhicules dit mode V2V (Vehicle-to-Vehicle) ou VANET (Vehicular Ad hoc Network). L'objectif est de fournir aux conducteurs et aux opérateurs de transport des informations sur le trafic routier permettant d'améliorer l'efficacité des systèmes de transport, la sécurité et le confort des usagers. Depuis leur apparition, les VANET ont connu un très grand essor, de nombreux standards, applications et mécanismes de routage ont été proposés pour répondre aux spécificités de cette nouvelle classe de réseaux. Les défis à relever pour leur conception découlent principalement de la forte mobilité des véhicules, de la diversité spatio-temporelle de la densité du trafic et de la propagation des ondes radio en environnement extérieur défavorable à l'établissement des communications sans fil. La difficulté, aussi bien économique que logistique, de la mise en œuvre réelle des réseaux véhiculaires fait de la simulation le moyen le plus largement utilisé pour la conception et l'évaluation des solutions proposées. Cependant la validité des résultats de simulation dépend fortement de la capacité des modèles utilisés à reproduire le plus fidèlement possible les situations réelles. Deux aspects sont essentiellement importants dans les VANET : la mobilité des véhicules et la propagation des ondes radio. Nous proposons dans cette thèse un nouveau modèle de mobilité et un nouveau modèle de propagation d’ondes radio pour réseaux de véhicules en environnement urbain et suburbain. Pour définir des schémas réalistes, ces deux modèles se basent sur des données statiques et dynamiques réelles sur les caractéristiques topographiques et socio-économiques de l'environnement. Ces données décrivent particulièrement la distribution spatio-temporelle des véhicules et les infrastructures présentes dans l'environnement. Trois cas d'études sont présentés dans la thèse pour la validation des modèles développés ; un environnement théorique, urbain ou suburbain, défini par l'utilisateur, notamment le cas Manhattan très utilisé, et deux environnements réels qui représentent des agglomérations de taille moyenne. Une autre contribution de cette thèse est l'étude de la connectivité radio et des performances des protocoles de routage dans les VANET. A partir de graphes dynamiques de connexions représentant la variation des liens radio entre véhicules en déplacement, nous avons analysé et déterminé les propriétés de la topologie des liaisons radio des réseaux véhiculaires. Pour étudier les protocoles de routage, nous avons utilisé le modèle de mobilité et le modèle de propagation radio que nous avons développés en association avec le simulateur de réseaux ns-2. Nous avons comparé les performances des protocoles de routage les plus répandus et déterminé les mécanismes de routage les plus adaptés aux réseaux véhiculaires. / Vehicular networks are communication systems based on information exchange either between vehicles and roadside fixed infrastructure, which is called V2I (Vehicle-to-Infrastructure) mode, or from vehicle to vehicle V2V (Vehicle-to-Vehicle) mode also known as VANET (Vehicular Ad hoc Network). The objective of these networks is to provide drivers and transport authorities the most timely information on road traffic in order to improve the efficiency of transportation systems, users safety and comfort.Since their appearance, the VANET have been greatly developed; many standards, applications and routing mechanisms have been proposed to address the specifics of this new class of networks. The challenges arise mainly from the high vehicles mobility, the spatiotemporal diversity of traffic density and, the radio waves propagation in external environment unfavorable to wireless communications establishment.The difficulty, both economic and logistical, of a real implementation of vehicular networks makes the simulation widely used to conceive and assess the proposed solutions. The validity of simulation results depends strongly on the ability of the models to reproduce as faithfully as possible the real situations. Two aspects are mainly important in the VANET: the simulation of vehicles mobility and radio wave propagation.We propose in this thesis a new mobility model and a new radio propagation model for vehicular networks in urban and suburban environment. To be realistic, these two models are based on real static and dynamic data describing the topographic and socioeconomic characteristics of the environment. These data concern particularly the spatiotemporal vehicles distribution and the description of the infrastructures present in the environment. Three case studies are presented in the thesis to validate the models, a theoretical user-defined urban or suburban environment (the Manhattan case very often used) and two real environments from mean size cities.Another contribution of this thesis is the study of radio connectivity and performance of routing protocols in the VANET. From dynamic graphs representing the variation of the radio links between vehicles in motion, we have analyzed and determined the topology properties of vehicular networks. To study routing protocols, we used the mobility model and the radio propagation model in association with the network simulator ns-2. We have compared the performance of the widespread routing protocols and determined the most adapted routing mechanisms to vehicular networks.

Le multicast est un mécanisme efficace qui permet à un grand nombre de récepteurs de recevoir le même contenu puisqu'un paquet traverse une fois et une seule un lien donné. Le multicast a été étudié de longue date et pourtant à ce jour aucun déploiement à grande échelle n'a eu lieu. Aujourd'hui l'une des raisons du non déploiement du multicast auprès des opérateurs de réseaux est la problématique de la sécurité. Or, deux niveaux complémentaires de sécurité doivent être considérés : (1) la sécurité applicative qui est essentiellement la préoccupation des clients finaux et les fournisseurs de contenu, et (2) la sécurité de l'infrastructure de routage multicast, qui est la préoccupation de l'opérateur de réseau. <br />Ce travail considère la sécurité de l'infrastructure multicast du point de vue de l'opérateur de réseau. Or, l'opérateur est essentiellement concerné par un problème de « continuité de service en toutes circonstances », même dans le cas ou son réseau est victime d'une attaque.<br />Dans cette thèse nous identifions les attaques possibles, nous les classons selon leur dangerosité pour l'opérateur, et identifions divers mécanismes de sécurité pour y faire face. Cette étude révèle que l'infrastructure est fortement vulnérable aux attaques DoS consommant les ressources de réseau, ce dernier devenant alors lent voir indisponible. Ces attaques sont faciles à lancer de la périphérie de réseau (intentionnellement ou non) en utilisant les protocoles de gestion de groupe IGMP/MLD. Notre étude révèle également les limites des approches proposées pour répondre à ces attaques. A la lumière de l'analyse détaillée de la problématique, des vulnérabilités, et des solutions actuelles, nous proposons une nouvelle approche pour aider le réseau de l'opérateur à se défendre contre les attaques basées sur IGMP ou MLD. Notre proposition suit une approche pragmatique et flexible, qui garantit qu'elle sera facilement déployée dans les infrastructures existantes, et vise également à protéger les clients légitimes en cas d'attaque.