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Introduction Générale
Contexte d'étude
Les progrès observés dans les domaines de la
micro-électronique, de la micro-mécanique et dans le
perfectionnement des techniques de communication ont permis aux chercheurs et
industriels de développer et de produire à moindre coûts
des composants électroniques de tailles très réduites. Ces
micro-composants sont utilisés dans la confection d'appareils permettant
la surveillance de zones géographiquement étendues,
l'acquisition, le traitement et la transmission de données
extrêmement sensibles. De ce fait, s'est développé un
nouveau type de réseau appelé réseau de capteurs sans fil,
dans lequel des capteurs communiquent entre eux en utilisant des connexions non
filaires. Les capteurs sont des petits dispositifs dont la fonction principale
est de collecter les informations concernant l'environnement dans lequel ils
sont déployés et de les acheminer vers d'autres capteurs ou vers
une station de base (encore dénommée noeud sink). Les
réseaux de capteurs sans fil sont souvent caractérisés par
un déploiement dense et à grande échelle dans des
environnements limités en terme de ressources. Les limites
imposées sont d'une part énergétiques car ils sont
généralement alimentés par des piles. Recharger les
batteries dans un réseau de capteurs est parfois impossible en raison de
l'emplacement des noeuds, mais le plus souvent pour la simple raison que cette
opération est pratiquement ou économiquement infaisable. Il est
donc largement reconnu que la limitation énergétique est une
question incontournable dans la conception des réseaux de capteurs sans
fil en raison des contraintes strictes qu'elle impose sur sa conception.
Motivation et Objectifs
Dans le cadre de notre travail, nous allons supposer que le
réseau n'est pas mobile; autrement dit, les capteurs ne peuvent pas se
déplacer dans la zone de perception. Notre objectif est de
définir une approche de protocole sécurisé de
géocasting dans un réseau de capteurs sans fil
déployé dans l'espace. Ce protocole sera économe en
énergie, diminuera la charge de travail des CHs et évitera de
surestimer la mémoire des capteurs du réseau. Ainsi, la
stratégie adoptée dans cette approche repose sur une technique de
partitionnement en 3D permettant de minimiser la consommation de
l'énergie durant le processus de livraison des paquets. Les
différents challenges auxquels nous allons être confrontés
sont multiples. Il sera question d'abord de maitriser les
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Introduction générale
enjeux,les caractéristiques et les
problématiques des RCSFs; ensuite, présenter les
différents protocoles de clustering et de géocasting qui ont
retenu notre a attention dans la littérature; et enfin, nous allons
présenter une approche de protocole sécurisé de geocasting
en dimension 3.
Problématique
La caractéristique principale d'un réseau de
capteurs sans fil est qu'un noeud peut solliciter d'autres noeuds comme lui
dans son voisinage pour retransmettre des paquets de données dont le
destinataire serait hors de sa propre portée. les paquets envoyés
par une station peuvent ne pas être reçu par tous les noeuds
situés dans une zone précise. En effet, la station de base peut
être amenée à envoyer des instructions aux capteurs
situés dans une région bien précise. Dans ce cas, il
s'agit de résoudre efficacement le problème de multicast
géographique bien connu sous le nom "géocasting". Le
géocasting est un procédé qui consiste à envoyer
des données à une poignée de capteurs situés dans
une région d'intérêt (région géographique)
appelée région géocast. En outre, Une des contraintes
principales dans les réseaux de capteurs sans fil est la protection des
communications. les réseaux de capteurs sont vulnérables à
différents types d'attaques qui peuvent être lancées de
façon relativement simple. En particulier, la nature des communications
sans fil facilite l'écoute clandestine permettant ainsi une analyse
facile du trafic réseau. Il est donc d'un grand intérêt
pour tous les protocoles destinés à fonctionner dans les
réseaux de capteurs sans fil critiques d'intégrer des
mécanismes de sécurité efficace et peu couteux. De plus,
la majorité des protocoles de geocasting existants ne s'appliquent que
dans le cas où les capteurs sont déployés dans le plan. Or
la réalité voudrait que ces protocoles puissent prendre en compte
un réseau où les capteurs sont déployés dans un
espace sujets à des irrégularités, ou simplement quand les
capteurs sont déployés dans un espace, tout en tenant compte de
la consommation d'énergie.
Organisation du travail
Ce mémoire est organisé de la façon
suivante: dans le chapitre 1 nous faisons une généralité
sur les réseaux de capteurs en insistant sur l'architecture physique des
capteurs, les caractéristiques, les contraintes et les domaines
d'application des RCSFs. Le chapitre 2 sera consacré à la
présentation de quelques protocoles de partitionnement des RCSFs. Le
Chapitre 3 quant à lui sera réservé à la
sécurité dans les RCSFs. Au chapitre 4, nous présentons
quelques protocoles de géocasting avec garantie de livraison qui ont
déjà été réalisés et sur lesquels
nous allons nous baser pour établir le notre. Le chapitre 5 quant
à lui est réservé à notre contribution et aux
résultats des simulations que nous avons effectués. Une
conclusion générale sera dégagée à la
lumière de tout ce qui précède ainsi que quelques
perspectives.
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