Type de puits mobiles

2.5.5.1 Les puits terrestres de collecte

Dans l’objectif de mieux couvrir les zones d’intérêt et d’assurer une bonne cou-verture des sources de données, des solutions consistaient à installer de nom-breuses stations de base et de déployer un grand nombre les capteurs [DTH02]. Mais ces solutions ne sont faisables que dans les zones d’intérêt de petite su-perficie. Pour les zones vastes comme les déserts, les forêts ou les mers, de nou-velles approches consistent à utiliser des MULEs (Mobile Ubiquitous LAN

Exten-sions) [Sha+03].

Les MULEs sont en fait des puits mobiles qui embarquent des stations de base ou des puits de données. Ils peuvent être des animaux [Jua+02], des personnes ou le plus souvent des véhicules [MY07 ; PFH04]. Ainsi, une architecture à trois plans est proposée [Sha+03 ; JSS05]. Le premier plan contient les capteurs connectés en ad-hoc, le second contient les MULEs qui peuvent être des puits mobiles intermé-diaires et le dernier plan contient les serveurs d’application et les points d’accès à Internet [Sha+03].

Cependant, les puits mobiles terrestres ont vite montré leur limite dans le do-maine très évolutif des réseaux de capteurs sans fil. Ces limites sont, par exemple, de longues latences causées par la faible vitesse des puits mobiles et leur inacces-sibilité dans certaines zones [NP04].

2.5.5.2 Les satellites

Le problème d’accessibilité peut être résolu par l’utilisation des liaisons sa-tellites [PVP13 ; PSTA01]. Un satellite couvre une grande surface de la terre, par exemple trois satellites en orbite géo-stationnaires suffisent à couvrir toute la terre, même si cette orbite ne peut être utilisée pour les capteurs sans fil. En

plus d’offrir une couverture universelle, les satellites répondent parfaitement aux besoins en débit de plusieurs types d’application des RCsF [Cel+13]. De plus c’est le support idéal pour les applications qui sont critiques ou temps-réel.

Dès lors, dans divers projets (surveillance d’infrastructure dans les zones blanches) des liaisons satellites sont utilisées. Par exemple, dans [SHK06], une application de surveillance des forêts en Corée du Sud est proposée. Les capteurs de température et de vitesse de vent sont déployés dans de vastes étendues de forêt. Les données sont envoyées à des serveurs Web localisés dans les grands centres urbains à travers des liaisons satellites.

Des problèmes techniques restent encore à être résolus, comme la synchronisa-tion [PVP13]. D’autre part, le grand plus désavantage de l’utilisasynchronisa-tion des satellites pour les pour la collecte de données est le coût d’exploitation qui reste exorbitant.

2.5.5.3 Les ballons stratosphériques

Face au problème des coûts d’exploitation des satellites, une solution qui offre aussi une large couverture à moindre coût serait d’utiliser les ballons gonflés à l’hélium. Dans le domaine des réseaux de capteurs sans fil, c’est Google qui est le précurseur de cette solution avec son projet LOON [Kat14]. Ce projet vise à offrir un accès haut débit de type 3/4G à des zones très reculées des centres urbains. Une couverture de 40 kilomètres à la ronde est assurée par un seul ballon positionné dans la stratosphère avec une autonomie de plus 180 jours.

Des tests de ce projet ont été effectuées dans de nombreux pays où la connecti-vité à été mis à l’épreuve. Des résultats satisfaisants ont été obtenus, ce qui promet un avenir certain à ce support de communication dans les RCsF. Cependant, des problèmes liés à la gouvernabilité et à la gestion de la trajectoire du ballon dans l’atmosphère a été la cause de plusieurs chutes prématurées de ces ballons [Loo19].

2.5.5.4 Les drones

Le puits mobile de collecte de données le plus couramment rencontré dans la littérature ces dernières années est le drone. En effet, les drones offrent plus de flexibilité par rapport aux autres puits mobiles : leur système de navigation est mieux maîtrisé que celui des ballons atmosphériques, ils ont un coût d’acquisi-tion insignifiant par rapport aux satellites, et n’ont pas de problème d’accessibilité comme les véhicules terrestres [Sun+08].

Figure 2.13 –Scénario d’utilisation de drone.

Les drones sont utilisés pour servir de point d’accès [Gom15] en cas de catas-trophe qui détruit les infrastructures existantes. La figure 2.13 donne une illus-tration, le drone est utilisé comme station de base pour remplacer celle qui est endommagée par un incendie.

Cependant l’utilisation des drones n’est pas illimitée non plus [Moz+19]. Ils offrent certes de possibilités de communication en visibilité directe, les recherches continuent dans la modélisation des communications air-sol et l’amélioration leur efficacité énergétique dans la collecte de données. De plus, dans les applications pour les zones blanches étendues, les drones sont limités par la quantité d’énergie embarquée qui ne leur donne pas une grande autonomie pour couvrir de vastes territoires. Les conditions climatiques de certaines zones rendent pratiquement impossible l’utilisation des drones, c’est par exemple, dans les déserts des régions arides où sévissent de fréquentes tempêtes de sable.

Les puits et stations de base mobiles permettent d’étendre l’utilisation des ré-seaux de capteurs sans fil à des zones très vastes (montagneuses, désertiques, forestières, maritimes). Des problèmes tels que la recherche de meilleures tra-jectoires, de nouveaux protocoles de routage et de collecte peuvent, cependant, réduire leur fiabilité. Par exemple, l’utilisation des puits de collecte mobiles in-duisent des délais dans la méthode de collecte. Souvent ces délais sont tellement grands que leur utilisation s’avère impossible pour certaines applications. Dans la suite de ce chapitre, nous étudions les réseaux de capteurs sans fils tolérants aux délais.