Activités de recherche

Thématiques de recherche

Internet des Objets (IdO)

Réseaux de capteurs sans fil

Réseaux mobiles ad hoc

Gestion distribuée des ressources

Systèmes Peer-to-Peer

Routage et réplication de données

Grilles de calcul et Cloud computing

Un système réparti ou distribué est généralement défini comme une collection « d’entités » logicielles s’exécutant sur des ordinateurs reliés par un réseau de communication et coopérant pour réaliser une tâche. Le domaine des systèmes distribués est en constante évolution et trouve aujourd’hui des applications dans des domaines très différents mettant en jeu une variété de dispositifs informatiques depuis le supercalculateur jusqu’au capteur, en passant par des terminaux tels que les ordinateurs portables et les »Smartphones ». Les réseaux les reliant sont également variés et peuvent aller du bus de terrain au réseau fixe à très haut débit en passant par les réseaux locaux sans fil. Il n’est donc pas étonnant que l’on trouve des applications réparties aussi diverses que le contrôle de trafic aérien, les systèmes pair-à-pair d’échange de données, la messagerie électronique et les grilles de calcul. Les systèmes distribués tiennent une place de plus en plus importante dans le monde actuel, en particulier avec l’avènement de l’Internet. Le concept de distribution, s’il est assez ancien, n’a d’équivalent en informatique que depuis peu. En effet, distribuer une tâche n’a de sens que si les différentes »entités » peuvent communiquer. Il a donc fallu attendre le développement des réseaux (locaux, puis à grande échelle de type internet) pour que le concept de »système distribué » soit clairement défini et étudié. Initialement, l’architecture utilisée était à contrôle centralisé, sur le modèle client-serveur. Le développement récent des réseaux massivement distribués nécessite la conception d’algorithmes sur un modèle totalement réparti, sans contrôle centralisé. Cependant, concevoir un protocole totalement distribué est plus difficile que de donner une solution utilisant un contrôle centralisé, car il faut gérer la synchronisation entre les différentes entités, et, en général, la défaillance éventuelle d’une partie du système.

Le calcul parallèle est maintenant utilisé dans tous les domaines, des simulations de systèmes mécaniques ou de prédiction météorologique aux bases de données, aux serveurs de vidéo à la demande et aux outils de recherche tels que Google. D’un point de vue architectural, les ordinateurs parallèles ont évolué de grosses machines homogènes à des assemblages de PC (où des groupes de processeurs partagent une même mémoire, ces groupes étant interconnectés par des réseaux rapides). Cependant, le besoin croissant de capacités de calcul et de stockage a provoqué l’agrégation des ressources via des réseaux locaux (LAN) ou même à grande échelle (WAN). Les récents progrès en technologie réseau ont permis d’utiliser des plates- formes fortement distribuées comme une unique ressource parallèle, ce qui a été appelé Metacomputing ou, plus récemment, le calcul sur la grille. Bien qu’un énorme effort de recherche ait été récemment fait dans ce domaine, nous pensons que de nombreux projets ont omis d’étudier des problèmes fondamentaux comme la complexité des problèmes et des algorithmes, ou comme la problématique de l’ordonnancement. En outre, les résultats théoriques sont rarement validés sur les plates-formes (logicielles) existantes. La généralisation de l’utilisation de ces plates-formes hétérogènes distribuées pose deux défis majeurs : le développement d’environnements qui faciliteront leur utilisation (transparente), et la définition et l’évaluation de nouvelles approches algorithmiques pour les applications qui les exploiteront. Dans ce thème, nous nous intéressons aux problématiques de recherche suivantes :

  • l’algorithmique et les stratégies d’ordonnancement pour plates-formes hétérogènes distribuées;
  • les environnements et outils nécessaires au déploiement sur ces plates-formes, en mode client-serveur, des applications.

Les principaux domaines qui constituent le cadre de nos travaux sont l’informatique autonome, le déploiement, les intergiciels et les grilles. Plus précisément, sur les moyens de rendre auto-adaptatif le déploiement d’un intergiciel qui s’exécute sur un environnement dynamique (variation des paramètres de l’intergiciel et/ou de ceux des ressources). Pour ce faire il faut proposer des algorithmes/stratégies/heuristiques capables de prendre les « bonnes » décisions chaque fois qu’une situation qui nécessite une adaptation du déploiement est détectée. Ces algorithmes et stratégies doivent cependant se baser sur un ensemble de connaissances pour prendre les décisions. Parmi ces connaissances figurent l’intergiciel, l’infrastructure cible, la configuration du système en exécution, etc. Comme il est difficile de travailler directement sur les systèmes réels, nous sommes amenés à utiliser des modèles de ceux-ci. Ainsi, nous avons proposé : (i) un modèle de ressources, (ii) un modèle d’intergiciel hiérarchique et (iii) un modèle de déploiement.

Les avancées technologiques et la puissance sans cesse croissante des systèmes embarqués ont ouvert des nouvelles voies et des enjeux de recherche en vue d’offrir des services innovants dans le domaine de communication sans fil. Dans ce contexte, le système ad hoc de capteurs mobile est particulièrement porteur. Il s’agit de composantes électroniques, pas chères à l’achat pouvant capter certaines informations de son environnement, comme les odeurs, des sources chaleur, ondes électromagnétique etc. Il y a ainsi plusieurs types de capteurs : capteur de pression, capteurs de lumière, capteur biologique, capteur chimique, capteur des accélérations, capteurs sismique etc. Les capteurs peuvent donc évaluer : la distance à un objet, les directions et sens du déplacement d’un objet, la température ambiante, des produits chimique, l’intensité de la lumière, la vibration, l’intensité sismique, intensité acoustique. Les capteurs peuvent se mouvoir pour contribuer à certaines applications telles que les détections de cible, des calculs intensifs tout en maintenant entre elles des communications sans fil, qui leurs permettent de collaborer. Ainsi un réseau ad hoc sans fil de capteurs mobiles est un système distribué sans unité centrale de contrôle ni de coordination. Ils collaborent entre eux pour trouver une information qu’ils envoient par multi sauts à un centre situé hors de leur environnement. Un nombre important de capteurs déployés dans un environnement doit pouvoir s’auto-organiser. Les enjeux applicatifs des capteurs sont énormes. En effet, les capteurs peuvent conduire à plusieurs applications concrètes telles que :

  • surveillance de l’habitat;
  • surveillance de l’environnement (ce qui pourrait alerter les pompiers du départ d’un feu);
  • détection des mouvements (surveillance des frontières, des animaux dans une réserve);
  • contrôle de trafic routier;
  • systèmes embarqués (mesures de température, de pression et de niveau sonore dans un avion);
  • détection des produits chimiques etc.

L’objectif principal est la collecte d’un ensemble de paramètres de l’environnement immédiat des capteurs, tels que la température ou la pression atmosphérique, afin de les acheminer vers des points de traitement (puits de données ou Sink, une station souvent plus éloignée). Par leur réalisme et leur apport concret, les réseaux de capteurs sans fil ont su se démarquer de leur origine ad hoc et attirer un nombre croissant d’industriels et d’organisations civiles où la surveillance et la reconnaissance de phénomènes physiques restent une priorité. La surveillance environnementale (agriculture, eaux, incendies de forêt, pollutions, . . .), médicale (personnes âgées, veille sanitaire dans les troupeaux, . . .), la gestion de crises (séismes, inondations, éruptions volcaniques, glissements de terrains, …), la surveillance de processus et/ou de sites industriels, la domotique, tels sont quelques exemples d’une panoplie vaste et variée d’applications potentielles offertes par les réseaux de capteurs.
Ainsi, il s’en dégage plusieurs enjeux de recherche tels que : topologie (partitionnement du réseau et maintenance de la mobilité), coordination et communication, modèles de mobilité, modèles opérationnels, localisation et poursuite de cible, économie d’énergie, mécanismes tolérance aux pannes lors de la maintenance les clusters) et surtout la sécurité des communications et des données (multi casting sécurisé, etc.).

L’émergence de petites caméras CMOS et de microphones MEMS, à coût et puissance réduits, a contribué au développement d’une nouvelle génération de capteurs intégrant des aspects multimédia (image, audio, vidéo). Couplé à la flexibilité des réseaux de capteurs sans fil, cet apport de flux multimédia offre de nouvelles perspectives d’applications potentielles où la collecte d’informations visuelles et/ou acoustiques apporte une plus-value certaine : gestion de crises, détection d’intrusions, opérations de recherche et sauvetage, dénombrement, surveillance environnementale, smart city, pistage/tracking d’objets par vision, etc. Cette modalité de capture permet en outre de renforcer les applications actuelles de surveillance par une perception plus particulière des phénomènes dans des zones hostiles et/ou difficiles d’accès. Par exemple le déploiement d’un tel système dans un environnement de nids d’oiseaux permettrait à un ornithologue d’observer et d’étudier, sans intervention humaine, leur comportement. Cette technologie permettant la transmission de flux multi- média dans les WSNs, est connue sous le vocable de réseau de capteurs multimédia sans fil (Wireless Multimedia Sensor Network ou WMSN en Anglais). Toutefois, l’introduction d’aspects multimédia pour la surveillance avec un réseau de capteurs sans fil nécessite des efforts significatifs pour développer des mécanismes de contrôle adaptés, et ce à tous les niveaux des couches protocolaires.

Améliorer la durée de vie est un enjeu important qui s’impose lors du déploiement des réseaux de capteurs sans fil. En effet, ces réseaux sont composés par des capteurs autonomes alimentés par batteries qu’il est difficile de recharger ou remplacer. Le challenge est donc d’assurer le fonctionnement de ces réseaux pendant plusieurs années sans aucune intervention extérieure majeure. Afin de maximiser la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil, nous avons d’abord exploré la possibilité d’introduire plusieurs puits mobiles. Nous avons proposé deux stratégies. La première détermine les positions optimales sur un réseau de petite échelle et la deuxième, basée sur une heuristique, garantit le passage à l’échelle. Nous avons étudié ce protocole, étendu ses capacités pour gérer des puits mobiles et proposé une stratégie de mobilité des puits adaptée permettant de prolonger la durée de vie du réseau. L’objectif principal de ces travaux est d’utiliser la redondance des nœuds afin de pouvoir optimiser la consommation énergétique ce qui revient aussi à optimiser la durée de vie du réseau. Dans un premier temps, proposer et implémenter un mécanisme centralisé de la répartition de la population des capteurs en plusieurs sous-ensembles couvrants. Ensuite introduire des modules pour l’activation des sous-ensembles et pour la mesure du taux de couverture du réseau (nous choisissons des points aléatoires considérés comme étant les cibles à surveiller).

PROJETS DE RECHERCHE

  • Directeur scientifique et technique à l’Université Gaston Berger, du Projet de Recherche Européen (ID: 780229 – H2020-ICT-2017-1) : WAZIHUB: Accelerating Open IoT and Big Data Innovation in Africa. Projet financé à hauteur de 2,998,606. 88 €. 01-05-2018/31-07-2021.
  • Directeur scientifique et technique à l’Université Gaston Berger, du Projet de Recherche Européen (ID: 687607 – H2020-ICT-2015) : WAZIUP: Open Innovation Platform for IoT-Big Data in Sub-Sahara Africa. Projet financé à hauteur de 2,799,662. 50 €. 01-02-2016/31-01-2019.
  • Porteur du projet de recherche : Réseaux de capteurs sans fil dans la lutte contre les criquets ravageurs. Projet de recherche financé par le FIRST (Fond d’Impulsion de la Recherche Scientifique et Technique). Financement de 30,000 €. 01-06-2013/31-05-2017.
  • Membre du projet de recherche : Réseaux de capteurs sans fil et technologie RFID contre le vol de bétail. Projet de recherche financé par le FIRST (Fond d’Impulsion de la Recherche Scientifique et Technique). Financement de 25,000 €. 12-05-2014/12-05-2016.
  • Partenaire du projet : Mise en place d’une infrastructure socio-économique distribuée pour une approche de développement par la connaissance. Financement Unesco-HP: US Dollar 45,000 en 2010-2012 et AUF sur 49,600 € en 2012-2013.
  • Porteur du projet de recherche : Réseaux de capteurs sans fil pour une agriculture de précision et la sécurité alimentaire. Projet soumis au programme FIRST (Fond d’Impulsion de la Recherche Scientifique et Technique) pour un financement de 30,000 €.

Abstract : WAZIHUB (in Swahili for Open-Hub) is an innovation project for Africa aiming to create an OpenHUB of IoT and Big data cutting-edge and African grade solutions, co-designed by African people. The vision of WAZIHUB is to exploit IoT potential and share IoT Technologies best-practices through the involvement of innovation communities and stakeholder (e.g. young entrepreneur (including woman), startup, developer, innovation Hub) from local district, regional, national and African-wide. The project aims to enable the creation of Open Hubs throughout Africa where IoT technology solutions can then be adapted to match local service needs. The project goal is to iterate and extract value from spining-off value-added IoT innovative services (e.g. monitoring, controlling, data analytic) based on the technologies developed in WAZIUP and FiWARE.

WAZIUP is a technology-driven EU-Africa project developing a fully open source (http://www.github.com/waziup) IoT end-to-end (sensors, networking and software) platform (www.waziup.io platform website), specialized to meet African needs in terms of cost, energy, internet connectivity and simplicity. The WAZIUP platform is developed using FIWARE Generic enablers.

WAZIHUB target is to support, at large-scale, innovative users and usage of the above mentioned technologies, with a goal towards the sustainability and wider-impact of the proposed solutions. Sustainability is one of the main concerns of innovation projects therefore the consortium will jointly target finding more and more users around the WAZIHUB and offer a value to them based on their requirements, enabling them to easily tailor existing solutions to their needs.

In order to reach the WAZIHUB vision, the project addresses the following issues:

  • Accessibility of the technology promoting the concept of a “smart village” reference model: Local accessibility of the fine-grained, affordable, simple to use IoT-Cloud solutions/development- kits for rapid prototyping and testing ideas and fostering innovation ;
  • Accessibility of process for start-up creation and acceleration: Through engagement of local innovation hubs, the creation of new IoT business spin-offs and start-ups and acceleration process is to be applied in a local and shared in an African-wide IoT WAZIHUB ecosystem (e.g. what steps and paths to be followed when, with what technology, for what purpose) ;
  • Accessibility of business models and partnership for sustainability and growth-hacking: Enabling stakeholders to more easily catalyse around valid, innovative (and sometimes tested) propositions; WAZIHUB will show how to replicate the successful involvement of stakeholders around innovative services (e.g. what business model, funding, partnerships, first market replication).

WAZIHUB also plans to expand the reach and use of WAZIUP technology to Southeast and Southern Africa (Kenya, Uganda, Tanzania, South-Africa, Mozambique) and at the same time to strengthen the activities and the strategic partnership with West Africa (Senegal and Ghana).

General objectives : The Internet of Things is not just a story for the industrialized countries, but it is rather equality relevant for developing countries in Africa. The IoT and big data are driving improvements to human economic conditions and wellbeing in healthcare, water, agriculture, natural resource management, resiliency to climate change and energy.

From our experience in WAZIUP over the past few years, we have seen a lot of interests and early feedback on IoT from African communities and stakeholders. It is clear that the continent is getting ready to adapt IoT in their daily lives and business operations. At the same time, IoT activities are also increasing in different forms through local communities, IoT developer training by Swahili Box in Kenya, e-toll system in South Africa by SANRAL, Smart Africa’s Transform Africa summit and The Internet of Things Africa Summit and Smart Expo.

Different stakeholders are getting involved in active IoT projects on the ground in Africa. These stakeholders include industry members, universities, NGOs, and tech start-ups, each contributing different strengths from capacity building to innovation. Big industries players with experience in IoT like IBM, SAP, Google, Nestle, have established presence in Africa as well.

From technical point of view, the IoT solutions developed by Industrial countries are either too generic or focusing only on industrial market needs. In Africa, there is a need for specialized solutions which addresses fundamental problems like internet and network connectivity, cost of solutions, power requirements, simplicity in terms of deployment and operation, robustness from environment threat, and user-centric design for notification (SMSs, voice, WhatsApp and Facebook) and interaction.

Through our interaction with the average engineers and developers in Africa, they are often good in mobile and web application development but lack the experience, knowledge and capacity on the IoT core technology (e.g. data management, IoT backend, IoT connectivity, data analytic, etc.) to develop a competitive IoT solutions. They often require advanced training so they can develop these kind of solutions.

The internet connection is the major drawback. As a result, developers and engineers have to think of options for IoT without internet. For large-scale systems including hundreds of thousands of sensors, devices and/or readers, high reliability levels are likely to prove important. Cultural context on the ground also matters, and it should be taken into account, along with technical considerations.

One of the main sources of locally developed applications and innovation is the Techno hubs that are springing up across Africa. With the rise of Fablab, makerspace and tech hubs, young and talented Africans are now coming together to collaborate and to use open source tools to develop and prototype their ideas.

Most tech hub members start working on their ideas while in the University. It is in the university that most informal hubs and spaces are created. You will usually find student meeting to work on ideas from class or even final year project. It is interesting to note that some of these ideas grow into start-ups once there is the conducive environment to nurture and support them.

From our experience, one of the key features of the African digital innovation renaissance is that, it is increasingly homegrown. They have the vision to redesign the solutions which already exist in developed market, by Africans for the African market, providing homegrown cost-effective alternatives. In addition, entrepreneurs want to create solutions that are appropriate for their challenges and needs like Kenya’s seamless payment system, M-PESA and Brick.

What is unfolding is a virtuoso system with a “started in Africa” mindset that could potentially remake what Africans buy. This is especially exciting because it empowers people to use their local expertise, know-how and hands-on skills to solve problems that exist in their daily lives. WOELAB is an example of such a Fablab in Lome, Togo (partner of WAZIUP) that inspires makers to use old and waste electronic part to create working products such as locally made 3D printers.

While it is very early to assess the impact, it is already clear that these makers and innovation hub offer a platform for a new economic system that taps into the brainpower of Africans to seed shared prosperity. The problems to solve in the continent are plentiful- clean water, energy, health, and food processing. In addition, there are significant challenges for the African makers, getting people to take them seriously including the government and even their competitor. Also, these hubs need more innovation business model and revenue generation steam. Hence the sustainable uptake of the results and innovation services within the countries became a major issue. This is valid of all innovation project, hub as well as start-up.

Most of the African start-up teams cannot afford to pay someone to develop the competitive solutions for them. For African start-up one main challenges are the go-to-market, often these start-ups need small seed funding to grow and business and technical training. Most of the innovation projects have difficulties to sustain, since they often vanish after the project completion date. We also need to acknowledge that the sustainability is a long-term process. It often needs continuously (external aid) until reach the critical mass and viability, often additional funding, the need to develop and build on local talent, understanding the behavioral response of users and stakeholder ecosystem, innovation partnership, offer clear benefits to users.

Maximizing the benefits of the IoT is likely to require more coordinated action across all sectors, SMEs and industries, telecom operator, ICT regulators, funding agencies, financial agencies, innovation stakeholders working closely with their counterparts in data protection and competition, but also with government and policy makers.

Given the high pervasiveness of the IoT’s impact, it is vital that as more countries introduce policy frameworks, they take into account the various factors and implications of the IoT across different sectors. When all stakeholders are included in active dialogue, the IoT represents a promising opportunity for more coherent policy-making and implementation.

IoT projects require to setup up innovation partnership and risk sharing business model; they also need a local IoT ecosystem at the same time connected with national and international/European IoT ecosystem.

Abstract : The WAZIUP project, namely the Open Innovation Platform for IoT-Big Data in Sub-Saharan Africa is a collaborative research project using cutting edge technology applying IoT and Big Data to improve the working conditions in the rural ecosystem of Sub-Saharan Africa. First, WAZIUP operates by involving farmers and breeders in order to define the platform specifications in focused validation cases. Second, while tackling challenges which are specific to the rural ecosystem, it also engages the flourishing ICT ecosystem in those countries by fostering new tools and good practices, entrepreneurship and start-ups. Aimed at boosting the ICT sector, WAZIUP proposes solutions aiming at long term sustainability.

The consortium of WAZIUP involves 7 partners from 4 African countries and partners from 5 EU countries combining business developers, technology experts and local Africa companies operating in agriculture and ICT. The project involves also regional hubs with the aim to promote the results to the widest base in the region.

General objectives : WAZIUP is a H2020 international cooperation action. The project is driven by a consortium of 5 EU partners and of 7 partners from 4 sub-Saharan African countries. Furthermore, it has support from multiple African stakeholders with the aim of defining new innovation space to advance the African Rural Economy. It will do so by involving end-users communities in the loop, namely rural African communities of selected pilots, and by involving relevant public bodies in the project development. WAZIUP will accelerate innovation in Africa by coupling with current EU innovation in the sector of IoT and Big Data: this EU technology will be specialized to generate African cost effective technologies with an eye to preparing the playground to the future technological waves by solving concrete current needs. WAZIUP will deliver a communication and big data application platform and generate locally the know how by training by use case and examples. The use of standards will help to create an interoperable platform, fully open source, oriented to radically new paradigms for innovative application/services delivery. WAZIUP is driven by the following objectives:

  • Empower the African Rural Economy. Develop new technological enablers to empower the African rural economy now threatened by the concurrent action of rapid urbanization and of climate change. WAZIUP technologies can support the necessary services and infrastructures to launch agriculture and breeding on a new scale;
  • Serve the Wealth Growth of Rural Communities. Create innovation across a dated agribusiness/agriculture/rural sector: increasing agriculture’s value and by adding to sub-saharan countries economical growth, such innovation contributes towards poverty reduction of communities living in the rural areas;
  • Innovate Agro-Industry Processes. Increase efficiency of production and processing in small-scale agro- industry SMEs, catalyze better yields and advance agribusiness;
  • Improve work conditions: WAZIUP technology aims at improving work and living quality by affordable and available specific IoT services tailored for African rural communities;
  • Tailored IoT and Big-data Technology. Offer smart sensor and data-driven applications and services addressing the end-users needs and requirements (understanding users requirements and preference delivering towards more personalized and easy users interfaces and applications)
  • Value-added cost and energy efficiency. IoT application and services based on WAZIUP open IoT-Big data platform will focus on ease of maintenance and low cost of solutions;
  • Lower Entry Level. Provide to application developers a mature platform, as well as tools and standards that are inexpensive, easy and relevant.

In order to achieve the above aims, a strong dissemination and exploitation effort of the project will be dedicated to a) strengthening linkages of end-users with industries, b) engage innovation space and living labs to accelerate innovation coaching/training/start-up activities (e.g., community-driven development paradigms), c) promote value- addition to business outputs, d) challenge the value-chain of African agribusiness through technology for value increase.

The proposed solutions will be tested for a set of real-life use cases covering several countries. At higher level, WAZIUP will implement a regional innovation platform, where SMEs could continue to develop/plug-in solutions using the technical elements and the open data provided in the project. The ultimate target is to create large African industries, SMEs ecosystem, and induce a network- effect.

The above objectives require tackling several challenges which we enlist below:

  • Challenge 1: Innovative design of the IoT platform for the Rural Ecosystem. Low-cost, generic building blocks for maximum adaptation to end-applications in the context of the rural economy in developing countries.
  • Challenge 2: Network Management. Facilitate IoT communication and network deployment. Lower cost solutions compared to state of the art technology: privilege price and single hop dedicated communication networks, energy autonomous, with low maintenance costs and long lasting operations.
  • Challenge 3: Long distance. Dynamic management of long range connectivity (e.g., cope with network & service fluctuations), provide devices identification, abstraction/virtualization of devices, communication and network resources optimization
  • Challenge 4: Big-data. Exploit the potential of big-data applications in the specific rural context.

 

Les ravageurs constituent une menace importante pour l’agriculture et l’environnement santé dans de nombreuses régions du monde. En particulier, en Afrique occidentale sub-saharienne, les invasions des criquets n’épargnent aucune culture. Les pertes s’évaluent alors par dizaine de milliers de tonnes de culture par jour. Aussi les dégâts matériels, humains et environnementaux sont considérables. La lutte contre ces insectes ravageurs représente donc un enjeu très important pour la sécurité alimentaire de ces pays africains étiquetés pauvres et qui ont du mal à assurer l’autosuffisance alimentaire. Les méthodes de lutte actuelle contre ces ravageurs sont basées sur l’analyse de données acquises dans des zones grégarigènes via les satellites et stations météo, souvent déployés en nombre insuffisant. Les progrès scientifiques et innovations technologiques réalisés dans le domaine des systèmes de communication sans fil, d’une part et des capteurs d’autre part, au cours de cette dernière décennie peuvent aider à solutionner les problèmes qui hypothèquent le décollage agricole des pays concernés.

L’objectif de ce projet est de contribuer à la mise en place de stratégies et de méthodes d’instrumentation, de surveillance et d’alerte afin d’améliorer les méthodes traditionnelles de lutte contre les ravageurs. Pour cela un dispositif de collaboration de recherches sur ces questions regroupant plusieurs compétences réparties entre UFR est mis en place.

Protéger les cultures et conserver les récoltes est une des préoccupations majeures de l’homme dès lors que l’agriculture devient pour lui un moyen de subsistance. L’évolution des communautés a par la suite, amplifié entre autres, les phénomènes naturels de compétitions entre l’homme et les autres êtres vivants consommateurs. L’intensification récente des systèmes de production agricoles par la quasi application de la monoculture et l’utilisation de nouvelles variétés dites à haut rendement pour une augmentation des rentes, favorise la sélection des parasites et ravageurs les plus adaptés à des conditions de plus en plus artificielles, alors qu’en parallèle, la généralisation de la lutte chimique provoque l’apparition de phénomènes de résistance et aussi des répercussions néfastes pour le consommateur (accumulation des résidus de pesticides dans l’organisme). De plus, l’ouverture du marché et libéralisation des importations de semences et plants auxquels nous assistons actuellement, favorise les introductions malencontreuses des nouveaux parasites et ravageurs. Les criquets pèlerins constituent une menace importante pour l’agriculture dans de nombreuses régions du monde.

Plusieurs organisations internationales et scientifiques sont mobilisées pour surveiller les migrations de ces insectes et fournir une assistance aux pays touchés par ce fléau. Des systèmes de surveillance sont déjà en place, mais ils sont pour l’essentiel manuels.

Ensuite, une alerte est envoyée pour le déploiement des équipes de prospections des centres nationaux de lutte antiacridienne sur le terrain afin de dénombrer la population d’acridiens et d’envoyer un rapport. La population de criquets dans une zone permet de prévenir les risques d’invasion.

Il y’a un problème dans la méthode d’acquisition de données qui est manuelle et la fiabilité des informations reçues via satellites et stations météo   est tributaire des facteurs tels que la pluviométrie et la végétation et aussi certaines zones sont difficiles d’accès.

Les progrès scientifiques et innovations technologiques réalisés dans le domaine des systèmes de communication sans fil, d’une part  et des capteurs d’autre part, au cours de cette dernière décennie peuvent aider à solutionner les problèmes qui hypothèquent le décollage agricole des pays concernés.

Les réseaux de capteurs sans fils constituent une nouvelle classe des systèmes distribués qui sont partie intégrante de l’espace physique dans lequel ils sont déployés. Ils couvrent un large spectre d’applications allant de la protection de l’environnement aux applications militaires, en passant par la médecine, la domotique. Ces nœuds sont capables de capter la température, la pression, le son et de façon collaborative acheminer les données brutes à un centre de traitement.

Il faut dire que dans le passé, les réseaux de capteurs sans fil n’ont jamais été utilisés pour la lutte antiacridienne au Sénégal, et donc c’est un véritable défi que nous nous proposons de relever.

L’agriculture est l’épine dorsale de l’économie de tout pays et il existe une forte corrélation entre la croissance agricole et la prospérité économique. Au Sénégal, le secteur agricole emploie environ 70 % de la population, mais avec une part dans le PIB qui ne cesse de décroître et qui correspond à moins de 20%. Les principaux facteurs expliquant cette contre-performance du secteur primaire sénégalais sont la diminution de la pluviométrie et le fait que cette activité reste encore assez rudimentaire. La qualité des semences constitue également un frein majeur à des productions de qualité. Les nouvelles politiques publiques mises en place pour booster l’économie sénégalaise, notamment à travers le Plan Sénégal Emergent (PSE), continuent de donner une place capitale à l’Agriculture.
Pour accompagner cette dynamique, notamment à destination des petits producteurs, qui constituent la grande masse de la population active dans ce secteur, nous avons besoin de moderniser notre agriculture en intégrant de nouvelles technologies, efficaces qui permettent d’améliorer continuellement la productivité, la rentabilité et la durabilité de nos principaux systèmes d’exploitation. Ainsi, nous pensons que les réseaux de capteurs sans fil, couplés à des logiciels de monitoring et de contrôle, peuvent être utilisés comme des outils puissants pour une agriculture de précision et pour contribuer à la sécurité alimentaire. Dans ce projet, il s’agit de mettre en place un tel dispositif que nous utiliserons d’une part pour la gestion de l’irrigation ; ensuite, nous l’appliquerons à la gestion du stockage, aussi bien pour les semences que pour les produits de la récolte, pour contribuer à la bonne préservation des récoltes mais aussi à la sécurité alimentaire.
Un réseau de capteurs sans fil est un réseau ad hoc avec un grand nombre de nœuds qui sont des micro-capteurs capables de récolter et de transmettre des données environnementales de manière autonome. L’utilisation de réseaux de capteurs sans fil est essentielle pour la mise en œuvre de technologies de l’information et de contrôle dans l’agriculture de précision. Nous présentons notre conception de ce projet pour une telle application où les nœuds de capteurs recueillent régulièrement des données à partir d’emplacements fixes dans un champ ou dans espace de stockage.
Les procédures d’irrigation sont basées sur l’expérience de l’agriculteur, les propriétés du sol et les conditions environnementales qui sont touchées par des changements réguliers au cours de la production. Les réseaux de capteurs sans fil sont une solution pour la surveillance des conditions environnementales et l’utilisation efficace de l’eau. Dans ce projet, un système de gestion de l’irrigation efficace sera mis en place pour les cultures, en vue d’améliorer le rendement. Nous utiliserons un réseau de capteurs sans fil pour obtenir les propriétés du sol et des données environnementales en permanence. Le calendrier d’irrigation des cultures est prévu en fonction de leur exigence qui est basé sur les données obtenues à partir des capteurs déployés à des emplacements différents. Le système de gestion de l’irrigation étudie les données pour identifier les emplacements déficients (pauvres) en eau et en informe les agriculteurs à ce sujet par une alerte ou un message texte envoyé sur le réseau local.
L’objectif global de ce projet de recherche est de proposer une solution basée sur les réseaux de capteurs à bas coût pour arriver à une agriculture de précision. Pour cela un dispositif de collaboration de recherches sur ces questions regroupant plusieurs compétences réparties entre UFRs est mis en place.

L’élevage du bétail se caractérise au Sénégal par des mouvements nomades de personnes avec leur bétail sur des terrains vastes et hostiles avec une infrastructure de communication insuffisante voire inexistante. Le vol de bétail a causé des ravages et a été la principale source de conflit et d’instabilité. Aucun mécanisme adéquat n’est mis en place pour faciliter l’identification, le repérage et la récupération des animaux volés.
L’idée est d’utiliser de manière conjointe la technologie des capteurs sans fil et celle des RFID pour créer une plateforme mixte de lutte contre le vol du bétail.
Les capteurs permettent de collecter et de relayer l’information — observation de phénomènes physiques tels que la position, données biologiques, etc. — vers un site de traitement via l’Internet ou un réseau de téléphonie ou encore un réseau satellitaire.
Les capteurs sont connectés en permanence sur le réseau de téléphonie mobile pour transmettre une vue des données en temps réel, en utilisant des services SMS ou GPRS. Ces données pourront être stockées sur un Système d’Information et de Gestion permettant de localiser le bétail n’importe où à travers le territoire national ou à défaut signaler la dernière d’un troupeau donné sur le territoire pour les cas de sorties du pays. Comme alternative au réseau des opérateurs téléphoniques classiques, nous étudierons également la possibilité d’utiliser le réseau WIMAX de l’Intranet gouvernemental, qui offre une assez bonne couverture sur l’étendue du territoire, comme canal de transmission des données vers le serveur central.
Le réseau de capteurs que nous souhaitons construire à travers le Sénégal sera basé sur l’infrastructure physique de la SENELEC pour l’alimentation des nœuds capteurs et éventuellement la retransmission des données grâce à la technologie CPL. En effet, celle-ci dispose d’un important dispositif avec ses poteaux électriques à haute tension sur toute l’étendue du territoire. Le réseau de transport de la SENELEC comprend un réseau national et un réseau supranational. Le réseau national est constitué de 327,5 kms de lignes 90 kV et le réseau supranational comprend les 945 kms de la ligne 225 kV Manantali – Matam – Dagana – Sakal – Tobène.

Le principe de notre solution est le suivant :
les éleveurs vont identifier leur bétail et acquérir quelques puces RFID à mettre sur certaines bêtes de leur troupeau (il n’est pas nécessaire d’en doter à tous, mais juste un sur dix) ;
lorsqu’un vol a lieu, l’éleveur envoie un SMS à notre système pour signaler le vol en donnant la référence de son bétail ;
le système, à travers son réseau de capteur, identifie l’endroit où se trouve le troupeau en question et transmet les coordonnées GPS à la gendarmerie ou autres services compétents. Et en cas de sortie du territoire nationale, nous collecterons la dernière localisation du troupeau afin d’identifier le pays vers lequel il est dirigé grâce à des relevés GPS.
Notre plateforme ainsi mise en place permet en premier lieu de lutter efficacement contre le vol du bétail mais offre également d’énormes possibilités pour le suivi sanitaire des animaux.

ACTIVITÉS D'ENCADREMENT

  • Mounirah Djam-Doudou  : « Intégration de schémas cryptographiques légers pour améliorer la confiance et la sécurité dans l’Internet des objets ». Avec Pr. Aliou MOHAMADOU (Université de Maroua (UMa-Cameroun)) et Pr. Ado Adamou ABBA ARI (Université de Maroua (UMa-Cameroun)). 2019-2022.
  • Gérard Kponhinto  : « Data Collection and Transmission in the Internet of Things». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. Boursier RSIF/PASET Banque Mondiale. Avec Pr. Abdelhak Mourad GUEROUI (Université de Versailles Saint-Quentin (UVSQ-France)) et Pr. Ado Adamou ABBA ARI (Université de Maroua (UMa-Cameroun)). 2019-2022.
  • Emmanuel Effah : « Robust and Affordable Cluster-based Agricultural IoT Technology ». Département Informatique, UFR SAT. Thèse financée par le PASET/RSIF (Banque Mondiale). Soutenue le 11 février 2022 à l’Université Gaston Berger de Saint-Louis.
  • Ousmane Dieng : « Low-Cost Localization Methods with LPWAN IoT to Prevent Cattle rustling in Africa ». Département Informatique, UFR SAT. Thèse financée par le projet Européen de recherche WAZIUP. Soutenue le 19 janvier 2021 à l’Université Gaston Berger de Saint-Louis.
  • Babacar Diop : « Gestion de la couverture de cibles dans les réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  Thèse soutenue le 03 mai 2019 à l’Université Gaston Berger de Saint-Louis Sénégal.
  • Mahamadou Traore : « Modélisation cellulaire et simulation physique : contribution à l’analyse de la dynamique des population des insectes ravageurs ». avec Pr. Bernard Pottier Université de Bretagne Occidentale – France. Thèse soutenue le 09 Mars 2018 au Laboratoire LabSTICC UMR CNRS 3192, Université de Bretagne Occidentale (Brest) – France.
  • Maurice Djibril Faye : « Déploiement auto-adaptatif d’intergiciel sur plateforme élastique » avec Pr. Eddy Caron Ecole Normale Supérieure de Lyon – France. Thèse soutenue le 10 Novembre 2015 à l’Ecole Normale Supérieure de Lyon (LIP ENS-Lyon) – France.
  • El Hadji Serigne Mamour Diop : « Optimisation de la transmission d’images dans les réseaux de capteurs pour des applications critiques de surveillance » avec Pr. Congduc Pham Université de Pau. Thèse soutenue le 17 Juin 2014 à l’Université de Pau et des Pays de l’Adour – France.
  • Dame Diongue : « Optimisation distribuée de la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil » Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. Thèse soutenue le 13 Juin 2014 à l’Université Gaston Berger de Saint-Louis  –  Sénégal.
  • Ndeye Massata Ndiaye : « Techniques de gestion des défaillances pour les grilles informatiques tolérantes aux fautes » avec Pr. Pierre Sens Université Paris VI Lab. LIP6 – France. Thèse soutenue le 17 Septembre 2013 au Laboratoire LIP6, Université Pierre et Marie Curie (Paris VI – France).
  • Mme MARA ANNA Awa : « Coverage Control and Routing in IoT Wireless Networks ». Université de Maroua (UMa – Cameroun). 2022.
  • Mme KENGNI NGANGMO Olga : « Vers des solutions de sécurité efficaces légères pour le Cloud of Things ». Université de Maroua (UMa – Cameroun). 2021.
  • Bernard Ousmane SANE : « La théorie des jeux et la Sécurité des machines virtuelles dans le Cloud computing : Études des Risques, Vulnérabilités et politique d’allocation sécurisée et efficiente des machines virtuelles ». Université Cheikh Anta Diop de Dakar – UCAD – Sénégal. 2021.
  • Jeanne Roux NGO BILONG : « Contribution aux modèles de contrôle d’accès des systèmes d’information : gestion optimale de délégation de rôle ». Ecole Supérieure Polytechnique (ESP) – UCAD – Sénégal. Mai 2020.
  • Sri D. Venkata Davikara Rao : « A Framework to enhance the network lifetime by minimizing energy consumption of LAR protocol in MaNets ». Andhra University –  Inde. Août 2019.
  • Ignace Djitog : « A Model Driven Engineering Framework for Healthcare Systems Management ». African University off Sciences and Technology (AUST) – Abuja – Nigeria. 2017.
  • Adedoyin Adegoke : « Towards A Unifying Framework for Engineering Devs Distributed Simulations »African University off Sciences and Technology (AUST) – Abuja – Nigeria. 2017.
  • Ibrahima Gaye : « Analyse des réseaux sociaux :  Contributions à la détection des semences dans la maximisation de l’influence ». Ecole Supérieure Polytechnique (ESP) – UCAD – Sénégal. 2015.
  • Sri K. Sreerama Murthy : « Some Performance Studies related to IDS for Mails Clients in the context of Cryptographic Algortihms using SNORT ». Andhra University –  Inde. 2017.
  • Abdourahmane Ndiaye : « Optimisation de l’allocation de s-ressources dans les systèmes cellulaires 4G ». Université Cheikh Anta Diop de Dakar – Sénégal. 2016.
  • Bassirou Gueye : « Services auto-adaptatifs pour les grilles pair-à-pair ».  Université de Reims Champagne Ardenne  Reims – France. 2016.
  • Samuel Ouya : « Etude de la convergence des services de Télécommunications et ses applications aux organisations virtuelles ». Université Cheikh Anta Diop de Dakar – Sénégal. 2015.
  • Ibrahima Gueye : « Traitement des transactions à large échelle avec ajustement dynamique des ressources à la demande ». Université Cheikh Anta Diop de Dakar – Sénégal. 2015.
  • G. Sanjiv Rao : « Un modèle efficace de couverture dans les réseaux de capteurs sans fil ». Andhra University –  Inde. 2015.
  • Mahamat Borgou Hassan : « Mécanismes d’estimation et d’allocation de bande passante dans les réseaux filaires IPv6 ». Université de Thiès –  Sénégal. 2015.
  • Idy Diop : « Stéganographie d’images basée sur les codes à faible densité (LDPC) ». Ecole Supérieure Polytechnique (ESP) – UCAD – Sénégal. 2015.
  • Sidy Ould Cheikh : « Routage avec qualité de service dans les réseaux maillées 802.11s  ». Université de Versailles Saint-Quentin en Yvelines – France. 2013.
  • Mamadou Diallo Diouf : « Etude des architectures systèmes de réseaux 40-200GPON ». Ecole Supérieure Polytechnique (ESP) – UCAD – Sénégal. 2013.
  • Abdou Khadre Diop : « Transmission faible du codestream de séquence Video Motion JPEG 2000 par estimation et compensation de mouvement ». Ecole Supérieure Polytechnique (ESP) – UCAD – Sénégal. 2013.
  • Cyrille Kesiku : « Deep learning IoT risk monitoring ». African Institute of Mathematical Sciences (AIMS). February 2021.
  • Ya Jabou Sanyang : « Comprehensive E-Healthcare System for Edward Francis Small Teaching Hospital (EFSTH) ». Department of Computer science, University of The Gambia (UTG). Février 2018.
  • Eze Chijioke : « Security and Privacy in Internet of Things : Models, Algorithms, and Implementations ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2016/2017)
  • Gbenga Adebayo : « Study and implementation of a Wireless sensor networks to manage energy in a smart home ». Department of Computer science, AfricanUniversity of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2016/2017)
  • Naby Ndiaye : « Mise en oeuvre d’une solution d’Environnement numérique de travail (ENT) ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2015/2016)
  • El Hadji Mamadou Dieng : « Implementation des modules PREVU PAY, PREVU HOPITAL, PREVU ENROL et PREVU SERVER du projet Conception d’un logiciel de gestion des adhérents ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2015/2016)
  • Ohida Sefiyat : « Implementation of New Fault Tolerance Solution in a Wireless Sensor Networks in a Multi-Channel Context ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2015/2016)
  • Odd Christian Maduabuchi : « Wireless sensor networks for environmental monitoring applications ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2015/2016)
  • AfolabiBello Oluwayemis : « Quality of Service and NFC Communications Security of Applications dedicated to Dependent People ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2015/2016)
  • Asulba Barikisu Ahmed : « Group Mutual Exclusion in Opportunistic network ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria. (2015/2016)
  • Adebajo Fisayomi Yetunde : « Detecting Denial of Service Attack in Wireless Sensor Networks ». Department of Computer science, African University of Science and Technology (AUST) Abuja-Nigéria.  Encadrement avec Dr. Dame Diongue. (2013/2014)
  • Ousmane Dieng : « Détection des dénis de service dans les réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  Encadrement avec Dr. Dame Diongue. (2013/2014)
  • Cheikh Brahim Ould Moctar : « Développement d’une application WEB pour la gestion du loyer au CROUS ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2013/2014).
  • Serigne Fall : « Implémentation des modules grappe familiale et traçabilité des action du projet SIGCNSS (Système d’Information et de Gestion de la Caisse Nationale de Sécurité Sociale) ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2012/2013).
  • Moustapha Mbengue : « Mise en place d’un système de gestion de stock et des immobilisations pour la caisse de sécurité sociale ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2012/2013).
  • Modou Ndiaye : « Gestion de l’état civil pour la municipalité de Patte d’oie ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  (2012/2013).
  • Rougui Ly : « Analyse et conception d’un logiciel de gestion de performances des ressources humaines ». Département Informatique, UFR SAT,Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2012/2013).
  • Abdou Kane Diagne et Serigne Fall : « Plateforme de traitement de documents XML ». Département Informatique, UFR SAT,Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2012/2013).
  • Illiassou Adama Abdelmadjid et Khady Seck : « Mise en place d’une plateforme web de gestion, de suivi et d’évaluation des financements du FNPJ ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2012/2013).
  • Ibou Ndione : « Analyse et conception d’un logiciel pour la performance des ressources humaines ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2012/2013).
  • Babacar Diop : « Gestion de la couverture de cibles dans les réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis.  Encadrement avec Dr. Dame Diongue. (2012/2013).
  • Alimatou Dieye : « Conception d’un outil d’aide à la décision pour les encaissements de la Senelec ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2011/2012).
  • Mouhamadou Bamba Kane : « Extension du routage GPSR sur réseau de capteurs sans fil pour les applications de surveillance ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. Encadrement avec Dr. EL. S.M. Diop et Pr. Congduc Pham (Université de Pau). (2011/2012).
  • Papa Cheikh Cisse : « Optimisation de la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2010/2011)
  • Dame Diongue : « La Gestion de la Qualité de Service dans les réseaux maillés 802.11s ». Département Informatique, UFR SAT, Université Cheikh Anta Diop de Dakar. (2009/2010)
  • Cire Sall Ba : « Sécurité et agrégation de données dans les réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2009/2010)
  • Abdou Aziz Ndiaye : « Conservation d’énergie dans les réseaux de capteurs sans fil ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2009/2010)
  • Ahmed Wade : « Les réseaux de capteurs-actionneurs sans fil: architecture et fonctionnement ». Département Informatique, UFR SAT, Université Gaston Berger de Saint-Louis. (2009/2010)
fr_FRFrançais
en_USEnglish fr_FRFrançais