Laurent Lemke - Modèles partagés et infrastructure ouverte pour l’internet des objets de la ville intelligente

Les villes contemporaines font face à de nombreux enjeux : énergétiques, écologiques, démographiques ou encore économiques. Pour y répondre, des moyens technologiques sont mis en place dans les villes via l’utilisation de capteurs et d’actionneurs. Ces villes sont dites intelligentes.

Actuellement, les villes intelligentes sont opérés des acteurs qui ne partagent ni leurs données de capteurs ni l’accès à leurs actionneurs. Cette situation est dite verticale : chaque opérateur déploie ses propres capteurs et actionneurs et possède sa propre infrastructure informatique hébergeant ses applications. Cela conduit à une redondance de l’infrastructure et à des applications ad-hoc pour superviser et contrôler un domaine de la ville.

Une tendance est d’aller vers une situation dite horizontale via l’utilisation d’une plateforme de médiation ouverte et partagée. Les données de capteurs et les accès aux actionneurs sont mutualisés au sein de ce type de plateforme, permettant leur partage entre les différentsacteurs. Les coûts d’infrastructure et de développement s’en trouvent alors réduits.

Cette thèse s’inscrit dans ce contexte d’horizontalisation, au sein d’une plate-forme ouverte et partagée, dans laquelle nous proposons : 1) une couche d’abstraction pour le contrôle et la supervision de la ville, 2) un mécanisme de contrôle de concurrence gèrant les cas deconflits, 3) un mécanisme de coordination favorisant la réutilisation des actionneurs, 4) une implémentation de notre travail par une preuve de concept.

L’abstraction que nous proposons se base sur des modèles issus des systèmes réactifs. Ils ont pour objectif d’être générique et représente l’invariant de la ville intelligente : les éléments physiques. Ils permettent aux applications de contrôler et superviser la ville.

Pour faciliter le développement d’applications nous uniformisons l’interface de nos modèles. Ces applications pouvant avoir descontraintes temps réel, particulièrement celles qui ont des objectifs de contrôle, nous proposons de tirer parti de l’architecture distribuée de ce type de plateforme.

Compte-tenu du partage des actionneurs, nous avons identifié que des conflits peuvent survenir entre les applications. Nous proposons un mécanisme de contrôle de concurrence pour traiter ces cas de conflits.

Nous avons également identifié qu’un mécanisme de coordination doit être offert aux applications souhaitant effectuer atomiquement des opérationsde contrôle. Un tel mécanisme favorise la réutilisation des actionneurs présents dans la ville.

Enfin, nous avons implémenté nos propositions autour d’une preuve de concept, comprenant plusieurs cas d’usages, permettant de démontrer notre travail.