Déploiement adaptatif d’un réseau de capteurs mobiles pour le suivi d’un phénomène évolutif décrit par des équations aux dérivées partielles.

par Alban Vergnaud

Thèse de doctorat en Automatique et productique

Sous la direction de Laurent Autrique.

Soutenue le 04-12-2015

à Angers , dans le cadre de École doctorale sciences et technologies de l'information et de mathématiques (Nantes) , en partenariat avec LARIS. Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315) (laboratoire) et de Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes / LARIS (laboratoire) .

Le président du jury était Francisco Javier Carrillo.

Le jury était composé de Laetitia Perez, Philippe Lucidarme, Régis Ouvrard, Fabrice Rigollet.

Les rapporteurs étaient Benjamin Remy, Rachid Malti.


  • Résumé

    De nos jours la protection de l’environnement et des personnes nécessite le recours à des capteurs permettant de suivre le déplacement de phénomènes mobiles pour prédire et agir sur leur évolution (ex : nuages polluants, incendies,nappe d’hydrocarbures). Ces phénomènes physiques sont souvent modélisables par des équations aux dérivées partielles (EDP) éventuellement non linéaires. La mise au point d'un outil prédictif pour l'aide à la décision nécessite l'évaluation de certains paramètres d'entrée. Dans ces domaines, les capteurs sont en général coûteux et en nombre limité. Toutefois, avec les récentes avancées technologiques il devient envisageable de concevoir des systèmes mobiles peu coûteux et de déployer un groupe de véhicules en réseau dans un certain nombre d'environnements à risque.Le sujet de recherche étudié et présenté dans ce rapport concerne le développement et la validation de stratégies optimales de déplacement d'un ensemble de capteurs pour l'identification paramétrique en ligne des systèmes d' EDP caractérisés par une ou plusieurs sources mobiles. Le travail présenté est destiné à développer une méthodologie complète(théorie, méthodes numériques, plate-forme expérimentale)en vue de réaliser une conception optimale d'expériences dans le cadre de problèmes mal posés non-linéaires associés à l'évaluation de paramètres dans des systèmes décrits par des EDP en génie thermique.

  • Titre traduit

    Adaptive deployment of a mobile sensors network to optimize the monitoring of an evolutionary phenomenon described by partial differential equations.


  • Résumé

    Nowadays the environment and people protection requires the use of sensors in order to monitor the movement of mobile phenomena and to predict and act on their evolution (ex: polluting cloud, fires, oil spill). These physical phenomena are often modelled by nonlinear partial differential equations (PDE). Development of a predictive tool for the decision support requires the assessment of some input parameters. In such a context, sensors were generally expensive. However, recent technological advances have reduced manufacturing costs and it becomes possible to develop low-cost mobile systems and to deploy a group of networked vehicles in potentially risky environments.Research topic studied and presented in this thesis concerns the development and validation of optimal strategies for moving a set of sensors for the parametric identification of PDE systems characterized by one or more mobile heating sources. This work is intended to develop a comprehensive methodology (theory, numerical methods, and experimentation) in order to achieve an optimal design of experiments in the context of nonlinear ill-posed problems related to the evaluation of parameters in systems described by PDE in thermal engineering.


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