Publications

Posters

• “Performance Evaluation of a RPL Hybrid Objective Function for The Smart Grid Network”
  Francois Lemercier, Poster presentation.
  In IEEE WoWMoM 2018 International Conference, Chania, Greece, June 2018.


• “Support For Hybrid Network”
  Francois Lemercier, Poster presentation.
  In RESCOM 2016 Summer School, Guidel Plage, France, June 2016.

Articles Démonstration

• “Co-Simulation of Power Systems and Computing Systems using the FMI Standard”
  A.Gougeon, B. Camus, F.Lemercier, M.Quinson, A.Blavette, A-C.Orgerie, Demo paper.
  In IEEE IM 2021 International Conference, Bordeaux, France, May 2021.

Thèse

• “Multiple Interface Management in Smart Grid Networks“
  Francois Lemercier
  Ph.D. Thesis – IMT Atlantique, November 2018.
  ( PDF | BibTex )

• Jury:
  • Présidente: Mireille BATTON-HUBERT – Professeure, Ecole des Mines de Saint Etienne, France
  • Rapporteur: André-Luc BEYLOT – Professeur, ENSEEIHT Engineering School, Université de Toulouse, France
  • Rapporteur: Antoine GALLAIS – Maître de conférence, INRIA, Université de Strasbourg, France
  • Superviseur: Nicolas MONTAVONT – Professeur, IMT Atlantique, IRISA, France
  • Examinateur: Philippe CHIUMMIENTO – R&D Manager, Itron, France
  • Directeur de thèse: Laurent TOUTAIN – HDR, IMT Atlantique, IRISA, France

Résumé: Le réseau électrique a subi d’importantes évolutions ces dernières décennies, pour devenir ce qu’on appelle le Smart Grid. La nécessité d’intégrer des sources d’énergie renouvelable est un défi dans un réseau d’énergies où l’accessibilité, la maintenabilité et la sécurité sont requis. Le réseau électrique évolue actuellement d’une architecture centralisée vers une architecture décentralisée, tenant compte des consommations et sources d’énergies à caractère imprédictible et irrégulier.

L’Advanced Metering Infrastructure est une architecture clé du Smart Grid qui permet des communications bidirectionnelles entre le consommateur et le fournisseur d’énergie. Cette infrastructure repose sur des compteurs dotés de capacités de communication et de calculs avancés, que nous appelons “compteur intelligent”. Les compteurs intelligents d’aujourd’hui sont souvent capables de communiquer avec plusieurs interfaces de communication mais seulement une seule est dédiée aux applications Smart Grid, les autres interfaces étant dédiées à des fonctions spécifiques (comme la mise à jour du firmware, etc.).

Les réseaux de compteurs intelligents reposent communément sur des communications à courant porteur, une technologie qui est hautement sensible aux interférences. Malgré l’utilisation de protocoles de niveau 2 spécifiques (tel que P1901.2) qui peuvent gérer les grandes variations de bande passante, ces technologies ne permettent pas de respecter les exigences de toutes les applications Smart grid. Des technologies de communication alternatives existent pour résoudre les problèmes rencontrés par le courant porteur, comme la radio ou la fibre optique, mais utiliser simplement une seule d’entre elles ne s’avère pas être une solution de long terme. Ainsi, combiner plusieurs technologies hétérogènes permet de répondre à tous les scénarios smart grid à tout niveau d’interférence.

Par ailleurs, la plupart des technologies considérées pour les réseaux de compteurs intelligents sont de courte portée, chaque compteur ne peut communiquer directement avec le concentrateur. Les noeuds doivent donc collaborer entre eux, utilisant un protocole de routage approprié pour atteindre la destination située à plusieurs sauts. Rpl est le protocole de routage le plus populaire dans l’internet des objets, et a été spécifiquement conçu pour les Low power and Lossy networks (LLN), les réseaux à fort taux de perte et à faible puissance en français. Mais celui-ci est utilisé majoritairement dans des réseaux homogènes avec des équipements pourvus d’une seule interface de communication.

Le but de cette thèse est d’adapter RPL à un environnement multi interfaces, et étudier comment l’hétérogénéité des interfaces peut améliorer la fiabilité et les performances d’un réseau de compteurs intelligents.

Dans ce but, nous proposons un cadre d’extension de RPL pour la gestion d’interfaces hétérogènes multiples, en developpant trois solutions originales nommées Parent Oriented, Interface Oriented et Multiple Instances. Nous proposons également un nouveau mécanisme de retransmission qui tient compte des multiples interfaces.

Pour finir, nous avons implémenté nos solutions dans un simulateur et une plateforme matérielle pour valider et comparer chaque solution dans des conditions réalistes.

• Mots-clés: Routage, SmartGrid, RPL, Internet des Objets, CPL, 802.15.4, Réseaux Hétérogènes, Routage Hybride, IPv6, 6LoWPAN