Conception et modélisation de systèmes connectés durables, autonomes, intelligents et à basse consommation énergétique appliqués à l'apiculture de précision
Auteur / Autrice : | Hugo Hadjur |
Direction : | Laurent Lefèvre |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique |
Date : | Soutenance le 13/07/2023 |
Etablissement(s) : | Lyon, École normale supérieure |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de l'informatique du parallélisme (Lyon ; 1988-....) - Algorithms and Software Architectures for Distributed and HPC Platforms |
Jury : | Président / Présidente : Patricia Stolf |
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Lefèvre, Patricia Stolf, Nathalie Mitton, David Palma, Isabelle Guérin-Lassous, Denis Trystram, Doreid Ammar | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Mitton, David Palma |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
L'apiculture de précision vise à préserver les colonies d'abeilles domestiques tout en épaulant les apiculteurs dans leur travail de développement des abeilles et de production de ressources, dont le miel. Par sa nature, ce sujet force à lier l'apidologie avec plusieurs grandes disciplines informatiques : l'Internet des objets, la science des données, et souvent, l'intelligence artificielle. L'apiculture de précision, qui s'est développée dans les années 2010, voit émerger des solutions pensées sous contraintes, notamment celles qui prennent forme à cause de l'isolement des systèmes déployés sur le terrain : l'autonomie et l'efficacité énergétique. Cette thèse s'inscrit dans le courant qui vise à rendre le numérique plus vert en concevant et en modélisant des systèmes connectés qui répondent aux questions de l'apiculture de précision, tout en se concentrant sur des questions autour de l'énergie. D'abord, une revue bibliographique est présentée. Cette revue est la seule du domaine de l'apiculture de précision qui couvre l'architecture système d'une ruche connectée, mais aussi tous les services présents dans la littérature, notamment ceux qui utilisent de l'intelligence artificielle. Elle permet de soulever des questions et lister les défis qui attendent la recherche à venir dans ce domaine. Des analyses de mesures énergétiques sont ensuite montrées afin de justifier la contribution suivante : un système d'apiculture de précision autonome et efficace en énergie, collectant à la fois des données apicoles, et sa propre production et consommation énergétique. Une généralisation de ce système est modélisée de façon à analyser plusieurs scénarios d'allocation de ressources matérielles. Cette simulation permet de concevoir des systèmes de l'Internet des objets par constellation et de déterminer le meilleur scénario, entre edge et cloud. Finalement, une méthode d'apprentissage par renforcement intégrant un modèle de prédiction de production d'énergie photovoltaïque se montre être une réponse efficace à la question de la répartition de tâches sous un budget énergétique restreint et pour tous les systèmes autonomes stationnaires produisant leur propre énergie.