Amélioration de l'ingénierie des données dans les environnements connectés grâce à la détection de la propagation et de l'obsolescence des données

Improving data engineering in connected environments with data propagation and data obsolescence detection

• Auteur / Autrice : Jean Raphaël Richa
• Direction : Richard Chbeir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/12/2024
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de l'Université de Pau et des pays de l'Adour (Pau) - Laboratoire Informatique de l'Université de Pau et des Pays de l'Adour / LIUPPA
• Jury : Président / Présidente : Kokou Yétongnon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Richard Chbeir, Kokou Yétongnon, Gayo Diallo, Djamal Benslimane, Khouloud Salameh, Laurent Gallon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gayo Diallo, Djamal Benslimane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique

Données -- Transmission

Internet des objets

Mots clés libres

Obsolescence des Données

Iot

Indicateurs de qualité des données

Propagation des Données

Requête

Environnement Connecté

Data Obsolescence

Iot

Data quality indicators

Data Propagation

Query

Connected Environment

Résumé

La croissance incessante des technologies numériques a renforcé les capacité à détecter, visualiser, analyser et gérer de manière autonome l'environnement qui nous entoure. Intelligent et plus connecté est la tendance dominante au sein du métavers émergent, où des environnements connectés sont conçus pour recueillir d'énormes quantités de données. Ces environnements contribuent à une meilleure compréhension des activités humaines, améliorent la qualité de vie et favorisent la durabilité. Cette thèse introduit deux concepts clés - le continuum de zones et l'obsolescence des données - visant à approfondir la sensibilisation aux environnements connectés en expliquant comment les données se déplacent entre les zones et en détectant quand les données deviennent pertinentes dans leur contexte. En abordant ces aspects souvent négligés, nous visons à améliorer l'interprétation et la gestion des données dans les environnements connectés.Cette thèse aborde quatre défis clés : (1) concevoir un modèle de données hautement expressif qui capture efficacement les composants essentiels des environnements connectés, y compris les zones d'accueil, les dispositifs intelligents et leurs réseaux de capteurs associés ; (2) établir un mécanisme pour identifier et tracer comment les données se propagent entre différentes zones ; (3) proposer une approche à grande échelle pour détecter l'obsolescence des données tout en tenant compte de l'ensemble de l'environnement ; et (4) traiter la nature dynamique des environnements connectés, telle que la mobilité des dispositifs, les pannes et les changements dans les configurations de zone (par exemple, fusionner plusieurs zones ou diviser une zone en plusieurs).Pour relever ces défis, nous proposons d'abord le modèle de données HSSN+ pour représenter de manière résiliente les éléments principaux dans les environnements connectés.Ensuite, en nous appuyant sur ce modèle, nous présentons deux cadres étroitement liés. Le premier est le cadre de calcul de continuité de zones pour les environnements connectés, qui formalise la notion de continuité de zones et permet de comprendre comment les données circulent entre les zones. Le second est le cadre de détection de l'obsolescence des données dans les environnements connectés, qui fournit une méthode structurée d'identification et de calcul de l'obsolescence des données sur la base de mesures de qualité prédéfinies.Les deux cadres permettent un contrôle et une compréhension efficaces de tous les environnements connectés.

The relentless expansion of digital technologies has enhanced the capabilities of collecting, visualizing, analyzing, and autonomously managing the environment surrounding us.Intelligent and increasingly connected is the prevailing trend within the rising metaverse, where connected environments are driven to gather a plethora of data.These environments contribute to a better understanding of human activities, improve quality of life, and ease paths for sustainability.This thesis introduces two pivotal concepts - zone continuum and data obsolescence - furthering awareness of connected environments by explaining how data crosses between zones and detecting when data becomes irrelevant with respect to its environment.By addressing these overlooked aspects, we aim to improve data interpretation and management within connected environments.This thesis addresses four key challenges: (1) designing a deep and expressive data model that effectively captures the core components of connected environments, such as hosting zones, smart devices, and their corresponding sensor networks; (2) establishing a mechanism to discover and trace how data propagates between different zones; (3) proposing a large-scale approach to detect data obsolescence while considering the entire environment; and (4) handling the dynamic nature of the CE that could be illustrated by the mobility and failure of the devices, as well as modifications in zone configurations (e.g., combining multiple zones into one or dividing a single zone into several).To address these challenges, we first propose the HSSN+ data model, which underpins a resilient representation of the elements in connected environments.Consequently, in light of this model, we put forward two interconnected frameworks. The first one is the Zone Continuum Computation for Connected Environments (ZCCCE) framework that formalizes the zone continuum concept and enables to understand how data moves between zones. The second one is the Data Obsolescence Detection in Connected Environments (DODCE) framework which offers a structured approach to identify and compute the data obsolescence based on predefined quality indicators.These two frameworks provide opportunities for effective control and understanding in connected environments.