Surveillance intelligente de la qualité de l’environnement intérieur basée sur un jumeau numérique et des réseaux IoT adaptatifs

Le stage se déroulera à l’Université Gustave Eiffel, au sein du Laboratoire d’Informatique Gaspard Monge (LIGM – UMR 8049).

Le LIGM est un laboratoire d’informatique localisé sur le campus de la Cité Descartes à Champs-sur-Marne, réparti sur trois bâtiments (ESIEE Paris, bâtiment Copernic et bâtiment Coriolis). Il regroupe environ 80 chercheurs permanents et 50 non permanents, organisés en six équipes de recherche :

• A3SI : Algorithmes, architectures, analyse et synthèse d’images
• ADA : Algorithmique discrète et applications
• BAAM : Bases de données, automates, analyse d’algorithmes et modèles
• COMBI : Combinatoire algébrique et calcul symbolique
• LRT : Logiciels, réseaux et temps réel
• SIGNAL : Signal et communication

Les membres du LIGM sont fortement impliqués dans les enseignements d’informatique de l’Institut Gaspard Monge, de l’IUT de Marne-la-Vallée, d’ESIEE Paris et de l’École des Ponts ParisTech.

La qualité de l’environnement intérieur représente un enjeu majeur de santé, confort, sécurité des occupants des bâtiments intelligents, en dépendant de plusieurs paramètres tels que la qualité de l’air, la température, l’humidité, la ventilation ou encore l’occupation des espaces. Les solutions existantes s’appuient essentiellement sur des réseaux de capteurs IoT, permettant un recueil continu de ces données.

Mais ces systèmes présentent encore des limites, car ils reposent sur des capteurs et protocoles hétérogènes, sont soumis à des contraintes réseau importantes (latence, pertes, consommation), et peinent à tirer toute leur efficacité du contexte global du bâtiment. De plus, leur déploiement et leur maintenance apparaissent coûteux, peu flexibles.

Les jumeaux numériques viennent en partie résoudre ce problème. Ils permettent de représenter de manière virtuelle et dynamique un environnement réel, intégrant à la fois sa structure, ses usages et les données générées par les capteurs.

 L’association de réseaux IoT adaptatifs et de mécanismes d’analyse intelligente des données permet d’envisager une nouvelle approche pour la surveillance, la compréhension et l’anticipation des dégradations de la qualité de l’environnement intérieur.

Le stage s’intègre alors dans cette dynamique concernant la conception et la validation d’une approche intégrée combinant réseaux IoT, intelligence artificielle et jumeau numérique pour réaliser une surveillance intelligente et contextualisée de la qualité de l’environnement intérieur.

Méthodologie

Le travail est structuré autour des étapes suivantes :

• Etude des solutions existantes pour la surveillance de l’environnement intérieur, des réseaux IoT et des jumeaux numériques
• Mise en place d’une architecture IoT adaptative, modélisation d’un environnement intérieur et analyse des données pour mesurer la qualité de l’environnement intérieur.
• Evaluation de la solution sur des scénarios représentatifs et analyse des performances en termes de qualité de la surveillance, robustesse par rapport à la contrainte réseau et la cohérence entre le jumeau numérique et le système réel.

• Niveau Master 2 ou/et ingénieur en informatique 
• Compétences en :
  • Réseaux IoT
  • Prgrammatin Python,
  • Algrithmique et intelligence artificielle,
  • Intérêt pour la recherche et les systèmes intelligents

Poursuite possible

Ce stage pourra donner lieu à une poursuite en doctorat, selon les résultats et la motivation du candidat.