Dissertations / Theses on the topic 'Dissémination des données'

Le nombre de véhicules circulant sur les routes dans le monde est passé de 500 millions en 1986 à 1 milliard de véhicules en 2010. Un tel réseau routier immense a apporté un certain confort à de nombreux conducteurs mais d'un autre coté il a représenté environs 1,24 millions d'accidents en 2010. Avec ces chiffres vient l'augmentation du niveau des émissions de CO2 et des milliards d'heures perdues dans les embouteillages. Avec le progrès et le développement des technologies sans fil ces dernières années, les réseaux véhiculaires ont rapidement évolués. Beaucoup de constructeurs automobiles et de pays ont intégré et imaginé différentes applications dans les réseaux véhiculaires : des applications de sécurité routières, d'autres pour l'information sur le trafic, ainsi que des applications de divertissement. Cette dernière catégorie d'applications se distingue des autres par la quantité et le volume de données échangées, et constitue un réel problème dû à la nature des communications sans fil véhiculaires. Dans cette thèse, nous traitons le problème de la dissémination d'information dans les systèmes véhiculaires distribués. Notre objectif principal est de proposer des solutions pratiques et réalisables pour diffuser les données dans des environnements véhiculaires réalistes. Le concept de la diffusion des données est large et significatif. Dans ce contexte, nous nous référons à la diffusion de données chaque fois qu'il y a une certaine quantité de données qui doit être répartie sur un réseau distribué sans fil. Les données sont envoyées vers plusieurs destinations (même à tous les nœuds du réseau dans certain cas) qui sont intéressés pour récupérer la totalité ou une partie des informations générées. A titre d'exemples, nous pouvons considérer les applications de partage de fichiers, la diffusion de fichiers multimédia et ainsi de suite. Nous abordons dans cette thèse le problème de dissémination de données dans les réseaux véhiculaires, plus précisément la dissémination de grands volumes de données tel que le contenu multimédia. Avec l'évolution au cours de ces dernières années des réseaux véhiculaires notamment grâce au support de nombreux constructeurs automobiles (e.x. Toyota, Nissan, BMW, Ford, etc.), la quantité de données échangée a augmenté de manière exponentielle au fil des années. Malheureusement malgré l'avancement des technologies de communications sans fil, l'échange de grands volumes de données dans des réseaux véhiculaires reste un réel défi, à cause des caractéristiques de communications sans fil et celles spécifiques aux réseaux véhiculaires
The number of vehicles on the roads in the world increased from 500 million in 1986 to 1 billion vehicles in 2010. Such a huge road network has brought some comfort to many drivers but on the other hand it represented around 1.24 million accidents in 2010. With the progress and development of wireless technologies these recent years, vehicular networks quickly evolved. Many car manufacturers and countries have built and imagined different applications in vehicular networks: road safety applications, others for traffic information, and entertainment applications. This last category of applications is distinguished from others by the quantity and volume of exchanged data, and represents a real problem due to the lossy nature of vehicular communications. In this thesis, we address the problem of data dissemination in distributed vehicular systems. Our main objective is to provide practical and workable solutions to disseminate data in realistic vehicular environments. The concept of data dissemination is large and significant. In this context, we call data dissemination each time there is a certain amount of data which must be distributed on in wireless network. The data is sent to multiple destinations who are interested to recover all or part of the information. As examples, we can consider the file sharing applications, streaming multimedia files and so on. We discuss in this thesis the data dissemination problem in vehicular networks, specifically the dissemination of large volumes of data such as content distribution. With the evolution in recent years of vehicular networks thanks to many car manufacturers support (eg Toyota, Nissan, BMW, Ford, etc.), the amount of exchanged data has increased exponentially over the years. Unfortunately, despite the advancement of wireless communications technologies, exchange large volumes of data in vehicular networks remains a challenge because of wireless communications features and those specific to vehicular networks

Le nombre de véhicules circulant sur les routes dans le monde est passé de 500 millions en 1986 à 1 milliard de véhicules en 2010. Un tel réseau routier immense a apporté un certain confort à de nombreux conducteurs mais d'un autre coté il a représenté environs 1,24 millions d'accidents en 2010. Avec ces chiffres vient l'augmentation du niveau des émissions de CO2 et des milliards d'heures perdues dans les embouteillages. Avec le progrès et le développement des technologies sans fil ces dernières années, les réseaux véhiculaires ont rapidement évolués. Beaucoup de constructeurs automobiles et de pays ont intégré et imaginé différentes applications dans les réseaux véhiculaires : des applications de sécurité routières, d'autres pour l'information sur le trafic, ainsi que des applications de divertissement. Cette dernière catégorie d'applications se distingue des autres par la quantité et le volume de données échangées, et constitue un réel problème dû à la nature des communications sans fil véhiculaires. Dans cette thèse, nous traitons le problème de la dissémination d'information dans les systèmes véhiculaires distribués. Notre objectif principal est de proposer des solutions pratiques et réalisables pour diffuser les données dans des environnements véhiculaires réalistes. Le concept de la diffusion des données est large et significatif. Dans ce contexte, nous nous référons à la diffusion de données chaque fois qu'il y a une certaine quantité de données qui doit être répartie sur un réseau distribué sans fil. Les données sont envoyées vers plusieurs destinations (même à tous les nœuds du réseau dans certain cas) qui sont intéressés pour récupérer la totalité ou une partie des informations générées. A titre d'exemples, nous pouvons considérer les applications de partage de fichiers, la diffusion de fichiers multimédia et ainsi de suite. Nous abordons dans cette thèse le problème de dissémination de données dans les réseaux véhiculaires, plus précisément la dissémination de grands volumes de données tel que le contenu multimédia. Avec l'évolution au cours de ces dernières années des réseaux véhiculaires notamment grâce au support de nombreux constructeurs automobiles (e.x. Toyota, Nissan, BMW, Ford, etc.), la quantité de données échangée a augmenté de manière exponentielle au fil des années. Malheureusement malgré l'avancement des technologies de communications sans fil, l'échange de grands volumes de données dans des réseaux véhiculaires reste un réel défi, à cause des caractéristiques de communications sans fil et celles spécifiques aux réseaux véhiculaires
The number of vehicles on the roads in the world increased from 500 million in 1986 to 1 billion vehicles in 2010. Such a huge road network has brought some comfort to many drivers but on the other hand it represented around 1.24 million accidents in 2010. With the progress and development of wireless technologies these recent years, vehicular networks quickly evolved. Many car manufacturers and countries have built and imagined different applications in vehicular networks: road safety applications, others for traffic information, and entertainment applications. This last category of applications is distinguished from others by the quantity and volume of exchanged data, and represents a real problem due to the lossy nature of vehicular communications. In this thesis, we address the problem of data dissemination in distributed vehicular systems. Our main objective is to provide practical and workable solutions to disseminate data in realistic vehicular environments. The concept of data dissemination is large and significant. In this context, we call data dissemination each time there is a certain amount of data which must be distributed on in wireless network. The data is sent to multiple destinations who are interested to recover all or part of the information. As examples, we can consider the file sharing applications, streaming multimedia files and so on. We discuss in this thesis the data dissemination problem in vehicular networks, specifically the dissemination of large volumes of data such as content distribution. With the evolution in recent years of vehicular networks thanks to many car manufacturers support (eg Toyota, Nissan, BMW, Ford, etc.), the amount of exchanged data has increased exponentially over the years. Unfortunately, despite the advancement of wireless communications technologies, exchange large volumes of data in vehicular networks remains a challenge because of wireless communications features and those specific to vehicular networks

Ce memoire presente des travaux et resultats, theoriques mais aussi appliques, concernant trois approches permettant de resoudre le probleme des traitements fiables de donnees confidentielles: protection-replication, chiffrement-replication et fragmentation-redondance-dissemination. Ces approches visent a tolerer a la fois des fautes accidentelles et des fautes intentionnelles. L'amelioration de la fiabilite et la preservation de la confidentialite reposent en general sur des techniques antagonistes et sont d'ordinaire abordees separement. Differentes solutions sont presentees et comparees selon un ensemble de criteres relatifs a la surete de fonctionnement, a l'ouverture et aux performances; l'une d'elles, la fragmentation-dissemination et replication, qui semble la plus prometteuse, est approfondie. Les caracteristiques de cette solution sont presentees, en insistant sur les analogies qui peuvent etre constatees avec la parallelisation d'algorithmes. Trois classes de techniques de fragmentation sont definies (tranches de bits, orientee-structure, orientee-parallelisme) et deux modeles d'execution fragmentee (client/serveurs, oriente-objets) sont proposes. Une technique d'evaluation quantitative de la preservation de la confidentialite, issue de la theorie de l'information et reposant sur des mesures d'entropie, est appliquee a la fragmentation par tranches de bits. Des mesures generales d'evaluation comparative sont ainsi obtenues. L'analogie entre fragmentation et parallelisation est etudiees en detail sur des algorithmes paralleles de resolution de systemes lineaires. Une demarche d'evaluation qualitative, qui offre des analogies avec la technique precedente pour ce qui est des types d'information a observer et des niveaux d'appreciation de la preservation de la confidentialite, est appliquee a la fragmentation orientee-parallelisme. Ces deux etudes confirment l'interet de la fragmentation-redondance-dissemination pour tolerer de facon unifiee les fautes accidentelles et les intrusions

Cette thèse traite la problématique de la dissémination et l’agrégation des données dans un contexte de réseaux VANET (Vehicle Ad-Hoc Networks). Cette problématique est fort intéressante, toujours d’actualité dans un monde de plus en plus urbanisé. En effet, d’un côté la dissémination permet d’informer les véhicules mobiles des principaux événements en temps utile, et de l’autre côté l’agrégation permet de résumer plusieurs données émanant de sources différentes concernant le même événement. Le challenge de la dissémination consiste à calculer la zone de relevance d’un événement, de délivrer les messages aux véhicules de cette zone, et de continuer à délivrer les messages en continu aux véhicules de cette zone. Le challenge de l’agrégation consiste essentiellement à sélectionner les messages à agréger et à qualifier les messages provenant de véhicules lointains. Pour résoudre le problème de dissémination nous proposons un nouveau protocole de dissémination des données dans les réseaux VANET. La principale idée de ce protocole est basée sur la définition de zones de relevance ZOR (zone of relevance of a région) pour la mesure de l’intérêt d’une zone par rapport à un évènement donné, et la définition de split Map permettant de décomposer une grande région en un ensemble de ZORs. L’approche de calcul des ZORs est formalisée, elle est basée sur les techniques de greedy pour l’extraction de la couverture pertinente. Le protocole de dissémination présenté sous forme de diagramme Flowchart qui résumé les activités lorsque qu’un véhicule est en mouvement, un événement est détecté. La performance du protocole proposé est évaluée et comparé au protocole Slotted1-Persistence à travers un environnement de simulations et une topologie réelle de routes de la ville de Bizerte en Tunisie. Les résultats de simulation sont présentés et discutés.D’autre part, certaines applications VANET, par exemple le système d’information de trafic (TIS), nécessitent une agrégation de données pour informer les véhicules des conditions de circulation, ce qui réduit les embouteillages et par conséquent les émissions de CO2 Par conséquent, la conception d'un protocole d'agrégation efficace combinant des informations de trafic corrélées telles que l'emplacement, la vitesse et la direction, appelées données flottantes sur les voitures (FCD), pose un problème complexe. Dans cette thèse, nous introduisons un nouveau protocole d’agrégation de données dans un réseau VANET appelé SDDA (Smart Directional Data Aggregation). Ce protocole est dédié aussi bien à l’échange de données dans un contexte urbain et autoroutier. Le protocole proposé est basé sur une sélection des messages à agréger. Trois principaux filtres ont été utilisés : filtrage basé sur la direction des véhicules, filtrage basé sur la limitation de vitesse, et filtrage basé sur l’élimination des messages dupliqués. Trois algorithmes d’agrégation sont proposés, ils visent à optimiser l’algorithme de SOTIS. Les trois algorithmes traitent des cas de routes unidirectionnelles, bidirectionnelles et les réseaux urbains. A l’image du chapitre précédent, la performance des algorithmes proposés sont évaluées à travail un travail de simulation et différents résultats sont présentés et discutés
Since the last decade, the emergence of affordable wireless devices in vehicle ad-hoc networks has been a key step towards improving road safety as well as transport efficiency. Informing vehicles about interesting safety and non-safety events is of key interest. Thus, the design of an efficient data dissemination protocol has been of paramount importance. A careful scrutiny of the pioneering vehicle-to-vehicle data dissemination approaches highlights that geocasting is the most feasible approach for VANET applications, more especially in safety applications, since safety events are of interest mainly to vehicles located within a specific area, commonly called ZOR or Zone Of Relevance, close to the event. Indeed, the most challenging issue in geocast protocols is the definition of the ZOR for a given event dissemination. In this thesis, our first contribution introduces a new geocast approach, called Data Dissemination Protocol based on Map Splitting(DPMS). The main thrust of DPMS consists of building the zones of relevance through the mining of correlations between vehicles’ trajectories and crossed regions. To do so, we rely on the Formal Concept Analysis (FCA), which is a method of extracting interesting clusters from relational data. The performed experiments show that DPMS outperforms its competitors in terms of effectiveness and efficiency. In another hand, some VANET applications, e.g., Traffic Information System (TIS), require data aggregation in order to inform vehicles about road traffic conditions, which leads to reduce traffic jams and consequently CO2 emission while increasing the user comfort. Therefore, the design of an efficient aggregation protocol that combines correlated traffic information like location, speed and direction known as Floating Car Data (FCD) is a challenging issue. In this thesis, we introduce a new TIS data aggregation protocol called Smart Directional Data Aggregation (SDDA) able to decrease the network overload while obtaining high accurate information on traffic conditions for large road sections. To this end, we introduce three levels of messages filtering: (i) filtering all FCD messages before the aggregation process based on vehicle directions and road speed limitations, (ii) integrating a suppression technique in the phase of information gathering in order to eliminate the duplicate data, and (iii) aggregating the filtered FCD data and then disseminating it to other vehicles. The performed experiments show that the SDDA outperforms existing approaches in terms of effectiveness and efficiency

De nombreux systèmes distribués sont confrontés au problème du déséquilibre de charge entre machines. Avec l'émergence du Big Data, de larges volumes de données aux valeurs souvent biaisées sont produits par des sources hétérogènes pour être souvent traités en temps réel. Il faut donc être capable de s'adapter aux variations de volume/contenu/provenance de ces données. Nous nous intéressons ici aux données RDF, un format du Web Sémantique. Nous proposons une nouvelle approche pour améliorer la répartition des données, basée sur l'utilisation de plusieurs fonctions de hachage préservant l'ordre naturel des données dans le réseau. Cela permet à chaque pair de pouvoir indépendamment modifier la fonction de hachage qu'il applique sur les données afin de réduire l'intervalle de valeurs dont il est responsable. Plus généralement, pour résoudre le problème du déséquilibre de charge, il existe presque autant de stratégies qu'il y a de systèmes différents. Nous montrons que de nombreux dispositifs d'équilibrage de charge sont constitués des mêmes éléments de base, et que seules la mise en œuvre et l'interconnexion de ces éléments varient. Partant de ce constat, nous décrivons les concepts derrière la construction d'une API générique pour appliquer une stratégie d'équilibrage de charge qui est indépendante du reste du code. Mise en place sur notre système, l'API a un impact minimal sur le code métier et permet de changer une partie d'une stratégie sans modifier d'autres composants. Nous montrons aussi que la variation de certains paramètres peut influer sur les résultats obtenus
Many distributed systems face the problem of load imbalance between machines. With the advent of Big Data, large datasets whose values are often highly skewed are produced by heterogeneous sources to be often processed in real time. Thus, it is necessary to be able to adapt to the variations of size/content/source of the incoming data. In this thesis, we focus on RDF data, a format of the Semantic Web. We propose a novel approach to improve data distribution, based on the use of several order-preserving hash functions. This allows an overloaded peer to independently modify its hash function in order to reduce the interval of values it is responsible for. More generally, to address the load imbalance issue, there exist almost as many load balancing strategies as there are different systems. We show that many load balancing schemes are comprised of the same basic elements, and only the implementation and interconnection of these elements vary. Based on this observation, we describe the concepts behind the building of a common API to implement any load balancing strategy independently from the rest of the code. Implemented on our distributed storage system, the API has a minimal impact on the business code and allows the developer to change only a part of a strategy without modifying the other components. We also show how modifying some parameters can lead to significant improvements in terms of results

Les réseaux ad hoc véhiculaires (VANETs) permettent le partage de différents types de données entre les véhicules, de manière collaborative. Dans cette thèse, nous nous sommes tout particulièrement intéressés aux applications de sûreté et de sécurité routière, dédiées à l'échange des informations sur l'état de l'environnement routier. Les contraintes de ces applications en termes de qualité de services sont des plus rigoureuses, car l'acheminent de leurs données doit être exhaustif et ne souffrir d'aucun retard pour assurer une information utile et en temps opportun au profit de tous les usagers concernés. Cet acheminement doit faire face aux difficultés induites par la dispersion et la forte mobilité des véhicules, l'absence ou l'insuffisance d'infrastructure, la densité variable du réseau, la surcharge en informations à envoyer et l'étendue des zones géographiques à couvrir. En effet, la problématique de diffusion des données dans les VANETs s'avère non-triviale et de nombreux verrous scientifiques doivent être levés pour permettre un support efficace, collaboratif et fiable pour les applications de sûreté et de sécurité routière.Plus précisément, nous aborderons la problématique de la dissémination collaborative en se posant trois questions : “comment disséminer les données ? À quel moment le faire ? Mais aussi quoi disséminer et comment inciter à le faire ? ” Nous avons apporté des réponses à travers les trois contributions de cette thèse. La première consiste à proposer une stratégie de dissémination efficace, qui soit adaptée à l'importance de l'information échangée et à sa durée de vie, permettant ainsi d'éviter un processus de diffusion intensif. Celui-ci est inapproprié dans ce cas de figure, car il génère de la congestion et beaucoup de redondance. Une étude de performances par simulation est réalisée, laquelle montre une diminution de 90% du taux de messages redondants par rapport au cas de la diffusion par inondation. Afin d'améliorer plus encore les performances du processus de diffusion des messages de sûreté, nous proposons, dans un second temps, un ordonnanceur pour l'accès au canal de communication qui a pour objectif de réduire le nombre de collisions dues aux synchronisations afférentes à l'utilisation du multi-canal dans le standard IEEE 802.11p/1609.4 et donc élever le taux de réception des données. Nous basons notre proposition sur la théorie de l'arrêt optimal, qui décide du moment opportun pour l'envoi d'une information en conciliant occupation du canal, efficacité de l'envoi et délai d'ajournement toléré par une information. Dans notre cas, la théorie de l'arrêt optimal est formulée par un processus de décision Markovien (MDP). Nous montrons ainsi par simulation une amélioration substantielle du taux de réception (de 25%) et une diminution importante des pertes (de 47%).Après s'être intéressé à l'aspect quantitatif des performances du réseau, nous nous intéresserons ensuite à l'amélioration de la fiabilité du processus de diffusion. Cette fiabilité est obtenue grâce à l'incitation des véhicules à la coopération et à l'exclusion des véhicules malicieux de celui-ci. Ceci est réalisé au travers de la proposition d'un modèle de confiance, inspiré des jeux de signaux. Le modèle crée une situation d'équilibre, tel que les différentes parties le composant ne soient pas tentées de le contourner, ainsi découle une auto-sélection des véhicules, laquelle est rapide et peu coûteuse. À notre connaissance, notre modèle est le seul à s'attaquer aux effets néfastes des deux types de véhicules, malicieux et égoïstes, en même temps. Comme précédemment, nous évaluons les performances de notre solution au travers d'une modélisation par une chaîne de Markov et divers jeux de simulation. Ceci a permis de montrer que 100% des véhicules malicieux sont exclus, avec le maintien d'un taux de coopération élevé dans le réseau, soit une amélioration de 42%
Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) allow sharing different kinds of data between vehicles in a collaborative way. In this thesis, we are particularly interested in road safety applications, designed for the exchange of information on road traffic and conditions. This kind of applications have strict Quality of Service (QoS) requirements, as data must be routed thoroughly and without any delays so for assuring the timely delivery of useful information to the drivers. In this context, data routing must face several issues raised by the high mobility and dispersion of vehicles, inadequate or completely lacking infrastructure, a variable network density, network saturation due to the large of information to deliver, and the size of the geographical areas to cover. Indeed, the problem of data dissemination in VANETs is non-trivial, and several research challenges must be solved in order to provide an efficient, collaborative, and reliable support for road safety applications. Specifically, we will address the problem of collaborative data dissemination through the following three questions: “How to perform data dissemination?”, “When should we do it?”, and “What must be disseminated?” We have provided answers to these questions through the three contributions of this thesis. Our first contribution is an efficient dissemination strategy, specifically tailored to the importance of the exchanged information as well as its lifespan, which is able to avoid the intensive dissemination process that generates network congestion and data redundancy. We confirm our statements and validate the performance of our solution by modeling it using a discrete-time Markov chain, which demonstrates the number of necessary retransmissions for all concerned vehicles to receive information. Moreover, we performed extensive simulations that show a reduction of up to 90% of redundant messages with respect to message flooding dissemination strategies. Next, in order to further improve the road safety message dissemination process, we propose a communications channel access scheduler, which aims at reducing the number of collisions caused by IEEE 802.11p/1609.4 multi-channel synchronizations, and thus improving the data reception rate. We base our solution on the optimal stopping theory, which chooses the right moment to send information by balancing the channel occupancy rate, the data delivery efficiency, and the maximum deferment delay tolerated by the information. To this end, we formulate the optimal stopping theory through a Markov decision process (MDP). We show through simulation-based evaluations an improvement of the reception rate of up to 25% and a reduction of up to 47% of message losses. Finally, after being interested in the quantitative aspect of network performance, we centered our efforts on improving the reliability of the dissemination process, which is obtained by motivating vehicles to cooperate and evicting malicious vehicles from the process. To this end, we propose a trust model inspired on signaling games, which are a type of dynamic Bayesian games. Through the use of our model, equilibrium is achieved, thus resulting in a fast and low-cost vehicle self-selection process. We define the parameters of our trust model through a discrete-time Markov chain model. To the best of our knowledge, our solution is the only existing solution that tackles the negative effects introduced by the presence of both malicious and selfish vehicles in a VANET. We evaluated the performance of our solution by modeling it using a Markov chain, and a set of simulations. Our results show that up to 100% of malicious vehicles are evicted while keeping a high cooperation rate, thus achieving an improvement of 42% when compared to other similar solutions

Face à la prolifération des technologies mobiles et à l’augmentation du volume des données utilisées par les applications mobiles, les périphériques consomment de plus en plus de bande passante. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les réseaux Wi-Fi denses comme cela peut être le cas lors d’événements à grande échelle (ex: conférences, séminaire, etc.) où un serveur doit acheminer des données à un grand nombre de périphériques dans une fenêtre temporelle réduite. Dans ce contexte, la consommation de bande passante et les interférences engendrées par les téléchargements parallèles d’une donnée volumineuse par plusieurs périphériques connectés au même réseau dégradent les performances. Les technologies de communication Device-to-Device (D2D) comme Bluetooth ou Wi-Fi Direct permettent de mieux exploiter les ressources du réseau et d’améliorer les performances pour offrir une meilleure qualité d’expérience (QoE) aux utilisateurs. Dans cette thèse nous proposons deux approches pour l’amélioration des performances de la dissémination de données. La première approche, plus adaptée à une configuration mobile, consiste à utiliser des connexions D2D en point-à-point sur une topologie plate pour les échanges de données. Nos évaluations montrent que notre approche permet de réduire les temps de dissémination jusqu’à 60% par rapport à l’utilisation du Wi-Fi seul. De plus, nous veillons à avoir une répartition équitable de la charge énergétique sur les périphériques afin de préserver les batteries les plus faibles du réseau. Nous avons pu voir qu’avec la prise en compte de l’autonomie des batteries et de la bande passante, la sollicitation des batteries les plus faibles peut être réduite de manière conséquente. La deuxième approche, plus adaptée à des configurations statiques, consiste à mettre en place des topologies hiérarchiques dans lesquelles on regroupe les périphériques par clusters. Dans chaque cluster, un périphérique est élu pour être le relais des données qu’il recevra depuis le serveur et qu’il transmettra à ses voisins. Cette approche permet de gérer plus efficacement les interférences en adaptant la puissance du signal afin de limiter la portée des clusters. Dans ce cas, nous avons observé jusqu’à 30 % de gains en temps de dissémination. Dans la continuité des travaux de cette thèse, nous discutons de plusieurs perspectives qu’il serait intéressant d’entreprendre par la suite, notamment l’adaptation automatique du protocole de dissémination à l’état du réseau et l’utilisation simultanée des deux types de topologie plate et hiérarchique
We are witnessing a proliferation of mobile technologies and an increasing volume of data used by mobile applications. Devices consume thus more and more bandwidth. In this thesis, we focus on dense Wi-Fi networks during large-scale events (such as conferences). In this context, the bandwidth consumption and the interferences caused by the parallel downloads of a large volume of data by several mobile devices that are connected to the same Wi-Fi network degrade the performance of the dissemination. Device-to-Device (D2D) communication technologies such as Bluetooth or Wi-Fi Direct can be used in order to improve network performance to deliver better QoE to users. In this thesis we propose two approaches for improving the performance of data dissemination. The first approach, more suited to a dynamic configuration, is to use point-to-point D2D connections on a flat topology for data exchange. Our evaluations show that our approach can reduce dissemination times by up to 60% compared to using Wi-Fi alone. In addition, we ensure a fair distribution of the energy load on the devices to preserve the weakest batteries in the network. We have observed that by taking into account the battery life and the bandwidth of mobile devices, the solicitation of the weakest batteries can be reduced significantly. The second approach, more adapted to static configurations, consists in setting up hierarchical topologies by gathering mobile devices in small clusters. In each cluster, a device is chosen to relay the data that it receives from the server and forwards it to its neighbors. This approach helps to manage interference more efficiently by adjusting the signal strength in order to limit cluster reach. In this case, we observed up to 30% gains in dissemination time. In the continuity of this thesis work, we discuss three perspectives which would be interesting to be undertaken, in particular the automatic adaptation of the dissemination to the state of the network and the simultaneous use of both topology types, flat and hierarchical

Face à la prolifération des technologies mobiles et à l’augmentation du volume des données utilisées par les applications mobiles, les périphériques consomment de plus en plus de bande passante. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les réseaux Wi-Fi denses comme cela peut être le cas lors d’événements à grande échelle (ex: conférences, séminaire, etc.) où un serveur doit acheminer des données à un grand nombre de périphériques dans une fenêtre temporelle réduite. Dans ce contexte, la consommation de bande passante et les interférences engendrées par les téléchargements parallèles d’une donnée volumineuse par plusieurs périphériques connectés au même réseau dégradent les performances. Les technologies de communication Device-to-Device (D2D) comme Bluetooth ou Wi-Fi Direct permettent de mieux exploiter les ressources du réseau et d’améliorer les performances pour offrir une meilleure qualité d’expérience (QoE) aux utilisateurs. Dans cette thèse nous proposons deux approches pour l’amélioration des performances de la dissémination de données. La première approche, plus adaptée à une configuration mobile, consiste à utiliser des connexions D2D en point-à-point sur une topologie plate pour les échanges de données. Nos évaluations montrent que notre approche permet de réduire les temps de dissémination jusqu’à 60% par rapport à l’utilisation du Wi-Fi seul. De plus, nous veillons à avoir une répartition équitable de la charge énergétique sur les périphériques afin de préserver les batteries les plus faibles du réseau. Nous avons pu voir qu’avec la prise en compte de l’autonomie des batteries et de la bande passante, la sollicitation des batteries les plus faibles peut être réduite de manière conséquente. La deuxième approche, plus adaptée à des configurations statiques, consiste à mettre en place des topologies hiérarchiques dans lesquelles on regroupe les périphériques par clusters. Dans chaque cluster, un périphérique est élu pour être le relais des données qu’il recevra depuis le serveur et qu’il transmettra à ses voisins. Cette approche permet de gérer plus efficacement les interférences en adaptant la puissance du signal afin de limiter la portée des clusters. Dans ce cas, nous avons observé jusqu’à 30 % de gains en temps de dissémination. Dans la continuité des travaux de cette thèse, nous discutons de plusieurs perspectives qu’il serait intéressant d’entreprendre par la suite, notamment l’adaptation automatique du protocole de dissémination à l’état du réseau et l’utilisation simultanée des deux types de topologie plate et hiérarchique
We are witnessing a proliferation of mobile technologies and an increasing volume of data used by mobile applications. Devices consume thus more and more bandwidth. In this thesis, we focus on dense Wi-Fi networks during large-scale events (such as conferences). In this context, the bandwidth consumption and the interferences caused by the parallel downloads of a large volume of data by several mobile devices that are connected to the same Wi-Fi network degrade the performance of the dissemination. Device-to-Device (D2D) communication technologies such as Bluetooth or Wi-Fi Direct can be used in order to improve network performance to deliver better QoE to users. In this thesis we propose two approaches for improving the performance of data dissemination. The first approach, more suited to a dynamic configuration, is to use point-to-point D2D connections on a flat topology for data exchange. Our evaluations show that our approach can reduce dissemination times by up to 60% compared to using Wi-Fi alone. In addition, we ensure a fair distribution of the energy load on the devices to preserve the weakest batteries in the network. We have observed that by taking into account the battery life and the bandwidth of mobile devices, the solicitation of the weakest batteries can be reduced significantly. The second approach, more adapted to static configurations, consists in setting up hierarchical topologies by gathering mobile devices in small clusters. In each cluster, a device is chosen to relay the data that it receives from the server and forwards it to its neighbors. This approach helps to manage interference more efficiently by adjusting the signal strength in order to limit cluster reach. In this case, we observed up to 30% gains in dissemination time. In the continuity of this thesis work, we discuss three perspectives which would be interesting to be undertaken, in particular the automatic adaptation of the dissemination to the state of the network and the simultaneous use of both topology types, flat and hierarchical

Depuis de nombreuses années, plusieurs communautés telles que IMS (Intelligent Manufacturing Systems), HMS (Holonic Manufacturing System) ont suggéré l'utilisation de produits intelligents pour rendre les systèmes adaptables et adaptatifs et ont montré les bénéfices pouvant être réalisés, tant au niveau économique, qu'au niveau de la traçabilité des produits, qu'au niveau du partage des informations ou encore de l'optimisation des procédés de fabrication. Cependant, un grand nombre de questions restent ouvertes comme la collecte des informations liées au produit, leur stockage à travers la chaîne logistique, ou encore la dissémination et la gestion de ces informations tout au long de leur cycle de vie. La contribution de cette thèse consiste en la définition d'un cadre de dissémination des informations relatives au produit durant l'ensemble de son cycle de vie. Ce cadre de dissémination est associé à un nouveau paradigme qui change radicalement la manière de voir le produit et la matière. Ce nouveau concept consiste à donner la faculté au produit d'être intrinséquement et intégralement "communicant". Le cadre de dissémination des informations proposé offre la possibilité à l'utilisateur d'embarquer des informations sensibles au contexte d'utilisation du produit communicant. Outre la définition du processus de dissémination des informations, cette thèse offre un aperçu des champs de recherche, tant scientifiques que technologiques, à investiguer à l'avenir concernant le concept de "matière communicante"
Over the last decade, communities involved with intelligent-manufacturing systems (IMS - Intelligent Manufacturing Systems, HMS - Holonic Manufacturing System) have demonstrated that systems that integrate intelligent products can be more efficient, flexible and adaptable. Intelligent products may prove to be beneficial economically, to deal with product traceability and information sharing along the product lifecycle. Nevertheless, there are still some open questions such as the specification of what information should be gathered, stored and distributed and how it should be managed during the lifecycle of the product. The contribution of this thesis is to define a process for disseminating information related to the product over its lifecycle. This process is combined with a new paradigm, which changes drastically the way we view the material. This concept aims to give the ability for the material to be intrinsically and wholly "communicating". The data dissemination process allow users to store context-sensitive information on communicating product. In addition to the data dissemination process, this thesis gives insight into the technological and scientific research fields inherent to the concept of "communicating material", which remain to be explored

Depuis de nombreuses années, plusieurs communautés telles que IMS (Intelligent Manufacturing Systems), HMS (Holonic Manufacturing System) ont suggéré l'utilisation de produits intelligents pour rendre les systèmes adaptables et adaptatifs et ont montré les bénéfices pouvant être réalisés, tant au niveau économique, qu'au niveau de la traçabilité des produits, qu'au niveau du partage des informations ou encore de l'optimisation des procédés de fabrication. Cependant, un grand nombre de questions restent ouvertes comme la collecte des informations liées au produit, leur stockage à travers la chaîne logistique, ou encore la dissémination et la gestion de ces informations tout au long de leur cycle de vie. La contribution de cette thèse est la définition d'un cadre de dissémination des informations relatives au produit durant l'ensemble de son cycle de vie. Ce cadre de dissémination est associé à un nouveau paradigme qui change radicalement la manière de voir le produit et la matière. Ce nouveau concept consiste à donner la faculté au produit d'être intrinsèquement et intégralement communicant. Le cadre de dissémination des informations offre la possibilité à l'utilisateur d'embarquer des informations sensibles au contexte d'utilisation du produit communicant. Outre la définition du processus de dissémination des informations, cette thèse offre un aperçu des champs de recherche, tant scientifiques que technologiques, à investiguer par l'avenir concernant le concept de matière communicante.

Les réseaux véhiculaires constituent une catégorie de réseaux sans fil mobiles à part entière et présentent l'originalité de permettre aux véhicules de communiquer les uns avec les autres mais aussi avec l'infrastructure quand elle existe. L'apparition des réseaux véhiculaires s'est accompagnée de l'apparition d'une myriade et variété d'applications potentielles allant de la sécurité à la gestion du trafic routier en passant par les applications de divertissement et de confort des usagers de la route. Ces applications ont suscité beaucoup d'intérêt de la part des chercheurs, des constructeurs des automobiles et des opérateurs des télécommunications. Les applications d'information et de divertissement, pour lesquelles une grande quantité de contenus peut exister, exigent que les contenus engendrés soient propagés au travers des véhicules et/ou de l'infrastructure jusqu'à atteindre les utilisateurs intéressés tout en respectant les durées de vie potentiellement limitées des contenus. La dissémination de contenus pour ce type d'applications reste un défi majeur en raison de plusieurs facteurs tels que la présence de beaucoup de contenus, la connectivité très intermittente mais encore les intérêts potentiellement hétérogènes des utilisateurs. C'est à cette thématique que nous sommes intéressés dans cette thèse; Tout d'abord, nous nous proposons une nouvelle métrique qui calcule l'utilité apportée aux utilisateurs. Elle permet de mesurer leur satisfaction par rapport aux contenus reçus. Nous la jugeons nécessaire pour évaluer les performances d'une approche de dissémination pour les applications de confort par opposition à des applications de sécurité routière. Dans un deuxième temps, nous nous concentrons sur le développement d'un nouveau protocole de dissémination, appelé I-PICK, et d'une solution de sélection des nœuds relais, appelé I-SEND, pour disséminer les contenus d'information et de divertissement en tenant compte des préférences des utilisateurs par rapport aux contenus reçus. Notre proposition est fondée sur l'échange de messages périodiques permettant l'estimation des durées de contacts et la connaissance des préférences des utilisateurs. Ces informations sont ensuite utilisées, dans un premier temps, pour effectuer un ordonnancement efficace des contenus lors de la dissémination puis choisir les relais permettant de maximiser l'utilité des utilisateurs par rapport aux contenus reçus dans un environnement caractérisé par des faibles durées de communication. Au travers de simulations nous confirmons l'efficacité de notre approche. Pour conforter le fonctionnement de nos mécanismes, nous avons implanté dans un environnement réel nos propositions I-PICK et I-SEND. Au travers d'un scénario simple, nous avons mis en évidence des risques liés à l'hétérogénéité des machines ou bien encore la difficulté du paramétrage des temporisations. Ces premiers résultats positifs montrent l'intérêt de notre technique et ouvre des pistes d'amélioration. Notre dernière contribution concerne des mécanismes de réduction du trafic cellulaire à l'aide des communications opportunistes entre les véhicules. Quand un contenu est disponible auprès d'un serveur de contenus accessible par le réseau cellulaire, il est nécessaire de proposer une méthode efficace de sélection des sources initiales qui seront choisies pour télécharger puis disséminer les contenus. Nous optons pour une solution qui pourrait reposer sur technologie SDN ainsi que sur des communications opportunistes et qui permet de choisir les sources en tant que nœuds pouvant produire un maximum d'utilité en propageant les contenus.

La première partie de ce travail concerne la méthodologie et les problèmes inhérents à l'analyse pollinique des régions arides. Le second chapitre concerne la récolte de spectres polliniques de surface et l'étude statistique de la pluie pollinique actuelle et la végétation au Nord-ouest du Mexique. 3ème Chapitre est une étude de la récolte et l'assemblage des donnes polliniques. Y est présentée une méthodologie originale mise au point pour reconstituer les Biomes du Nord-ouest du Mexique. Celle-ci se caractérise pour la calibration des taxons en termes de physiologie végétal et des paramètres climatiques. Nous avons caractérisé les biomes suivants : Désert, Semi-désert, TDF, Chainée Mixte, Pinède. 4ème Chapitre présente un essai de reconstitution climatique. Les résultats montrent que dans la zone montagneuse de Sonora, les variables bio climatiques (MTCO, précipitation estival, indice d'humidité) n'ont pas significativement changé durant les mille dernières années. Toutefois, les résultats montrent une augmentation de précipitation estival et de l' indice d' humidité et une amélioration du MTCO par la région désertique
We show the pollen analysis, techniques and preparation of taken samples from Northwestern Mexico. We discuss of the palynological problems in arid lands and we hoping that it will be used to further studies. The second chapter relates the modern pollen rain and the statistical relationships with vegetation. We show a geographical gradient of six vegetation zones. The following chapter used the Biomes methodology applied previously in other countries and was tested for biomes of the North-West Mexico. This method allowed the methodology of Plant Functional Types (PFT's). The following chapter shows a climatic reconstruction based on modern pollen records and tested on fossil pollen records from Sonoran Desert and Sierra Madre Occidental

La dissémination d'informations (broadcast) est essentielle pour de nombreuses applications réparties. Celle-ci doit être efficace, c'est à dire limiter la redondance des messages, et assurer forte fiabilité et faible latence. Nous considérons ici les algorithmes répartis profitant des propriétés des topologies sous-jacentes. Cependant, ces propriétés et les paramètres dans les algorithmes sont hétérogènes. Ainsi, nous devons trouver une manière pour les comparer équitablement. D'abord, nous étudions les protocoles probabilistes de dissémination d'informations (gossip) exécutées sur trois graphes aléatoires. Les trois graphes représentent les topologies typiques des réseaux à grande-échelle : le graphe de Bernoulli, le graphe géométrique aléatoire et le graphe scale-free. Afin de comparer équitablement leurs performances, nous proposons un nouveau paramètre générique : le fanout effectif. Pour une topologie et un algorithme donnés, le fanout effectif caractérise la puissance moyenne de la dissémination des sites infectés. De plus, il simplifie la comparaison théorique des différents algorithmes sur une topologie. Après avoir compris l'impact des topologies et les algorithmes sur les performances , nous proposons un algorithme fiable et efficace pour la topologie scale-free.

Les réseaux de véhicules attirent l’attention de la communauté de recherche et la communauté industrielle. En effet, les réseaux de véhicules sont utilisés pour offrir plusieurs services connus sous le nom de Systèmes de Transport Intelligent (STI). Ces réseaux ont pour but d’offrir des services d’aide à la conduite aux conducteurs et des services de divertissement pour les passagers. Néanmoins, il n’est pas toujours facile de développer de tels systèmes, ceci est dû à plusieurs contraintes liées aux réseaux de véhicules tels que la topologie de déplacement des nœuds et leur grande mobilité. Ces différentes propriétés posent deux principaux challenges : (i) offrir une QoS suffisante, et (ii) limiter l’overhead de la communication. Ainsi, dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur, à la fois, la communication véhicule-à-véhicule et la communication véhicule-à-infrastructure. Nous avons essayé de proposer quelques solutions optimisées qui permettent d’améliorer la qualité de service et limiter l’overhead de la communication dans les réseaux de véhicules et de rendre ainsi plus simple le déploiement de nouveaux services que ce soit par les industriels tels que les opérateurs de télécommunication et les constructeurs automobile ou par les autorités locales. Au début nous nous sommes intéressés à la configuration d’adresses et la gestion de mobilité qui sont des thèmes basiques dans les réseaux véhiculaires. Ainsi, nous avons proposé une solution d’optimisation des délais de handover basée sur la communication multicast. Ensuite, nous nous penchons sur l’étude de trois thèmes importants dans le contexte véhiculaire : (i) dissémination des données, nous avons proposé un protocole de dissémination locale des données qui prend en compte l’architecture des routes, (ii) collecte des données, nous avons proposé un protocole de collecte de données appelé CPG qui est basé sur, à la fois, les réseaux cellulaires et les communications V2V, et (iii) auto-organisation, nous avons proposé une architecture d’auto-organisation basée sur le clustering géographique. Les résultats des différentes contributions sont évalués via des études de simulations. Quelques uns sont évalués analytiquement ou/et via des tests sur routes
As a component of the intelligent transportation system (ITS) and one of the concrete applications of mobile ad hoc networks, vehicular networks are attracting an extensive attention from both academia and industry. The most important feature of these networks is their ability to extend the horizon of drivers and on-board devices and, thus, to make the time spent in vehicle enjoyable to both driver and passengers and improve road traffic safety and efficiency. Nevertheless, it is not usually casy to develop such systems due to the constraints related to the vehicular environment such as the road’s architecture and the high mobility of nodes. These different properties offer two major challenges which are (i) offering sufficient QoS, and (ii) limiting the generated overhead. In this thesis, we focused on both vehicle to vehicle communication and vehicle to infrastructure communication. We tried to propose some optimized solutions that improve the quality of service in vehicular networks while generating a limited overhead and make easier the deployment of new services. First, we focused on the address configuration and mobility management in vehicular networks which are basic issues that act as pedestals to all other items. We proposed a multicast-communication-based solution to minimize the handover delays. Then, we bend over to study three major items in the vehicular network context : (i) data dissemination, where we proposed a local intersection-aware data dissemination protocol called ROD, (ii) data collection, where we proposed CGP protocol. This later is based on both cellular network and V2V communications, and (iii) self organization, where we proposed a self-organizing architecture based on geographic clustering. The performances of the different contributions were evaluated via simulations studies. Some of them were also evaluated analytically or/and via on-road real tests

Each day, Humanity loses thousands of persons on roads when they were traveling to work, to study or even to distract. The financial cost of these injuries is also terrifying: Some statistics evaluate the financial cost of vehicle accidents at 160 billion Euro in Europe each year. These alarming figures have driven researchers, automotive companies and public governments to improve the safety of our transportation systems and communication technologies aiming at offering safer roads and smooth driving to human beings. In this context, Vehicular Adhoc Networks, where vehicles are able to communicate with each others and with existent road side units, emerge as a promising wireless technology able to enhance the vision of drivers and offer larger telematic horizon. VANETs promising applications are not only restricted to road safety but span from vehicle trafficoptimization like flow congestion control to commercial applications like file sharing and internet access. Safety applications require that their alert information is propagated to the concerned vehicles (located in the hazardous zone) with little delay and high reliability. For these reasons, this category of applications is considered as delay sensitive and broadcast-oriented nature. While classical blind flooding is rapid, its major drawback is its huge bandwidth utilization. In this thesis, we are interested on enhancing vehicular communications under different scenarios and optimizations: First, We focus on deriving a new solution (EBDR) to disseminate alert messages among moving vehicles while maintaining it efficient and rapid. Our proposal is based on directional antennas to broadcast messages and a route guidance algorithm to choose the best path for the packets. Findings confirmed the efficiency of our approach in terms of probability of success and end-to-end delays. Moreover, in spite of the broadcast nature of the proposed technique, all transmissions stop very soon after the arrival of a packet to its destination representing a strong feature in the conception of EBDR. Second, we propose a novel mathematical framework to evaluate the performance of EBDR analytically. Although most of the proposed techniques present in literature use experimental or simulation tools to defend their performance, we rely here on mathematical models to confirm our achieved results. Our proposed framework allows to derive meaningful performance metrics including the probability of transmission success and the required number of hops to reach thefinal destination. Third, we refine our proposed broadcast-based routing EBDR to provide more efficient broadcasting by adjusting the transmission range of each vehicle based on its distance to the destination and the local node density. This mechanism allows better minimization of interferences and bandwidth's saving. Furthermore, an analytical model is derived to calculate thetransmission area in the case of a simplified node distribution. Finally, we are interested on data collection mechanisms as they make inter-vehicle communications more efficient and reliable and minimize the bandwidth utilization. Our technique uses Q-learning to collect data among moving vehicles in VANETs. The aim behind using the learning technique is to make the collecting operation more reactive to nodes mobility and topology changes. For the simulation part, we compare it to a non-learning version to study the effect of the learning technique. Findings show that our technique far outperforms other propositions and achieves a good trade off between delay and collection ratio. In conclusion, we believe that the different contributions presented in this Thesis will improve the efficiency of inter-vehicle communications in both dissemination and data collection directions. In addition, our mathematical contributions will enrich the literature in terms of constructing suitable models to evaluate broadcasting techniques in urban zones

Chaque jour, l'humanité perd des milliers de personnes sur les routes pendant qu'ils se rendaient à travailler, à étudier ou même à se distraire. Ce nombre alarmant s'accumule avec le coût financier terrifiant de ces décès: Certaines statistiques évaluent le coût à 160 milliards d'euros par an en Europe. Dans ce contexte, les réseaux véhiculaires (VANETs) émergent comme une technologie sans fil prometteuse capable d'améliorer la vision des conducteurs et ainsi offrir un horizon télématique plus vaste. Les applications de sécurité routière exigent que le message d'alerte soit propagé de proche en proche par les véhicules jusqu'à arriver à la zone concernée par l'alerte tout en respectant les délais minimaux exigés par ce type d'applications et la grande fiabilité des transmissions. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'amélioration de l'efficacité des communications inter-véhiculaires sous différents scénarios: tout d'abord, nous nous concentrons sur le développement d'une nouvelle solution, appelée EBDR, pour disséminer les informations d'alertes dans un réseau VANET tout en assurant des courts délais de bout en bout et une efficacité pour les transmissions. Notre proposition est basée sur des transmissions dirigées effectuées à l'aide des antennes directionnelles pour la diffusion des messages et un algorithme de guidage d'itinéraire afin de choisir le meilleur chemin pour le paquet. En dépit de son fonctionnement en diffusion, les transmissions de notre technique s'arrêtent très rapidement après l'arrivée du paquet à la destination finale ce qui représente une caractéristique fondamentale dans la conception d’EBDR. Deuxièmement, nous proposons un framework mathématique ayant pour objectif l'évaluation des performances d’EBDR analytiquement. Nos modèles analytiques permettent de dériver des métriques de performances significatives à savoir la probabilité de succès et le nombre de sauts requis pour atteindre la destination finale. En outre, nous proposons une amélioration de notre protocole EBDR dans le but de fournir une diffusion plus efficace. Pour cela, nous nous basons sur l'ajustement de la puissance de transmission de chaque véhicule en fonction de la distance qui le sépare de la destination et la densité locale des nœuds. Ce mécanisme de contrôle de congestion permet de mieux minimiser les interférences et économiser de la bande passante. En plus, un modèle mathématique a été élaboré pour calculer la surface de la zone de transmission dans le cas d'une distribution uniforme des nœuds. Finalement, nous nous sommes intéressés aux mécanismes de collecte de données dans les réseaux véhiculaires. Notre approche est basée sur l'utilisation du principe du Q-learning pour la collecte des données des véhicules en mouvement. L'objectif de l'utilisation de ce mécanisme d'apprentissage est de rendre l'opération de collecte mieux adaptée à la mobilité des nœuds et le changement rapide de la topologie du réseau. Notre technique a été comparée à des méthodes n'utilisant pas du "learning", afin d'étudier l'effet du mécanisme d'apprentissage. Les résultats ont montré que notre approche dépasse largement les autres propositions en terme de performances et réalise un bon compromis entre le taux de collecte et les délais de bout en bout. Pour conclure, nous pensons que nos différentes contributions présentées tout le long de cette thèse permettront d'améliorer l'efficacité des communications sans fil inter-véhiculaires dans les deux directions de recherches ciblées par cette thèse à savoir : la dissémination des messages et la collecte des données. En outre, nos contributions de modélisation mathématique enrichiront la littérature en termes de modèles analytiques capables d'évaluer les techniques de transmission des données dans un réseau véhiculaire
Each day, Humanity loses thousands of persons on roads when they were traveling to work, to study or even to distract. The financial cost of these injuries is also terrifying: Some statistics evaluate the financial cost of vehicle accidents at 160 billion Euro in Europe each year. These alarming figures have driven researchers, automotive companies and public governments to improve the safety of our transportation systems and communication technologies aiming at offering safer roads and smooth driving to human beings. In this context, Vehicular Adhoc Networks, where vehicles are able to communicate with each others and with existent road side units, emerge as a promising wireless technology able to enhance the vision of drivers and offer larger telematic horizon. VANETs promising applications are not only restricted to road safety but span from vehicle trafficoptimization like flow congestion control to commercial applications like file sharing and internet access. Safety applications require that their alert information is propagated to the concerned vehicles (located in the hazardous zone) with little delay and high reliability. For these reasons, this category of applications is considered as delay sensitive and broadcast-oriented nature. While classical blind flooding is rapid, its major drawback is its huge bandwidth utilization. In this thesis, we are interested on enhancing vehicular communications under different scenarios and optimizations: First, We focus on deriving a new solution (EBDR) to disseminate alert messages among moving vehicles while maintaining it efficient and rapid. Our proposal is based on directional antennas to broadcast messages and a route guidance algorithm to choose the best path for the packets. Findings confirmed the efficiency of our approach in terms of probability of success and end-to-end delays. Moreover, in spite of the broadcast nature of the proposed technique, all transmissions stop very soon after the arrival of a packet to its destination representing a strong feature in the conception of EBDR. Second, we propose a novel mathematical framework to evaluate the performance of EBDR analytically. Although most of the proposed techniques present in literature use experimental or simulation tools to defend their performance, we rely here on mathematical models to confirm our achieved results. Our proposed framework allows to derive meaningful performance metrics including the probability of transmission success and the required number of hops to reach thefinal destination. Third, we refine our proposed broadcast-based routing EBDR to provide more efficient broadcasting by adjusting the transmission range of each vehicle based on its distance to the destination and the local node density. This mechanism allows better minimization of interferences and bandwidth's saving. Furthermore, an analytical model is derived to calculate thetransmission area in the case of a simplified node distribution. Finally, we are interested on data collection mechanisms as they make inter-vehicle communications more efficient and reliable and minimize the bandwidth utilization. Our technique uses Q-learning to collect data among moving vehicles in VANETs. The aim behind using the learning technique is to make the collecting operation more reactive to nodes mobility and topology changes. For the simulation part, we compare it to a non-learning version to study the effect of the learning technique. Findings show that our technique far outperforms other propositions and achieves a good trade off between delay and collection ratio. In conclusion, we believe that the different contributions presented in this Thesis will improve the efficiency of inter-vehicle communications in both dissemination and data collection directions. In addition, our mathematical contributions will enrich the literature in terms of constructing suitable models to evaluate broadcasting techniques in urban zones