Description

Titre de la thèse 'Optimisation énergétique d’un noeud Radio IoT biomimétique' :

Le nombre d’objets connectés attendus dans le domaine de l’internet des objets (IoT) croît continûment avec des projections atteignant le nombre impressionnant de 100 milliards d’objets connectés en 2050. Le principal challenge posé concerne la consommation de puissance de ces objets, qui pris individuellement, affichent une consommation moyenne qui peut atteindre plusieurs dizaines de milliWatts. La consommation globale des réseaux IoT est donc colossale et une réduction drastique est indispensable.
Parallèlement, la physiologie constitue un modèle d’efficacité énergétique ouvrant la voie à une nouvelle approche des radiocommunications basées sur les modes de transmission rencontrées dans le vivant : (i) l’intérêt étant de concevoir la couche physique d’un nœud radio (NR) impliquant un émetteur-récepteur communiquant basé sur un nouveau paradigme de protocole de communication bioinspiré, (ii) l’objectif étant d’afficher une combinaison record en termes d‘intégrité du signal transmis (résilience aux interférences et/ou bruit) et de consommation énergétique du NR.
Dans ce contexte, le sujet de thèse mettra l’accent sur : (i) un encodage bioinspiré des informations issues d’un capteur, (ii) une transmission / réception des informations (de « nœud en nœud ») via un protocole de communication inspiré du vivant, (iii) la conception de récepteur et/ou émetteur radio ad hoc. Si le leitmotiv principal concerne l’optimisation en énergie de la couche physique du NR IoT (qui devra afficher une autonomie supérieure à dix ans alimenté sur pile), une attention particulière devra se porter sur le récepteur Radio, prompt au réveil (latence très inférieure à la milliseconde) avec une portée excédant le kilomètre. Les conceptions de circuit se feront à partir d’une technologie CMOS standard fonctionnant sous le seuil, garantissant une consommation des circuits ultra faible, pour des bandes de fréquences intéressant l’IoT.
Ce sujet s’adresse à un.e étudiant.e (Universitaire ou Ingénieur, possédant et/ou actuellement en Master2) ayant un profil « conception de circuits électroniques (analogiques, hyperfréquences et/ou mixed-mode) » et maitrisant divers logiciels (LTspice, Keysight ADS, CADENCE Virtuoso). Il s’inscrit également dans un écosystème plus large, citons : le CPER IMITECH (Technologies miniaturisées innovantes pour une société connectée et durable), le HUB 3 de l’initiative d’excellence de U. Lille, et une stratégie basée sur le biomimétisme (Cf. exemples décrits par le Ceebios ).

Compétences requises

Ce sujet s’adresse à un.e étudiant.e (Universitaire ou Ingénieur, possédant et/ou actuellement en Master2) ayant un profil « conception de circuits électroniques (analogiques, hyperfréquences et/ou mixed-mode) » et maitrisant divers logiciels (LTspice, Keysight ADS, CADENCE Virtuoso)

Bibliographie

(i) https://www.hauts-de-france.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/projets-du-contrat-de-plan-etat-region-20212027
(ii) https://initiative-excellence.univ-lille.fr/nos-projets-structurants/mener-une-recherche-dexcellence/hub-monde-numerique-au-service-de-lhumain
(iii) https://ceebios.com/

Mots clés

Internet des objets, Emetteur / Récepteur, efficacité énergétique, biomimétisme