L’équipe MINC travaille sur des systèmes cyber-physiques complexes, notamment pour les rendre autonomes en énergie et pour les sécuriser au travers d'approches matérielles.

Systèmes cyber-physiques complexes

Dans le contexte de l’Internet des Objets et ciblant des applications liées à la surveillance de l’état de santé structurelle de bâtiments intelligents, l'équipe MINC a proposé des architectures et des implémentations innovantes de systèmes cyber-physiques complexes. Utilisant un réseau maillé optimisé, qui intègre la transmission sans fil simultanée de l’information et de la puissance, et qui se compose de nœuds de mesures sans fil et sans batterie et de nœuds communicants, il est possible de remonter les grandeurs physiques mesurées sur l’Internet -et des jumeaux numériques-, et cela d’une manière fiable et sécurisée.

[G. Loubet, A. Sidibe, P. Herail, A. Takacs, et D. Dragomirescu, "Autonomous Industrial IoT for Civil Engineering Structural Health Monitoring," IEEE Internet of Things Journal, 2023.]

Architecture du réseau de capteurs sans fil et sans batterie tel qu'implémenté.

Exemple de déploiement du réseau de capteurs sans fil et sans batterie dans des environnements contraints : sous-sol du bâtiment autonome en énergie ADREAM du LAAS-CNRS ; ainsi que dans une poutre de béton armé.

Cybersécurité : une approche multi-niveaux

Face à la complexité croissante des systèmes -pour lesquels la logique de fonctionnement est distribuée entre les composants logiciels et matériels- il est important d'adapter les mesures de sécurité en abordant une approche multi-niveau ou cross-layering. Cette approche prend en compte toutes les couches du système : de la partie physique/matérielle à la partie logicielle applicative. L’enjeu scientifique majeur que des membres de l'équipe MINC adressent est l’implémentation des techniques de sécurisation des communications sans fil au niveau de la couche physique. Ces techniques de sécurisation s'adaptent aux différents protocoles de communication sans les altérer et avec une faible consommation d’énergie. Différentes techniques innovantes sont étudiées. Celles-ci sont basées soit sur des caractéristiques des antennes et/ou de méta-surfaces/métamatériaux, soit sur la conception des circuits de communication, soit sur l’introduction d’un objet tiers qui aura le rôle de moniteur de sécurité.

[G. Loubet, E. Alata, A. Takacs, etD. Dragomirescu, "A Survey on the Security Challenges of Low-Power Wireless Communication Protocols for Communicating Concrete in Civil Engineerings," Sensors, vol. 23, no. 4, p. 1849, Feb. 2023.]

Scénarios les plus usuels de cyberattaques sur des réseaux sans fil pour l'Internet des Objets / les systèmes cyber-physiques, et prototype de solution matérielle pour renforcer la sécurité des objets de manière peu intrusive (uniquement en remplaçant l'antenne, donc sans altérer le protocole de communication) en jouant sur la polarisation des ondes.

Contacts : Alexandru TAKACS, Daniela DRAGOMIRESCU, Gaël LOUBET