Fiabilité de l'architecture réseau des systèmes spatiaux distribués sur essaims de nanosatellites

Le domaine de l’observation de l’Espace s’intéresse de près aux signaux très basse fréquence, car ils fournissent d’importantes informations quant à la naissance et aux premiers jours de l’Univers. A ce jour, les interféromètres observant ces signaux se situent à la surface de la Terre, dans des zones arides. Malheureusement, ces signaux sont très sensibles aux interférences terrestres ainsi qu’à l’ionosphère, et sont donc difficilement observables. Une solution à ce problème serait d’observer les signaux directement depuis l’Espace, en déployant un essaim de nanosatellites en orbite autour de la Lune. Cet essaim constitue un Système Spatial Distribué (DSS), fonctionnant en tant qu'interféromètre, dont l’orbite lunaire le préserve des interférences terrestres et de l’ionosphère. Cependant, la configuration de l’essaim de nanosatellites en interféromètre spatial est un défi de taille en termes de communication, notamment en raison de l’absence d’infrastructure dans l’Espace et du volume de données d’observation à propager au sein du système. L’objectif de la thèse est donc de définir une configuration d’architecture fiable, répondant aux contraintes conjointes d’un réseau MANET et d’un système distribué. La thèse commence par caractériser le réseau de l’essaim de nanosatellites et met en avant sa forte hétérogénéité. Ensuite, elle propose des algorithmes permettant de répartir équitablement la charge du réseau, en se basant sur des techniques de division de graphe, et compare les performances de ces algorithmes sur des critères d'équité. Enfin, elle évalue la sensibilité du système aux pannes en termes de robustesse (résistance aux pannes) et de résilience (maintien du fonctionnement en présence de pannes) et étudie l'impact de la division de graphe sur la fiabilité globale de l'essaim. Les algorithmes de division développés dans cette thèse devront garantir la Qualité de Service (QoS) essentielle au bon fonctionnement d'un interféromètre spatial. Pour atteindre cet objectif, des solutions de routage pertinentes devront être minutieusement étudiées et intégrées, afin de s'assurer qu'elles répondent aux exigences strictes de performance et de fiabilité de cette application avancée.