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Transformation of the education city (Doha-Qatar) into a smart city

/ Al-Naemi Abdallah / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-03-2019
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Ce travail de thèse a pour objectif d’établir une solution pour la transformation du campus de l’Education City (Doha, Qatar) en une ville intelligente. Ce campus est construit sur 14 km2 avec près de 80 bâtiments. Il comporte des infrastructures pour le transport, l’eau et l’énergie. La première partie du travail de thèse a comporté une synthèse bibliographique des travaux réalisés sur la transformation des sites existants (quartier, campus,..) en ville intelligente. Ce travail a permis de déterminer la méthodologie à suivre et les éléments permettant la transformation en ville intelligente. La seconde partie a comporté la collecte des données sur le campus et leur intégration dans un SIG. L’analyse de ces données a permis d’identifier les besoins et les défis des infrastructures et de leur gestion. La troisième partie a porté sur la transformation des services d’eau (potable, irrigation, assainissement, protection contre le feu, système de refroidissement) en système intelligent. La 4ème partie a porté sur la transformation du système électrique en un système intelligent.
Mot(s) clés libre(s) : Villes intelligentes, Systèmes d'information géographique, Eau -- Distribution, Électricité -- Distribution, Intégration des systèmes (ingénierie), Smart city, 711.601 172

La consommation énergétique domestique pour le chauffage en France

/ Daoud Rasha / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 06-07-2018
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Nous analysons ici les déterminants du choix de la source d'énergie utilisée pour le chauffage et l'impact de ce choix sur la consommation énergétiques domestiques des ménages en France. Cette thèse est construite en cinq chapitres. Dans le premier, nous mettons en évidence le manque de données relatives à la consommation énergétique domestique et nous présentons un ensemble de statistiques décrivant les niveaux de consommation et de dépense énergétiques domestiques en France. Dans le second, nous décrivons l'utilisation des sources d'énergie pour le chauffage dans le parc résidentiel français et nous recourons à un modèle de choix discret pour déterminer les différents facteurs intervenant dans le choix des équipements de chauffage. Dans le troisième, nous analysons les déterminants de la demande énergétique pour le chauffage et de la dépense énergétique globale dans tous les logements français en estimant une série de modèles économétriques dérivés de Dubin et Mcfadden (1984) pour traiter le biais de sélection. Dans le quatrième, nous nous focalisons sur le secteur locatif afin de déterminer d'une part les singularités qui lui sont propres et de l'autre les particularités qui distinguent le secteur social du secteur libre, tant au niveau des déterminants des choix d'équipements de chauffage qu'au niveau de la consommation et de la dépense énergétiques. Enfin, le dernier chapitre est consacré à poser les bases d'un modèle théorique formalisant le comportement des agents concernés par la facturation collective des frais de chauffage. Notons qu'à ce jour, il n'existe aucun modèle dédié au traitement de cette problématique.
Mot(s) clés libre(s) : Habitations -- Consommation d'énergie, Habitations, Ressources énergétiques, Logement locatif, Logement social, Choix collectif, Modèles économétriques, Estimateurs biaisés, Consommateurs -- Comportement, Individualisation des dépenses collectives, 333.796 3

Smart system for water quality control : feedback from large-scale experimentation

/ Saab Christine / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université libanaise / 02-07-2018
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Ce travail présente le contrôle en temps réel de la qualité de l’eau potable par la technologie intelligente. Le déploiement des capteurs dans les réseaux de distribution fournit une indication des risques de contamination. Cependant, l’utilisation de ces dispositifs innovants est récente et nécessite des expérimentations. Cette thèse vise à améliorer le retour d’expérience dans ce domaine. Elle présente la supervision en ligne de la qualité de l’eau dans le cadre des projets SunRise et “SmartWater4Europe”. La bibliographie montre l’impact de la contamination de l’eau sur la santé humaine et les inconvénients des méthodes conventionnelles de surveillance de la qualité de l’eau. Une expérimentation à grande échelle est menée dans le campus de l’Université de Lille, où deux types de capteurs (S::CAN and EventLab) sont implémentés. L’analyse des signaux enregistrés a montré l’occurrence de certains évènements, généralement corrélés avec la variation des paramètres hydrauliques ou des interventions sur le réseau. Différentes méthodologies pour la détection d’anomalie de l’eau sont présentées et appliquées aux données S::CAN. Les méthodes Statistiques et de l’Intelligence Artificielle (Machine à Vecteurs de Support) distinguent entre les mesures normales et inattendues. Un Système de Détection des Evènements (SDE), développé avec le logiciel Canary, a montré une bonne performance dans l’identification des anomalies de l’eau. La dernière partie propose une combinaison entre l’approche "Évaluation de risques" et "surveillance intelligente". La méthode développée détecte et classifie, en temps réel, le risque d’anomalie de l’eau, et identifie la priorité d’attention requise.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Qualié -- Gestion, Commande en temps réel, Eau potable -- Contamination, Eau -- Distribution, Réseaux de capteurs (technologie), Commande intelligente, Technologie intelligente, 628.144

Smart City: Implementation and development of platforms for the management of SunRise Smart Campus

/ Ali Shayar / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-07-2018
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Ce travail concerne la mise en place de plateformes professionnelles informatiques et le développement de la plate-forme SunRise pour la gestion d'une Smart City. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer le campus Cité Scientifique de l'Université de Lille en une «ville intelligente et durable». Le campus est représentatif d'une petite ville de 25 000 habitants et de 100 km de réseaux urbains. Cette thèse comprend cinq parties. La première partie comprend un état de l’art concernant les Smart Cities avec ses définitions et ses composantes. La deuxième partie présente le rôle des données dans les villes intelligentes, ainsi que les dernières technologies utilisées pour la gestion des villes intelligentes. Il présente également les différentes architectures et plateformes existantes pour la gestion d'une Smart City. La troisième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, sur lequel s’appuie cette thèse. La partie détaille l'instrumentation du site de démonstration ainsi que le modèle SIG du démonstrateur. La quatrième partie concerne l'architecture des deux plateformes professionnelles PI System et OpenDataSoft ainsi que leur mise en place et leur utilisation pour l'analyse de la consommation d'eau. La dernière partie décrit l'architecture de la plateforme SunRise et détaille ses couches. Il présente également les étapes du développement et de l’implémentation de la plateforme.
Mot(s) clés libre(s) : Villes intelligentes, Technologies de l'information et de la communication, Internet des objets, Gestion des données (systèmes d'information), Systèmes d'information géographique, Données ouvertes, Données massives, Informatique dans les nuages, Plateforme Smart City, 621.382 15

Security of smart city network infrastructures : design and implementation : application to “Sunrise – Smart City” Demonstrator

/ Semaan Nasr Elie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 29-11-2017
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Le but de cette thèse est de concevoir et mettre en œuvre une stratégie de renseignement sur les menaces cyber afin de soutenir les décisions stratégiques. L'alerte précoce et la détection des violations sont décisives, ce qui signifie que l'accent de la cyber sécurité a évolué vers l'intelligence des menaces. Pour cette raison, nous avons créé, analysé, mis en œuvre et testé deux solutions. La première solution agit comme un mécanisme prédictif et proactif. C'est un nouveau cadre utilisé pour analyser et évaluer quantitativement les vulnérabilités associées à un réseau de villes intelligentes. Cette solution utilise le modèle de chaîne de Markov pour déterminer le niveau de gravité de vulnérabilité le plus élevé d'un chemin d'attaque potentiel du réseau. Le niveau de gravité élevé amènera l'administrateur système à appliquer des mesures de sécurité appropriées à priori aux attaques. La deuxième solution agit comme un mécanisme défensif ou auto-protecteur. Ce cadre atténue les attaques par disponibilité zero-day basées sur Identification, Heuristics et Load Balancer dans un délai raisonnable. Ce mécanisme défensif a été proposé principalement pour atténuer les attaques par déni de service distribué (DDoS) car elles sont considérées comme l'une des attaques de disponibilité les plus sévères qui pourraient paralyser le réseau de la ville intelligente et provoquer une panne complète. Cette solution repose sur deux équilibreurs de charge dans lesquels le premier utilise une approche heuristique et le second agit comme une sauvegarde pour produire une solution dans un délai raisonnable.
Mot(s) clés libre(s) : Villes intelligentes, Cyberdéfense, Réseaux d'ordinateurs -- Mesures de sûreté, Markov, Processus de, Attaques par déni de service, DDoS, 621.382 1

Smart Grid deployment and use in a large-scale demonstrator of the Smart and Sustainable City (SunRise) : comprehensive analysis of the electrical consumption

/ Sakr Daniel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-07-2017
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Les concepts de ville intelligente et des réseaux intelligents constituent une excellente occasion pour construire des villes inclusives axées sur la qualité de vie. Cependant, ces concepts sont complexes et récents. Leur implémentation nécessite de l'apprentissage à travers des grandes expérimentations. Ce travail concerne s’inscrit dans ce cadre. Il est réalisé dans le cadre du démonstrateur à grande échelle de la Smart City (SunRise) qui est réalisé sur le Campus Scientifique de l'Université de Lille. Il comprend trois parties : La première partie comporte une analyse bibliographique sur les recherches menées dans le domaine de la Smart City. Elle présente les défis de la ville, ensuite, elle traite la mutation numérique et son rôle dans la transformation de la ville en une ville intelligente et la transformation des réseaux urbains en réseaux intelligents. La deuxième partie décrit le système électrique du campus. Elle présente le projet SunRise, qui consiste à construire un démonstrateur des réseaux urbains intelligents sur Campus Scientifique, qui équivaut à une ville d'environ 25 000 habitants. Ensuite, elle présente le campus le système électrique et sa gestion. La dernière partie concerne l'analyse de la consommation électrique. Elle présente la méthodologie développée qui comporte (i) l'enregistrement des consommations et leur transmission au serveur de réseau électrique, (ii) la transmission de données au serveur SunRise, (iii) le nettoyage et le stockage des données, (iv) la construction des profils de consommation des bâtiments et l’analyse de ces profil. Cette méthodologie est appliquée pour l'analyse de la consommation des différents trois bâtiments du campus.
Mot(s) clés libre(s) : Réseaux électriques intelligents, Électricité -- Consommation, Villes intelligentes, Constructions, Compteurs électriques intelligents, Démonstrateur, Profil de consommation, 621.382 1

Composite element method for modelling transient groundwater flow in fractured media and its application to slope stability problem

/ Hou Xiaoping / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Wuhan (Chine) / 29-06-2017
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Ce travail de thèse propose un modèle numérique complet pour l'écoulement transitoire des eaux souterraines dans les milieux poreux et fracturés et son application sur l’analyse de la stabilité des pentes sous l’effet d’une diminution du niveau de l’eau dans un réservoir. L’écouement de l’eau dans les milieux fracturés est complexe, en raison de la présence d'un grand nombre de fractures et de fortes variations dans les propriétés géométriques et hydrauliques de ces milieux. La thèse est organisée en six chapitres. Le premier chapitre pésente les problèmes abordés et les objectifs de la thèse. Le 2nd chapitre présente une synthèse des analyses numériques de l'écoulement dans les milieux fracturés et de ses effets sur la stabilité des pentes. Le 3ème chapitre présente le développment d’un modèle numérique d'écoulement transitoire saturé dans des milieux fracturés avec une surface libre en utilisant la méthode des éléments composites (CEM). Le 4ème chapitre présente un modèle numérique d'écoulement transitoire à saturation variable, dans les milieux fracturés à l'aide du CEM. Le 5ème chapitre présente une étude de la stabilité des pentes sous l’effet de variation des paramètres hydrauliques et de résistance des sols, et da géométrie des pentes. Le 6ème chapitre présente une étude paramétrique de l'influence des caractéristiques de fracture sur l'écoulement transitoire et la stabilité d’une pente soumise à des conditions de diminution.
Mot(s) clés libre(s) : Eaux souterraines -- Écoulement, Roches -- Fracturation, Niveau hydrostatique, Pertes et versants rocheux, Méthode des éléments composites, Méthode d’équilibre limite, 628.114

A data-based model for the domestic water demand in palestinian territory

/ El Masri Fayez / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-11-2016
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La pénurie d'eau et l'augmentation de la demande en eau, en particulier pour un usage résidentiel sont les principaux défis auxquels sont confrontés la Palestine. La nécessité de prévoir avec précision la consommation d'eau est utile pour la planification et la gestion de cette ressource naturelle. L'objectif principal de cette recherche est de (i) étudier les principaux facteurs qui influent la consommation d'eau en Palestine, (ii) de comprendre le schéma général de la consommation d'eau des ménages, (iii) d'évaluer les éventuels changements dans la consommation d'eau des ménages et de proposer des solutions appropriées et (iv) élaborer un modèle de prédiction de la consommation d'eau dans les villes palestiniennes basé sur le Réseau de Neurones Artificiels. Le travail de recherche est organisé en quatre parties. La première partie comprend une analyse bibliographique des travaux réalisés sur la consommation d'eau des ménages. La deuxième partie concerne la collecte de données, la méthodologie, l’enquête sur la consommation d'eau des ménages et le traitement de données. La troisième partie présente une analyse statistique des données de consommation d'eau dans deux villes palestiniennes. La dernière partie développe la modélisation de la consommation d'eau dans les deux villes à l’aide des Réseaux de Neurones Artificiels.
Mot(s) clés libre(s) : Gestion intégrée des ressources en eau, Eau potable, Réseaux neuronaux (informatique), Approvisionnement en eau, Pénurie d'eau, 628.1

GIS – based urban information system for Sustainable and Smart Cities : application to "SunRise – Smart City" demonstrator

/ Afaneh Ahmad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-11-2016
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La thèse porte sur l'utilisation du système d'information géographique (SIG) pour la construction du système d'information urbaine pour les villes durables et intelligentes. Le travail comprend à la fois le développement d'une méthodologie pour la construction du système d'information urbain basé sur le SIG et son application sur un démonstrateur à grande échelle de la ville intelligente et durable (projet SunRise Smart City). La thèse comporte quatre parties : La première partie comporte une analyse bibliographique des travaux réalisés sur les thèmes relatifs à ce travail de thèse à savoir : l'émergence de la ville, les concepts de Ville Durable et de Ville Intelligent, le système d'information géographique (SIG) et son application sur l’environnement urbain. Le deuxième chapitre présente l'application du SIG pour la construction du système d'information urbaine du campus scientifique de l'Université de Lille, qui est utilisé comme site de démonstration pour le projet « SunRise Smart City ». Le système d'informations urbaines comprend des informations sur les bâtiments du campus, ainsi que les réseaux urbains. Le troisième chapitre présente l'utilisation du SIG pour la visualisation des données dynamiques des réseaux urbains, qui sont collectées par des capteurs intelligents. Le chapitre présente la méthodologie suivie pour la visualisation dynamique de ces données, ainsi que l'application de cette méthode sur les données de consommation d'eau. Le dernier chapitre présente l'utilisation du BIM dans le système d'information urbain SunRise. La méthodologie est d'abord présentée, puis elle est appliquée sur un bâtiment du campus.
Mot(s) clés libre(s) : Villes intelligentes, Urbanisme durable, Systèmes d'information géographique, Villes, Réseaux (aménagement du territoire), Réseaux de capteurs (technologie), Modélisation des données du bâtiment, Data visualisation, BIM, 621.382 1

Detection of water leakage using innovative smart water system : application to SunRise Smart City demonstrator

/ Farah Elias / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-11-2016
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Le travail de thèse porte sur l'utilisation des réseaux d’eau potable intelligents pour la détection des fuites. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer la Cité Scientifique de l’Université de Lille en une ville intelligente et durable. Le campus représente une petite ville de 25000 habitants. Ce travail fait également partie du projet européen SmartWater4Europe, qui vise à développer 4 démonstrateurs des réseaux d’eau intelligents. Le travail comporte 5 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur les technologies pour la détection des fuites. La deuxième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, qui sert de support pour cette thèse. Cette partie détaille les instrumentations installées dans le site et les tests de simulation des fuites pour analyser l’efficacité d’un système acoustique de détection des fuites. La troisième partie comporte une analyse de consommation d’eau à différentes échelles pour les sous-compteurs et les compteurs généraux. Cette analyse est menée à l’aide d’une plateforme développée pour faciliter l’agrégation et l’interprétation des données. Cette partie présente aussi les fuites majeures en 2015. La quatrième partie concerne la détection des fuites en se basant sur le bilan d’eau. Elle présente aussi la stratégie du Contrôle Actif des Fuites (CAF) appliquée sur le site afin de réduire le niveau de l’Eau Non-Vendue (ENV). La dernière partie comporte l’application des méthodes avancées pour la détection des fuites. Ces méthodes comprennent l’approche CFPD ‘Comparison of Flow Pattern Distribution’, la méthode du Débit Nocturne Minimal (DNM) et deux approches statistiques développées.
Mot(s) clés libre(s) : Eau -- Distribution, Eau -- Fuite, Eau -- Consommation, Compteurs d'eau, Détecteurs de fuites, Villes intelligentes, Débit nocturne minimal, Sectorisation des réseaux, Suivi en temps réel, 628.144

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