Optimisation de la sélection des cluster heads pour améliorer l'efficacité des réseaux de capteurs sans fil

Abstract

Dans les réseaux de capteurs sans fil (WSN), plusieurs protocoles tels que LEACH et LEACH++ ont été développés afin d’optimiser la consommation énergétique. Le protocole LEACH repose sur une sélection aléatoire des chefs de cluster (CH), ce qui entraîne un déséquilibre dans la répartition de l’énergie et une surcharge de certains nœuds. LEACH++ améliore cette approche en prenant en compte l’énergie résiduelle et la distance à la station de base, mais néglige l’historique de leadership, ce qui peut conduire à la sélection répétée des mêmes nœuds comme chefs. Pour pallier ces limitations, nous proposons le protocole LEACH-EF, qui adopte une politique de sélection basée sur trois critères : l’énergie résiduelle, la distance à la station de base, et le nombre de fois qu’un nœud a déjà été élu chef dans les cycles précédents. Le protocole a été implémenté dans l’environnement TinyOS en utilisant le langage NesC, avec des structures de données adaptées pour représenter les paramètres essentiels tels que l’énergie, la distance et le score de leadership. LEACH-EF repose sur une architecture modulaire, où chaque composant — sélection des CH, formation des clusters, transmission des données — est conçu indépendamment. La simulation a été réalisée à l’aide de l’outil TinyViz, permettant une visualisation dynamique du comportement du réseau. Les résultats de simulation montrent que LEACH-EF permet une répartition équitable des rôles, prolonge la durée de vie du réseau, et améliore significativement l’efficacité énergétique par rapport aux protocoles précédents.