A Scalable and sustainable Web of buildings architecture

Les bâtiments sont de plus en plus équipés avec des réseaux d’automatisation dédiés, visant à réduire la consommation d’énergie ainsi que d’optimiser le confort. D’un autre côté, nous observons l’arrivée de capteurs et actionneurs liés à l’Internet des objets, pouvant naturellement se connecter à des réseaux IP. Dû à des contraintes d’obsolescence ou imposées par les propriétés physiques des bâtiments, il n’est pas rare que différentes technologies doivent cohabiter. Celles-ci fonctionnant avec des modèles et protocoles différents rend le développement de systèmes d’automatisation globaux compliqué. Les modèles classiques de systèmes distribués ne sont pas adaptés aux problématiques des réseaux de capteurs. Le paradigme du Web des objets est basé sur des ressources et vise quand à lui d’uniformiser la couche applicative entre différents objets à l’aide des technologies du Web, essentiellement HTTP et REST. Dans cette thèse, nous nous basons sur le Web des objets afin de créer un framework dédié au bâtiments intelligents, permettant aux développeurs de concevoir des applications composites sans connaissances des différentes technologies sous-jacentes. Grâce aux technologies Web, nous pouvons offrir des services homogènes tout en profitant des ressources disponibles à l’intérieur du réseau (capteurs et actionneurs), formant un nuage auto-géré. Dans le but de doter les bâtiments d’une plus grande intelligence, l’apprentissage automatique, souvent réservé aux experts, est rendu accessible à travers des interfaces Web cachant la complexité des processus.Buildings are increasingly equipped with dedicated automation networks, aiming to reduce the energy consumption and to optimize the comfort. On the other hand, we see the arrival of sensors and actuators related to the Internet of Things, which can naturally connect to IP networks. Due to constraints imposed by the obsolescence or physical properties of buildings, it is not uncommon that different technologies have to coexist. These networks operate with different models and protocols, making the development of global automation systems difficult. Traditional models of distributed systems are not adapted to the context of sensor networks. The paradigm of the Web of Things is resource-based and strives to standardize the application layer of different objects using Web technologies, primarily HTTP and REST. In this thesis, we use the Web of Things to create a framework dedicated to smart buildings, allowing developers to develop composite applications without knowledge of the underlying technologies. By relying on Web technologies, we can provide seamless service while reusing the available resources within the network (sensors and actuators), forming a self-managed cloud. In order to equip the buildings with a higher-level intelligence, machine learning, often reserved for experts, is made accessible through Web interfaces hiding the complexity of the process