Clustering dans l’IoT basé machine learning

dc.contributor.authorMERAH , Melha
dc.contributor.authorALIOUAT , Zibouda Encadrant
dc.contributor.authorMABED , Hakim Co-Encadrant
dc.date.accessioned2026-07-08T07:58:01Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractThe Internet of Things (IoT) connects billions of heterogeneous electronic devices, enabling and massive data collection. However, the limited me-mory and energy of these devices pose significant challenges, particularly in data management and energy efficiency. Clustering, as a key method for organizing and structuring IoT networks, plays a central role in improving energy efficiency and re-source management. This technique involves grouping devices into clusters and electing a cluster head (CH) for each cluster to reduce costs, extend device life- times, and optimize load balancing within the networks. To date, numerous clustering approaches have been proposed to enhance data collection performance in IoT. Howe- ver, most of these methods focus on partitioning networks with static topologies, limiting their effectiveness in addressing the uncertain and dynamic aspects of IoT This observation motivates the exploration of new intelligent solutions to overcome these li-mitations. This thesis aims to develop innovative clustering solutions leveraging machine lear-ning (ML) for IoT networks, with a particular focus on wireless sensor networks (WSNs),which are at the core of IoT, as well as edge computing, whose computational capabi-lities are often utilized to enhance IoT . The first contribution of this work proposes integrating the U-k-means algorithm, a clustering method capable of automa-tically determining the optimal number of clusters in WSNs, where this parameter is often unknown in most applications. This method is combined with a genetic algorithm (GA) for efficient CH selection. The second contribution introduces a routing mecha-nism optimized with Q-learning, which dynamically selects CHs in WSNs to balance the load while maximizing network performance. Finally, the third contribution presents an advanced optimization method for load balancing in IoT networks managed by edge servers. This method relies on deep learning to predict traffic variations, coupled with a GA for the intelligent distribution of the load across servers.
dc.description.sponsorshipL’Internet des objets (IoT) connecte des milliards de dispositifs électroniques hé-térogènes, une communication fluide et une collecte massive de données. Toutefois, les ressources limitées en mémoire et en énergie de ces dispositifs posent des défis majeurs, notamment en matière de gestion des données et d’efficacité énergétique. Le clustering, en tant que méthode essentielle pour organiser et structurer les réseaux IoT, joue un rôle central dans l’amélioration de l’efficacité énergétique et de la gestion des ressources. Cette technique consiste à regrouper les dispositifs en clusters et à élire un chef de groupe (CH) pour chaque cluster, afin de réduire les coûts de , de prolonger la durée de vie des dispositifs et de la charge dans les réseaux. À ce jour, de nombreuses approches de clustering ont été proposées pour améliorer les performances de la collecte de dans l’IoT. Cependant, la plupart d’entre elles se sur le partitionnement des réseaux avec des topologies sta-tiques, ce qui limite leur efficacité pour gérer les aspects incertains et dynamiques des réseaux IoT. Ce constat motive l’exploration de nouvelles solutions intelligentes pour répondre à ces . Cette thèse vise à développer des solutions de clustering exploitant l’ap-prentissage automatique (ML) pour les réseaux IoT, avec un accent sur les réseaux de capteurs sans fil (WSNs), qui sont au cœur de l’IoT, ainsi que sur l’edge com-puting, dont les performances de calcul sont le plus à profit des applications IoT. La première de ce propose l’intégration de l’algorithme U-k-means, une méthode de clustering capable de déterminer automatiquement le nombre optimal de clusters dans les WSNs, où ce paramètre est souvent inconnu dans la plu-part des applications. Cette méthode est combinée avec un algorithme (GA) pour une sélection efficace des CHs. La deuxième contribution présente un mécanisme de routage optimisé par le Q-learning, qui sélectionne les CHs dans les WSNs pour équilibrer la charge tout en la du réseau.
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1928
dc.language.isofr
dc.publisherUniversité Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
dc.subjectInternet des Objets
dc.subjectRéseaux de Capteurs Sans Fil
dc.subjectEdge Computing
dc.subjectApprentissage Automatique
dc.subjectClustering
dc.subjectClustering basé sur l’Apprentissage Automa- tique
dc.subjectEfficacité Énergétique
dc.subjectSélection de Chef de Cluster
dc.subjectÉquilibrage de Charge
dc.titleClustering dans l’IoT basé machine learning
dc.typeThesis

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