Avis de Soutenance

Monsieur Rosario PATANÉ

Sciences des réseaux, de l’information et de la communication

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

Évaluation technique, énergétique, économique et environnementale du calcul véhiculaire et du Edge Computing

dirigés par Madame Lila BOUKHATEM, Université Paris-Saclay

encadré par Andrea Araldo, Télécom SudParis

encadré par Nadjib Achir, INRIA Saclay

Soutenance prévue le mardi 04 novembre 2025 à 14h00
Lieu :   Rue René Thom, Batiment 650, Digiteo, 91190, Gif-sur-Yvette
Salle : des Thèses, n°435
URL salle virtuelle :
https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_NTQ4Yjk3OTEtNTI3My00NjkzLTlkMTYtODU5NWU2ODlhYTc0%40thread.v2/0?context=%7b%22Tid%22%3a%2268cdfebb-157b-4846-ba2f-d196a9124ac0%22%2c%22Oid%22%3a%2290a9fc47-7260-43af-a260-4b6e64661e3d%22%7d

Composition du jury proposé

M. Marcelo DIAS DE AMORIM	CNRS, LIP6, Sorbonne Université	Rapporteur
M. Riadh  DHAOU	Institut National Polytechnique de Toulouse	Rapporteur
Mme Kinda  KHAWAM	Université Paris-Saclay	Examinatrice
M. Claudio Enrico PALAZZI	Università degli Studi di Padova	Examinateur
M. Laurent ROULLET	Nokia Bell Labs France – Paris-Saclay	Invité

Mots-clés :

Cloud véhiculaire,cloud computing,réseaux véhiculaires,edge computing,investissement au edge,5G

Résumé :

Cette thèse étudie la faisabilité technique, économique et environnementale des architectures de calcul pour le support d’applications sensibles au délai, telles que la Réalité Augmentée (AR) et la Conduite Autonome (AD). Bien que le Cloud Computing (CC) constitue aujourd’hui le paradigme dominant, il ne peut garantir une latence suffisamment faible. Cette limitation est surmontée par l’Edge Computing (EC), qui consiste à déployer des capacités de calcul à la périphérie du réseau d’accès. Toutefois, l’EC implique des coûts d’infrastructure élevés et soulève des préoccupations environnementales, liées notamment au cycle de vie court des équipements électroniques (environ quatre ans) et à l’augmentation de la consommation énergétique. Parallèlement, le nombre de véhicules connectés ne cesse de croître. Ces véhicules embarquent déjà des ressources de calcul et de communication qui peuvent être exploitées de manière opportuniste, non seulement pour les tâches liées à la conduite, mais aussi pour le délestage de calcul en provenance de dispositifs externes, tels que les smartphones, ordinateurs portables ou appareils de santé portables des utilisateurs finaux. Ces ressources disponibles dans les véhicules peuvent être gérées selon le paradigme du Vehicular Cloud Computing (VCC). Nous analysons tout d’abord la faisabilité économique du déploiement de l’Edge Computing à l’aide d’un modèle fondé sur la théorie des jeux, en montrant comment la coopération multi-acteurs peut atténuer les coûts élevés de déploiement. Ensuite, nous évaluons dans quelles conditions le VCC peut remplacer l’EC, c’est-à-dire dans quelle mesure le délestage de tâches vers les véhicules peut offrir des performances comparables à celles de l’EC. Les résultats sont obtenus à partir de simulations de mobilité et de réseau à haute fidélité, dans un scénario de réseau mobile. Nous montrons que le VCC peut atteindre une latence ultra-faible, de l’ordre de 10~ms, même lorsque les véhicules sont faiblement distribués. Une analyse comparative des coûts révèle que remplacer l’EC par le VCC permet de réduire les dépenses d’infrastructure d’environ 10% sur cinq ans. Enfin, nous proposons un schéma de gestion du VCC visant à optimiser la consommation énergétique, les émissions de carbone et à calculer une répartition équitable des revenus générés par les tâches des utilisateurs finaux. Ce schéma est basé sur la programmation mathématique et la théorie des jeux coopératifs. À travers une simulation de Monte-Carlo, nous montrons que la consommation énergétique imputable au VCC représente moins de 0,1% de la consommation totale du véhicule dans des scénarios réalistes, et que les propriétaires de véhicules reçoivent des incitations substantielles à participer à l’exécution des tâches. En résumé, cette thèse démontre la faisabilité des architectures de réseaux mobiles de nouvelle génération, telles que l’Edge Computing et le Vehicular Cloud Computing, pour le support d’applications à très faible latence.

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Thesis Defense Announcement

Mr Rosario PATANÉ

Networks, Information and Communication Sciences

will publicly defend his doctoral dissertation entitled

Technical, Economic and Environmental Evaluation of Vehicular and Edge Computing

Thesis Director: Lila BOUKHATEM, Université Paris-Saclay

Supervisor: Andrea Araldo, Télécom SudParis

Supervisor:  Nadjib Achir, INRIA Saclay

Date and Time: Tuesday, November 4th, 2025, at 2:00 PM

Lieu :   Rue René Thom, Batiment 650, Digiteo, 91190, Gif-sur-Yvette
Salle  des Thèses, n°435
URL salle virtuelle :
https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_NTQ4Yjk3OTEtNTI3My00NjkzLTlkMTYtODU5NWU2ODlhYTc0%40thread.v2/0?context=%7b%22Tid%22%3a%2268cdfebb-157b-4846-ba2f-d196a9124ac0%22%2c%22Oid%22%3a%2290a9fc47-7260-43af-a260-4b6e64661e3d%22%7d

Jury composition 

M. Marcelo DIAS DE AMORIM	CNRS, LIP6, Sorbonne Université	Reporter
M. Riadh  DHAOU	Institut National Polytechnique de Toulouse	Reporter
Mme Kinda  KHAWAM	Université Paris-Saclay	Examiner
M. Claudio Enrico PALAZZI	Università degli Studi di Padova	Examiner
M. Laurent ROULLET	Nokia Bell Labs France – Paris-Saclay	Invited Member

Abstract:

This thesis investigates the technical, economic, and environmental feasibility of computing architectures supporting delay-sensitive applications such as Augmented Reality (AR) and Autonomous Driving (AD). While Cloud Computing (CC) is the prevalent paradigm today, it cannot offer sufficiently low latency. This limitation is addressed by Edge Computing (EC), which deploys computational capability at the edge of the access network. However, EC entails high infrastructure costs and raises environmental concerns due to the short lifecycle of electronic devices (around four years) and increased energy consumption. Meanwhile, the number of connected vehicles is steadily increasing. These vehicles already carry onboard computing and communication resources that can be opportunistically exploited not only for driving-related tasks but also for offloading computation from external devices such as smartphones, laptops, or wearable health devices. These resources can be managed under the Vehicular Cloud Computing (VCC) paradigm. In this thesis, we first analyze the economic feasibility of EC deployment through a game-theoretic model, showing how multi-tenant cooperation can mitigate high deployment costs. Then, we evaluate under which conditions VCC can replace EC, that is, whether offloading tasks to vehicles can provide performance comparable to EC. Results are obtained via high fidelity network and mobility simulations in an urban mobile network scenario. We find that VCC can achieve ultra low latency, around 10 ms, even when vehicles are sparsely distributed. A comparative cost analysis shows that replacing EC with VCC can reduce infrastructure expenditure by about 10 percent over five years. Finally, we propose a VCC management scheme that optimizes energy consumption, carbon emissions, and computes a fair allocation of revenues generated by end user tasks. The scheme is based on mathematical programming and coalitional game theory. Through Monte Carlo simulations, we show that the energy consumption attributable to VCC is below 0.1 percent of total vehicle consumption in realistic scenarios, and that vehicle owners receive substantial incentives to participate in task execution. Overall, this thesis demonstrates the feasibility of next generation mobile network architectures such as Edge Computing and Vehicular Cloud Computing for supporting ultra low latency applications.