Les "matières communicantes" sont des matériaux intrinsèquement capables de générer, traiter, stocker et échanger de l’information. Elles ont la capacité de quantifier leur environnement et leur propre état à travers la mesure de divers paramètres physiques. Ce concept a été appliqué au domaine de la construction avec un prototype basé sur un ensemble d’étiquettes RFID enfouies dans du béton. Cependant, ces étiquettes sont limitées en termes de mesure, de traitement, de mémoire et de communication sans fil (communications de courte portée et sur demande d’un lecteur). Parallèlement, les données et modèles issus du BIM (Building Information Modeling) sont très souvent cloisonnés dans la phase de conception et ne sont ni réutilisés, ni accessibles pour les acteurs en aval. La proposition du projet ANR McBIM (Matière Communicante au service du BIM) consiste en concevoir un "béton communicant" fait de béton armé, équipé avec un réseau de capteurs sans fil enfouis capable de mesurer les paramètres de la structure et de transmettre les données vers des plateformes BIM. Ces données peuvent être mesurés et utilisés durant tout le cycle de vie des composants, notamment à des fins de suivi de l’état de santé des structures.Cette thèse de doctorat, inscrite dans le cadre du projet ANR McBIM, a comme objectif la conception d’un réseau de capteurs sans fil enfoui dans du béton permettant de rendre cette structure communicante durant toute sa vie. Afin de mener à bien ce projet, une cartographie de l’existant a été menée qui concerne :- les bétons "intelligents" ;- les paramètres pertinents dans le suivi de l’état de santé du béton armé, ainsi que leurs méthodes de mesure ;- les technologies de communications sans fil entre machines dans des milieux électromagnétiquement contraints ;- et les techniques permettant l’autonomie d’énergie des réseaux de capteurs sans fil.Une architecture à deux niveaux a été proposée pour la conception du réseau de capteurs sans fil : un réseau maillé de nœuds communicants, accessibles de l’extérieur et alimentés, permettant de récupérer, stocker et transmettre les données issues de la caractérisation du béton vers une base de données via Internet afin notamment de permettre la conception d’un jumeau numérique de la construction ; et des réseaux en étoile de nœuds capteur sans fil enfouis dans le béton armé, qui ont pour objectif de mesurer et transmettre à chaque nœud communicant environnant des données concernant l’environnement et les propriétés du béton armé. Devenant inaccessibles une fois enfouis, ces nœuds capteur sans fil se doivent d’être autonomes en énergie durant toute leur durée de vie. Pour permettre cela, un système de transfert d’énergie électromagnétique radiative sans fil a été conçu afin d’alimenter les nœuds capteur depuis les nœuds communicants. La conception d’un réseau de nœuds communicants et de nœuds capteur tels que décrits, sans fil et autonomes, et utilisant la technologie LoRa a été conçu comme preuve de concept et a permis de réaliser des mesures de température, d’humidité, de contrainte ou de résistivité au sein d’une poutre de béton armé. Des travaux complémentaires utilisant la technologie Bluetooth Low Energy ont également été menés afin de fournir une solution multi-technologiques, à la fois en termes de capteurs que de communication sans fil. De même, les aspects concernant la sécurité matérielle ont été étudiés. Ainsi, un réseau maillé de nœuds communicant récupérant, agrégeant, pré-traitant, stockant et échangeant entre eux et sur Internet les données issues des nœuds capteur sans fil enfouis dans une poutre de béton armé, mais également télé-alimentant ces mêmes nœuds capteur par du transfert d’énergie électromagnétique radiatif sans fil, a été développé, testé et caractérisé. Enfin, le contrôle de la périodicité de mesure et d’émission des nœuds capteur est réalisé entièrement matériellement par la commande du système de transfert d’énergie sans fils.