Soutenance de thèse de José Edilson Silva FILHO, jeudi 15 octobre 2026
Date :
Doctorant : José Edilson Silva Filho
Laboratoire : LITIS – INSA Rouen Normandie et LESC - Universidade Federal do Ceará
Titre de la thèse :A Trustful Architecture for Autonomous Space Networks using Multi-Agent Systems and Blockchain
Date : jeudi 15 octobre 2026 à 9h30
Lieu : Amphithéâtre A, UFR ST, site du Madrillet, Saint-Étienne-du-Rouvray
Jury de thèse :
Mme Lirida Naviner— Télécom Paris (Examinatrice)
M. Jean-Paul Jamont — Université Grenoble Alpes (Rapporteur)
M. Cédric Pralet — ONERA – Office national d’études et de recherches aérospatiales (Rapporteur)
M. Luis Gustavo Nardin — École des Mines de Saint-Étienne (Examinateur)
M. Walter Abrahao dos Santos— Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brésil (Co-directeur de thèse)
M. Jarbas Aryel Nunes Silveira — Universidade Federal do Ceará, Brésil (Co-directeur de thèse)
M. Laurent Vercouter — INSA Rouen Normandie (Directeur de thèse)
Vous trouverez ci-dessous les résumés de la thèse en anglais et en français.
Abstract
The rapid proliferation of mega-constellations and the emergence of the NewSpace economy are driving a paradigm shift in the governance of space networks. As these systems evolve from monolithic missions into heterogeneous federated ecosystems, traditional centralized control models increasingly become bottlenecks to scalability, operational resilience, and real-time adaptability. In this context, this dissertation proposes a Trustworthy Architecture for Autonomous Space Networks based on Multi-Agent Systems and Blockchain, conceived as a hybrid framework designed to enable trustworthy autonomy in highly dynamic environments.
The research is grounded in the formalization of the Trust Trilemma, which highlights the theoretical challenges associated with simultaneously optimizing Scalability, Robustness, and Adaptability in dynamic distributed networks. To address this inherent trade-off, a Chrono-Adaptive Trust strategy is proposed, in which Multi-Agent Systems (MAS) provide low-latency, reflexive decision-making capabilities for critical operations such as collision avoidance and dynamic spectrum management. Complementarily, a Blockchain layer delivers the infrastructure required for decentralized applications while serving as an immutable and asynchronous ledger for validation, auditing, decision support, and distributed governance.
The resulting hybrid approach secures both Ground-to-Space and Space-to-Space interactions across multiple constellations, enabling independent and potentially competing operators to collaborate safely within federated missions. The proposed architectural model is validated through a series of seven studies spanning the physical, data, and logical layers of the network. The results demonstrate significant improvements in response latency, operational resilience, and trust assurance.
Although developed to address the stringent constraints of the space domain, the fundamental principles of the proposed architecture are broadly applicable to other critical dynamic distributed systems, including large-scale Internet of Things (IoT) deployments and autonomous Vehicle-to-Everything (V2X) networks.
Résumé
La prolifération rapide des mégaconstellations et la consolidation de l’économie NewSpace imposent un changement de paradigme dans la gouvernance des réseaux spatiaux. À mesure que ces systèmes évoluent de missions monolithiques vers des écosystèmes fédérés et hétérogènes, les modèles traditionnels de contrôle centralisé deviennent un obstacle à la scalabilité, à la résilience opérationnelle et à la capacité d’adaptation en temps réel. Dans ce contexte, cette thèse propose une architecture de confiance pour les réseaux spatiaux autonomes, fondée sur les systèmes multi-agents et la blockchain, conçue comme un cadre hybride permettant de garantir une autonomie fiable dans des environnements hautement dynamiques.
La recherche s’appuie sur la formalisation du *Trust Trilemma*, qui met en évidence les défis théoriques liés à l’optimisation simultanée de la scalabilité, de la robustesse et de l’adaptabilité au sein de réseaux distribués dynamiques. Afin d’atténuer cette tension, une stratégie de *Chrono-Adaptive Trust* est proposée, dans laquelle les systèmes multi-agents (MAS) permettent de prendre des décisions réflexives et d’apporter des réponses à faible latence pour des opérations critiques, telles que l’évitement des collisions et la gestion dynamique du spectre. En complément, une couche blockchain fournit l’infrastructure nécessaire aux applications décentralisées, tout en assurant le rôle de registre immuable et asynchrone destiné à la validation, à l’audit, à la prise de décision et à la gouvernance distribuée.
L’approche hybride qui en résulte protège à la fois les liaisons Sol–Espace et les interactions Espace–Espace entre différentes constellations, permettant ainsi à des opérateurs indépendants et potentiellement concurrents de coopérer de manière sécurisée dans le cadre de missions fédérées. L’architecture proposée est validée au moyen de sept études couvrant les couches physique, données et logique du réseau. Les résultats mettent en évidence des gains significatifs en matière de latence de réponse, de résilience opérationnelle et de garanties de confiance.
Bien que conçus pour répondre aux contraintes particulièrement exigeantes du domaine spatial, les principes fondamentaux de l’architecture proposée s’avèrent applicables à d’autres systèmes distribués critiques et dynamiques, notamment aux déploiements d’Internet des objets (IoT) à grande échelle et aux réseaux véhiculaires autonomes (V2X).
M. Luis Gustavo Nardin — École des Mines de Saint-Étienne (Examinateur)
M. Walter Abrahao dos Santos— Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brésil (Co-directeur de thèse)
M. Jarbas Aryel Nunes Silveira — Universidade Federal do Ceará, Brésil (Co-directeur de thèse)
M. Laurent Vercouter — INSA Rouen Normandie (Directeur de thèse)
Vous trouverez ci-dessous les résumés de la thèse en anglais et en français.
Abstract
The rapid proliferation of mega-constellations and the emergence of the NewSpace economy are driving a paradigm shift in the governance of space networks. As these systems evolve from monolithic missions into heterogeneous federated ecosystems, traditional centralized control models increasingly become bottlenecks to scalability, operational resilience, and real-time adaptability. In this context, this dissertation proposes a Trustworthy Architecture for Autonomous Space Networks based on Multi-Agent Systems and Blockchain, conceived as a hybrid framework designed to enable trustworthy autonomy in highly dynamic environments.
The research is grounded in the formalization of the Trust Trilemma, which highlights the theoretical challenges associated with simultaneously optimizing Scalability, Robustness, and Adaptability in dynamic distributed networks. To address this inherent trade-off, a Chrono-Adaptive Trust strategy is proposed, in which Multi-Agent Systems (MAS) provide low-latency, reflexive decision-making capabilities for critical operations such as collision avoidance and dynamic spectrum management. Complementarily, a Blockchain layer delivers the infrastructure required for decentralized applications while serving as an immutable and asynchronous ledger for validation, auditing, decision support, and distributed governance.
The resulting hybrid approach secures both Ground-to-Space and Space-to-Space interactions across multiple constellations, enabling independent and potentially competing operators to collaborate safely within federated missions. The proposed architectural model is validated through a series of seven studies spanning the physical, data, and logical layers of the network. The results demonstrate significant improvements in response latency, operational resilience, and trust assurance.
Although developed to address the stringent constraints of the space domain, the fundamental principles of the proposed architecture are broadly applicable to other critical dynamic distributed systems, including large-scale Internet of Things (IoT) deployments and autonomous Vehicle-to-Everything (V2X) networks.
Résumé
La prolifération rapide des mégaconstellations et la consolidation de l’économie NewSpace imposent un changement de paradigme dans la gouvernance des réseaux spatiaux. À mesure que ces systèmes évoluent de missions monolithiques vers des écosystèmes fédérés et hétérogènes, les modèles traditionnels de contrôle centralisé deviennent un obstacle à la scalabilité, à la résilience opérationnelle et à la capacité d’adaptation en temps réel. Dans ce contexte, cette thèse propose une architecture de confiance pour les réseaux spatiaux autonomes, fondée sur les systèmes multi-agents et la blockchain, conçue comme un cadre hybride permettant de garantir une autonomie fiable dans des environnements hautement dynamiques.
La recherche s’appuie sur la formalisation du *Trust Trilemma*, qui met en évidence les défis théoriques liés à l’optimisation simultanée de la scalabilité, de la robustesse et de l’adaptabilité au sein de réseaux distribués dynamiques. Afin d’atténuer cette tension, une stratégie de *Chrono-Adaptive Trust* est proposée, dans laquelle les systèmes multi-agents (MAS) permettent de prendre des décisions réflexives et d’apporter des réponses à faible latence pour des opérations critiques, telles que l’évitement des collisions et la gestion dynamique du spectre. En complément, une couche blockchain fournit l’infrastructure nécessaire aux applications décentralisées, tout en assurant le rôle de registre immuable et asynchrone destiné à la validation, à l’audit, à la prise de décision et à la gouvernance distribuée.
L’approche hybride qui en résulte protège à la fois les liaisons Sol–Espace et les interactions Espace–Espace entre différentes constellations, permettant ainsi à des opérateurs indépendants et potentiellement concurrents de coopérer de manière sécurisée dans le cadre de missions fédérées. L’architecture proposée est validée au moyen de sept études couvrant les couches physique, données et logique du réseau. Les résultats mettent en évidence des gains significatifs en matière de latence de réponse, de résilience opérationnelle et de garanties de confiance.
Bien que conçus pour répondre aux contraintes particulièrement exigeantes du domaine spatial, les principes fondamentaux de l’architecture proposée s’avèrent applicables à d’autres systèmes distribués critiques et dynamiques, notamment aux déploiements d’Internet des objets (IoT) à grande échelle et aux réseaux véhiculaires autonomes (V2X).