Dans cette thèse, nous étudions plusieurs méthodes pour la mise en place de la QoS<br />(Quality of Service) dans un réseau IP. Avant d'entamer nos travaux de recherche, nous<br />dévoilons tout d'abord les différents mécanismes de QoS que nous étudierons dans la thèse.<br />MPLS (Multi Protocol Label Switching), DiffServ (Differentiated Services) et les algorithmes<br />d'ordonnancement formeront la base du réseau coeur que nous utiliserons. En accord avec<br />plusieurs travaux, nous définissons trois classes de service à différencier dans le réseau. La<br />première classe comporte les flux voix. Elle nécessite un délai faible et une gigue réduite. Les<br />flux de "données critiques", qui requièrent un taux de perte faible et un délai borné, forme la<br />deuxième classe. La troisième classe, qui regroupe les applications telles que le transfert de<br />fichiers ou l'échange de courriers électroniques, n'exige aucune condition particulière du<br />réseau.<br />Dans un premier temps, nous modélisons les flux sortant/entrant d'un réseau mobile<br />sans fil. D'abord, nous modélisons les lois d'inter arrivée des paquets d'un flux agrégé au<br />niveau de la couche MAC (Medium Access Control) entrant au réseau UTRAN (UMTS<br />Terrestrial Radio Access Network), le réseau d'accès à l'UMTS (Universal Mobile<br />Telecommunication Service). Le protocole CDMA (Code Division Multiple Access) utilisé<br />dans ce réseau propose un accès différent en fonction de la QoS demandée. Ensuite, nous<br />déterminons la loi caractérisant l'inter arrivée des paquets sortant d'un réseau WiFi (Wireless<br />Fidelity) utilisant la couche MAC 802.11 de base. Pour ces deux réseaux, nous proposons<br />différents modèles d'agrégation de flux voix, Web, transfert de fichiers ou un multiplexage de<br />ces différentes classes. Nous mesurons l'adéquation de deux modèles de loi de distributions<br />aux traces créées. La première distribution est le processus MMPP (Markov Modulated<br />Poisson Process) qui représente un modèle Markovien. Nous expérimentons deux valeurs du<br />nombre d'états: 2 et 4. La seconde loi que nous considérons est la loi Gaussienne. Nos<br />résultats montrent que d'une part, le type des flux agrégés et d'autre part, le réseau utilisé,<br />influent tous les deux sur le modèle produit.<br />Dans un second temps, nous développons les équations qui déterminent les<br />probabilités stationnaires d'une file d'attente implémentant l'ordonnanceur GPS (Generalised<br />Processor Sharing) avec trois classes de service. En utilisant le mécanisme DiffServ pour<br />différencier les flux, nous mesurons la QoS à la sortie d'une file unique utilisant WRR<br />(Weighted Round Robin), un des algorithmes qui approximent GPS. Nous traçons alors les<br />différentes courbes de délai et de taux de perte observés à la sortie de cette file en fonction de<br />la pondération et de la charge créée par chacune des classes. Nous appliquons les différentes<br />conclusions du choix des paramètres que nous tirons d'un seul serveur à un réseau entier. De<br />plus, nous ajoutons l'ingénierie de trafic de MPLS pour quantifier le gain mesuré par chaque<br />politique. A partir de ce travail, nous avons pu généraliser nos constatations qui deviennent<br />valable aussi bien sur une file que dans un réseau.<br />Dans un troisième temps, nous développons une méthode d'adaptation dynamique du<br />routage. Nous la proposons afin de palier aux variations de la distribution du délai sur les<br />liens qui forment le chemin de bout en bout. Ce mécanisme se base sur les techniques de<br />tomographie des réseaux afin d'estimer la distribution du délai sur les différents tronçons des<br />chemins observés. Si le délai moyen sur la route utilisée reste supérieur d'un seuil ε pendant<br />un temps τ au délai moyen d'un autre chemin, le mécanisme déclenche alors la procédure de<br />modification du chemin emprunté. C'est l'utilisation du protocole MPLS associé à ce<br />mécanisme qui permet une modification souple et rapide des itinéraires.

La proportion de survivants à un cancer dans la population des pays développés augmente rapidement. Dans plus de la moitié des cas, la radiothérapie a été une composante de leur traitement. Les rayons ionisants alors administrés peuvent induire de graves conséquences à long terme, en particulier les cancers radio-induits et les maladies cardiovasculaires. Ces évènements sont dus non seulement aux fortes doses administrées au volume cible, mais également aux doses plus faibles, de quelques milligray à quelques gray, non souhaitées, mais inévitablement administrées dans le reste du corps du patient par la dose hors champ. L’évolution des techniques de planification du traitement et de l’informatique en médecine permettent aujourd’hui d’obtenir, systématiquement, l’évaluation précise des doses les plus fortes administrées au patient. Les doses faibles à intermédiaires administrées en dehors du faisceau de traitement, ne sont pour leur part, ni habituellement prises en compte, ni correctement évaluées par les systèmes actuels de planification du traitement. L’objectif de ce travail était de proposer des méthodes pour estimer le rayonnement hors champ des faisceaux de photons des accélérateurs de radiothérapie externe. L’utilisation d’une bibliothèque graphique nous a permis de réaliser une représentation géométrique 3D partielle des appareils de traitement et des sources photoniques responsables de la dose reçue par le patient. Nous avons déterminé l’intensité de ces sources en utilisant des mesures réalisées dans des champs simples. Le modèle ainsi calibré permettait de simuler la variation de l’intensité des sources en fonction de la taille du champ. Cette approche a permis de décrire avec succès la variation de la dose mesurée par TLD en fonction de la distance et de la taille du champ en dehors de champs carrés. Les écarts entres les doses calculées et celles mesurées étaient inférieurs à 10 %. Une application dans des conditions cliniques a été menée, l’écart était alors en moyenne de 25 %. / The number of cancer survivors in developed counties increases rapidly. Fifty percent of patients treated for cancer will receive radiation therapy as part of their treatment. Ionizing radiation may induce severe long term effects, including secondary cancers and cardio-vascular diseases. Long term effects are not only due to high doses delivered in target volumes, but also to lower doses, ranging from several milligrays to several grays, undesired, but inevitably delivered in the rest of the patient’s body outside the treatment beams. Improvements in treatment planning technics and the use of computers in medicine made it possible to systematically estimate, prior to treatment, the highest doses delivered to the patient’s body. However, lower doses delivered outside the treatment beams are neither taken into account nor evaluated by present treatment planning systems. The aim of our work was to establish methods to estimate radiation doses outside photon beams from accelerators used in external radiation therapy. A graphics library was used to render a partial 3D representation of the accelerator and the photon sources associated. The intensity of these sources was determined using measurements performed in simple geometry fields. The calibrated model was hence used to estimate the source intensity variation with respect to field size. Using this method, we were able to estimate the variations of the TLD measured doses with respect to distance and field size with a 10% average discrepancy between calculations and measurements for points outside the field. Also, when testing the model in a clinical setup, the average discrepancy increased to 25%.

Les sensations en provenance de notre corps se combinent pour donner lieu à des perceptions extrêmement variées, pouvant aller de la brûlure douloureuse au toucher agréable. Ces deux types d'informations dites nociceptives et non nociceptive sont traitées au sein du système nerveux somatosensoriel. Dans ce travail de thèse, nous avons modélisé et caractérisé l'activité électrique du cortex operculo-insulaire au sein des réseaux somatosensoriels non-douloureux et nociceptif, grâce à des enregistrements non-invasifs chez l'Homme. La validité du modèle en réponse à un stimulus nociceptif a été évaluée par comparaison avec des enregistrements intra-corticaux réalisés chez des patients épileptiques. Nous avons ensuite utilisé ce modèle pour déterminer si la stimulation corticale non invasive classiquement utilisée pour soulager les douleurs neuropathiques (stimulation magnétique du cortex moteur) permettait de modifier les réponses nociceptives chez des participants sains. Nous avons montré que cette intervention n'est pas plus efficace qu'une stimulation factice (placebo) sur le plan du blocage nociceptif. Finalement, nous avons tenté de stimuler directement le cortex operculo-insulaire, par trois méthodes différentes : par stimulation électrique locale, intracrânienne et par stimulations non-invasives magnétique (rTMS) et électrique (tDCS). Dans l'ensemble, les travaux présentés ici montrent comment une approche non-invasive chez l'Homme permet de caractériser et de moduler l'activité du cortex operculo-insulaire, qui pourrait être une cible intéressante pour le traitement des douleurs réfractaires / The somatosensory system participates in both non-nociceptive and nociceptive information Processing. In this thesis work, we model and characterize the electrical activity of the operculo-insular cortex within non-painful and nociceptive networks, using non-invasive electrophysiological recordings in humans. Validity of the modeled response to a nociceptive stimulus was evaluated by comparing it to intra-cranial recordings in epileptic patients, revealing excellent concordance. We went on to use this model to determine whether a technique of non-invasive cortical stimulation currently used to relieve neuropathic pain (motor cortex magnetic stimulation) was able to modulate acute nociceptive processing in healthy participants. We show that this intervention is not more efficacious than placebo stimulation in blocking nociception. This raises questions regarding the mechanisms of action of this technique in patients, which might implicate a modulation of pain perception at a higher level of processing. Finally, we attempted to stimulate the operculo-insular cortex directly, using three different methods. Low-frequency intra-cortical stimulation in epileptic, transcranial magnetic stimulation (TMS) of the same region in healthy participants and multipolar transcranial electrical stimulation (tDCS).Altogether, the studies presented here show how a non-invasive approach in humans allows characterising and modulating the activity of the operculo-insular cortex. While this region might be an interesting target for future treatment of drug-resistant pain, its stimulation in patients would require further investigation of parameters and procedures