Les travaux présentés dans cette thèse ont pour but d'améliorer la couche transport de l'architecture réseau de l'OSI. La couche transport est de nos jour dominée par l'utilisation de TCP et son contrôle de congestion. Récemment de nouveaux mécanismes de contrôle de congestion ont été proposés. Parmi eux TCP Friendly Rate Control (TFRC) semble être le plus abouti. Cependant, tout comme TCP, ce mécanisme ne prend pas en compte ni les évolutions du réseau ni les nouveaux besoins des applications. La première contribution de cette thèse consiste en une spécialisation de TFRC afin d'obtenir un protocole de transport avisé de la Qualité de Service (QdS) spécialement défini pour des réseaux à QdS offrant une garantie de bande passante. Ce protocole combine un mécanisme de contrôle de congestion orienté QdS qui prend en compte la réservation de bande passante au niveau réseau, avec un service de fiabilité totale afin de proposer un service similaire à TCP. Le résultat de cette composition constitue le premier protocole de transport adapté à des réseau à garantie de bande passante. En même temps que cette expansion de service au niveau réseau, de nouvelles technologies ont été proposées et déployées au niveau physique. Ces nouvelles technologies sont caractérisées par leur affranchissement de support filaire et la mobilité des systèmes terminaux. De plus, elles sont généralement déployées sur des entités où la puissance de calcul et la disponibilité mémoire sont inférieures à celles des ordinateurs personnels. La deuxième contribution de cette thèse est la proposition d'une adaptation de TFRC à ces entités via la proposition d'une version allégée du récepteur. Cette version a été implémentée, évaluée quantitativement et ses nombreux avantages et contributions ont été démontrés par rapport à TFRC. Enfin, nous proposons une optimisation des implémentations actuelles de TFRC. Cette optimisation propose tout d'abord un nouvel algorithme pour l'initialisation du récepteur basé s ur l'utilisation de l'algorithme de Newton. Nous proposons aussi l'introduction d'un outil nous permettant d'étudier plus en détails la manière dont est calculé le taux de perte du côté récepteur.

Cette thèse aborde le problème du support pour les applications distribuées coopératives. La notion de groupes de processus auxquels sont délivrés des messages est l'un des mécanismes fondamentaux de la construction de telles applications. L'état de l'art présente les différentes sémantiques pour de tels protocoles et les principales réalisations. Le protocole retenu pour l'implantation est une version dérivée du protocole d'Amoeba modifié pour le support de groupes opaques. Diverses optimisations ont aussi été ajoutées. La mise en oeuvre est basée sur une couche générique permettant de s'abstraire des dépendances système et de faciliter la réalisation de nouveaux protocoles. La réalisation initiale a été faite en mode utilisateur sur le micro-noyau Mach 3.0 et a été suivie de portages sur diverses plates-formes Unix. Cette thèse analyse en détail les performances du protocole et leur évolution en fonction de nombreux critères. Enfin, une étude fine du temps d'exécution du protocole implanté en mode utilisateur valide les choix d'implantation.

La taille grandissante des grappes de calcul pose le problème du "passage à l'échelle" des applications qui s'exécutent sur ces plates-formes. Ceci concerne les applications de calculs scientifiques et les applications permettant d'exploiter ces plates-formes (administration, surveillance de charge, etc...). Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés au déploiement d'une application parallèle sur une grappe de grande taille. L'objectif de cette étude était de fournir une méthode de déploiement efficace sur des grappes composées de milliers de noeuds et pouvant être facilement étendue aux grilles de calcul. Le déploiement inclut d'une part le lancement du programme parallèle sur tous les noeuds et d'autre part la mise en oeuvre d'un environnement de communication entre ces instances de programme. L'efficacité est obtenue par la parallélisation systématique des différentes initiations d'exécution distante. Ces travaux montrent que le problème de la diffusion optimale d'une requête d'exécution est similaire au problème largement étudié de la diffusion d'un message sur un réseau complètement maillé. Nous proposons une bibliothèque, "Taktuk", permettant de réaliser un ordonnancement dynamique (par vol de travail) des communications (appels d'exécution distante) de manière générique. L'utilisabilité et le bon fonctionnement de l'outil que nous proposons sont validés par son utilisation et sa diffusion dans plusieurs projets~: KaTools (inclus et utilisé par la distribution Linux Mandrake Clic), OAR (gestionnaire de travaux pour grappes) et Inuktitut (bibliothèque de communication d'ATHAPASCAN).

Les travaux présentés dans cette thèse se situent dans le contexte du fingerprinting. Un distributeur de documents multimédia souhaite se prémunir contre la redistribution illégale des données en insérant dans chaque copie distribuée un identifiant propre à chaque utilisateur. En cas de redistribution de cette copie, il est donc possible de retrouver l'utilisateur indiscret. Afin de contrer les attaques par collusion, qui surviennent lorsque les utilisateurs se mettent à plusieurs pour créer une copie pirate, les identifiants doivent être pris dans un code anti-collusion. Cette thèse étudie une famille de codes anti-collusion particulière, les codes de Tardos. Ces codes probabilistes sont particulière- ment intéressants, car leur longueur est optimale. Ils sont de plus faciles à implémenter, et remarquablement efficaces. Dans cette thèse,nous présentons une amélioration de la phase d'accusation des codes de Tardos. Plus spécifiquement nous montrons comment l'optimiser en fonction de la stratégie d'attaque des pirates. Nous proposons également des moyens d'estimer à partir d'une copie pirate le nombre d'attaquants qui se sont ras- semblés pour la créer, ainsi que la stratégie qu'ils ont employée. Notre solution s'appuie sur un algorithme itératif a la EM (Expectation-Maximization). Une autre contribution est l'étude d'un environnement asymétrique.Dans un tel environnement, seul l'utilisa- teur est en possession de la copie marquée avec son identifiant. L'identifiant doit être partiellement inconnu du distributeur tout en assurant sa fonction de traçage. Nous présentons un schéma de fingerprinting asymétrique entièrement spécifié intégrant les codes de Tardos, en utilisant une primitive cryptographique appelée Oblivious Transfer.

La sécurisation des systèmes de communication passe par des techniques de cryptographie à clef. Les communications, sur un canal non protégé, imposent l'échange d'une clef entre Alice et Bob qui sont avec Eve, tentant d'obtenir cette clef à leur insu, les acteurs incontournables de tout scénario cryptographique. La sécurité quantique résulte de l'impossibilité pour Eve de dupliquer les signaux reçus ou d'en distraire une partie significative sans signer son intervention par une modification importante du taux d'erreur des signaux reçus par Bob. Les erreurs résultent d'observations incompatibles d'un même objet quantique, comme la mesure de la phase d'un photon unique sur deux bases différentes. Un faible taux d'erreur garantit la confidentialité de la clef. Le protocole BB84 autorise l'élaboration et l'échange de clef entre Alice et Bob. Il nécessite quatre états quantiques constituant deux bases, notées A1 et A2 contenant chacune deux symboles notés 0 et 1. Les bases A1 et A2 sont dites conjuguées. Cette thèse propose une étude et une réalisation expérimentale d'un système de distribution quantique de clef utilisant le protocole BB84 par codage en phase sur un photon unique (l = 1,5µm). La génération des photons uniques est assurée par un laser de type ILM dont les impulsions optiques sont fortement atténuées. La modulation QPSK satisfaisant à des choix de base et de symbole indépendants est assurée par l'utilisation de modulateurs Mach-Zehnder à deux électrodes. Trois systèmes de détection cohérente sont proposés et comparés. Les évolutions successives de notre système nous amènent à proposer aujourd'hui un système de cryptographie quantique à une voie optique par codage DQPSK.

L'avènement des puces multicoeurs repose certaines questions quant aux moyens d'écrire les programmes, qui doivent alors intégrer un degré élevé de parallélisme. Nous abordons cette question par l'intermédiaire de deux points de vue orthogonaux. Premièrement via le paradigme du vol de travail, pour lequel nous effectuons une étude visant d'une part à rechercher quelles sont les caractéristiques architecturales simples donnant les meilleures performances pour une implémentation de ce paradigme ; et d'autre part à montrer que le surcout par rapport à une parallélisation statique est faible tout en permettant des gains en performances grâce à l'équilibrage dynamique des charges. Cette question est néanmoins surtout abordée via le paradigme de programmation à base de transactions -- ensemble d'instructions s'exécutant de manière atomique du point de vue des autres coeurs. Supporter cette abstraction nécessite l'implantation d'un système dit TM, souvent complexe, pouvant être logiciel ou matériel. L'étude porte premièrement sur la comparaison de systèmes TM matériels basés sur des choix architecturaux différents (protocole de cohérence de cache), puis sur l'impact d'un point de vue performances de plusieurs politiques de résolution des conflits, autrement dit des actions à prendre quand deux transactions essaient d'accéder simultanément les mêmes données.

Le modèle OFL (Open Flexible Languages) décrit et réifie le comportement des langages à objets à classes courants tels Java, C++ ou Eiffel et permet de modifier, d'adapter, ce comportement. Dans cette optique, les notions de classe --- généralisée sous le nom de "description" --- et de "relation entre descriptions" sont réifiées. Chaque langage est décrit sous la forme d'un ensemble de composants formé de types de description et de types de relation. Pour définir chaque composant, le méta-programmeur doit donner une valeur à un ensemble de paramètres qui décrivent la sémantique opérationnelle du composant. Par exemple, pour définir une nouvelle relation, il devra répondre aux questions : La relation définit-elle une utilisation ou une importation ? La relation permet-elle le polymorphisme ? Si oui, dans quel(s) sens ? Quelle est sa cardinalité maximale ? Peut-elle être circulaire, répétée ? Possède-t-elle une relation inverse ? Une fois ces types de description et de relation définis par le méta-programmeur, le programmeur est en mesure d'en faire usage pour la réalisation de son application. Le but du modèle OFL est d'aider à améliorer la qualité du code produit en donnant plus d'information et donc de précision sur les relations entre descriptions. Nous souhaitons de cette manière favoriser l'évolution et la maintenabilité des applications par l'intermédiaire d'une meilleure spécification, d'une documentation plus explicite, de contrôles automatiques plus pertinents, ... Il s'agit également d'offrir une plus grande souplesse au programmeur en lui permettant, par une phase de paramétrage ou de méta-programmation, de mieux adapter son langage de programmation de prédilection à ses besoins. L'objectif de cette thèse est de définir le modèle OFL et d'en présenter des exemples d'application.

Les aérosols atmosphériques sont omniprésents dans l'air et jouent un rôle important à la fois à l'échelle globale, par leur action sur le bilan radiatif de la Terre, et à l'échelle locale, par leur impact sur la santé publique dans les zones fortement polluées. La matière organique est l'un des constituants principaux de l'aérosol ; la complexité et l'hétérogénéité de cette fraction ont jusqu'à présent constitué des difficultés majeures à leur intégration dans les études d'impact sanitaire ou climatique. 10 à 30% de la masse de cette fraction est constituée de « Humic Like Substances ». L'objectif de la thèse est de développer une méthode fiable et efficace d'extraction et d'analyse des HULIS (HUmic LIke Substances) issus de l'aérosol atmosphérique, et de déterminer leurs distributions spatiales et temporelles, leurs sources majeures et leurs structures chimiques grâce à 250 échantillons collectés sur six sites urbains. L'identification des deux sources majeures des HULIS sur l'aérosol, à savoir les sources secondaires (photo-oxydation en phase aqueuse dans certains cas) en été et les sources primaires liées à la combustion de biomasse en hiver, et ce, indépendamment du lieu géographique est démontrée. Une différence significative de la structure chimique des HULIS provenant de ces deux sources majeures est observée : ils regroupent des composés plus aliphatiques et moins aromatiques en été qu'en hiver, et leur teneur en groupements carboxyliques augmente de l'hiver à l'été.

Le débat sur la justiciabilité des droits économiques, sociaux et culturels (c’est-à-dire le contrôle de leur mise en œuvre, plus précisément le contrôle des obligations étatiques qui découlent de ces droits) est en cours au sein de l’O.N.U. depuis 1945. Pourtant, les travaux préparatoires (notamment ceux de la Charte internationale des droits de l’homme et de la Charte européenne des droits de l’homme), les diverses évolutions internationales et régionales du régime juridique de ces droits, conséquences des nouvelles normes procédurales et des jurisprudences qui en découlent, offrent des ressources permettant que lesdits droits soient « justiciabilisés » ou « opposables » aux Etats. L’exploitation de toutes ces ressources aide à vider ce débat. C’est dans ce contexte qu’a émergé ; depuis 1997, un projet de Protocole facultatif au Pacte international relatif aux droits économiques, sociaux et culturels rédigé par le Comité qui a en charge le monitoring de ces droits. Nous avons revisité ce Protocole dans la perspective de passer d’un statut des droits économiques, sociaux et culturels virtuels à celui des droits concrets. / The United Nations are debating about the justiciability of the economic, social and cultural rights since 1945. The debate concerns the monitoring of the state’s obligations under the International convention on the economic, social and cultural rights. Since the creation of the United Nations, there is a need to strengthen legal protection of those rights. However, the « travaux préparatoires » concerning the Human rights International Charter and the Human rights European Charter, the internationals and regionals evolutions of their legal system lead to the justiciability of those rights. The exploitation of these resources and possibilities can help us to finish that debate. In this context, the Committee of economic, social and cultural rights has drafted, since 1997, an Optional Protocol to the International Covenant of Economic, social and cultural rights authorizing the monitoring of these rights. We have studied and revisited this Protocol so that the economic, social and cultural rights become not the virtuals rights but the concretes ones.

Le débat sur la justiciabilité des droits économiques, sociaux et culturels (c’est-à-dire le contrôle de leur mise en œuvre, plus précisément le contrôle des obligations étatiques qui découlent de ces droits) est en cours au sein de l’O.N.U. depuis 1945. Pourtant, les travaux préparatoires (notamment ceux de la Charte internationale des droits de l’homme et de la Charte européenne des droits de l’homme), les diverses évolutions internationales et régionales du régime juridique de ces droits, conséquences des nouvelles normes procédurales et des jurisprudences qui en découlent, offrent des ressources permettant que lesdits droits soient « justiciabilisés » ou « opposables » aux Etats. L’exploitation de toutes ces ressources aide à vider ce débat. C’est dans ce contexte qu’a émergé ; depuis 1997, un projet de Protocole facultatif au Pacte international relatif aux droits économiques, sociaux et culturels rédigé par le Comité qui a en charge le monitoring de ces droits. Nous avons revisité ce Protocole dans la perspective de passer d’un statut des droits économiques, sociaux et culturels virtuels à celui des droits concrets. / The United Nations are debating about the justiciability of the economic, social and cultural rights since 1945. The debate concerns the monitoring of the state’s obligations under the International convention on the economic, social and cultural rights. Since the creation of the United Nations, there is a need to strengthen legal protection of those rights. However, the « travaux préparatoires » concerning the Human rights International Charter and the Human rights European Charter, the internationals and regionals evolutions of their legal system lead to the justiciability of those rights. The exploitation of these resources and possibilities can help us to finish that debate. In this context, the Committee of economic, social and cultural rights has drafted, since 1997, an Optional Protocol to the International Covenant of Economic, social and cultural rights authorizing the monitoring of these rights. We have studied and revisited this Protocol so that the economic, social and cultural rights become not the virtuals rights but the concretes ones.