Avec l’évolution rapide des technologies réseaux et télécoms radios mobiles, les chercheurs sont actuellement en train de préparer l’arrivée d’une nouvelle génération baptisée 4G. Le réseau de 4ème génération qui est encore l’objet de travaux de recherche vise à améliorer l’efficacité spectrale et à augmenter la capacité de gestion du nombre des mobiles dans une même cellule. Il tend à offrir des débits élevés en situation de mobilité à grande ou faible vitesse. Il vise aussi à permettre et à faciliter l’interconnexion et l’interopérabilité entre différentes technologies existantes en rendant transparent à l’utilisateur le passage entre les réseaux. Enfin, il vise à éviter l’interruption des services durant le transfert intercellulaire, et à basculer l’utilisation vers le tout IP. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés en premier lieu aux problématiques de la QoS en situation de mobilité au sein d’une technologie candidate à la 4G (WiMAX mobile) pour du trafic temps-réel. Pour cela, nous avons comparé la performance de plusieurs protocoles de mobilité dans le contexte du Handover de niveau 2 et de niveau 3 et plus. Nous avons pour cela fait varier les modèles de mobilité, les configurations et les scénarios. Enfin, nous avons modélisé un algorithme décisionnel qui gère le Handover dans le WiMAX mobile en fonction de plusieurs paramètres d’entrées. Au travers de ces études, nous avons dégagé des protocoles de mobilité qui offrent un niveau de QoS acceptable pour un trafic temps-réel dans le cadre des scénarios envisagés. En deuxième lieu, nous nous sommes concentrés sur les problèmes d’interconnexion et d’interopérabilité entre les réseaux en tenant compte de la mobilité et du Handover vertical entre deux technologies. Pour cela, nous avons proposé de comparer des protocoles de mobilité puis de les combiner afin de diminuer les délais des trafics temps-réel au cours du Handover. Au niveau de l’interconnexion, nous avons proposé des modèles entre WiMAX mobile et de nombreux autres standards (802.11e, UMTS, DVB-S/RCS, LTE). Outre les solutions d’interconnexion, nous avons également mis en évidence la ou les combinaisons de protocoles de gestion de la mobilité qui permettent de garantir de la QoS. / With the rapid evolution of mobile radio telecommunications and networks technologies, researchers are currently preparing the arrival of a new generation called 4G. The 4th generation network aims to improve spectral efficiency and increase capacity to manage a large number of mobiles in a cell. It tries to provide high flow rates under high or low mobility. It also aims to enable and facilitate the interconnection and the interoperability between different technologies allowing transparent transition between networks. Finally, it aims to avoid interruption of services during the handover, and to switch an all-IP system. In this context, we are concerned first with QoS and mobility issues in Mobile WiMAX for the real-time traffic. We compared the performance of several mobility protocols in the context of the level 2 and level 3+ handovers. Several mobility models, configurations and scenarios were considered. Finally, we modeled a decision algorithm that manages the handover in mobile WiMAX based on several input parameters.Through these studies, we have identified mobility protocols that provide an acceptable QoS level for real-time traffic under the proposed scenarios. Secondly, we focused on the problems of interconnection and interoperability between networks, taking into account the mobility and vertical handovers between two technologies. For this, we proposed to compare mobility protocols or combine them to reduce delays for real-time traffic during the handover. We also proposed interconnection models between mobile WiMAX and many other standards (802.11e, UMTS, DVB-S/RCS, LTE). Besides interconnection solutions, we also highlighted the combination or combinations of management mobility protocols that can guarantee QoS.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La croissance du réseau Internet, l'émergence de nouveaux besoins par l'avènement des terminaux dits intelligents (smartphones, tablettes tactiles, etc.) et l'apparition de nouvelles applications sous-jacentes induisent de nombreuses mutations dans l'usage de plus en plus massif des technologies de l'information dans notre vie quotidienne et dans tous les secteurs d'activités. Ces nouveaux usages ont nécessité de repenser le fondement même de l'architecture réseau qui a eu pour conséquence l'émergence de nouveaux concepts basés sur une vue "centrée sur l'usage" en lieu et place d'une vue "centrée sur le réseau". De fait, les mécanismes de contrôle du réseau de transport doivent non seulement exploiter les informations relatives aux plans de données, de contrôle et de gestion, mais aussi les connaissances, acquises ou apprises par inférence déductive ou inductive, sur l'état courant du réseau (trafic, ressources, rendu de l'application, etc.) de manière à accélérer la prise de décision par les éléments de contrôle du réseau. Les travaux faits dans le cadre de cette thèse concernent ce dernier aspect et rejoignent plus généralement ceux tournés sur les réseaux autonomiques. Il s'agit dans cette thèse de mettre en oeuvre des méthodes relatives à la gestion, à la distribution et à l'exploitation des connaissances nécessaires au bon fonctionnement du réseau de transport. Le plan de connaissances mis en oeuvre ici se base à la fois sur l'idée de développer une gestion au sein d'une structure hiérarchisée et adaptative où seuls certains noeuds sélectionnés sont en charge de la dissémination des connaissances et l'idée de relier ces noeuds au travers d'un ensemble de réseaux couvrants spécialisés permettant de faciliter l'exploitation de ces connaissances. Comparée aux plateformes traditionnellement utilisées, celle développée dans le cadre de cette thèse montre clairement l'intérêt des algorithmes élaborés au regard des temps d'accès, de distribution et de partage de charge entre les noeuds de contrôle pour la gestion des connaissances. A des fins de validation, cette plateforme a été utilisée dans deux exemples d'application: le Cloud computing et les smartgrids / The growth of the Internet, the emergence of new needs expressed by the advent of smart devices ( smartphones, touchpads , etc. ) and the development of new underlying applications induce many changes in the use of information technology in our everyday life and in all sectors. This new use that match new needs required to rethink the foundation of the network architecture itself, which has resulted in the emergence of new concepts based on a "use-centeric" view instead of a "network-centric" view. In fact, the control mechanisms of the transmission network must not only exploit the information on data, control and management planes, but also the knowledge acquired or learned by inductive or deductive inference on the current state of the network (traffic, resources, the rendering of the application, etc.) to accelerate decision making by the control elements of the network. This thesis is dealing with this latter aspect, which makes it consistent with work done on autonomic networks. It is about conceiving and implementing methods for the management, distribution and exploitation of knowledge necessary for the proper functioning of the transmission network. The knowledge plane that we implemented is based on both the idea of developing a management within an adaptive hierarchical structure where only some selected nodes are responsible for the dissemination of knowledge and the idea of linking these nodes through a spanning set of specialized networks to facilitate the exploitation of this knowledge. Compared to traditionally used platforms, the one developed in this thesis clearly shows the interest of the developed algorithms in terms of access time, distribution and load sharing between the control nodes for knowledge management. For validation purposes, our platform was tested on two application examples : Cloud computing and smart grids

Nos travaux de recherche abordent la problématique de l'auto-réparation dans les applications orientées service et plus spécifiquement celles basées sur la technologie des services web. Notre but est de garantir la fiabilité et la qualité de service (QdS) de ces applications. Nous définissons pour cela un cadriciel et des services logiciels couvrant les différentes étapes de la boucle de gestion de l'auto-réparation allant du monitoring de la QdS jusqu'aux actions de reconfiguration. La supervision de l'application repose sur des moniteurs capables d'étendre, de façon non-intrusive, les messages SOAP échangés entre le client et le fournisseur du service par des métadonnées de QdS. L'analyse est la phase d'exploitation des valeurs de QdS obtenues par le monitoring. En cas de détection de dégradation, un diagnostic est élaboré pour l'identification de son origine et l'élimination de l'effet de sa propagation et une réparation par reconfiguration architecturale de l'application est réalisée pour rétablir la QdS. L'approche globale a été validée par deux cas d'étude et les résultats expérimentaux obtenus en utilisant la grille de calcul GRID'5000 montrent l'efficacité de notre solution.

Le cadre de cette thèse est l'étude des systèmes contrôlés en réseau sans fil (SCRSF) qui utilise la technologie IEEE 802.15.4. Le premier objectif est d'étudier la pertinance de l'utilisation du réseau de type IEEE 802.15.4 pour les SCRSF puis de proposer et d'évaluer des mécanismes pour garantir la Qualité de Service (QdS) offerte par le réseau au système contrôlé. Nous analysons l'utilisation des slots temporels réservés (GTS) dans le cadre des SCRSF et les contraintes qui en découlent. De plus, nous proposons des mécanismes de gestion de la QdS avec priorité aussi bien pour le mode avec balise que pour le mode sans balise du protocole IEEE 802.15.4. Ces propositions ont été validées par des simulations et une partie de manière analytique. Notre deuxième objectif est de concevoir, d'une manière conjointe, les SCRSF pour pouvoir régler en ligne la QdS offerte par le réseau en fonction de la Qualité de Contrôle (QdC) du système contrôlé. Nous proposons des protocoles d'adaptation en ligne de la QdS du réseau qui prennent en compte la QdC du système contrôlé. Ces protocoles ont été validés par simulations et une implémentation réelle de chacun d'eux est proposée.

La téléopération en réseau est une thématique émergente, où un humain (le maître) communique avec un esclave commandé à distance à travers un réseau de communication, pour l'échange des données de commande et de mesure. Pour la téléopération longue distance, ces informations traversent divers réseaux hétérogènes ou hybrides interconnectés ensemble. Nous traitons également le cas où un segment sera sans fil, ce qui permet d'envisager que l'esclave soit mobile (véhicule télé-opéré par exemple). Une étude indépendante des aspects commande et des aspects réseau entraîne l'atteinte d'objectifs locaux, qui peuvent le cas échéant être ensuite fortement dégradés après l'intégration des deux aspects. L'utilisation de réseaux partagés, comme internet, en lieu et place d'une liaison dédiée (point à point, liaison virtuelle) est également un défi, en particulier dans le cas de la longue distance. Les mécanismes de qualité de service (QdS) d'un réseau, en particulier du réseau hétérogène, doivent pouvoir être traités par les autres réseaux ; ces points sont assez souvent traités avec un point de vue d'applications multimedia, plus rarement avec le point de vue de la téléopération critique. L'approche de téléopération en réseau peut profiter de ces mécanismes de qualité de service en utilisant des priorités ou des réservations de bandes passantes en fonction des critères de commande et de transparence. Cela peut entraîner une adaptation des ressources réseau en fonction des besoins des objectifs de téléopération afin de transporter l'information en satisfaisant les besoins bout en bout de l'application, cette notion devant être précisée. Lorsqu'on considère la QdS avec un point de vue réseau, elle consiste principalement à la gestion de flux de communication, en prenant en compte des paramètres de besoin et d'ordonnancement. Si l'on prend en compte le point de vue de la téléopération, la QdS entraîne des conséquences sur la qualité de commande (QdC) ce qui inclut la stabilité, la transparence et la téléprésence. De plus, l'interface humaine peut également avoir des besoins spécifiques en termes de téléprésence, ce qui peut entraîner des conséquences sur la répartition de la charge du réseau. Afin d'intégrer les deux approches de QdS et de QdC pour apporter une meilleure réponse au problème posé, nous proposons une approche de coconception avec d'une part une adaptation de la QdS aux besoins de la Qdc (qualité de la transparence) et d'autre part une adaptation de la Qdc (par exemple dégradation de la qualité du flux vidéo) à la disponibilité du réseau. Nous avons considéré deux cas de figures. Dans un premier temps, sans tenir compte des mécanismes de QdS du réseau (approche dite du meilleur effort ou best effort) et par l'adaptation au mieux de l'application, pour répondre aux besoins de la téléopération. La seconde approche considère un réseau orienté QdS entre le maître et l'esclave, où différentes priorités peuvent être attribuées aux flux nécessaires à la téléopération, en fonction des contextes. L'approche proposée est finalement mise en oeuvre sur NeCS-Car, la voiture téléopérée disponible au Laboratoire.

Les systèmes embarqués communicants sont de plus en plus présents dans notre environnement quotidien sous formes de PDA, téléphones portables, etc. Ces sytèmes se doivent d'être ouverts afin de pouvoir accueillir de nouvelles applications tout au long de leur cycle de vie. Ils possèdent alors des contraintes fortes de types qualité de service, sécurité, tolérance aux fautes, etc. La programmation à base de composants apparaît comme une solution prometteuse pour le développement de tels systèmes. Cependant, un des frein à l'adoption de ce type de programmation est que les modèles à composants n'intègrent pas les aspects de gestion de qualité de service. <br />Ce travail de thèse présente une architecture de gestion de qualité de service pour les systèmes embarqués mobiles à composants. Cette architecture, appelée Qinna, est définie à l'aide de composants Fractal et permet la mise en œuvre, ainsi que la gestion dynamique, de contrats de qualité de service entre les différents composants d'un système. L'originalité de l'approche proposée permet de prendre en compte la qualité de service quelque soit le niveau considéré du système (niveau applicatif, niveau services, niveau système d'exploitation et niveau ressources).<br />L'architecture Qinna a été validée par une évaluation qualitative à base de patrons génériques d'architecture, puis par une évaluation quantitative permettant de montrer que le coût de l'architecture reste faible.<br />Le travail réalisé ouvre de nombreuses perspectives de recherche notamment celle de généraliser l'approche utilisée (définition d'une architecture abstraite de composant pour la prise en charge de la gestion d'une propriété non-fonctionnelle, ici la QdS) à d'autres propriétés non-fonctionnelles (par exemple la sécurité ou la tolérance aux fautes), et d'en tirer des conclusions sur la définition et la génération de conteneurs ouverts.

>Magister Scientiae - MSc / The therapeutic goal of cancer treatment is to trigger selective cell death in cancer cells. To eliminate cancerous cells effectively, the anti–cancer drugs must be targeted to the affected cells. However, anti–cancer drugs are often distributed non–specifically giving rise to systemic toxicities and other adverse effects. Cancer specific peptides are useful cancer targeting agents that can be used for the targeted delivery of anti-cancer drugs. Several cancer targeting peptides and some of their corresponding protein targets have been identified. Previous work investigated the specific binding of five of these peptides (p.C, p.H, p6.1, Frop-1 and p.L) conjugated to fluorescent nanoparticles (quantum dots) to a panel of human cell lines, which included four cancerous cell lines (Caco-2, HeLa, HT29 and HepG2) and one non-cancerous cell line (KMST-6). Flow cytometry showed that the p.L peptide preferentially bind to HT29 cells; suggesting that the expression levels of the target for the p.L peptide are higher in these cells. The objective of this study was to make use of target specific functionalised quantum dots (QDs) to deliver Second mitochondria-derived activator of caspases/ Direct AIP binding protein with low PI (Smac/DIABLO) to HT29 cells with the aim of enhancing the effects of pro-apoptotic drugs. Smac/DIABLO is a pro-apoptotic peptide that is able to interact with inhibitor of apoptosis proteins (IAPs), thereby inducing pro-apoptotic signalling. Methodology: CdSe/ZnS core-shell QDs were synthesised using the one-pot synthesis method. These QDs were characterised using photoluminescence (PL) spectroscopy, high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The CdSe/ZnS core-shell QDs were solubilised with L-cysteine (Cys- QDs). The Cys-QDs were bi-conjugated to the p.L peptide and Smac peptide using 1-ethyl-3- (30-dimethylamino) carbodiimide (EDC) chemistry. Cultured HT29 cells were exposed to the 10 | P a g e QD peptide bi-conjugates and fluorescence microscopy was employed to assess targeting and internalisation. The cytotoxicity of the QD peptide bi-conjugates in combinatorial treatment with ceramide was evaluated using the WST-1 Cell Proliferation assay. A commercially available QD with similar chemistry was used to carry out a comparative study to relate the efficiency of the in-house synthesized QD.

Ce manuscrit présente les travaux que j'ai mené depuis 2002 sur les thématiques d'amélioration de la Qualité de Service (QdS) et de la sécurité des réseaux dans les environnements réseaux dits contraints. Ces travaux ont été menés successivement au travers de différentes structures. Dans un premier temps, j'ai été doctorant puis ATER au LAAS-CNRS et à l'INSA de Toulouse. J'ai eu l'opportunité d'avoir une expérience de post doctorant à l'étranger pendant cette période au sein du KAIST en Corée du Sud. En 2006, j'ai été recruté par l'ENAC et son laboratoire TELECOM pour exercer les fonctions d'enseignant chercheur. Le fil directeur de ma contribution pour ce mémoire d'habilitation à diriger les recherches est centré sur la notion d'environnement réseau contraint. Un environnement réseau contraint dispose par définition d'un niveau limité de ressources (de calcul, réseau ou énergétique) pour rendre un service à ses usagers. Dans ce manuscrit nous nous intéresserons en particulier à l'optimisation de l'utilisation des ressources réseaux : pour cela, les paramètres de QdS tels que la "capacité" ou encore le "délai d'acheminement" des liens réseaux considérés seront déterminant pour l'optimisation de l'utilisation des ressources réseaux. Néanmoins, il est important de noter que nous ne considérons pas spécifiquement la problématique de l'optimisation de la gestion de l'énergie dans cet environnement. Le contexte d'application des réseaux contraints est très vaste. Ainsi, nous nous intéresserons au travers de ce manuscrit aux réseaux mobiles qui peuvent intégrer une ou plusieurs liaisons sans fil (satellite, Wifi, Wimax) qui, par construction, offrent un niveau de service plus faible qu'un réseau classique filaire lorsqu'on considère les paramètres traditionnels d'estimation de la QdS : débit, délai ou encore taux de perte. Nous verrons en particulier comment différentes solutions novatrices ont été proposées par l'intermédiaire des travaux que nous avons menés afin de pouvoir optimiser l'utilisation des ressources réseaux dans ce contexte et élever le niveau de robustesse offert par ce dernier.

This thesis reports a passive method for Fermi level regulation in quantum dot assemblies through ground state transfer between QDs. Here, ZnTe/CdS, and PbSe/CdSe core/shell QDs were used as valence band electron donors, while Cu containing CdS or ZnSe acts as electron acceptor QDs. Prior to study of ground state charge transfer process, this report discusses the synthesis of ZnTe/CdS, and PbSe/CdSe core shell QDs, which are later used to study charge transfer. Since ZnTe QDs are unstable and prone to oxidation, a CdS coated ZnTe QDs were used. Growing a CdS shell on ZnTe core is difficult because high reduction potential of Te. To overcome this problem, partially reduced sulphur is used for the synthesis of ZnTe/CdS. The peculiar optical properties exhibited by ZnTe/CdS also have been discussed. Even though the synthesis of Lead chalcogenide nanoparticles has been investigated previously, certain inconsistencies between the behavior expected from known mechanisms and empirical observations. An anion exchange mechanism is proposed and demonstrated to be involved in PbSe formation. Both ZnTe and PbSe based QDs are extensively used to study hole injection and copper containing QDs were used as acceptors. The charge transfer has been studied using optical spectroscopy. The structure and composition of the assemblies was identified using powder crystallography, electron-microscopy and composition analysis. The unique physical and chemical properties of these materials are exciting both fundamentally as well as from the point of view of applications.