Mes travaux de recherche s'intéressent à la simulation distribuée et aux possibilités offertes par le paradigme pair-à-pair. Le modèle pair-à-pair est généralement asymétrique. Il est constitué de réseaux de machines totalement hétérogènes avec des configurations matérielles et des débits de connexion très variables. Les nœuds constituant un tel réseau sont hautement dynamiques et organisés de manière totalement décentralisée.<br /><br />Une étude comparative entre les deux paradigmes grille de calcul et pair-à-pair est présentée. Elle révèle que la taxonomie des systèmes de l'informatique répartie est simpliste et sommaire. Nous en présentons une autre plus raffinée. Elle prend en compte de nouveaux paramètres pouvant aider l'utilisateur à faire un choix entre les grilles de calculs et le modèle pair-à-pair.<br /><br />Ces nouveaux paramètres sont pris en compte dans le développement de la plate-forme PHAC (P2P-based Highly Available Computing Framework) présentée dans ce mémoire. Il s'agit d'un environnement de programmation de haut niveau qui permet de construire un réseau pair-à-pair hautement disponible et adapté aux besoins de l'utilisateur. La plate-forme tient compte des spécificités des réseaux pair-à-pair telles que la volatilité et l'hétérogénéité des pairs. La robustesse du réseau est étudiée selon une voie expérimentale. Les résultats montrent que le réseau est suffisamment robuste pour distribuer des simulations de manière transparente.

Avec l'arrivée du Web 2.0, l'édition collaborative devient massive. Ce changement d'échelle met à mal les approches existantes qui n'ont pas été conçues pour une telle charge. Afin de répartir la charge, et ainsi, obtenir un plus grand passage à l'échelle, de nombreux systèmes utilisent une architecture dite pair-à-pair. Dans ces systèmes, les données sont répliquées sur plusieurs pairs et il est alors nécessaire de définir des algorithmes de réplication optimiste adaptés aux caractéristiques des réseaux pair-à-pair: la dynamicité, la symétrie et bien sûr le nombre massif d'utilisateurs et de données. De plus, ces systèmes étant des éditeurs collaboratifs, ils doivent vérifier le modèle de cohérence dit <> (Causalité, Convergence et Intention). Dans ce manuscrit, nous proposons un modèle formel pour les systèmes d'édition collaborative qui nous permet de formaliser le modèle CCI. Dans ce modèle, nous proposons Logoot, un type de données répliqué commutatif (CRDT) pour les documents texte. Par la suite, nous définissons un mécanisme d'annulation générique pour les types de données CRDT. Nous appliquons notre mécanisme d'annulation sur Logoot pour obtenir un CRDT texte avec la fonctionnalité d'annulation appelée Logoot+. Nous proposons finalement une évaluation comparative des approches Logoot et Logoot+ à partir des modifications produites sur plus de 2000 pages de Wikipédia.

Les méthodes d'apprentissage supervisé sont appliquées depuis récemment à des jeux de données de puces à ADN, afin d'une part d'extraire des gènes impliqués dans les différences entre les classes d'individus étudiés et d'autre part de construire une fonction de classification permettant de prédire la classe d'un nouvel individu. Ces données de puces à ADN peuvent être accompagnées d'une information précieuse décrivant les interactions entre les variables (les gènes). Cette information est regroupée sous la forme de réseaux de régulations génétiques (RRG). L'objectif de la thèse est de réaliser l'intégration de l'information contenue dans ces RRGs dans une méthode de classification supervisée binaire. Nous proposons une nouvelle méthode, graph Constrained Discriminant Analysis (gCDA), basée sur l'analyse discriminante de Fisher. Les méthodes de la littérature se proposent d'implémenter la contrainte suivante : les gènes qui sont voisins dans le RRG doivent avoir des poids proches, voire identiques, dans la fonction de classification. À contrepoint de ces méthodes, gCDA est basée sur l'estimation régularisée des matrices de variance covariance qui sont utilisées dans l'analyse discriminante de Fisher. Les estimateurs utilisés dans gCDA prennent en compte l'information contenue dans les RRGs disponibles a priori grâce aux propriétés des modèles graphiques gaussiens. gCDA est comparée aux méthodes de la littérature sur des données simulées, données pour lesquelles le graphe sous-jacent est parfaitement connu. Dans le cas de données réelles, le graphe sous-jacent décrivant les interactions entre variables n'est pas connu. Nous nous sommes donc également intéressés à des méthodes permettant d'inférer de tels graphes à partir de données transcriptomiques. Enfin, des résultats sont obtenus sur trois jeux de données réelles. Les RRG ont été inférés soit sur des jeux de données de même nature mais indépendants (c'est-à-dire concernant des individus qui ne sont pas utilisés pour en classification), soit sur une partie indépendante du jeu de données étudié. Nous montrons une amélioration notable des performances de classification sur ces jeux de données lorsque gCDA est utilisée par rapport à l'utilisation des méthodes de la littérature décrites dans la deuxième partie.

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.

Les réseaux de santé marquent de plus en plus le paysage sanitaire et social français. Ils se développent de façon croissante depuis une vingtaine d'années et se présentent comme une solution organisationnelle « évidente » pour combler les insuffisances d'un système de santé perçu comme trop segmenté pour prendre en charge certaines pathologies complexes. Cette forme d'organisation des soins aujourd'hui très répandue n'en est pas moins l'objet d'une importante confusion tant sa diversité est grande et sa visibilité est faible. Aussi, pour s'entendre sur cet objet, nous avons construit un idéaltype de réseau de santé à partir d'une étude empirique. Ce dernier a servi de guide dans notre recherche et a mis à jour une importante distorsion entre la représentation idéale des acteurs de la santé et la réalité des réseaux de santé existants. Nous avons alors prolongé la réflexion en cherchant d'une part à expliquer la distorsion et d'autre part à la réduire. Une revue de littérature en stratégie, en organisation et en management public a mis l'accent sur le caractère paradoxal des réseaux de santé et corrélativement sur la nécessité de mettre en œuvre une stratégie paradoxale pour répondre aux tensions managériales qui leurs sont inhérentes. Les modalités de ce type de gestion restaient toutefois à découvrir. Ainsi, nous avons réalisé une étude comparative de cinq cas exemplaires de réseaux de santé. L'analyse transversale des cas nous a permis d'approfondir la connaissance des réseaux de santé et de proposer un modèle de management paradoxal à la lumière des savoirs d'actions énoncés par les acteurs.

La simulation in silico des gènes codant pour des ARN de transfert et des protéines a connu un développement considérable ces dernières années car elle permet de déduire de modèles simples des comportements inattendus qui découlent de la structure des génotypes dans l'espace des séquences et de la correspondance génotype-phénotype. Le modèle d'évolution le plus élémentaire, la théorie dite "de l'évolution neutre" conçue et défendue par Kimura principalement, donne lieu à un phénomène à présent bien documenté: les génotypes robustes aux mutations et exprimant des protéines se repliant efficacement, sont surreprésentés en comparaison des génotypes "fragiles". De nombreuses questions restent en suspens notamment en ce qui concerne l'incidence que peut avoir une modélisation plus réaliste de la fonctionnalité d'une protéine sur le schéma tracé à partir de considérations purement structurales et cinétiques. Pour cela, nous avons développé un modèle incluant une contrainte sélective imposant une dimérisation spécifique minimale de deux protéines codées par deux gènes pour qu'un individu puisse survivre. Nous démontrons que les réseaux neutres construits d'après des critères structuraux sont grandement plastiques et peuvent s'adapter à une fonction vitale sans souffrir de baisse de stabilité. La surreprésentation des génotypes robustes est maintenue, elle est même amplifiée par l'interaction épistatique existant entre les deux gènes. On observe que cela s'accompagne d'une augmentation en moyenne de la fonctionnalité résultant de l'émergence d'un *superfunnel* fonctionnel dans l'espace des séquences. Cette propriété remarquable pourrait avoir d'importantes implications dans l'explication de l'émergence de nouvelles fonctions biologiques. Une autre question concerne les simplifications impliquées par le choix des modèles protéiques. Puisque les simulations évolutives supposent un coût de calcul important, les protéines sur réseau ont eu la préférence de nombreux modélisateurs. Dans ce mémoire, nous proposons un modèle de protéine hors réseau possédant des cartes de contacts plus complexes que les protéines sur réseau. Il confirme les conclusions tirées des simulations sur les protéines sur réseau.

Le processus de territorialisation industrielle, si l'on entend par là l'appropriation de leur espace par des acteurs industriels locaux agissant en interaction réciproque, peine à se réaliser dans la région de Tunis. L'innovation dans les PMI en souffre et demeure incrémentale. Les acteurs impliqués dans l'aventure industrielle - entrepreneurs ou futurs entrepreneurs, cadres, inventeurs - privilégient la relation réticulaire au détriment de la relation territoriale de proximité typique, par exemple, des districts industriels, mais aussi des systèmes productifs localisés ou des milieux innovateurs. Il conviendrait pourtant de considérer la relation territoriale de proximité comme un complément indispensable à l'inscription des acteurs dans des réseaux nationaux ou internationaux, faute de quoi les grandes unités, nationales ou étrangères, ne sauraient d'elles-mêmes exercer leurs effets de polarisation dans un sens favorable au développement local des petites et moyennes entreprises industrielles. Une clef de compréhension de l'ensemble de ces phénomènes consiste à scruter la manière dont les acteurs locaux se représentent leur situation présente qui se trouve pour partie héritée du passé, et comment ils agissent en conséquence.

Ces travaux s'intéressent à la micro-hydrodynamique des écoulements sanguins cérébraux dans les réseaux micro-vasculaires. A partir d'images tridimensionnelles haute résolution obtenues par micro-tomographie, les réseaux micro-vasculaires sont numérisés après différentes étapes de traitement d'images. Une résolution numérique approchée des écoulements sanguins quasi-statique de type réseau est développée. Cette approche permet à la fois de prendre en compte la structure géométrique micro-vasculaire complexe et les interactions hydrodynamiques non-locales des hématies confinées qui s'écoulent en son sein. La méthode proposée permet l'évaluation des distributions de pression, d'hématocrite et de débit sur des volumes cérébraux d'une dizaine de millimètres cube où quelques dizaines de milliers de segments vasculaires sont présents. L'analyse systématique des modèles de rhéologie sanguine existant montrent la prépondérance du choix du modèle de viscosité, à opposer au faible impact de la séparation de phase sur l'écoulement, phénomène pour lequel nous proposons aussi une modélisation alternative. De plus, nous avons analysé la perfusion sanguine cérébrale, et l'organisation générale des écoulements corticaux. Dans la situation physiologique normale, nous quantifions les territoires vasculaires qui sont les unités fonctionnelles micro-vasculaires. Nous évaluons leur évolution et leur robustesse dans des contextes pathologiques modèles et notamment pour les micro-accidents vasculaires cérébraux.

Nous étudions plusieurs modèles de polymères dirigés en milieux aléatoires. Pour le modèle classique sur Z^d, nous étudions la convergence de l'environnement vu par la particule dans la région de faible désordre. Nous donnons des résultats très forts pour de très hautes valeurs de la température. Nous donnons ensuite un traitement complet de la fonction de partition pour un modèle de polymères dirigés en milieux aléatoires sur le réseau hiérarchique en diamant. Finalement, nous étudions l'énergie libre des polymères dirigés en milieux aléatoires sur Z^d dans des boites très asymétriques. Nous parvenons à prouver que, dans un régime approprié, elle coïncide avec l'énergie libre d'un modèle en temps continu dans un environnement Brownien. En dimension 1, la valeur exacte de cette énergie libre est connue. Nous étudions également des polymères dirigés en dimension 1 avec un drift qui tend vers l'infini. Nous donnons la valeur exacte de l'énergie libre et l'ordre des fluctuations de la fonction de partition.

Le but de cette thèse est de contribuer au développement des techniques de localisation et de description de données dans des environnements P2P. Au niveau de la couche application, nous nous concentrons sur l'exploitatoin des sémantiques qui peuvent être capturées à partir des données partagées. Ces sémantiques peuvent améliorer l'efficacité de recherche, ainsi que permettre des requêtes complexes. A cet effet, nous présentons une technique originale d'indexation de données dans les systèmes P2P qui se base sur les résumés linguistiques. Nos résumés sont des vues synthétiques et multidimensionnelles qui supportent la localisation des données pertinentes en se basant sur leur contenu. Plus intéressant, ils fournissent des représentations intelligibles de données, qui peuvent renvoyer des réponses approximatives à des requêtes d'utilisateur. Au niveau de la couche réseau P2P, nous nous concentrons sur l'exploitation des caractéristiques de la topologie, à savoir les caractéristiques de leur regroupement (clustering). Des informations sur le clustering du réseau P2P peuvent être utilisées pour réduire le trafic de réseau produit par le mécanisme de flooding. Ceci permet d'améliorer l'exécution des systèmes P2P, indépendamment de l'emploi des index de données à la couche application, puisque le mécanisme de flooding représente toujours un bloc constitutif fondamental des systèmes non structurés P2P. Dans cette thèse, nous présentons un bref état de l'art sur les systèmes P2P de partage de données P2P et nous nous concentrons sur l'évolution des systèmes simples de partages des fichiers vers des systèmes de gestion des données. En second lieu, nous proposons une solution pour la gestion des résumés de données dans des systèmes P2P. Nous définissons un modèle approprié et des techniques efficaces pour la création et la mise à jour des résumés. Nous discutons également le traitement des requêtes dans le cadre des résumés. Troisième- ment, nous proposons une technique de recherche basée sur clustering implémentée au dessus d'un protocole de custering selon la connectivité des noeuds. Nous nous concentrons sur la reduction des messages de re- quêtes redondants qui surchargent inutilement le système. Nous avons validé nos solutions par la simulation et les résultats montrent une bonne performance.