Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'optimisation du partage de charge dans un réseau supportant le routage à la source. Une modélisation générique en files d'attente alimentées par un trafic caractérisé par sa bande passante effective et l'utilisation de la théorie des Grandes Déviations nous a permis de déduire de règles d'ingénierie dans divers contextes en optimisant des fonctions de coût qui reflètent les besoins des réseaux opérationnels. Des propriétés structurelles sur les politiques optimales ont été démontrées pour des importants dans le domaine de l'ingénierie du trafic. La variabilité de la capacité des chemins d'un réseau a été intégrée à l'aide du concept de capacité effective. Nous avons mis en évidence qu'un dimensionnement basé sur une capacité moyenne peut s'avérer sous optimal et nous avons quantifié cela. Ainsi, une approche d'ingénierie de trafic adaptative a été proposée en faisant évoluer le partage en fonction des mesures réalisées sur le réseau.

La superposition de topologies virtuelles à la topologie physique d'un réseau est un des principaux mécanismes de l'ingénierie de trafic. Soit un réseau physique d'une certaine topologie et capacité fixées et une matrice de trafic à véhiculer, il s'agit trouver une topologie logique permettant de mapper de manière optimale la matrice de trafic sur le réseau physique. Lors de l'évolution de la matrice de trafic sur des échelles de temps longues, il faudra agir sur le layout. La première contribution concerne la définition de fonctions de coût mieux adaptées à la réalité d'un opérateur, la deuxième contribution concerne la prise en compte du coût de changement du layout. Il s'avère intéressant d'un point de vue opérateur de réduire la complexité du layout, mesurée comme une fonction du nombre de chemins virtuels. Nous avons donc formulé divers problèmes de minimisation de la complexité du layout sous des contraintes de QoS. Il s'agit d'une modélisation réaliste mais qui engendre des modèles difficiles à résoudre. Nous avons développés des heuristiques qui permet de trouver des solutions approchées pour des réseaux de grande taille. Nous avons montré que la complexité des layouts peut être significativement réduite en comparaison avec celle obtenue suite à l'optimisation des fonctions de coût classiques. Le changement du layout implique d'une part un coût d'opération et d'autre part peut engendrer des coupures de service qui affecteront directement le coût d'opération. Nous avons formulé une famille de problèmes prenant en compte le coût de reconfiguration du layout. L'une des heuristiques citées a été adaptée pour analyser ces nouveaux problèmes.