Au cours des dernières années, l’utilisation des téléphones portables et tablettes s’est vue croitre de façon significative. De plus, la disponibilité et l’ubiquité de l’accès sans fil a permis de créer un environnement dans lequel les utilisateurs partout où ils sont accèdent en tout temps à des services se trouvant dans le cloud. Cet environnement appelé cloud sans fil consomme une quantité d’énergie significative et est responsable d’émissions considérables en carbone. Cette consommation massive d’énergie et émissions en carbone deviennent un problème majeur dans le secteur des technologies de la communication. Dans ce contexte, nous nous intéressons dans cette thèse à la réduction de la consommation d’énergie et des empreintes en carbone des réseaux d’accès de type mesh et réseaux de campus ainsi que les data centers des infrastructures cloud. Dans la première partie, nous nous intéressons aux réseaux mesh de type TDMA. Nous proposons des solutions pour le problème de routage et ordonnancement des liens qui permettent de réduire la consommation d’énergie dans le réseau. Nous étendons par la suite cette approche pour les réseaux de campus dans un contexte compatible avec le paradigme SDN. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la réduction de la consommation l’énergie et des empreintes en carbone des infrastructures cloud distribuées, avec des couts variables de l’électricité et d’émission en carbone. Nous proposons des approches d’optimisations dans deux cas de figures : le cas d’un fournisseur cloud souhaitant réduire ses couts et dans le cas où les utilisateurs cloud spécifient des contraintes en carbone sous forme de Green SLA. / Over the last decade, there has been an increasing use of personal wireless devices, such as laptops, smartphones and tablets. The widespread availability of wireless access created an environment in which anywhere at anytime users access data and services hosted in cloud infrastructures. However, such wireless cloud network consumes a non-negligible amount of energy and generates a considerable amount of carbon, which is becoming a major concern in IT industry. In this context, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint, as well as building green infrastructures in the two different parts of the wireless cloud: (i) wireless access networks including wireless mesh and campus networks, and (ii) data centers in a cloud infrastructure. In the first part of the thesis, we present an energy-efficient framework for joint routing and link scheduling in multihop TDMA-based wireless networks. At a later stage, we extended this framework to cover campus networks using the emerging Software Defined Networking (SDN) paradigm. In the second part of this thesis, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint of cloud infrastructures. Specifically, we propose optimization approaches for reducing the energy costs and carbon emissions of a cloud provider owning distributed infrastructures of data centers with variable electricity prices and carbon emissions in two different setups: the case of a cloud provider trying to reduce its carbon emissions and operational costs as well as the case where green constraints are specified by the cloud consumers in the form of Green SLAs.

Notre travail se situe dans le contexte de partage de réseau mobile actif, ou un nombre d'opérateurs partagent leur accès radio, afin de former un système multi-technologie multi-opérateur. Le but de notre étude est de montrer les avantages de la coopération entre les opérateurs, principalement en ce qui concerne les revenus. De plus, nous cherchons des stratégies pour surpasser les conséquences négatives du partage des ressources, surtout celles touchant la performance des réseaux des opérateurs coopérants. Nous avons montré que les bénéfices de la coopération dépendent fortement du choix de partenaires, la tarification de service ( cout de transfert) entre les partenaires, et combien un opérateur partage de ses ressources. Notre travail consiste, en premier temps, à proposer un algorithme de sélection d'accès applicable dans un réseau multi-opérateurs. Cet algorithme devrait garantir la satisfaction en QoS de l'utilisateur et celle en profit de son opérateur d'accès à l'Internet. Ainsi, un algorithme adoptant une décision hybride, NP-BPA (Nearest Performance and Best Profit Algorithm), est proposé. En deuxième temps, nous étudions la tarification de service entre les opérateurs partenaires, précisément le coût de transfert d'un utilisateur. Ce dernier paye juste le prix du service que son opérateur d'accès à l'Internet détermine, il est inconscient du transfert. Les modèles de tarification proposés relient le coût de transfert d'un opérateur au prix adopté pour le service des clients. Le premier modèle, ACAG (As Client As Guest), suggère que le coût de transfert d'un opérateur soit égal à son prix de service. Le deuxième modèle, MIWC (Maximum Income When Cooperating), suggère que les coûts de transfert des opérateurs coopérants soient identiques, et égaux au prix de service le plus élevé des partenaires. Et, le troisième modèle, MCWC (Minimum Cost When Cooperating), suggère que les coûts de transfert des opérateurs coopérants soient identiques et égaux au plus petit prix de service des partenaires. La décision du meilleur modèle à adopter lors de la coopération, intervient une interaction entre les différents partenaires. Nous avons modélisé cette interaction à l'aide de la théorie de jeux. Nous avons exploité un jeu Stackelberg à deux niveaux, TPA (Transaction Pricing and Access Selection), où les opérateurs de service agissent comme Leaders et les opérateurs d'accès à l'Internet des utilisateurs à transférer agissent comme Followers. Finalement, nous avons considéré le mode d'accès hybride pour la coopération. Ce mode d'accès est proposé comme solution surtout pour les opérateurs partageant la plus grande capacité. La performance du réseau de ces opérateurs est relativement affaiblie suite à la coopération. Nous avons vérifié que le pourcentage de blocage diminue quand l'opérateur, ayant une capacité élevée, réduit le pourcentage de ressources partagées. Pour un même pourcentage de partage, le profit d'un opérateur diffère avec le modèle de tarification adopté. Ainsi, une bonne décision doit être prise, concernant le pourcentage de partage et le modèle de tarification, tout en tenant compte de l'effet de cette décision sur les autres partenaires du système. C'est pourquoi que nous avons proposé un nouvel jeu séquentiel à deux niveaux, afin de modéliser l'interaction entre les opérateurs, pour le partage de ressources et la tarification du coût de transfert. / We consider a roaming-based infrastructure sharing system, where multiple operators share their radio access in a multi-operator environment. Indeed, when the home operator of a user is unable to satisfy its constraints, because of lack of resources or QoS, a transaction event is triggered. It consists in transferring the considered user to another operator in order to access the service. Moreover, when there are more than two operators sharing their access, the user transfer process includes an access selection decision in order to choose the best operator for service. Furthermore, when a user is transferred, its home operator must pay some transaction cost as cooperation fees for the new service operator. This transaction is seamless to the user. Therefore, the inter-operators sharing agreement set for cooperation must include three important issues: the selection decision algorithm, the transaction cost pricing scenario, and the percentage of resources shared by each operator. In the first part, we introduce our selection decision algorithm in a multi-operator environment, NP-BPA (Nearest Performance and Best Profit Algorithm). It is based on a multi-criteria cost function which groups the different parameters that enable a satisfying selection decision, for the operators and users. In the second part, we study the transaction cost. We find rational that an operator sets its transaction cost as a function of its service price. We consider a sharing system of three partners, interacting to decide the best transaction cost. Taking into account that the service of a guest user may affect the probability of acceptance of a client, an operator looks for preserving the expected revenue from its client. Therefore, we propose the first pricing scenario, ACAG (As Client As Guest) that aims to set the transaction cost of an operator equal to its service price. However, every operator seeks to maximize its revenue; therefore it is expected to set a higher transaction cost. How much higher? This must respect the sharing agreement between different partners and the service prices they adopt. To be optimistic, we propose a second pricing scenario MIWC (Max In When Cooperating). With this scenario all partners agree to have a transaction cost equal to the highest service price announced in the system. But, this scenario may cause losses in some cases where an operator setting a low service price performs a lot of transactions. To be fair, we propose a third pricing scenario MCWC (Min Cost When Cooperating). With this scenario all partners agree to have a transaction cost equal to the lowest service price announced in the system. In order to decide the best pricing scenario to adopt in the sharing system, a two stage Stackelberg game, TPA (Transaction Pricing and Access Selection) game, is formulated. In this game, the operators are the players; the service operators are the leaders and the home operator of a transferred user is a follower. In the third part, we consider a three operator sharing system with hybrid access mode. In this system partners decide to share a restricted amount of their capacity. We show how the sharing factor affects the blocking rates and affect the global profits. Further, the achieved profit does not depend only on the sharing factor, but also on the adopted pricing scenario. Therefore an economic framework based on game theoretical analysis is proposed. It models the interaction between the sharing system operators for resource sharing and pricing, in addition to the access selection. A sequential game is formulated, where the players are the operators. In the first stage, the sharing partners decide the proportion of resources they will share and the transaction pricing scenario in order to maximize their own profits. In the second stage, the home operator of a transferred user selects the suitable service operator. A bi-level optimization problem is solved and equilibrium is found.

Les réseaux de capteurs sans fil posent de nombreux défis de conception. Ils doivent en particulier capter les informations provenant de l'environnement, traiter les données acquises, recevoir et retransmettre celles-ci avec une durée de vie devant atteindre plusieurs dizaines d'années selon les applications, sans intervention extérieure. Il est donc nécessaire d'optimiser la consommation d'énergie à tous les niveaux. Ce travail propose de réduire la consommation d'énergie de la partie numérique d'un nœud de réseau grâce à l'utilisation de la logique asynchrone et de communications synchrones entre le logiciel le matériel. Par ailleurs, il est important de gérer dynamiquement la consommation en adaptant dynamiquement les tensions d'alimentation. Cet aspect est traité à l'échelle du système complet, au niveau matériel, grâce à la spécification d'un coprocesseur dédié, au niveau algorithmique et logiciel temps-réel ainsi qu'au niveau des interfaces de communication.

Ce manuscrit présente les fondements dynamiques des jeux de population avec un nombre variable de joueurs ainsi que leurs concepts de solutions et de stabilités. Nous introduisons d'abord les dynamiques de jeux avec retard et étudions leurs stabilités. Nous les appliquons aux réseaux filaires et aux réseaux sans fils. Ensuite nous nous intéressons aux aspects de mobilité et aux distributions spatiales des joueurs sur le réseau. Cela nous conduit à une nouvelle classe de dynamique de jeux à stratégies vectorielles avec des contraintes de migrations, appelée dynamique de jeux d'évolution avec migration. Nous dérivons de telles dynamiques pour les réseaux hybrides et appliquons aux problèmes de contrôle de puissance dans les réseaux hétérogènes, choix entre plusieurs technologies et migration entre plusieurs classes d'utilisateurs. Ensuite nous nous focalisons aux jeux stochastiques de population avec plusieurs classes de joueurs dans lesquels chaque joueur possède son propre état et fait face un vecteur qui évolue dans le temps. Des applications à la gestion d'énergie dans les réseaux sont présentées. Finalement, nous étudions une classe de jeux à champ moyen. Lorsque la taille de la population devient très grande, les asymptotiques du système conduisent à des dynamiques appelées dynamiques de jeux à champ moyen. Cette classe de dynamiques contient les dynamiques standard basées sur des révisions de stratégies. Nous utilisons ce modèle pour analyser les problèmes accès aléatoires à des ressources dans un environnement où les utilisateurs et les ressources sont spatialement distribuées. Nous établissons un lien entre les jeux à champ moyen et les jeux différentiels de population dans lesquels chaque joueur a son état individuel et optimise son paiement à long terme pendant son temps de séjour dans le système sous contraintes que le profil de population évolue selon une dynamique de jeux à champ moyen

Poussé par la demande croissante de services multimédia dans les réseaux Internet à haut débit, la technologie WIMAX a émergé comme une alternative compétitive à la solution filaire d’accès à haut débit. L’IEEE 802.16 constitue une solution qui offre des débits élevés en assurant une qualité de service (QoS) satisfaisante. En particulier, elle est adaptée aux applications multimédia qui ont des contraintes de QoS à satisfaire. Cependant, avec la présence d’utilisateurs hétérogènes qui ont des caractéristiques diverses en termes de bande passante, de conditions radio et de ressources disponibles, de nouveaux défis posés doivent être résolus. En effet, les applications multimédia doivent interagir avec leur environnement pour informer le réseau d’accès de leurs besoins en QoS et s’adapter dynamiquement aux variations des conditions du réseau.Dans ce contexte, nous proposons deux solutions pour la transmission des flux vidéo sur les réseaux 802.16 sur la base de l’approche Cross-layer. Nous nous intéressons à la fois à la transmission unicast et multicast sur le lien montant et descendant d’une ou plusieurs cellules WIMAX.Premièrement, nous proposons une architecture Cross-Layer qui permet l’adaptation et l’optimisation du streaming vidéo en fonction des ressources disponibles. Nous avons défini une entité CLO (Cross-Layer Optimizer) qui exploite des messages de gestion des flux de service, échangés entre BS et SS, au niveau MAC, pour déterminer l’adaptation nécessaire et optimale afin d’assurer le bon fonctionnement de l’application. Les adaptations se produisent en deux temps, lors de l'admission du flux et au cours de la session de streaming. L’analyse des performances, par simulations, de notre solution montre l’efficacité du CLO à adapter, d’une façon dynamique, le débit vidéo en fonction des conditions du réseau afin d’assurer une QoS optimale.Deuxièmement, nous proposons une solution de streaming multicast des flux vidéo dans les réseaux WIMAX. Cette solution permet de trouver un compromis entre la diversité des clients, en termes de conditions radio, de schémas de modulation et de ressources disponibles, ainsi que le format de codage vidéo hiérarchique SVC, pour offrir la meilleure qualité vidéo y compris pour les clients ayant de faibles conditions radio. En effet, cette solution permet à chaque utilisateur d’obtenir une qualité vidéo proportionnellement à ses conditions radio et à sa bande passante disponible. Pour atteindre cet objectif, plusieurs groupes multicast sont formés par couches vidéo SVC. Cette solution permet d’optimiser davantage les ressources radio et ainsi d’augmenter la capacité globale du système. / Driven by the increasing demand for multimedia services in broadband Internet networks, WIMAX technology has emerged as a competitive alternative to the wired broadband access solutions. The IEEE 802.16 is a solution that provides high throughput by ensuring a satisfactory QoS. In particular, it is suitable for multimedia applications that have strict QoS constraints. However, the users’ heterogeneity and diversity in terms of bandwidth, radio conditions and available resources, pose new deployment challenges. Indeed, multimedia applications need to interact with their environment to inform the access network about their QoS requirements and dynamically adapt to changing network conditions.In this context, we propose two solutions for video streaming over 802.16 networks based on Cross-Layer approach. We are interested in both unicast and multicast transmissions in uplink and downlink of one or more WIMAX cells.First, we proposed an architecture that enables Cross-Layer adaptation and optimization of video streaming based on available resources. We defined the entity CLO (Cross-Layer Optimizer) that takes benefits from service flow management messages, exchanged between BS and SS, at the MAC level, to determine the necessary adaptations / adjustment to ensure optimal delivery of the application. Adaptations occur at two epochs, during the admission of the video stream and during the streaming phase. The performance analysis, performed through simulations, shows the effectiveness of the CLO to adapt in a dynamic way, the video data rate depending on network conditions, and thus guarantee an optimal QoS.Second, we proposed a solution that enables IP multicast video delivery in WIMAX network. This solution allows finding the compromise between the diversity of end-user requirements, in terms of radio conditions, modulation schemes and available resources, along with the SVC hierarchy video format, to offer the best video quality even for users with low radio conditions. Indeed, we define a multicast architecture that allows each user to get a video quality proportionally to its radio conditions and its available bandwidth. Towards this end, several IP multicast groups are created depending on the SVC video layers. Subsequently, our solution allows optimizing the use of radio resources by exploiting the different modulations that can be selected by the end-users.

Ce manuscrit présente les fondements dynamiques des jeux de population avec un nombre variable de joueurs ainsi que leurs concepts de solutions et de stabilités. Nous introduisons d'abord les dynamiques de jeux avec retard et étudions leurs stabilités. Nous les appliquons aux réseaux filaires et aux réseaux sans fils. Ensuite nous nous intéressons aux aspects de mobilité et aux distributions spatiales des joueurs sur le réseau. Cela nous conduit à une nouvelle classe de dynamique de jeux à stratégies vectorielles avec des contraintes de migrations, appelée dynamique de jeux d'évolution avec migration. Nous dérivons de telles dynamiques pour les réseaux hybrides et appliquons aux problèmes de contrôle de puissance dans les réseaux hétérogènes, choix entre plusieurs technologies et migration entre plusieurs classes d'utilisateurs. Ensuite nous nous focalisons aux jeux stochastiques de population avec plusieurs classes de joueurs dans lesquels chaque joueur possède son propre état et fait face un vecteur qui évolue dans le temps. Des applications à la gestion d'énergie dans les réseaux sont présentées. Finalement, nous étudions une classe de jeux à champ moyen. Lorsque la taille de la population devient très grande, les asymptotiques du système conduisent à des dynamiques appelées dynamiques de jeux à champ moyen. Cette classe de dynamiques contient les dynamiques standard basées sur des révisions de stratégies. Nous utilisons ce modèle pour analyser les problèmes accès aléatoires à des ressources dans un environnement où les utilisateurs et les ressources sont spatialement distribuées. Nous établissons un lien entre les jeux à champ moyen et les jeux différentiels de population dans lesquels chaque joueur a son état individuel et optimise son paiement à long terme pendant son temps de séjour dans le système sous contraintes que le profil de population évolue selon une dynamique de jeux à champ moyen / His manuscript presents dynamic foundations of population games with variable number of players and their solutions and stability concepts. We first introduce delayed evolutionary game dynamics and study their stability. Applications to both wired and wireless networks are presented. We then introduce mobility and spatial aspects of players distribution into the network dynamics. This leads to a new class of game dynamics with multicomponent strategies and migration constraints called evolutionary game dynamics with migration. We derived such dynamics for hybrid systems such as power control in heterogenous networks, switching between technologies and migration between different classes of users. After that we focus on stochastic population games with multiple classes of players in which each player has its own state and facing to an evolving vector which represents the population profile. We use this model to analyze resource and energy constrained interactions in wireless networks. Finally, we present a class of mean field games. When taking the asymptotics of finite systems, we derive a new class of game dynamics called mean field game dynamics. This class contains the standard evolutionary game dynamics based on revision of pure actions. We apply this model to analyze spatial random access game and dynamic resource competition game with individual states. We establish a link betweenmean field games and differential population games inwhich each player optimizes its long-term objective during its sojourn time in the system subject to the constraint that the population profile evolves according to some mean field game dynamics

Dans les systèmes d'alertes publiques, l’étude de la diffusion des informations dans le réseau est essentielle. Les systèmes de diffusion des messages d'alertes doivent atteindre beaucoup de nœuds en peu de temps. Dans les réseaux de communication basés sur les interactions “device to device”, on s'est récemment beaucoup intéressé à la diffusion des informations et le besoin d'auto-organisation a été mis en évidence. L'auto-organisation conduit à des comportements locaux et des interactions qui ont un effet sur le réseau global et présentent un avantage de scalabilité. Ces réseaux auto-organisés peuvent être autonomes et utiliser peu d'espace mémoire. On peut développer des caractères auto-organisés dans les réseaux de communication en utilisant des idées venant de phénomènes naturels. Il semble intéressant de chercher à obtenir les propriétés des “small world” pour améliorer la diffusion des informations dans le réseau. Dans les modèles de “small world” on réalise un recâblage des liens dans le réseau en changeant la taille et la direction des liens existants. Dans un environnement sans-fils autonome une organisation de ce type peut être créée en utilisant le flocking, l'inhibition latérale et le “beamforming”. Dans ce but, l'auteur utilise d'abord l'analogie avec l'inhibition latérale, le flocking et le “beamforming” pour montrer comment la diffusion des informations peut être améliorée. L'analogue de l'inhibition latérale est utilisé pour créer des régions virtuelles dans le réseau. Puis en utilisant l'analogie avec les règles du flocking, on caractérise les propriétés des faisceaux permettant aux nœuds de communiquer dans les régions. Nous prouvons que les propriétés des “small world” sont vérifiées en utilisant la mesure des moyennes des longueurs des chemins. Cependant l'algorithme proposé est valable pour les réseaux statiques alors que dans les cas introduisant de la mobilité, les concepts d'inhibition latérale et de flocking nécessiteraient beaucoup plus de temps. Dans le cas d'un réseau mobile la structure du réseau change fréquemment. Certaines connexions intermittentes impactent fortement la diffusion des informations. L'auteur utilise le concept de stabilité avec le “beamforming” pour montrer comment on peut améliorer la diffusion des informations. Dans son algorithme il prévoit d'abord la stabilité du nœud en utilisant des informations locales et il utilise ce résultat pour identifier les nœuds qui réaliseront du beamforming. Dans l'algorithme, les nœuds de stabilité faible sont autorisés à faire du beamforming vers les nœuds de forte stabilité. La frontière entre forte et faible stabilité est fixée par un seuil. Cet algorithme ne nécessite pas une connaissance globale du réseau, mais utilise des données locales. Les résultats sont validés en étudiant le temps au bout duquel plus de nœuds reçoivent l'information et en comparant avec d'autres algorithmes de la littérature. Cependant, dans les réseaux réels, les changements de structure ne sont pas dus qu'à la mobilité, mais également à des changements de la densité des nœuds à un moment donné. Pour tenir compte de l'influence de tels événements sur la diffusion des informations concernant la sécurité publique, l'auteur utilise les concepts de modèle de métapopulation, épidémiologiques, “beamforming” et mobilité géographique obtenu à partir de données D4D. L'auteur propose la création de trois états latents qu'il ajoute au modèle épidémiologique connu: SIR. L'auteur étudie les états transitoires en analysant l'évolution du nombre de postes ayant reçu les informations et compare les résultats concernant ce nombre dans les différents cas. L'auteur démontre ainsi que le scenario qu'il propose permet d'améliorer le processus de diffusion des informations. Il montre aussi les effets de différents paramètres comme le nombre de sources, le nombre de paquets, les paramètres de mobilité et ceux qui caractérisent les antennes sur la diffusion des informations / In public warning message systems, information dissemination across the network is a critical aspect that has to be addressed. Dissemination of warning messages should be such that it reaches as many nodes in the network in a short time. In communication networks those based on device to device interactions, dissemination of the information has lately picked up lot of interest and the need for self organization of the network has been brought up. Self organization leads to local behaviors and interactions that have global effects and helps in addressing scaling issues. The use of self organized features allows autonomous behavior with low memory usage. Some examples of self organization phenomenon that are observed in nature are Lateral Inhibition and Flocking. In order to provide self organized features to communication networks, insights from such naturally occurring phenomenon is used. Achieving small world properties is an attractive way to enhance information dissemination across the network. In small world model rewiring of links in the network is performed by altering the length and the direction of the existing links. In an autonomous wireless environment such organization can be achieved using self organized phenomenon like Lateral inhibition and Flocking and beamforming (a concept in communication). Towards this, we first use Lateral Inhibition, analogy to Flocking behavior and beamforming to show how dissemination of information can be enhanced. Lateral Inhibition is used to create virtual regions in the network. Then using the analogy of Flocking rules, beam properties of the nodes in the regions are set. We then prove that small world properties are achieved using average path length metric. However, the proposed algorithm is applicable to static networks and Flocking and Lateral Inhibition concepts, if used in a mobile scenario, will be highly complex in terms of computation and memory. In a mobile scenario such as human mobility aided networks, the network structure changes frequently. In such conditions dissemination of information is highly impacted as new connections are made and old ones are broken. We thus use stability concept in mobile networks with beamforming to show how information dissemination process can be enhanced. In the algorithm, we first predict the stability of a node in the mobile network using locally available information and then uses it to identify beamforming nodes. In the algorithm, the low stability nodes are allowed to beamform towards the nodes with high stability. The difference between high and low stability nodes is based on threshold value. The algorithm is developed such that it does not require any global knowledge about the network and works using only local information. The results are validated using how quickly more number of nodes receive the information and different state of the art algorithms. We also show the effect of various parameters such as number of sources, number of packets, mobility parameters and antenna parameters etc. on the information dissemination process in the network. In realistic scenarios however, the dynamicity in the network is not only related to mobility. Dynamic conditions also arise due to change in density of nodes at a given time. To address effect of such scenario on the dissemination of information related to public safety in a metapopulation, we use the concepts of epidemic model, beamforming and the countrywide mobility pattern extracted from the $D4D$ dataset. Here, we also propose the addition of three latent states to the existing epidemic model ($SIR$ model). We study the transient states towards the evolution of the number of devices having the information and the difference in the number of devices having the information when compared with different cases to evaluate the results. Through the results we show that enhancements in the dissemination process can be achieved in the addressed scenario

Cette thèse porte sur le développement d'outils et de méthodes pour l'étude des systèmes de localisation Ultra Large Bande en milieu intérieur. Le travail de thèse a été mené pour partie dans le cadre du projet Européen FP7 WHERE2, portant sur la localisation coopérative dans les réseaux cellulaires. La thèse utilise pour sa partie validation des données obtenues dans le cadre de ce projet. La thèse comporte 4 grandes parties. Une première partie présente un outil de raytracing basé sur une description à base de graphes. Afin de pouvoir adresser les problématiques de simulation de la mobilité, l'outil introduit le concept nouveau de signature ainsi qu'un formalisme vectorisé permettant l'accélération du calcul du champ sur les rayons obtenus. Une seconde partie concerne les techniques de localisation utilisées en intérieur et propose une technique originale basée sur des approches ensemblistes. Cette technique est évaluée et comparée à des techniques alternatives comme le des moindres carrés pondérés ou le maximum de vraisemblance. Tirant partie des spécificités de la méthode précédente, une méthode basé sur un test d'hypothèse est décrite. Cette dernière propose d'exploiter les données de puissance reçue (largement disponible en pratique) pour lever les ambiguïtés multimodales dans les cas de carence d'observables précis. Une troisième partie présente 3 aspects de la plateforme dynamique. Tout d'abord un modèle de mobilité réaliste basé sur les «steering behaviors», puis la description sous forme de graphe du réseaux sans fils et enfin un protocole simplifié de communication inter agents. La quatrième partie exploite des données radio obtenues lors d'une campagne de mesure pour valider les différents étages de la plateforme et les algorithmes de localisation proposés. / This thesis focuses on the development of tools and methods dedicated for ultra wide band (UWB) localization systems in indoor environment. The thesis work was conducted within the European FP7 project Where2, about the cooperative localization in cellular networks. Data from a measurement campaign conduct during the project are used to validate the proposed algorithms. This thesis is divided in four parts : The first part is focused on the description of an original raytraing tool based on a graph description. In order to be compliant with the requirement of a mobile simulation, a new concept of rays signature enabling incremental computation, and a vectorized formalism for processing rays are described and implemented. The second part is focused on the indoor localization techniques, where a novel technique based on interval analysis approaches is presented and compared to alternative techniques. Advantageously using this approach, a specific processing based on an hypothesis testing method using received power observations to resolve ambiguities appearing in under determined localization problems is described. A third part describes different aspects of the dynamic platform. In particular a realistic mobility model based on ''steering behaviors'', a graph description of the network scene and an inter agents communication protocol are detailed. The fourth section uses measured data obtained from an heterogeneous measurement campaign to validate both the developed software platform and the proposed localization algorithms.