Cette thèse étudie les communications directes entre les mobiles, appelées communications D2D, en tant que technique prometteuse pour améliorer les futurs réseaux cellulaires. Cette technologie permet une communication directe entre deux terminaux mobiles sans passer par la station de base. La modélisation, l'évaluation et l'optimisation des différents aspects des communications D2D constituent les objectifs fondamentaux de cette thèse et sont réalisés principalement à l'aide des outils mathématiques suivants: la théorie des files d'attente, l'optimisation de Lyapunov et les processus de décision markovien partiellement observable POMDP. Les résultats de cette étude sont présentés en trois parties. Dans la première partie, nous étudions un schéma de sélection entre mode cellulaire et mode D2D. Nous dérivons les régions de stabilité des scénarios suivants: réseaux cellulaires purs et réseaux cellulaires où les communications D2D sont activées. Une comparaison entre ces deux scénarios conduit à l'élaboration d'un algorithme de sélection entre le mode cellulaire et le mode D2D qui permet d'améliorer la capacité du réseau. Dans la deuxième partie, nous développons un algorithme d'allocation de ressources des communications D2D. Les utilisateurs D2D sont en mesure d'estimer leur propre qualité de canal, cependant la station de base a besoin de recevoir des messages de signalisation pour acquérir cette information. Sur la base de cette connaissance disponibles au niveau des utilisateurs D2D, une approche d'allocation des ressources est proposée afin d'améliorer l'efficacité énergétique des communications D2D. La version distribuée de cet algorithme s'avère plus performante que celle centralisée. Dans le schéma distribué des collisions peuvent se produire durant la transmission de l'état des canaux D2D ; ainsi un algorithme de réduction des collisions est élaboré. En outre, la mise en œuvre des algorithmes centralisé et distribué dans un réseau cellulaire, type LTE, est décrite en détails. Dans la troisième partie, nous étudions une politique de sélection des relais D2D mobiles. La mobilité des relais représente un des principaux défis que rencontre toute stratégie de sélection de relais. Le problème est modélisé par un processus contraint de décision markovien partiellement observable qui prend en compte le dynamisme des relais et vise à trouver la politique de sélection de relais qui optimise la performance du réseau cellulaire sous des contraintes de coût. / This thesis considers Device-to-Device (D2D) communications as a promising technique for enhancing future cellular networks. Modeling, evaluating and optimizing D2D features are the fundamental goals of this thesis and are mainly achieved using the following mathematical tools: queuing theory, Lyapunov optimization and Partially Observed Markov Decision Process (POMDP). The findings of this study are presented in three parts. In the first part, we investigate a D2D mode selection scheme. We derive the queuing stability regions of both scenarios: pure cellular networks and D2D-enabled cellular networks. Comparing both scenarios leads us to elaborate a D2D vs cellular mode selection design that improves the capacity of the network. In the second part, we develop a D2D resource allocation algorithm. We observe that D2D users are able to estimate their local Channel State Information (CSI), however the base station needs some signaling exchange to acquire this information. Based on the D2D users' knowledge of their local CSI, we provide an energy efficient resource allocation framework that shows how distributed scheduling outperforms centralized one. In the distributed approach, collisions may occur between the different CSI reporting; thus, we propose a collision reduction algorithm. Moreover, we give a detailed description on how both centralized and distributed algorithms can be implemented in practice. In the third part, we propose a mobile relay selection policy in a D2D relay-aided network. Relays' mobility appears as a crucial challenge for defining the strategy of selecting the optimal D2D relays. The problem is formulated as a constrained POMDP which captures the dynamism of the relays and aims to find the optimal relay selection policy that maximizes the performance of the network under cost constraints.

L’évaluation économique en santé consiste en l’analyse comparative d’alternatives de services en regard à la fois de leurs coûts et de leurs conséquences. Elle est un outil d’aide à la décision. La grande majorité des décisions concernant l’allocation des ressources sont prises en clinique; particulièrement au niveau des soins primaires. Puisque chaque décision est associée à un coût d’opportunité, la non-prise en compte des considérations économiques dans les pratiques des médecins de famille peut avoir un impact important sur l’efficience du système de santé. Il existe peu de connaissances quant à l’influence des évaluations économiques sur la pratique clinique. L’objet de la thèse est de comprendre le rôle de l’évaluation économique dans la pratique des médecins de famille. Ses contributions font l’objet de quatre articles originaux (philosophique, théorique, méthodologique et empirique). L’article philosophique suggère l’importance des questions de complexité et de réflexivité en évaluation économique. La complexité est la perspective philosophique, (approche générale épistémologique) qui sous-tend la thèse. Cette vision du monde met l’attention sur l’explication et la compréhension et sur les relations et les interactions (causalité interactive). Cet accent sur le contexte et le processus de production des données souligne l’importance de la réflexivité dans le processus de recherche. L’article théorique développe une conception nouvelle et différente du problème de recherche. L’originalité de la thèse réside également dans son approche qui s’appuie sur la perspective de la théorie sociologique de Pierre Bourdieu; une approche théorique cohérente avec la complexité. Opposé aux modèles individualistes de l’action rationnelle, Bourdieu préconise une approche sociologique qui s’inscrit dans la recherche d’une compréhension plus complète et plus complexe des phénomènes sociaux en mettant en lumière les influences souvent implicites qui viennent chaque jour exercer des pressions sur les individus et leurs pratiques. L’article méthodologique présente le protocole d’une étude qualitative de cas multiples avec niveaux d’analyse imbriqués : les médecins de famille (niveau micro-individuel) et le champ de la médecine familiale (niveau macro-structurel). Huit études de cas furent réalisées avec le médecin de famille comme unité principale d’analyse. Pour le niveau micro, la collecte des informations fut réalisée à l’aide d’entrevues de type histoire de vie, de documents et d’observation. Pour le niveau macro, la collecte des informations fut réalisée à l’aide de documents, et d’entrevues de type semi-structuré auprès de huit informateurs clés, de neuf organisations médicales. L’induction analytique fut utilisée. L’article empirique présente l’ensemble des résultats empiriques de la thèse. Les résultats montrent une intégration croissante de concepts en économie dans le discours officiel des organisations de médecine familiale. Cependant, au niveau de la pratique, l'économisation de ce discours ne semble pas être une représentation fidèle de la réalité puisque la très grande majorité des participants n'incarnent pas ce discours. Les contributions incluent une compréhension approfondie des processus sociaux qui influencent les schèmes de perception, de pensée, d’appréciation et d’action des médecins de famille quant au rôle de l’évaluation économique dans la pratique clinique et la volonté des médecins de famille à contribuer à une allocation efficiente, équitable et légitime des ressources. / Health economic evaluations are analytic techniques to assess the relative costs and consequences of health services. Their role is to inform the decision-making process. A vast amount of resource allocation decisions are undertaken at the clinical-encounter level; especially in primary care. Since every decision has an opportunity cost, ignoring economic information in family physicians’ practices may have a broad impact on health care efficiency. There is little evidence on the influence of economic evaluation on clinical practice. The objective of the thesis is to understand the role of economic evaluation in family physicians’ practices. Its contributions are presented in four original articles (philosophical, theoretical, methodological, and empirical). The philosophical article suggests that complexity and reflexivity are two important issues for economic evaluation. Complexity thinking is the philosophical perspective (overarching epistemological approach) underpinning the thesis. This way of thinking focuses attention on explanation and understanding and gives particular emphasis to relations and interactions (interactive causality). This increased emphasis on the context and process of data production highlights the importance of reflexivity in the research process. The theoretical article develops a new and different conceptualization of the research problem. The originality of the thesis also lay in the research problem being approached from the perspective of Pierre Bourdieu's sociological theory. Bourdieu’s approach embraces complexity. Moving away from individualist, rational models of action, it can contribute to a more complete and complex understanding of social phenomena by revealing the structuring effects of social fields on the individual’s dispositions and practices. The methodological article presents the protocol of a qualitative embedded multiple-case study research. There were two embedded units of analysis: the family physicians (micro-individual level) and the field of family medicine (macro-structural level). Eight case studies were performed with the family physician as the unit of analysis. The sources of data collection for the micro-level were eight life history interviews with family physicians, documents and observational evidence. The sources of data collection for the macro-level were documents, and eight open-ended focused interviews with key informants, from nine medical organizations. The analytic induction approach to data analysis was used. The empirical article presents all the empirical findings of the thesis. The findings show an increasing integration of economics concepts into the official discourse of family medicine organizations. However, at the level of practice, the economization of this discourse does not seem to be true depictions of reality as the very great majority of the study participants do not embody this discourse. The contributions include a deep understanding of the social processes that influence family physicians’ schemes of perception, thought, appreciation and action with respect to the role of economic evaluation in their practices, and the family physicians’ willingness to contribute to efficient, fair and legitimate resource allocation.

L’évaluation économique en santé consiste en l’analyse comparative d’alternatives de services en regard à la fois de leurs coûts et de leurs conséquences. Elle est un outil d’aide à la décision. La grande majorité des décisions concernant l’allocation des ressources sont prises en clinique; particulièrement au niveau des soins primaires. Puisque chaque décision est associée à un coût d’opportunité, la non-prise en compte des considérations économiques dans les pratiques des médecins de famille peut avoir un impact important sur l’efficience du système de santé. Il existe peu de connaissances quant à l’influence des évaluations économiques sur la pratique clinique. L’objet de la thèse est de comprendre le rôle de l’évaluation économique dans la pratique des médecins de famille. Ses contributions font l’objet de quatre articles originaux (philosophique, théorique, méthodologique et empirique). L’article philosophique suggère l’importance des questions de complexité et de réflexivité en évaluation économique. La complexité est la perspective philosophique, (approche générale épistémologique) qui sous-tend la thèse. Cette vision du monde met l’attention sur l’explication et la compréhension et sur les relations et les interactions (causalité interactive). Cet accent sur le contexte et le processus de production des données souligne l’importance de la réflexivité dans le processus de recherche. L’article théorique développe une conception nouvelle et différente du problème de recherche. L’originalité de la thèse réside également dans son approche qui s’appuie sur la perspective de la théorie sociologique de Pierre Bourdieu; une approche théorique cohérente avec la complexité. Opposé aux modèles individualistes de l’action rationnelle, Bourdieu préconise une approche sociologique qui s’inscrit dans la recherche d’une compréhension plus complète et plus complexe des phénomènes sociaux en mettant en lumière les influences souvent implicites qui viennent chaque jour exercer des pressions sur les individus et leurs pratiques. L’article méthodologique présente le protocole d’une étude qualitative de cas multiples avec niveaux d’analyse imbriqués : les médecins de famille (niveau micro-individuel) et le champ de la médecine familiale (niveau macro-structurel). Huit études de cas furent réalisées avec le médecin de famille comme unité principale d’analyse. Pour le niveau micro, la collecte des informations fut réalisée à l’aide d’entrevues de type histoire de vie, de documents et d’observation. Pour le niveau macro, la collecte des informations fut réalisée à l’aide de documents, et d’entrevues de type semi-structuré auprès de huit informateurs clés, de neuf organisations médicales. L’induction analytique fut utilisée. L’article empirique présente l’ensemble des résultats empiriques de la thèse. Les résultats montrent une intégration croissante de concepts en économie dans le discours officiel des organisations de médecine familiale. Cependant, au niveau de la pratique, l'économisation de ce discours ne semble pas être une représentation fidèle de la réalité puisque la très grande majorité des participants n'incarnent pas ce discours. Les contributions incluent une compréhension approfondie des processus sociaux qui influencent les schèmes de perception, de pensée, d’appréciation et d’action des médecins de famille quant au rôle de l’évaluation économique dans la pratique clinique et la volonté des médecins de famille à contribuer à une allocation efficiente, équitable et légitime des ressources. / Health economic evaluations are analytic techniques to assess the relative costs and consequences of health services. Their role is to inform the decision-making process. A vast amount of resource allocation decisions are undertaken at the clinical-encounter level; especially in primary care. Since every decision has an opportunity cost, ignoring economic information in family physicians’ practices may have a broad impact on health care efficiency. There is little evidence on the influence of economic evaluation on clinical practice. The objective of the thesis is to understand the role of economic evaluation in family physicians’ practices. Its contributions are presented in four original articles (philosophical, theoretical, methodological, and empirical). The philosophical article suggests that complexity and reflexivity are two important issues for economic evaluation. Complexity thinking is the philosophical perspective (overarching epistemological approach) underpinning the thesis. This way of thinking focuses attention on explanation and understanding and gives particular emphasis to relations and interactions (interactive causality). This increased emphasis on the context and process of data production highlights the importance of reflexivity in the research process. The theoretical article develops a new and different conceptualization of the research problem. The originality of the thesis also lay in the research problem being approached from the perspective of Pierre Bourdieu's sociological theory. Bourdieu’s approach embraces complexity. Moving away from individualist, rational models of action, it can contribute to a more complete and complex understanding of social phenomena by revealing the structuring effects of social fields on the individual’s dispositions and practices. The methodological article presents the protocol of a qualitative embedded multiple-case study research. There were two embedded units of analysis: the family physicians (micro-individual level) and the field of family medicine (macro-structural level). Eight case studies were performed with the family physician as the unit of analysis. The sources of data collection for the micro-level were eight life history interviews with family physicians, documents and observational evidence. The sources of data collection for the macro-level were documents, and eight open-ended focused interviews with key informants, from nine medical organizations. The analytic induction approach to data analysis was used. The empirical article presents all the empirical findings of the thesis. The findings show an increasing integration of economics concepts into the official discourse of family medicine organizations. However, at the level of practice, the economization of this discourse does not seem to be true depictions of reality as the very great majority of the study participants do not embody this discourse. The contributions include a deep understanding of the social processes that influence family physicians’ schemes of perception, thought, appreciation and action with respect to the role of economic evaluation in their practices, and the family physicians’ willingness to contribute to efficient, fair and legitimate resource allocation.