La complexité croissante des systèmes informatiques rend l'administration des systèmes de plus en plus fastidieuse. Une approche à ce problème vise à construire des systèmes autonomes capables de prendre en charge eux-mêmes leur administration et de réagir aux changements de leur état et de leur environnement. Dans le contexte actuel de l'énergie rare et chère, l'optimisation des systèmes informatiques est un domaine d'administration fondamental pour améliorer leurs performances et réduire leur empreinte énergétique. Gros consommateurs d'énergie, les systèmes actuels sont statiquement configurés et réagissent assez mal aux évolutions de leur environnement, et notamment aux variations des charges de travail auxquelles ils sont soumis. L'auto-optimisation offre une réponse prometteuse à ces différents besoins en dotant les systèmes de la faculté d'améliorer leurs performances de manière autonome. Cette thèse se consacre à l'étude des algorithmes et mécanismes permettant de mettre en oeuvre des systèmes autonomes auto-optimisés. Nous étudions plus particulièrement les algorithmes d'auto-optimisation fondés sur l'approvisionnement dynamique des systèmes afin d'en améliorer les performances et de maximiser le rendement des ressources. Dans le cadre du prototype Jade, plate-forme d'administration autonome à base de composants, nous proposons des algorithmes qui améliorent au mieux les performances des systèmes administrés par des adaptations des systèmes en réponse à des variations progressives ou brutales des charges auxquelles ils sont soumis. Nous montrons l'efficacité de ces algorithmes sur des services Internet et des services à messages soumis à des charges variables. Enfin, dans le but de garantir des performances optimales, nous proposons également une politique d'optimisation qui repose sur une modélisation des systèmes administrés servant à l'élaboration de configurations optimales. Cette politique fait l'objet d'une évaluation sur un service de surveillance d'une infrastructure distribuée. L'implantation de politiques d'administration autonome fait apparaître un certain nombre de défis en induisant diverses contraintes : le système doit être capable d'adaptation dynamique, de s'observer et de se manipuler. En réponse à ces besoins, nous nous appuyons sur le langage Oz et sa plateforme distribuée Mozart pour implanter FructOz, un canevas spécialisé dans la construction et la manipulation de systèmes à architectures distribuées dynamiques complexes, et LactOz, une bibliothèque d'interrogation des architectures dynamiques. En combinant FructOz et LactOz, on montre comment implanter des systèmes dynamiques complexes impliquant des déploiements distribués avec un haut niveau de paramétrage et de synchronisation.

Cette thèse s'intéresse à la flexibilité dans les infrastructures informatiques distribuées du point de vue de leurs administrateurs et utilisateurs. Pour les utilisateurs, il s'agit de trouver au moment où ils en ont besoin des ressources matérielles adaptées avec un environnement personnalisé à l'exécution de leur application. Pour les administrateurs, il s'agit de définir les politiques d'allocation des ressources (politiques d'usage et de sécurité) pour les applications des utilisateurs. Nous avons étudié la problématique de la flexibilité dans le contexte des grilles et des centrales numériques (CN). Tout d'abord, nous avons conçu et mis en oeuvre le système Saline qui s'appuie sur la virtualisation pour permettre l'exécution de tout type de tâche en mode préemptif dans les grilles. Nous avons également proposé le système Grillade qui combine les mécanismes de flexibilité offerts par les grilles et les CN pour d'une part, étendre dynamiquement une grille avec des ressources virtuelles fournies par des CN et d'autre part, construire des nuages de type IaaS fédérant les ressources de plusieurs sites. Grillade étend le système de grille XtreemOS. Il permet en outre grâce à la technologie de système à image unique de proposer aux utilisateurs des machines virtuelles exécutées sur une agrégation de nœuds. Enfin, nous proposons un formalisme permettant de classer les systèmes de gestion de ressources offrant de la flexibilité et de définir des règles pour les combiner. Le système Tropicbird qui s'appuie sur ce formalisme met en œuvre, à la demande, des plates-formes virtuelles spécifiées par les utilisateurs sur une infrastructure matérielle.