Le but principal de cette étude fut d’évaluer les effets du diamètre de la tête porte-outils et de la position d’alimentation des billes sur la performance des équarrisseuses-fragmenteuses. Les critères de cette évaluation furent la consommation d’énergie durant la coupe, la distribution des dimensions des copeaux et la qualité de surface des équarris. Des billes d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P) furent alors transformées sous deux conditions de température, soit avec du bois gelé et non-gelé. La consommation d’énergie fut plus faible pour une tête porte-outils de 661,5 mm par rapport à celle de 448,7 mm. De plus, le mécanisme de formation des copeaux a été très affecté par l’angle d’attaque formé par la face d’attaque de fragmentation et le fil du bois (AA), lequel dépend de la position d’alimentation. Ainsi, son augmentation provoqua la diminution de l’épaisseur des copeaux ainsi que la réduction de la variation de la distribution des dimensions. Ce comportement a été vérifié pour deux diamètres de tête porte-outils (448,7 et 661,5 mm). Par ailleurs, la quantité maximale des copeaux acceptables fut obtenue lors de la fragmentation du bois non-gelé avec le plus grand AA testé pour les deux diamètres de tête. En ce qui concerne la qualité de surface des équarris, les essais ont été faits avec trois diamètres de tête porte-outils (345,2, 448,7 et 661,5 mm) et trois positions d’alimentation. La qualité de surface fut inférieure pour la tête de grand diamètre (661,5 mm) par rapport à celle obtenue avec les têtes de plus faible diamètre (448,7 et 345,2 mm). La diminution de l’AA a aussi provoqué une diminution de la qualité de surface des équarris. Par ailleurs, l’orientation de l’arête tranchante de finition par rapport au fil du bois affecta la qualité de surface. Cet effet a été relié à l'orientation des cernes de croissance et à la condition de température du bois. Enfin, la consommation d’énergie, la puissance maximale de même que la qualité de surface des équarris ont été plus grandes pour le bois gelé que pour celui non-gelé. La température des billes a aussi joué un rôle très important dans le mécanisme de formation des copeaux. Les billes gelées ont produit des copeaux plus minces par rapport aux billes non-gelées, indépendamment du diamètre de la tête porte-outils et de l’AA. / The main goal of this research was to evaluate the effects of the cutterhead diameter and log infeed position on the performance of a chipper-canter. The parameters used for this evaluation were the energy consumption, the chip size distribution and the surface quality of cants. Logs of black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P) were transformed at either frozen or unfrozen wood temperatures. Results showed that power and energy consumption were lower when processing logs with the bigger cutterhead diameter (661.5 mm) compared to the lower cutterhead diameter (448.7 mm). Furthermore, the attack angle between the chipping rake face and the grain direction (AA) played an important role in the mechanism of chip formation. This angle depends on the infeed position. Thus, as mean AA increased, the chip thickness and the variation of the size distribution decreased. The maximum amount of pulpable chips was produced during the fragmentation of unfrozen logs at the greater AA, for both cutterhead diameters (448.7 and 661.5 mm). For the evaluation of the surface quality of cants, three cutterheads (345.2, 448.7, and 661.5 mm) combined with three infeed positions were studied. Surface quality was lower when machining logs with the bigger cutterhead (661.5 mm) compared to the smaller cutterheads (448.7 and 345.2 mm). In addition, the effect of the angle of the canting edge with respect to the wood grain on cant surface quality depended on the orientation of the growth rings and on the temperature condition (frozen and unfrozen wood). Finally, the energy consumption, the chip size distribution and the surface quality of cants were affected by the temperature condition. Thus, frozen logs produced thinner chips and smoother cant surfaces with a greater energy consumption compared to unfrozen logs.

L'hétérogénéité des objets communicants et la consommation d'énergie sont deux considérations fondamentales pour les environnements informatiques ubiquitaires. Dans cette thèse, nous présentons notre approche pour gérer l'hétérogénéité et pour économiser l'énergie via des canevas de programmation dédiés. Pour gérer l'hétérogénéité, nous proposons une méthodologie et un support de programmation qui visent à faire communiquer les différents objets communicants de l'environnement ubiquitaire, et ce, en utilisant le protocole SIP considéré alors comme un bus de communication universel. Nous avons intégré ce bus SIP dans les canevas de programmation générés à partir des descriptions d'applications d'informatique ubiquitaire, écrites dans le langage DiaSpec. Concernant la consommation d'énergie, nous proposons une méthodologie qui utilise les techniques d'offloading et de compression de données pour minimiser la consommation d'énergie des applications mobiles. Nous avons ainsi construit une stratégie d'aide à la conception au travers d'un outil qui permet de déterminer le meilleur mode d'exécution pour une tâche donnée. Nous proposons l'intégration de cette stratégie dans le langage de description DiaSpec.

Les systèmes multiprocesseurs sur puce (MPSoC)s sont fortement émergent comme principaux composants dans les systèmes embarqués à hautes performances. La principale complexité dans la conception et l’implémentation des MPSoC est la communication entre les cœurs. Les réseaux sur puce (NoC) sont considérés comme la solution pour cet effet. ITRS prédit que des centaines de cœurs seront utilisées dans la génération future de système sur puce (SoC), ce qui va donc augmenter les coûts de l’évolutivité, de bande passante et de l’implémentation des réseaux sur puce (NoC)s. Ces problèmes sont présents dans diverses tendances technologiques dans le domaine des semiconducteurs et de la photonique. Cette thèse préconise l'utilisation de la synthèse NoC comme l'approche la plus appropriée pour exploiter ces tendances technologiques et rattraper les exigences des applications. A partir de plusieurs méthodologies de conception basées sur la technologie FPGA et des techniques d'estimation basse énergie (HLS) pour plusieurs IPs, nous proposons une implémentation ASIC basée sur la technologie 3D Tezzaron. Multi-FPGA technologie est utilisée pour valider la conception MPSoC avec 64 processeurs Butterfly NoC. La synthèse NoC est basée sur le regroupement de maîtres et d’esclaves générant des architectures asymétriques avec un soutien approprié pour les demandes très haut débit par optique NoC (ONoC), tandis que les demandes de bande passante inférieure sont traitées par électronique NoC. Une programmation linéaire est proposée comme une solution pour la synthèse NoC. / Multiprocessor systems on chip (MPSoC)s are strongly emerging as main components in high performance embedded systems. Several challenges can be determined in MPSoC design like the challenge which comes from interconnect infrastructure. Network-on-Chip (NOC) with multiple constraints to be satisfied is a promising solution for these challenges. ITRS predicts that hundreds of cores will be used in future generation system on chip (SoC) and thus raises the issue of scalability, bandwidth and implementation costs for NoCs. These issues are raised within the various technological trends in semiconductors and photonics. This PhD thesis advocates the use of NoC synthesis as the most appropriate approach to exploit these technological trends catch up with the applications requirements. Starting with several design methodologies based on FPGA technology and low power estimation techniques (HLS) for several IPs, we propose an ASIC implementation based on 3D Tezzaron technology. Multi-FPGA technology is used to validate MPSoC design with up to 64 processors with Butterfly NoC. NoC synthesis is based on a clustering of masters and slaves generating asymmetric architectures with appropriate support for very high bandwidth requests through Optical NoC (ONoC) while lower bandwidth requests are processed by electronic NoC. A linear programming is proposed as a solution to the NoC synthesis.

L’utilisation des plaquettes bois dans le secteur de l’énergie est en pleine croissance depuis les objectifs fixés par le grenelle de l’environnement. Cette utilisation croissante nécessite de plus en plus de matière première ainsi que des matériels de transformation. Ces machines de type déchiqueteuse / broyeur forestier consomme beaucoup d’énergie et dont la principale source est le pétrole. C’est pourquoi cette recherche propose dans un premier temps de définir un moyen d’évaluer la performance énergétique de ces machines puis dans un deuxième temps d’évaluer l’influence des paramètres de coupe sur la performance énergétique. Ce critère est défini comme le rapport entre la tonne de plaquettes sèches et l’énergie consommée par la déchiqueteuse. Il permettra d’évaluer une déchiqueteuse du marché. L’évaluation de la performance énergétique est réalisée en deux endroits distincts de la déchiqueteuse, proche de la coupe et de manière globale. Les différents résultats de l’influence des paramètres de coupe sont présentés afin de caractériser les plus importants dans le but d’une optimisation de la machine étudiée. Cette optimisation a permis de doubler la performance énergétique de la machine. La thèse a également mis en évidence les limites de l’utilisation de certains organes de sécurité réduisant la performance énergétique de 40%. Les différents travaux de recherche doivent permettre d’aider les concepteurs dans le dimensionnement de la source d’énergie nécessaire pour déchiqueter le bois / Consumption of fuelwood, mainly in the form of wood chips, is growing to achieve the goal fixed by the “Grenelle de l’Environment” Laws. Increasing wood chip production needs more and more raw materials and use of wood chippers or shredders is well established. These machines are very energy-consuming particularly in gasoline. First, this thesis presents original methods for measuring chipper performance and focuses on influence of cutting parameters on energy efficiency. Wood chipper energy performance is defined by the ratio between tonnes of dry wood chips and power consumed by the machine to produce them. Using energy efficiency determination method, all wood chippers will be compared and will help customer to choose the machine that consumes the least energy to produce wood chips. Wood chipper performance is measured at two different locations: one closer to the cutting area and the other at the wood chipper drive. The results show that wood chipper performance factor is properly defined and cutting parameters impacts wood chip performance. Cutting optimization halves the chipper fuel consumption to produce the same wood chips quantity. The results also show the limits of safeguard that reduce by 40% chipper performance. This thesis must help designers for developing more efficient machines to reduce their impact on the environment

Dans le contexte du développement de systèmes embarqués alliant hautes performances et basse consommation, la recherche de l'efficacité énergétique optimale des processeurs est devenue un défi majeur. Les solutions architecturales se sont positionnées durant les dernières décennies comme d'importantes contributrices à ce challenge. Ces solutions, permettant la gestion du compromis performance de calcul/consommation, se sont dans un premier temps développées pour les circuits mono-processeurs. Elles évoluent aujourd'hui pour s'adapter aux contraintes de circuits MPSoCs de plus en plus complexes et sensibles aux déviations des procédés de fabrication, aux variations de tension et de température. Cette variabilité limite aujourd'hui drastiquement l'efficacité énergétique de chacune des unités de calcul qui composent une architecture MPSoC, car des marges pessimistes de fonctionnement sont généralement prises en compte. De grandes améliorations peuvent être attendues de la diminution de ces marges de fonctionnement en surveillant dynamiquement et localement la variabilité de chaque unité de calcul afin de réajuster ses paramètres de fonctionnement tension/fréquence. Ce travail s'insère dans une solution architecturale bas-coût nommée AVFS, basée sur une optimisation des techniques de gestion locales DVFS, permettant de réduire les marges de conception afin d'améliorer l'efficacité énergétique des MPSoCs, tout en minimisant l'impact de la solution proposée sur la surface de silicium et l'énergie consommée. Le développement d'un système de surveillance des variations locales et dynamiques de la tension et de la température à partir d'un capteur bas coût a été proposé. Une première méthode permet d'estimer conjointement la tension et la température à l'aide de tests statistiques. Une seconde permet d'accélérer l'estimation de la tension. Enfin, une méthode de calibration associée aux deux méthodes précédentes a été développée. Ce système de surveillance a été validé sur une plateforme matérielle afin d'en démontrer le caractère opérationnel. En prenant en compte les estimées de tension et de température, des politiques visant à réajuster dynamiquement les consignes des actionneurs locaux de tension et de fréquence ont été proposées. Finalement, la consommation additionnelle due à l'intégration des éléments constitutifs de l'architecture AVFS a été évaluée et comparée aux réductions de consommation atteignables grâce aux réductions des marges de fonctionnement. Ces résultats ont montré que la solution AVFS permet de réaliser des gains en consommation substantiels par rapport à une solution DVFS classique. / Nowadays, embedded systems requiring high performance and low power, the search for the optimal efficiency of the processors has become a major challenge. Architectural solutions have positioned themselves in recent decades as one of the main contributors to this challenge. These solutions enable the management of the trade-off between performance / power consumption, initially developed for single -processor systems. Today, they evolve to be adapted to the constraints of circuits MPSoCs increasingly complex and sensitive to process, voltage and temperature variations. This PVT variability limits drastically the energy efficiency of each of the processing units of a MPSoC architecture, taking into account pessimistic operating margins. Significant improvements can be expected from the reduction of the operating margins by dynamically monitoring and local variability of each resource and by adjusting its voltage / frequency operating point. This work is part of a low-cost architectural solution called AVFS, based on local DVFS optimization technique, to reduce design margins and improve the energy efficiency of MPSoCs, while minimizing the silicon surface and the energy additional cost. The development of a monitoring system of local and dynamic voltage and temperature variations using a low-cost sensor has been proposed. A first method estimates jointly voltage and temperature using statistical tests. A second one speeds up estimation of the voltage. Finally, a calibration method associated with the two previous methods has been developed. This monitoring system has been validated on a hardware platform to demonstrate its operational nature. Taking into account the estimation of voltage and temperature values, policies to dynamically adjust the set point of the local voltage and frequency actuators have been proposed. Finally, the additional power consumption due to the integration of the components of the architecture AVFS was evaluated and compared with reductions achievable through reductions in operating margins consumption. These results showed that the AVFS solution can achieve substantial power savings compared to conventional DVFS solution.

L'Analyse de Cycle de Vie a été appliquée pour évaluer les impacts environnementaux d'un quartier, sur une durée permettant d'intégrer des phases de construction et de fin de vie des bâtiments. Afin d'éviter le déplacement de pollution, cette méthode prend en compte les impacts générés par le quartier dans d'autres territoire, par exemple pour la fabrication de matériaux de construction ou la production d'électricité. L'échelle du quartier offre des degrés de liberté supplémentaires en termes d'éco-conception par rapport à celle du bâtiment, en intégrant les interactions entre constituants du système urbain étudié ainsi que la mutualisation éventuelle d'infrastructures (réseau de chaleur, production locale d'électricité, parkings...). L'évaluation environnementale du système complexe formé par un quartier nécessite de comprendre son fonctionnement. Les travaux présentés dans cette thèse visent à contribuer au développement de connaissances dans cet objectif, au moyen de la simulation numérique. Un quartier est considéré comme un système faisant intervenir de nombreux composants interagissant à des échelles variables, impliquant une modélisation multi-échelles. Parmi ces interactions, au sein du quartier mais aussi avec le territoire dans lequel il s'intègre, la forte variabilité temporelle des caractéristiques de la production et de l'usage de l'électricité met en avant l'importance d'une analyse détaillée : des variations horaires des impacts sont alors considérées au lieu d'une moyenne annuelle utilisée classiquement. La simplification de la structure des bases de données facilite la collecte des données servant à l'évaluation des impacts. Les conséquences de ces hypothèses simplificatrices sur les résultats d'ACV ont alors été évaluées. Enfin ces développements ont été mis en œuvre en s'appuyant sur des outils préexistants, appliqués à une étude de cas.

Une simple puce ou un système peut contenir plus d'un milliard de transistors, et des milliards de vias connectés au travers de kilomètres d'interconnexions. Cette thèse vise à analyser les erreurs permanentes, tels que, les phénomènes ‘Electromigration’ et ‘Hot Carrier Injection,’ au niveau fonctionnel et d'estimer la précision du simulateur de la fiabilité du processeur. Ce simulateur est utilisé pour fournir le taux cumulé de défaillance pour un processeur simulé au niveau fonctionnel, sous divers ensembles de tension et de fréquence. Les simulations sont supposés représenter des conditions idéales, sans aucune humidité ni variabilité. / A single chip or a system can have more than billion transistors, and billions of vias connected through miles of interconnections. This thesis aims at analyzing hard errors, such as, electromigration, hot carrier injection at functional level and to estimate the accuracy of the reliability aware processor simulator. We use this simulator to provide the cumulative failure rate for a processor simulated at functional level, at various voltage and frequency sets. The simulations are assumed to be under consideration of ideal environment, with no humidity and no variability.

L'objectif majeur de ce travail est d'étudier le climat urbain, principalement en mettant l'accent sur les tendances de la température. Il s’agit principalement de l’augmentation des températures grâce à des techniques d'observation et de modélisation. A cet effet, des données températures de 1950 à 2004 ont étudiées sur plusieurs stations de mesure au Pakistan. Les données de températures annuelles et saisonnières moyennes quotidiennes minimales (Tmin) et maximales (Tmax) de 37 observatoires météorologiques du Pakistan (17 urbain, 7 petite ville et 13 rurale) pour la période 1950-2004 ont d'abord été homogénéisées, puis analysées. Les résultats montrent qu’après les années 1980, Tmin et Tmax tendent à augmenter plus vite que la période d'avant 1980 sur les zones urbaines. Au cours de la période 1980-2004, l'augmentation annuelle de Tmin sur les stations urbaines est observée plus élevée que sur les stations des petites villes et les stations rurales. Pour comprendre l’effet de la taille de la ville, le changement du l’utilisation des sols et la hauteur du bâtiment sur l'évolution des températures minimales et maximales des zones urbaines a été étudié en utilisant le model FVM (Finite Volume Model) et des simulations ont faites pour trois jours à partir de 00:00 (GMT) le 19e jour de chaque mois et se terminant à 00:00 (GMT) le 22e jour de chaque mois. Pour chaque mois, 48 combinaisons possibles de scénarios de simulation sont exécutés (4*4*3) et au total, 576 simulations (48*12) sont exécutés pendant un an. Les résultats centre montrent que Tmin et Tmax augmente lorsque fraction urbaine u, taille de la ville r et hauteur du bâtiment h augmente. Mais on remarque que Tmax augmente plus que le Tmin quand u augmente, Tmin augmente plus que Tmax lorsque r augmente et Tmin augmente plus que Tmax lorsque h augmente. Parmi tous les facteurs urbains (fraction urbaine u, taille de la ville r et hauteur du bâtiment h), la taille de la ville est le facteur majeur qui contribue principalement à augmenter la température minimale plus que température maximale dans les zones urbaines. / The objective of this work is to study the urban climate, mainly by focusing on urban temperature trends. The specific focus is to understand the reasons of increase in minimum temperature through observational and modelling techniques. For this purpose, the temperatures data from 1950 to 2004 measured on several meteorological stations of Pakistan is studied and analyzed. Daily averaged annual and seasonal minimum (Tmin) and maximum (Tmax) temperature data of 37 meteorological observatories of Pakistan (17 urban, 7 town and 13 rural) from 1950 to 2004 is first homogenized and then analyzed. The results show that after 1980s Tmin and Tmax increase faster than the period before 1980s at urban areas. During 1980–2004, the increase in Tmin at major urban stations is observed higher than the smaller towns and rural stations. To understand, the effect of the size of the city, changing land use and the building height on the evolution of minimum and maximum temperatures in urban areas has been studied by using the FVM (Finite Volume Model) model and the simulations are run for three days starting at 00:00 (GMT) on 19th day of each month and ending at 00:00 (GMT) on 22nd day of each month. For each month, 48 possible combinations of simulation scenarios are run (4*4*3) and in total, 576 simulations (48*12) are run for a year. The main results show that Tmin and Tmax increase when urban fraction u, city size r and building height h increase. But it is noticed that Tmax increases more than the Tmin when u increases, Tmin increases more than the Tmax when r increases and Tmin increases more than the Tmax when h increases. Among all urban factors (urban fraction u, city size r and building’s height h), city size is the major factor that mainly contributes to increase the minimum temperature more than the maximum temperature in urban areas.

Avec l'avènement des technologies de Cloud computing et son adoption, les entreprises et les institutions académiques transfèrent de plus en plus leurs calculs et leurs données vers le Cloud. Alors que ce progrès et ce modèle simple d'accès ont eu un impact considérable sur notre communauté scientifique et industrielle en termes de réduction de la complexité et augmentation des revenus, les centres de données consomment énormément d'énergie, ce qui se traduit par des émissions plus élevées de C02. En réponse, de nombreux travaux de recherche se sont focalisés sur les enjeux du développement durable pour le Cloud à travers la réduction de la consommation d'énergie en concevant des stratégies d'efficacité énergétiques. Cependant, l'efficacité énergétique dans l'infrastructure du C!oud ne suffira pas à stimuler la réduction de • l'empreinte carbone. Il est donc impératif d'envisager une utilisation intelligente de l'énergie verte à la fois au niveau de l'infrastructure et de l'application pour réduire davantage l'empreinte carbone. Depuis peu, certains fournisseurs de Cloud computing alimentent leurs centres de données avec de l'énergie renouvelable. Les sources d'énergie renouvelable sont très intermittentes, ce qui crée plusieurs défis pour les gérer efficacement. Pour surmonter ces défis, nous étudions les options pour intégrer les différentes sources d'énergie renouvelable de manière réaliste et proposer un Cloud energy broker qui peut ajuster la disponibilité et la combinaison de prix pour acheter de l'énergie verte dynamiquement sur le marché de l'énergie et rendre les centres de données partiellement verts. Puis, nous introduisons le concept de la virtualisation de l'énergie verte, qui peut être vu comme une alternative au stockage d'énergie utilisé dans les centres de données pour éliminer le problème d'intermittence dans une certaine mesure. Avec l'adoption du concept de virtualisation, nous maximisons l'utilisation de l'énergie verte contrairement au stockage d'énergie qui induit des pertes d'énergie, tout en introduisant des Green SLA basé sur l'énergie verte pour le fournisseur de services et les utilisateurs finaux. En utilisant des traces réalistes et une simulation et une analyse approfondie, nous montrons que la proposition peut fournir un système efficace, robuste et rentable de gestion de l'énergie pour le centre de données. Si une gestion efficace de l'énergie en présence d'énergie verte intermittente est nécessaire, la façon dont les applications Cloud modernes peuvent tirer profit de la présence ou l'absence d'énergie verte n'a pas été suffisamment étudiée. Contrairement aux applications Batch, les applications Interactive Cloud doivent toujours être accessibles et ne peuvent pas être programmées à l'avance pour correspondre au profil d'énergie verte. Par conséquent, cette thèse propose une solution d'autoscaling adaptée à l'énergie pour exploiter les caractéristiques internes des applications et créer une conscience d'énergie verte dans l'application, tout en respectant les propriétés traditionnelles de QoS. Pour cela, nous concevons un contrôleur d'application green qui profite de la disponibilité de l'énergie verte pour effectuer une adaptation opportuniste dans une application gérée par un contrôleur orienté performance. L'expérience est réalisée avec une application réelle sur Grid5000 et les résultats montrent une réduction significative de la consommation d'énergie par rapport à l'approche orientée performance, tout en respectant les attributs traditionnels de QoS. / With the advent of cloud enabling technologies and adoption of cloud computing, enterprise and academic institutions are moving their IT workload to the cloud. Although this prolific advancement and easy to access model have greatly impacted our scientific and industrial community in terms of reducing complexity and increasing revenue, data centers are consuming enormous amount of energy, which translates into higher carbon emission. In response, varieties of research work have focused on environmental sustainability for Cloud Computing paradigm through energy consumption reduction by devising energy efficient strategies. However, energy efficiency in cloud infrastructure alone is not going to be enough to boost carbon footprint reduction. Therefore, it is imperative to envision of smartly using green energy at infrastructure and application level for further reduction of carbon footprint. In recent years, some cloud providers are powering their data centers with renewable energy. The characteristics of renewable energy sources are highly intermittent which creates several challenges to manage them efficiently. To overcome the problem, we investigate the options and challenges to integrate different renewable energy sources in a realistic way and propose a Cloud energy broker, which can adjust the availability and price combination to buy Green energy dynamically from the energy market in advance to make a data center partially green. Later, we introduce the concept of Virtualization of Green Energy, which can be seen as an alternative to energy storage used in data center to eliminate the intermittency problem to some extent. With the adoption of virtualization concept, we maximize the usage of green energy contrary to energy storage which induces energy losses, while introduce Green Service Level Agreement based on green energy for service provider and end users. By •using realistic traces and extensive simulation and analysis, we show that, the proposal can provide an efficient, robust and cost-effective energy management scheme for data center. While an efficient energy management in the presence of intermittent green energy is necessary, how modern Cloud applications can take advantage of the presence/absence of green energy has not been studied with requisite effort. Unlike Batch applications, Interactive Cloud applications have to be always accessible and car not be scheduled in advance to match with green energy profile. Therefore, this thesis proposes an energy adaptive autoscaling solution to exploit applications internal to create green energy awareness in the application, while respecting traditional QoS properties. To elaborate, we design green energy aware application controller that takes advantage of green energy availability to perform opportunistic adaptation in an application along with performance aware application controller. Experiment is performed with real life application at Grid5000 and results show significant reduction of energy consumption while respecting traditional QoS attributes compared to performance aware approach.

Les progrès technologiques réalisés ces dernières années ont permis le développement de nouveaux types de capteurs dotés de moyens de communication sans fil, peu onéreux et pouvant être configurés pour former des réseaux autonomes. Les domaines d'application sont nombreux : domotique, santé, domaine militaire ou bien encore surveillance de phénomènes environnementaux. Les limites imposées sont la limitation des capacités de traitement, de stockage et surtout d'énergie. La liberté laissée à l'implantation est forte et impose de concevoir complètement l'infrastructure, les mécanismes et les protocoles en fonction de l'application visée. Dans cette thèse, nous nous sommes tout d'abord focalisés sur des réseaux de petites tailles. Nous avons conçu une solution protocolaire "Placide" pour le suivi de la chaîne du froid proposée dans le cadre du projet ANR-CAPTEURS. L'originalité première de la solution repose sur l'absence d'infrastructure et de Station de Base. Elle est composée de protocoles performants fondés sur la formation d'un anneau virtuel entre les noeuds, auto-organisants et très économes en énergie. Le second axe est dédié à une étude expérimentale de la qualité du lien.L'objectif est double. Nous souhaitions tout d'abord étayer certaines hypothèses effectuées dans la première partie du travail. Il s'agissait ensuite de proposer des protocoles et des algorithmes fondés sur la qualité du lien. Nous nous sommes focalisés sur la variation de la qualité du lien en fonction de la distance entre les noeuds et de la puissance de transmission. Par la suite, l'impact de la qualité du lien sur la topologie du réseau a été étudiée. Les retours d'expérience sont importants quant à la compréhension des facteurs affectant la durée de vie du réseau. La dernière contribution concerne l'exploitation de ces observations en proposant des stratégies de partage decharge. Notre idée est que des protocoles très réduits et des mécanismes simples peuvent être mis en oeuvre pour le routage. Nous illustrons ces principes au travers d'exemples pour lesquels nous montrons la supériorité de ces solutions par rapport à des routages de type plus court chemin. / Technological advances during the last few years allowed the development of new and cheap sensors equiped with wireless communication which can be configured to form autonomous networks. The application areas for wireless sensor networks (WSN) are various: home automations, health care services, military domain, and environment monitoring. The imposed constraints are limited capacity of processing, storage, and especially energy. In addition, implementing WSN solutions is highly open and requires that the infrastructure, the mechanisms and the protocols should be completely designed based on each specific application.In this thesis, we first focused on small networks. We designed « Placide », a protocol stack solution for cold chain monitoring proposed within the ANR-CAPTEURS project. The first originality of this solution is based on the absence of infrastructure and base stations. « Placide » is composed of self-organizing and energy-efficient protocols based on a virtual ring construction between nodes. The second topic is devoted to an experimental study on Link Quality Indicator (LQI). There are two main objectives. Firstly, we want to endorse our precise assumptions of the first part of the work. Secondly, our poposed link quality based protocols and algorithms willbe described. We focused on LQI variations according to distance between nodes and transmission power.Thereafter, the impact of LQI on the network topology has been studied. Feedbacks are important to understand which factors affect the network lifetime. The last contribution relates to the use of these observations by proposing load balancing strategies. Our idea is that very reduced protocols and simple mechanisms can be used in routing protocols. We illustrate these principles through simple examples where we show the superiority of these solutions compared to standard routing like shortest path for example.