Ces dernières années ont vu le développement du cloud computing. Le principe fondateur est de déporter la gestion des services informatique des entreprises dans des centres d'hébergement gérés par des entreprise tiers. Ce déport a pour principal avantage une réduction des coûts pour l'entreprise cliente, les moyens nécessaires à la gestion de ces services étant mutualisés entre clients et gérés par l'entreprise hébergeant ces services. Cette évolution implique la gestion de structures d'hébergement à grande échelle, que la dimension et la complexité rendent difficiles à administrer. Avec le développement des infrastructures de calcul de type cluster ou grille ont émergé des système fournissant un support pour l'administration automatisée de ces environnements. Ces systèmes sont désignés sous le terme Systèmes d'Administration Autonomes (SAA). Ils visent à fournir des services permettant d'automatiser les tâches d'administration comme le déploiement des logiciels, la réparation en cas de panne ou leur dimensionnement dynamique en fonction de la charge. Ainsi, il est naturel d'envisager l'utilisation des SAA pour l'administration d'une infrastructure d'hébergement de type clouds. Cependant, nous remarquons que les SAA disponibles à l'heure actuelle ont été pour la plupart conçus pour répondre aux besoins d'un domaine applicatif particulier. Un SAA doit pouvoir être adapté en fonction du domaine considéré, en particulier celui de l'administration d'un cloud. De plus, dans le domaine du cloud, différents besoins doivent être pris en compte : ceux de l'administrateur du centre d'hébergement et ceux de l'utilisateur du centre d'hébergement qui déploie ses applications dans le cloud. Ceci implique qu'un SAA doit pouvoir être adapté pour répondre à ces besoins divers. Dans cette thèse, nous étudions la conception et l'implantation d'un SAA adaptable. Un tel SAA doit permettre d'adapter les services qu'il offre aux besoins des domaines dans lesquels il est utilisé. Nous montrons ensuite comment ce SAA adaptable peut être utilisé pour l'administration autonome d'un environnement de cloud. / Last years have seen the development of cloud computing. The main underlying principle of to externalize the management of companies' IT services in hosting centers which are managed by third party companies. This externalization allows saving costs for the client company, since the resources required to manage these services are mutualized between clients and managed by the hosting company. This orientation implies the management of large scale hosting centers, whose dimension and complexity make them difficult to manage. With the developement of computing infrastructures such as clusters or grids, researchers investigated the design of systems which provides support of an automatized management of these environments. We refer to these system as Autonomic Management Systems (AMS). They aim at providing services which automate administration tasks such as software deployment, fault repair or dynamic dimensioning according to a load. Therefore, in this context, it is natural to consider the use of AMS for the administration of a cloud infrastructure. However, we observe that currently available AMS have been designed to address the requirements of a particular application domain. It should be possible to adapt an AMS according to the considered domain, in particular that of the cloud. Moreover, in the cloud computing area, different requirements have to be accounted : those of the administrator of the hosting center and those of the user of the hosting center (who deploys his application in the cloud). Therefore, an AMS should be adaptable to fulfill such various needs. In this thesis, we investigate the design and implementation of an adaptable AMS. Such an AMS must allow adaptation of all the services it provides, according to the domains where it is used. We next describe the application of this adaptable AMS for the autonomic management of a cloud environment.

Ces dernières années ont vu le développement du cloud computing. Le principe fondateur est de déporter la gestion des services informatiques des entreprises dans des centres d'hébergement gérés par des entreprises tiers. Ce déport a pour principal avantage une réduction des coûts pour l'entreprise cliente, les moyens nécessaires à la gestion de ces services étant mutualisés entre clients et gérés par l'entreprise hébergeant ces services. Cette évolution implique la gestion de structures d'hébergement à grande échelle, que la dimension et la complexité rendent difficiles à administrer. Avec le développement des infrastructures de calcul de type cluster ou grilles ont émergé des systèmes fournissant un support pour l'administration automatisée de ces environnements. Ces systèmes sont désignés sous le terme Systèmes d'Administration Autonome (SAA). Ils visent à fournir des services permettant d'automatiser les tâches d'administration comme le déploiement des logiciels, la réparation en cas de panne ou leur dimensionnement dynamique en fonction de la charge. Ainsi, il est naturel d'envisager l'utilisation des SAA pour l'administration d'une infrastructure d'hébergement de type cloud. Cependant, nous remarquons que les SAA disponibles à l'heure actuelle ont été pour la plupart conçus pour répondre aux besoins d'un domaine applicatif particulier. Un SAA doit pouvoir être adapté en fonction du domaine considéré, en particulier celui de l'administration d'un cloud. De plus, dans le domaine du cloud, différents besoins doivent être pris en compte : ceux de l'administrateur du centre d'hébergement et ceux de l'utilisateur du centre d'hébergement qui déploie ses applications dans le cloud. Ceci implique qu'un SAA doit pouvoir être adapté pour répondre à ces besoins divers. Dans cette thèse, nous étudions la conception et l'implantation d'un SAA adaptable. Un tel SAA doit permettre d'adapter les services qu'il offre aux besoins des domaines dans lesquels il est utilisé. Nous montrons ensuite comment ce SAA adaptable peut être utilisé pour l'administration autonome d'un environnement de cloud.

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.