Controlling and Managing Data Networks for Improved Quality and Flexibility. (L'Internet est devenu un système incontournable, lié à toutes nosactivités quotidiennes, allant du divertissement, les services médicaux,la communication, les affaires et les activités civiques. Cependant,Internet n'est pas conçu pour être un système sécurisé ni garanti entermes de qualité. En raison de son ampleur, de sa présence mondiale etde sa complexité en tant que système distribué géré par différentesentités (les systèmes autonomes), les changements sont difficiles, cequi a conduit à ce que l'on appelle communément l'Internet fossilisé(the ossified internet, en anglais). En effet, la structure d'Internetet ses protocoles sont devenus rigides, inflexibles et résistants auchangement ou à l'innovation. Pour relever les défis posés parl'Internet fossilisé, il faut explorer de nouvelles approches,architectures et technologies afin d'améliorer l'adaptabilité, lasécurité et les performances de l'infrastructure Internet, tout enfournissant des solutions rétrocompatibles et faciles à démarrer.Dans ce contexte, cette présentation s'articule autour de deux approchesprincipales. Premièrement, l'application d'outils mathématiquespermettant de modéliser les problèmes généralement rencontrés dans lesréseaux tels que l'internet, conceptualisés comme des systèmescaractérisés par des ressources partagées et des agents distribués.Deuxièmement, la conception de solutions répondant à des casd'utilisation d'actualité, en s'appuyant sur de nouvelles technologiespour améliorer la flexibilité, simplifier la gestion ou améliorer laqualité de service (QoS). Ces contributions visent à surmonter certainsdes problèmes soulevés dans l'Internet fossilisé mentionné ci-dessus.En particulier, je m'intéresse tout d'abord au problème du partage despectre dans le contexte des réseaux 5G, et je propose un mécanisme basésur les enchères, qui garantit l'honnêteté des soumissionnaires et offrela possibilité d'ajuster le mécanisme pour atteindre différentespropriétés telles que la maximisation des revenus, l'efficacité etl'équité de l'allocation.Pour que la QoS soit au niveau requis par les services 5G, lesressources doivent être allouées de manière cohérente de bout en bout.Dans la deuxième partie de la présentation, je me concentre sur lamanière dont les technologies de virtualisation comme les réseauxdéfinis par logiciel (SDN) et la virtualisation des fonctions réseau(NFV) peuvent être utilisées pour permettre le découpage de bout en boutdans le contexte des réseaux 5G (slicing en anglais), et rendre possiblela convergence des réseaux d'accès mobile et fixe optique. Un bancd'essai avec équipement de réseau fixe à la pointe de la technologie etun coeur 5G ont été utilisés pour prouver le concept de manièreexperimentale.Enfin, je présente un cas d'utilisation rendu possible par les nouvellestechnologies : la virtualisation et les registres distribués (DL). Laproposition consiste en une architecture permettant le partaged'infrastructure réseau entre différents fournisseurs, renforçant ainsila confiance entre eux sans avoir besoin d'un tiers. En particulier, jesouligne le rôle des technologies de registre distribué (DLT) dans lamise en œuvre d'un tel cas d'utilisation, et je me concentre sur l'étudedes performances du DL, afin de fournir un mécanisme de contrôle dedébit permettant de faire des compromis entre les métriques deperformance du registre.Les perspectives de cette recherche sont multiples et concernent lesoutils mathématiques exploités ainsi les objectifs et buts. Ellesincluent, mais ne se limitent pas à, la prise en compte de techniquesd'intelligence artificielle et d'apprentissage automatique (AIML) tellesque l'apprentissage par renforcement et les réseaux neuronaux, etl'extension à de nouveaux objectifs impliquant la sécurité des réseaux.Les contributions abordées dans la présentation et détaillées dans lemanuscrit, ont été développées dans le cadre de cinq thèses de doctoratco-encadrées, qui ont également inspiré certaines contributionseffectuées indépendamment de celles-ci, et certaines dans le cadre del'encadrement d'étudiants en master)