Tolérer les fautes transitoires, permanentes et intermittentes

A distributed system is a system composed of a set of autonomous computation units endowed with communication abilities in order to solve a global task. This model is general enough to describe any kind of network (LAN, sensor network, ...). When the size of a distributed system gets larger or when it is deployed in hazardous environments, the possibility that some elements of the system are subject to faults (failure, memory corruption, hacking, ...) become impossible to elude. Faults can be classified according to duration, span, or nature. In this thesis, we focus on distributed systems that simultaneously tolerate several kinds of faults using three classical problems as case studies. We present first a distributed protocol simulating a single-writer multi-reader atomic register in the presence of transient faults and of permanent crash faults. This protocol relies on two re-usable tools: a communication primitive and a bounded timestamp scheme. Then, we study logical clock weak synchronization in the presence of transient faults and of intermittent Byzantine faults. We prove several impossibility results and provide a protocol that is optimal both with respect to impossibility result and with respect to recovery time. Finally, we define three new fault tolerance schemes in distributed systems that are subject to transient faults and to intermittent Byzantine faults. We design a protocol constructing a wide class of spanning trees that is optimal with respect to fault tolerance metrics defined for these three schemes.Un système réparti est un système constitué d'un ensemble d'unités de calcul autonomes dotées de capacités de communication afin de résoudre une tâche globale. Ce modèle est suffisament général pour décrire tout type de réseau physique (réseau local, réseau de capteurs, ...). Lorsque la taille d'un système réparti devient importante ou lorsque ce système est déployé dans un environnement non contrôlé, la probabilité que certains éléments du système subissent des fautes (panne, corruption de mémoire, piratage, ...) devient non négligeable. Ces fautes peuvent être classifiées en fonction de leur durée, de leur étendue et de leur nature. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux systèmes répartis capables de tolérer simultanément plusieurs types de fautes à travers l'étude de trois problèmes fondamentaux. Nous présentons ainsi un protocole réparti simulant un registre atomique mono-écrivan multi-lecteurs en présence de fautes transitoires et de fautes permanentes de type crash. Ce protocole repose sur deux outils ré-utilisables : un protocole de communication et un système d'estampillage borné. Ensuite, nous proposons une étude de la synchronisation faible d'horloges logiques en présence de fautes transitoires et de fautes intermittentes Byzantines. Nous prouvons de nombreux résultats d'impossibilité et nous fournissons un protocole optimal dans les cas non couverts par ces résultats. Finalement, nous définissons trois nouveaux concepts de tolérance pour les systèmes répartis sujets à des fautes transitoires et des fautes intermittentes Byzantines. Nous donnons un protocole de construction d'une vaste classe d'arbres couvrants optimal selon ces trois concepts