Les réseaux étendus à basse consommation (LPWAN pour Low-Power Wide-Area Networks) connectent un grand nombre nombres de dispositifs sans fil fonctionnant sur batterie et disséminés sur des zones étendues. Le remplacement des batteries d'alimentation de tels objets connectés étant coûteux et difficile, il devient crucial de maximiser leur espérance de vie. Parmi les technologies de type LPWAN, les réseaux à longue portée (LoRaWAN pour Long Range Wide Area Networks) se sont imposés en tête du marché, offrant un excellent compromis entre portée de couverture, débit, consommation d'énergie et facilité d'implémentation. Cette technologie fait appel à une stratégie d'accès au médium de type pure ALOHA, qui permet d'économiser de l'énergie en minimisant l'utilisation de la radio des terminaux. Cependant, l'utilisation d'une telle stratégie implique un fort taux de collision de paquets qui limite la capacité du réseau à supporter de fortes charges de trafic. Dans ce contexte, la synchronisation est une piste de recherche intéressante permettant de faire un meilleur usage de la bande passante en réduisant les probabilités de collision. En cela, ce manuscrit aborde tout d'abord la conception d'un mécanisme d'accès synchrone adapté aux réseaux LoRa. Ce mécanisme permet la mise en place d'une stratégie de type slotted ALOHA, qui étend la capacité réseau au prix d'une hausse de la consommation d'énergie dédiée au mécanisme de synchronisation. Le premier aboutissement de cette recherche est la découverte que l'accès synchrone peut aussi être plus énergétiquement efficient que pure ALOHA dans les réseaux congestionnés si la réception des balises de synchronisation est gérée intelligemment. Cependant, le protocole de base reste préférable pour les faibles charges de trafic. Cette découverte met en évidence le besoin d'un protocole conscient du trafic capable d'adapter le mode d'accès à la charge réseau. En conséquence, un mécanisme capable de dynamiquement synchroniser et désynchroniser les terminaux est introduit afin de sélectionner le protocole le plus efficient en fonction des conditions de trafic sondées. A travers des simulations, nous montrons qu'un tel système est capable de suivre les variations de la charge réseau et ainsi de maximiser l'efficacité énergétique du déploiement. Nous comblons ensuite le fossé entre simulations et expériences réelles en implémentant un mécanisme de synchronisation efficient sur un banc de tests. La robustesse de notre approche repose sur une analyse expérimentale du décalage d'horloge des terminaux. Les résultats issus du banc de tests révèlent additionnellement que les modèles mathématiques les plus communément utilisés pour décrire le comportement des réseaux ALOHA sont très imprécis dans notre cas de figure, car l'effet capture survient très fréquemment. En guise de dernière contribution, nous proposons donc une approche mathématique incluant les effets observées sur le banc de tests à nos modèles d'évaluation de performances. Cette dernière étape permet (i) d'étendre les capacités d'adaptation du protocole en montrant comment la taille des slots peut être ajustée à la charge réseau pour maximiser l'efficacité énergétique, et (ii) de considérer l'effet capture pour modéliser fidèlement le débit réel du banc de tests. En un mot, cette thèse explore des compromis entre débit et efficacité énergétique dans les réseaux LoRa, et met en évidence le besoin de protocoles conscients de la charge de trafic. Nous montrons additionnellement que les modèles d'évaluation de performances de l'état de l'art ne représentent pas encore parfaitement le comportement des réseaux réels, ce qui ouvre la voie vers de nouvelles pistes de recherche pour améliorer cette modélisation et ainsi piloter de tels protocoles adaptatifs.