Les réseaux de capteurs sans fil permettent de répondre aux besoins de nombreuses applications de surveillance, en raison de leur faible coût, de leur capacité à communiquer sans fil et de leur facilité de déploiement. Toutefois, les applications déployées sur les réseaux de capteurs sans fil ont souvent des besoins variés de qualités de service, et il est difficile pour une seule pile protocolaire de répondre à ces besoins. Des architectures réseaux dans lesquelles plusieurs piles protocolaires cohabitent commencent à émerger. Dans ce document, nous nous intéressons aux interactions entre les piles protocolaires d'un réseau de capteurs sans fil, en prenant deux projets pour exemples. Dans le premier projet, qui concerne le domaine industriel, l'optimisation des protocoles proposés nous a amené à autoriser des interactions entre piles protocolaires. Nous généralisons cette approche en introduisant le concept d'architecture multi-piles locale, où le choix de la pile à utiliser est décidé localement par chaque nœud. Dans le second projet, qui concerne le domaine environnemental, ce sont les caractéristiques des phénomènes observés qui déclenchent les interactions entre piles protocolaires. Nous introduisons alors le concept d'architecture multi-piles globale, où le choix d'utiliser une pile ou une autre est imposé aux nœuds. Dans ces deux projets, nous proposons des solutions pour éviter les boucles de routage. Les travaux décrits dans ce document ont été menés en collaboration avec trois étudiants en thèse, deux ayant déjà soutenu. Ce document décrit aussi les perspectives de ces travaux.