Offrir un accès transparent et sécurisé à un ensemble de ressources passe par la définition de logiciels de médiation qui rendent la complexité de l'architecture sous-jacente transparente à l'utilisateur en offrant des facilités de conception, d'intégration, d'interrogation et d'administration permettant le partage de données et de programmes d'une manière fiable et efficace. Un très gros effort a été mené ces vingt dernières années pour aider à la mise en œuvre de ces logiciels de médiation, que cela soit par la communauté bases de données ou par la communauté systèmes distribués. Ces deux communautés adressent différemment le problème de l'accès transparent et sécurisé à des ressources largement distribuées, il est donc important aujourd'hui de comprendre la variabilité des solutions en termes de fonctionnalités, de design, d'algorithmes et d'architectures afin d'identifier les différentes dimensions du problème. <br />Ce mémoire retrace l'ensemble de mes activés de recherche réalisées à partir de 1992 au sein du thème SBD (Systèmes et Bases de Données) du laboratoire PRISM de l'Université de Versailles-St-Quentin, et depuis 2002, dans le cadre du projet SMIS (Secure & Mobile Information System) à l'INRIA. Il détaille les aspects pluridisciplinaires de l'accès transparent aux données comme la conception et le développement de systèmes de médiation de données pour l'interopérabilité de bases de données relationnelles, objets et XML, et la problématique d'accès aux données dans les systèmes à objets distribués à l'aide d'annuaires. Il aborde également la problématique d'accès sécurisé aux données, notamment dans un contexte XML. <br />Ce mémoire détaille l'ensemble de mes contributions scientifiques autour de ces trois thèmes, indique pour chacun d'eux le contexte historique de l'époque et le replace vis-à-vis de l'existant. Pour conclure, il liste un ensemble de perspectives et directions de recherche à la lueur de mon expérience pluridisciplinaire et du constat de l'adoption croissante de XML comme fondation technologique pour l'accès transparent et sécurisé aux données largement distribuées.

Ces travaux concernent la modélisation et l'analyse de performances du trafic et des applications multimédia dans les réseaux hétérogènes. Le trafic IP agrégé et les applications audio, vidéo et données sont étudiés. Cette étude nous conduit à proposer un modèle générique et hiérarchique pour la représentation des sources de trafics multimédia qui permet de décrire les applications multimédia d'une façon simple, précise et générique. Le modèle générique est implémenté et constitue le noyau d'un outil de modélisation et simulation des sources de trafics. Une caractérisation du trafic IP issu d'applications multimédia est conduite en utilisant les modèles développés avec cet outil. Particulièrement, la problématique de la modélisation des sources de trafics agrégées est adressée, et des modèles agrégés simples sont déduites pour la superposition des sources de trafics audio, vidéo et données. Le trafic agrégé de type TCP présente des propriétés statistiques variables en fonction du taux de pertes de paquets sur le réseau à cause du contrôle en boucle fermée imposé par TCP. Un nouveau modèle analytique du protocole TCP basé sur la théorie différentielle du trafic est ensuite proposé. Ce modèle permet une représentation fiable du trafic TCP tout en étant très performant sur les réseaux à grande échelle. Finalement, une extension de l'architecture du protocole SIP est présentée afin de permettre une gestion de la qualité d service au niveau session. Les mécanismes proposés reposent sur l'ordonnancement stochastique des sessions et l'allocation de la bande passante par des approches d'évaluation de bande passante équivalente. Cette dernière technique rend possible l'utilisation des formules d'Erlang dans les réseaux à commutation de paquets

Le rachis cervical est une structure anatomique complexe et compacte du corps humain. Il se compose, anatomiquement, de sept vertèbres, de disques intervertébraux et de systèmes ligamentaires et musculaires. Cette structure assure plusieurs fonctions biomécaniques: il supporte le poids de la tête et maintient sa posture stable; il permet une mobilité importante de la tête; il contient et protège la moelle épinière du système nerveux central. Ce sujet est destiné à l'amélioration de la compréhension du fonctionnement du rachis cervical in-vivo. L'objectif à terme est le diagnostic et la classification des pathologies du cou. Cette étude explicite une méthodologie de modélisation du mouvement intersegmentaire continu de flexion/extension du rachis cervical basée sur des données expérimentales in-vivo. Un protocole expérimental est proposé en utilisant simultanément deux techniques: les images radiographiques et les marqueurs externes du mouvement, ce qui permet l'acquisition couplée des données géométriques et cinématiques. Puis, deux modèles mécaniques du rachis cervical, modèle ostéo-articulaire et modèle musculo-squelettique, sont développés en se basant sur les hypothèses de modélisation. Ces hypothèses sont justifiées et les réponses des modèles sont confrontés avec les données expérimentales in-vivo ainsi la littérature. Les résultats des études permettent la détermination non seulement des paramètres cinématiques, cinétiques associés au mouvement continu de flexion/extension, mais aussi des comportements mécaniques des segments et des composantes du rachis cervical pendant ce mouvement in-vivo.

Contrairement aux données traditionnelles, les données semi-structurées<br />sont irrégulières : des données peuvent manquer, des concepts<br />similaires peuvent être représentés par différents types de données,<br />et les structures même peuvent être mal connues. Cette absence <br />de schéma prédéfini, permettant de tenir compte de toutes les données<br />du monde extérieur, présente l'inconvénient de complexifier les<br />algorithmes d'intégration des données de différentes sources.<br /><br />Nous proposons une architecture de médiation basée entièrement sur XML.<br />L'objectif de cette architecture de médiation est de fédérer des sources de<br />données distribuées de différents types.<br />Elle s'appuie sur le langage XQuery, un langage fonctionnel<br />conçu pour formuler des requêtes sur des documents XML. Le médiateur analyse<br />les requêtes exprimées en XQuery et répartit l'exécution de la requête<br />sur les différentes sources avant de recomposer les résultats.<br /><br />L'évaluation des requêtes doit se faire en exploitant au maximum les<br />spécificités des données et permettre une optimisation efficace.<br />Nous décrivons l'algèbre XAlgebre à base d'opérateurs conçus<br />pour XML. Cette algèbre a pour but de construire des plans d'exécution pour<br />l'évaluation de requêtes XQuery et traiter des tuples d'arbres XML.<br /><br />Ces plans d'exécution doivent pouvoir être modélisés par un modèle<br />de coût et celui de coût minimum sera sélectionné pour l'exécution. <br />Dans cette thèse, nous définissons un modèle de coût pour les données<br />semi-structurées adapté à notre algèbre.<br /><br />Les sources de données (SGBD, serveurs Web, moteur de recherche)<br />peuvent être très hétérogènes, elles peuvent avoir des<br />capacités de traitement de données très différentes, mais aussi avoir<br />des modèles de coût plus ou moins définis. <br />Pour intégrer ces différentes informations dans<br />l'architecture de médiation, nous devons déterminer comment communiquer<br />ces informations entre le médiateur et les sources, et comment les intégrer.<br />Pour cela, nous utilisons des langages basés sur XML comme XML-Schema et MathML<br />pour exporter les informations de métadonnées, de formules de coûts<br />et de capacité de sources.<br />Ces informations exportées sont communiquées par l'intermédiaire d'une interface<br />applicative nommée XML/DBC.<br /><br />Enfin, des optimisations diverses spécifiques à l'architecture de médiation<br />doivent être considérées. Nous introduisons pour cela un cache sémantique<br />basé sur un prototype de SGBD stockant efficacement des données XML<br />en natif.