L'apparition des Systèmes d'Information ubiquitaires ou pervasifs est issue de l'émergence de nouvelles technologies fournissant au système une vision de son environnement, de l'environnement de ses utilisateurs ainsi que de leurs profils. Grâce à ces données formant le contexte de l'application, il est possible de fournir des services personnalisés, pertinents et ciblés. Mais, le problème qui se pose à ce niveau concerne le degré d'adaptation, de prise de décision à la place de l'utilisateur et de l'identification des données contextuelles nécessaires et suffisantes pour ces services. Ceci est dû à un déséquilibre entre les avancées des technologies et de leurs applications (qui reçoivent un grand intérêt de la part de la recherche et de l'industrie) et les méthodes et démarches de développement et d'ingénierie spécifiques aux systèmes ubiquitaires. Notre objectif dans ce travail de thèse est de proposer une méthode d'ingénierie des SI ubiquitaires en considérant les différentes exigences reliées à la nature mobile et grande échelle de ces systèmes. Cette méthode est basée sur une démarche de développement qui fait usage d'un ensemble de métamodèles et de langages génériques favorisant la spécification complète de ces systèmes. Cette démarche sépare les spécifications fonctionnelles, techniques et ubiquitaires. Les spécifications ubiquitaires permettent de définir des modèles structurels et événementiels du contexte respectant les exigences des utilisateurs et les contraintes de sécurité et supportant les fonctionnalités d'adaptation et de sensibilité au contexte. Cette approche orientée évènements est consolidée par l'adoption d'une architecture de traitement des évènements. Notre démarche E-CARe est une intégration des spécifications ubiquitaires dans une démarche classique de conception des SI pour garantir la couverture des spécifications fonctionnelles et techniques. Les applications d'assistance représentent un cas d'étude idéal pour cette démarche qui s'intéresse au domaine des transports, fortement dépendant de l'environnement et des évènements ambiants.

L'apparition des Systèmes d'Information ubiquitaires ou pervasifs est issue de l'émergence de nouvelles technologies fournissant au système une vision de son environnement, de l'environnement de ses utilisateurs ainsi que de leurs profils. Grâce à ces données formant le contexte de l'application, il est possible de fournir des services personnalisés, pertinents et ciblés. Mais, le problème qui se pose à ce niveau concerne le degré d'adaptation, de prise de décision à la place de l'utilisateur et de l'identification des données contextuelles nécessaires et suffisantes pour ces services. Ceci est dû à un déséquilibre entre les avancées des technologies et de leurs applications (qui reçoivent un grand intérêt de la part de la recherche et de l'industrie) et les méthodes et démarches de développement et d'ingénierie spécifiques aux systèmes ubiquitaires. Notre objectif dans ce travail de thèse est de proposer une méthode d'ingénierie des SI ubiquitaires en considérant les différentes exigences reliées à la nature mobile et grande échelle de ces systèmes. Cette méthode est basée sur une démarche de développement qui fait usage d'un ensemble de métamodèles et de langages génériques favorisant la spécification complète de ces systèmes. Cette démarche sépare les spécifications fonctionnelles, techniques et ubiquitaires. Les spécifications ubiquitaires permettent de définir des modèles structurels et événementiels du contexte respectant les exigences des utilisateurs et les contraintes de sécurité et supportant les fonctionnalités d'adaptation et de sensibilité au contexte. Cette approche orientée évènements est consolidée par l'adoption d'une architecture de traitement des évènements. Notre démarche E-CARe est une intégration des spécifications ubiquitaires dans une démarche classique de conception des SI pour garantir la couverture des spécifications fonctionnelles et techniques. Les applications d'assistance représentent un cas d'étude idéal pour cette démarche qui s'intéresse au domaine des transports, fortement dépendant de l'environnement et des évènements ambiants. / Ubiquitous Information Systems appeared as a consequence to emerging and evolving communication and mobile technologies providing the system with information on its environment, the environment of its users and their profiles. These data constitute the application context and are used to provide personalized, targeted and relevant services. However, ubiquitous services face some difficulties and challenges concerning specially needed contextual data, adaptation degree and computerized decision making. This is due to the gap between advanced ubiquitous services and their applications, and methods and processes for developing and engineering ubiquitous systems. Our goal in this thesis is to propose an engineering method for ubiquitous Information Systems considering different requirements resulting from the mobile and high scalable nature of these systems. The proposed method is based on a development process and a set of generic metamodels and languages facilitating a complete system specification and implementation. The proposed process separates functional, technical and ubiquitous specifications. Ubiquitous specifications enable the structural and event based context models definition while considering user requirements and security requirements. Adaptation and context awareness functionalities are supported by structural and dynamic context models. The proposed event oriented approach is enhanced by the adoption of an event processing architecture. Ubiquitous specifications are integrated into a classical information systems engineering process to constitute the E-CARe process including functional and technical specifications. Our propositions are used to design a user assistance application in the transport domain, highly dependent on the ambient environment and events.

Les intergiciels sont aujourd'hui incontournables lorsqu'il s'agit de développer des applications réparties. Des simples Web Services aux architectures n-tiers, d'une unique communication client / serveur à un réseau dynamique pair-à-pair, chaque conception requiert des outils adaptés et performants. En complément de chaque utilisation spécifique des intergiciels, leur contexte de déploiement nécessite des mécanismes particuliers afin de s'adapter au mieux à la situation.<br /><br />Face à ces besoins, les intergiciels proposent des modèles de programmation et de communication différents, fournissant des moyens de communication efficaces dans certaines situations.<br /><br />La mobilité introduit une problématique supplémentaire pour ces intergiciels. D'une part l'interopérabilité devient inévitable ; le nombre de composants répartis susceptibles d'être utilisés en mobilité est immense, et les composants peuvent être développés avec différents intergiciels. D'autre part le contexte varie, et avec lui les conditions et capacités de communication évoluent.<br /><br />Nous traitons dans cette thèse des impératifs actuels d'un intergiciel en mobilité. Nous proposons pour cela une approche multi-modèles, basée sur les travaux actuels dans ce domaine, et présentant des concepts novateurs.<br /><br />Cette approche se compose d'un modèle de programmation générique, proposant différents types de communications synchrones, asynchrones, et basées sur des patrons de conception. Elle se compose également d'une combinaison de modèles de communication, assurant l'interopérabilité avec les intergiciels standards, et offrant des possibilités de communications enrichies, capables de s'adapter aux changements de contextes.<br />Des politiques d'adaptation définissent les règles de combinaison des modèles en fonction d'observations du contexte, afin de se comporter au mieux face à ses évolutions.<br />Des mécanismes d'adaptation dynamique permettent à notre approche de proposer une prise en compte en temps réel des changements de contexte, et permettent également de reconfigurer le système pendant son exécution afin de répondre à des besoins de déploiement.<br /><br />Nous avons validé notre approche au travers d'une application concrète aux problèmes engendrés par l'utilisation d'un proxy Internet à bord des trains : le développement d'un greffon multi-modèles a illustré et justifié notre approche, et l'évaluation de ce greffon a montré les bénéfices de celle-ci face aux changements de contexte.<br />Pour implémenter entièrement notre approche et proposer ainsi un intergiciel multi-modèles, nous avons conçu et développé notre infrastructure logicielle multi-modèles, proposant tous les concepts de l'approche. Une première version "statique" puis une version finale offrant les mécanismes d'adaptation dynamique ont été implémentées et permettent ainsi de profiter des bénéfices de notre approche multi-modèles.

Récemment, l'intégration entre les environnements informatiques et de réseautage a été largement promu pour fournir des services intelligents à des utilisateurs finaux ainsi que l'utilisation efficace des ressources. Cette convergence a ouvert la voie à l'émergence de l'internet des objets (IdO). Le paradigme de l'IdO repose principalement sur la fabrication d'objets, appelés les choses, disparaître et se tissent dans le tissu de notre vie de tous les jours pour nous soutenir dans l'accomplissement des activités quotidiennes. L'évolutivité et l'hétérogénéité sont parmi les principaux défis qui entravent la réalisation à grande échelle de services de l'IdO dans la vie quotidienne des utilisateurs. Afin de relever les défis de l'IdO, un nouveau volet de recherche est venu en avant dans la littérature comme une classe paradigmatique des Cyber-physiques systèmes sociaux (CSPR), qui est connu comme l'Internet social des choses (Siot). Le SIOT se fonde sur la notion soulignée par phénomène petite-monde où la structure sociale permettant relation sociale fondée sur la confiance entre les personnes et les objets, d'une manière qui ressemble à des services de réseaux sociaux traditionnels (SNS) est suggérée de relever les défis de l'IdO. Cependant, depuis SIOT hérite des caractéristiques de différents informatiques et de réseautage environnements (par exemple, l'IdO et SNS) cela, en fait, augmente la quantité et la variété des données contextuelles qui doit être manipulé pour Adaptive fourniture de services dans Siot, qui agit comme le principal défi adressé dans cette thèse. Autrement dit, dans cette thèse, nous proposons la notion de contexte cognitif lorsque, dans certaine situation spatio-temporelle, le raisonnement sur les aspects objectifs du cadre, ce qui représente l'environnement physique, avec le contexte subjective, qui représente les aspects comportementaux et sociaux, est considéré comme l'amélioration des services SIOT intelligence et la capacité d'adaptation aux besoins conjoncturels des utilisateurs. Nous envisageons technologies du Web sémantique pour déployer notre contexte cognitif proposé dans deux domaines d'application; sensible au contexte recommandation des tâches quotidiennes dans les maisons intelligentes et structure sociale dépendant de la situation des choses. Un prototype de preuve de concept a été développé pour chaque domaine d'application, dans le but de démontrer l'intégration harmonieuse des objets sur le Web pour la réalisation de certaines applications. Nos résultats empiriques montrent un niveau de service amélioré l'adaptabilité et la complexité en temps de fonctionner lors de l'application de notre contexte cognitif suggéré / The paradigm of the Social Internet of Things (SIoT) is being promoted in the literature to boost a new trend wherein the benefits of social network services are exhibited within the network of connected objects i.e., the Internet of Things (IoT). The novel user-friendly interaction framework of the SIoT opens the doors for enhancing the intelligence required to stimulate a shift in the IoT from a heterogeneous network of independently connected objects towards a manageable network of everything. In practice, achieving scalability within the large-scale and the heterogeneous paradigm of the IoT while maintaining on top of its user-friendly and intuitive services to bridge human-to-machine perceptions and encourage the technology’s adaptation is a major challenge which is hindering the realization and deployment of the IoT technologies and applications into people’s daily live. For the goal of handling IoT challenges, as well as improve the level of smart services adaptability to users’ situational needs, in this thesis, novel SIoT-based application architecture is provided. That is, Semantic Web Technologies are envisaged as a means to develop automated, value-added services for SIoT. While, interoperability and automation are essential requirement to seamlessly integrate such services into user life, Ontologies are used to semantically describe Web services with the aim of enabling the automatic invocation and composition of these services as well as support interactions across the cyber, physical and social worlds. On the other hand, handling the variety of contextual data in SIoT for intelligent decision making is another big challenge which is still in very early stages of research. In this thesis we propose a cognitive reasoning approach taking into consideration achieving situational-awareness (SA) in SIoT. This reasoning approach is deployed within two application domains where results show an improved level of services adaptability compared to location-aware services which are previously proposed in the literature