En plus de l'utilisation des appareils ubiquitaires qui continue à croître, nous avons accès à d'informations dites contextuelles. Ces informations permettent de connaître l'état de notre environnement et nous aident à prendre les décisions de notre vie quotidienne en fonction du contexte dans lequel nous nous positionnons. La nature statique des processus métiers ne leur permet pas d'être modifiés dynamiquement, les rendant ainsi moins utiles dans un nouveau contexte. Si nous voulons changer le comportement d'un processus métier, nous devons le stopper, le modifier et le redéployer entièrement. Pour répondre à ces problèmes, nous proposons une approche qui permet de représenter des processus métiers sensibles au contexte où les informations de contexte sont considérées comme des événements contrôlés en temps réel. Avec Ceviche, nous intégrons les informations obtenues à partir du contexte avec la capacité d'adaptation des processus métiers en cours d'exécution. De plus, l'une des originalités du cadre logiciel Ceviche vient de la définition d'une opération de désadaptation et de sa mise en oeuvre, car défaire l'adaptation peut facilement se passer mal et conduire à des états non désirés. En outre, avec Ceviche, nous apportons une propriété de stabilité au niveau du traitement des événements complexes. En définissant notre propre langage, Adaptive Business Process Language (ABPL), comme un langage pivot, Ceviche facilite l'utilisation de CEP sans les inconvénients de l'adoption anticipée de l'approche. Nous utilisons une technique de type plug-in qui permet aux événements définis en ABPL d'être utilisés dans pratiquement n'importe quel moteur CEP. / As the use of ubiquitous devices continues to grow, we have more access to pervasive information around us. This information allows us to know the state of our surroundings, and we make decisions of our everyday life based on that context information. The static nature of business processes does not allow them to be dynamically modified, thus leaving them less useful in the new context. If we want to change the behavior of a business process, we need to stop it, modify it and redeploy it entirely.To address these issues, in this thesis we present the Ceviche Framework. We bring forward an approach which allows to represent context-aware business processes where context information is considered as events which are monitored in real-time. With Ceviche we integrate the information obtained from the context with the capability of adapting business process at run-time. Also, one of the original contributions of the Ceviche Framework is the definition of a correct adaptation undoing mechanism and its implementation, as undoing an adaptation can easily go wrong and lead to undesired states and unstable processes.The implementation of the Ceviche Framework offers flexibility and dynamicity properties to the business processes, using a component-based approach, allowing the modification of their bindings at run-time. Moreover, with Ceviche we also provide a stability property in terms of CEP. By defining our own simple language, the Adaptive Business Process Language (ABPL), as a pivot language, Ceviche facilitates the use of CEP without the drawbacks of early adoption. We use a plug-in approach that allows the events defined in ABPL to be used in virtually any CEP engine.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Certains programmes doivent fonctionner en continu et ne peuvent pas être interrompus en cas de dysfonctionnement. C'est par exemple le cas de drones en mission, de satellites et de certains objets connectés. Pour de telles applications, le défi est d’identifier les problèmes et de les corriger pendant l'exécution du programme. De plus, dans le contexte des systèmes à objets, il peut être nécessaire d’observer et d’instrumenter individuellement le comportement de certains objets particuliers. Dans cette thèse, nous proposons une solution d’adaptation dynamique de comportement permettant de déverminer individuellement les objets d'un programme en cours d'exécution. Cette solution est présentée sous la forme d’un patron applicable aux langages objets à typage dynamique. Ce patron permet d'implanter de façon minimale et générique des capacités additionnelles d’adaptation dynamique à granularité objet. Une mise en oeuvre de ce patron pour un langage de programmation particulier permet d'instrumenter dynamiquement un programme pour collecter des objets spécifiques et d'adapter leur comportement pendant l’exécution. Nous expérimentons notre patron par des mises en oeuvre en Pharo et en Python. Des dévermineurs dédiés à la mise au point de programmes en cours d’exécution sont mis en oeuvre pour ces deux langages objet. Ces outils sont évalués pour des cas de déverminage concrets : pour une simulation de drones, pour des applications connectées déployées sur des systèmes cyber-physiques distants, pour un serveur de discussion en ligne ainsi que sur un défaut en production d’un logiciel de génération de documents. / Some programs must run continuously and cannot be interrupted in the event of a malfunction.This is, for example, the case of drones, satellites and some internet-of-things applications. For such applications, the challenge is to identify and fix problems while the program is still running. Moreover, in the context of object-oriented Systems, it may be necessary to observe and instrument the behavior of very specifie objects.In this thesis, we propose a method to adapt object behavior in a running program. This solution is presented as a pattern applicable to dynamically typed object-oriented languages. This pattern makes it possible to implement, in a minimal and generic way, additional debugging capabilities at the level of objects. An implementation of this pattern for a particular programming language makes it possible to dynamically instrument a program, by collecting specifie objects and adapting their behavior during run-time. We experiment this pattern in Pharo and Python implementations with dedicated debuggers for each language.These tools are evaluated on typical debugging case studies: a simulation of drones, connected applications deployed on remote cyber-physical Systems, an online discussion server and a debugging session to fix a defect in a production software.

L'approche à composants promeut la construction de logiciels à partir de l'assemblage de briques logicielles réutilisables appelées composants. Cette approche ne suppose cependant pas que les fonctionnalités offertes par les composants puissent être disponibles dynamiquement. La disponibilité dynamique fait référence à la situation où des fonctionnalités fournies par des composants qui forment une application deviennent indisponibles ou disponibles de façon continue et en raison de causes diverses, comme le déploiement des composants à l'exécution. Les changements dans les fonctionnalités ont lieu au cours de l'exécution de l'application et sont en dehors de son contrôle. Pour les supporter, une application doit être capable de s'adapter, par exemple en cherchant une fonctionnalité remplaçante ou en incorporant des nouvelle fonctionnalités. Bien que cette situation puisse être supportée dans les modèles à composants actuels, ce support n'est pas explicite et doit être réalisé à travers la programmation. Ceci résulte dans un mélange de logique applicative et de logique d adaptation dédiée à la gestion de la disponibilité dynamique. Ce travail propose un moyen de supporter la disponibilité dynamique dans un modèle à composants à partir d une approche qui introduit d un côté des concepts de l'approche à services dans le modèle à composants et d un autre des concepts permettant à un environnement d exécution, associé au modèle, d'adapter dynamiquement une application à partir d'informations fournies par les composants qui la constituent. Ce travail présente d'abord une étude des approches à composants et à services, et ensuite les concepts et l'implémentation d'un modèle à composants orienté services. Cette implémentation a été évaluée dans un contexte industriel et a été libérée comme un projet de source libre.

En plus de l'utilisation des appareils ubiquitaires qui continue à croître, nous avons accès de plus en plus à d'informations dites contextuelles. Ces informations permettent de connaître l'état de notre environnement et nous aident à prendre les décisions de notre vie quotidienne en fonction du contexte dans lequel nous nous positionnons. Les processus métiers informatiques sont de plus en plus en expansion, alors que les activités qu'ils traitent deviennent automatisées. Toutefois, lorsqu'il s'agit de processus métiers dans un domaine particulier, il y a un manque d'intégration avec ces informations contextuelles. Nous pouvons envisager actuellement une situation donnée dans une partie bien définie du processus à un moment donné et prendre une décision basée sur cette information, mais nous ne pouvons pas contrôler ces informations contextuelles en temps réel et adapter le processus en conséquence, comme nous le faisons dans la vie normale. De plus, la nature statique des processus métiers ne leur permet pas d'être modifiés dynamiquement, les rendant ainsi moins utiles dans un nouveau contexte. Si nous voulons changer le comportement d'un processus métier, nous devons le stopper, le modifier et le redéployer entièrement, ce qui fait perdre toutes les exécutions en cours et l'information associée. Pour répondre à ces problèmes, dans cette thèse, nous présentons le cadre logiciel CEVICHE. Nous proposons une approche qui permet de représenter des processus métiers sensibles au contexte où les informations de contexte sont considérées comme des événements contrôlés en temps réel. Pour cela, nous nous basons sur une nouvelle approche appelée Complex Event Processing (CEP). En utilisant un outil externe pour contrôler le contexte en temps réel, nous sommes alors en mesure de dépasser les limites d'accés à l'information uniquement à des endroits bien précis du processus. Cependant, la connaissance de ces événements ne suffit pas. Nous avons, de plus, besoin d'être capable d'adapter nos processus en conséquence à l'exécution. Avec CEVICHE, nous intégrons les informations obtenues à partir du contexte avec la capacité d'adaptation des processus métiers en cours d'exécution. De plus, l'une des originalités du cadre logiciel CEVICHE vient de la définition d'une opération de désadaptation et de sa mise en œuvre. Défaire l'adaptation peut facilement se passer mal et conduire à des états non désirés et rendre les processus instables. Naïvement considérée comme une tâche triviale, cette question a été peu considérée quand on regarde les approches dynamiques actuelles. Nous proposons donc un modèle formel de ce mécanisme dans CEVICHE. La réalisation du cadre logiciel CEVICHE offre des propriétés de flexibilité et de dynamicité aux processus métiers en se basant sur une approche à composants, permettant ainsi la modification des liaisons en cours d'exécution. En outre, avec CEVICHE, nous apportons une propriété de stabilité au niveau du traitement des événements complexes. Comme toute nouvelle approche, le traitement des événements complexes n'est pas normalisé et est en cours d'évolution, chaque outil utilisant son propre langage pour les exprimer. En définissant notre propre langage, Adaptive Business Process Language (ABPL), comme un langage pivot, CEVICHE facilite l'utilisation de CEP sans les inconvénients de l'adoption anticipée de l'approche. Nous utilisons une technique de type plug-in qui permet aux événements définis en ABPL d'être utilisés dans pratiquement n'importe quel moteur CEP. Cette approche rend les règles de traitement des événements plus faciles à maintenir, car nous centralisons la mise à jour au niveau du plug-in lorsque le langage CEP évolue, ou si nous décidons l'utilisation d'un autre outil, au lieu de mettre à jour toutes les définitions d'événements. Finalement, nous avons validé notre approche en mettant en œuvre un scénario de crise nucléaire, avec des cas d'utilisation qui impliquent de nombreux acteurs, des informations de contexte et des conditions d'adaptation.

Cette thèse présente les résultats d'un projet de recherche multidisciplinaire (Agorantic) sur les systèmes de recommandation. Le but de ce travail était de proposer de nouvelles fonctionnalités qui peuvent rendre les systèmes de recommandations (RS) plus attrayants que ceux existants. Nous proposons également une nouvelle approche et une réflexion sur l'évaluation. Dans la conception du système, nous avons voulu répondre aux préoccupations suivantes: 1. Les gens s'habituent à recevoir des recommandations. Néanmoins, après quelques mauvaises recommandations, les utilisateurs ne seront plus convaincus par les RS. 2. En outre, si ces suggestions viennent sans explication, pourquoi les gens devraient les suivre ? 3. Le fait que la perception, les goûts et les humeurs des utilisateurs goûts varient au fil du temps est bien connue. Pourtant, la plupart des systèmes de recommandation ne parviennent pas à offrir le bon niveau de «réactivité» que les utilisateurs attendent, c'est à dire la capacité de détecter et d'intégrer des changements dans les besoins, les préférences, la popularité, etc. Recommander un film une semaine après sa sortie pourrait être trop tard. 4. L'utilisateur pourrait être intéressé par des articles moins populaires (dans la «longue traine»), c'est à dire des recommandations moins systématiques. Pour répondre à ces questions clés, nous avons conçu un nouveau système de recommandation sémantique et adaptatif (SRAS), comportant trois fonctionnalités innovantes, à savoir l'argumentation, l'adaptation dynamique et un algorithme d'appariement. • Adaptation dynamique: le système est mis à jour de façon continue, à chaque nouvelle note / évènement. (Chapitre 4) • Argumentation: chaque recommandation présente les raisons qui ont conduit à cette recommandation. Cela peut être considéré comme une première étape vers une argumentation plus sophistiqué. Notre volonté est de rendre les utilisateurs plus responsables de leur choix, en leur donnant le maximum d'informations. (Chapitre 5) • Algorithme d'appariement: permet aux articles les moins populaires d'être recommandés aux utilisateurs. (Chapitre 6) Nous avons conçu un nouveau système de recommandation capable de générer des recommandations textuellement bien argumentées dans lequel l'utilisateur final aura plusieurs éléments pour faire un choix éclairé. En outre, les paramètres du système sont dynamiquement et continuellement mis à jour, afin de fournir des recommandations et des arguments en la phase avec le passé très récent. Nous avons inclus un niveau sémantique, c'est à dire les mots, termes et expressions comme ils sont naturellement exprimés dans les commentaires utilisateurs. Nous n'utilisons pas d'étiquettes ou lexique pré-déterminé. Les performances de notre système sont comparables à l'état de l'art. En outre, le fait qu'il génère un argumentaire le rend encore plus attrayant et pourrait renforcer la fidélité des utilisateurs / This thesis presents the results of a multidisciplinary research project (Agorantic) on Recommender Systems. The goal of this work was to propose new features that may render recommender systems (RS) more attractive than the existing ones. We also propose a new approach to and a reflection about evaluation. In designing the system, we wanted to address the following concerns: 1. People are getting used to receive recommendations. Nevertheless, after a few bad recommendations, users will not be convinced anymore by the RS. 2. Moreover, if these suggestions come without explanations, why people should trust it? 3. The fact that item perception and user tastes and moods vary over time is well known. Still, most recommender systems fail to offer the right level of “reactivity” that users are expecting, i.e. the ability to detect and to integrate changes in needs, preferences, popularity, etc. Suggesting a movie a week after its release might be too late. In the same vein, it could take only a few ratings to make an item go from not advisable to advisable, or the other way around. 4. Users might be interested in less popular items (in the ” long tail”) and want less systematic recommendations. To answer these key issues, we have designed a new semantic and adaptive recommender system (SARS) including three innovative features, namely Argumentation, Dynamic Adaptation and a Matching Algorithm. • Dynamic Adaptation: the system is updated in a continuous way, as each new review/rating is posted. (Chapter 4) • Argumentation: each recommendation relies on and comes along with some keywords, providing the reasons that led to that recommendation. This can be seen as a first step towards a more sophisticated argumentation. We believe that, by making users more responsible for their choices, it will prevent them from losing confidence in the system. (Chapter 5) • Matching Algorithm: allows less popular items to be recommended by applying a match- ing game to users and items preferences. (Chapter 6) The system should be sensed as less intrusive thanks to relevant arguments (well-chosen words) and less responsible to unsatisfaction of the customers. We have designed a new recommender system intending to provide textually well-argued recommendations in which the end user will have more elements to make a well-informed choice. Moreover, the system parameters are dynamically and continuously updated, in order to pro- vide recommendations and arguments in phase with the very recent past. We have included a semantic level, i.e words, terms and phrases as they are naturally expressed in reviews about items. We do not use tags or pre-determined lexicon. The performances of our system are comparable to the state of the art. In addition, the fact that it provides argumentations makes it even more attractive and could enhance customers loyalty

Cette thèse s'intéresse à la problématique de l'adaptation automatique de services dans ledomaine de l'intelligence ambiante. L'étude de la littérature montre que la sensibilité aucontexte est devenue un élément central pour la conception et la mise en place de servicesadaptatifs. Cependant, sa prise en compte se limite généralement à des descriptionsélémentaires de situations ou à des modèles prédéfinis. Afin de permettre une adaptation auxchangements d'habitudes des utilisateurs, à la dynamique de l'environnement et àl'hétérogénéité des sources de perception, nous proposons des mécanismes de découverte decontexte et de situations déclencheurs d'adaptation. Ces mécanismes s'appuient sur destechniques de fouille de données et sont intégrés au sein d'une architecture d'adaptationautomatique de services. Ces travaux ont été réalisés et appliqués à des projets d'intelligenceambiante pour de l'assistance à des personnes et plus particulièrement dans le cadre du projetITEA- MIDAS.

Les architectures orientées services (SOA) sont considérées comme le moyen le plus avancé pour réaliser et intégrer rapidement des applications modulaires et flexibles.Dans ce domaine, les plates-formes SOA à disposition des développeurs et des architectes de produits logiciels sont multiples; les deux plus évoluées d'entre elles étant SCA et OSGi.Une application s'appuyant sur l'une de ces plates-formes peut ainsi être assemblée avec le minimum de composants nécessaires à la réalisation de ses tâches, afin de réduire sa consommation de ressources et d'augmenter sa maintenabilité.De plus, ces plates-formes autorisent l'ajout de composants greffons qui n'étaient pas connus lors des phases initiales de la réalisation du produit.Elles permettent ainsi de mettre à jour, d'étendre et d'adapter continuellement les fonctionnalités du produit de base ou des services techniques nécessaires à sa mise en production, sans interruption de service.Ces capacités sont notamment utilisées dans le cadre du paradigme DevOps et, plus généralement, pour mettre en œuvre le déploiement continu d'artefacts.Cependant, l'extensibilité offerte par ces plates-formes peut diminuer la fiabilité globale du système: une tendance forte pour développer un produit est l'assemblage de composants provenant de tierces-parties. De tels composants peuvent être d'une qualité inconnue voire douteuse.En cas d'erreur, de détérioration des performances, etc., il est difficile de diagnostiquer les composants ou combinaisons de composants incriminés.Il devient indispensable pour le producteur d'un logiciel de déterminer la responsabilité des différents composants impliqués dans un dysfonctionnement.Cette thèse a pour objectif de fournir une plate-forme, Cohorte, permettant de concevoir et d'exécuter des produits logiciels extensibles et résilients aux dysfonctionnements d'extensions non qualifiées.Les composants de tels produits pourront être développés dans différents langages de programmation et être déployés (ajout, mise à jour et retrait) en continu et sans interruption de service.Notre proposition adopte pour principe d'isoler les composants considérés comme instables ou peu sûrs.Le choix des composants à isoler peut être décidé par l'équipe de développement et l'équipe opérationnelle, à partir de leur expertise, ou bien déterminé à partir d'une combinaison d'indicateurs.Ces derniers évoluent au cours du temps pour refléter la fiabilité des composants.Par exemple, des composants peuvent être considérés fiables après une période de quarantaine; une mise à jour peut entraîner la dégradation de leur stabilité, etc..Par conséquent, il est indispensable de remettre en cause les choix initiaux dans l'isolation des composants afin, dans le premier cas, de limiter le coup des communications entre composants et, dans le deuxième cas, de maintenir le niveau de fiabilité du noyau critique du produit. / Service-Oriented architectures (SOA) are considered the most advanced way to develop and integrate modular and flexible applications.There are many SOA platforms available for software developers and architects; the most evolved of them being SCA and OSGi.An application based on one of these platforms can be assembled with only the components required for the execution of its tasks, which helps decreasing its resource consumption and increasing its maintainability.Furthermore, those platforms allow adding plug-ins at runtime, even if they were not known during the early stages of the development of the application.Thus, they allow updating, extending and adapting the features of the base product or of the technical services required for its execution, continuously and without outage.Those capabilities are applied in the DevOps paradigm and, more generally, to implement the continuous deployment of artifacts.However, the extensibility provided by those platforms can decrease the overall reliability of the system: a strong tendency in software development is the assembly of third-parties components.Such components may be of unknown or even questionable quality.In case of error, deterioration of performance, ... it is difficult to identify the implicated components or combinations of components.It becomes essential for the software producer to determine the responsibility of the various components involved in a malfunction.This thesis aims to provide a platform, Cohorte, to design and implement scalable software products, resilient to malfunctions of unqualified extensions.The components of such products may be developed in various programming languages and be deployed continuously (adding, updating and withdrawal) and without interruption of service.Our proposal adopts the principle of isolating the components considered unstable or insecure.The choice of the components to be isolated may be decided by the development team and the operational team, from their expertise, or determined from a combination of indicators.The latters evolve over time to reflect the reliability of components.For example, components can be considered reliable after a quarantine period; an update may result in deterioration of stability, ...Therefore, it is essential to question the initial choices in isolating components to limit, in the first case, the scope of communications between components and, in the second case, to maintain the reliability of the critical core of the product.

Les méthodes numériques adaptatives constituent un outil de choix pour assurer la pertinence et l'efficacité de la résolution numérique d'équations aux dérivées partielles. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception, l'implémentation, et la validation d'une telle méthode au sein d'une plate-forme industrielle de simulation en thermohydraulique. Du point de vue géométrique, la méthode proposée permet de prendre en compte tant le raffinement du maillage que son déraffinement, tout en garantissant la qualité des éléments qui le compose. Du point de vue numérique, nous utilisons le formalisme des éléments joints pour étendre la méthode des Volumes-Éléments Finis proposée par la plate-forme Trio-U et traiter convenablement les maillages non-conformes générés par la procédure d'adaptation. Enfin, l'implémentation proposée repose sur les concepts des méthodes de décomposition de domaine, afin d'en garantir le bon comportement dans un contexte d'exécution parallèle.

Dans le cadre de l'informatique ubiquiste, l'environnement d'exécution d'une application est constitué de machines hétérogènes en ressources matérielles et appartenant à des utilisateurs différents (PC, PDA, téléphone mobile, etc.). Ces caractéristiques imposent de structurer l'application en une organisation d'unités logicielles relativement indépendantes qui coopèrent et interagissent. Dans cette thèse, nous proposons MaDcAr- Agent, un modèle d'agents auto-adaptables à base de composants et muni d'une infrastructure dédiée à l'adaptation. Ce modèle se caractérise par la présence d'un niveau méta qui comporte notamment un moteur d'assemblage en charge des adaptations dynamiques et automatiques en fonction du contexte de l'agent. Le fonctionnement du niveau méta est guidé par la spécification de deux politiques : la politique d'assemblage qui permet à l'agent de s'adapter aux changements de contexte en fonction des composants disponibles et la politique de gestion de contenu qui permet à l'agent d'avoir les composants dont il a le plus besoin grâce aux interactions avec les autres agents. A travers ces spécifications explicites et découplées du comportement applicatif de l'agent, le concepteur d'agents peut prendre en charge la perturbation d'un système dû à des changements imprévus et répétés, sans pour autant nuire à l'autonomie des agents qui composent ce système. Pour valider notre approche, diverses expérimentations ont été menées avec ce modèle, notamment dans le cadre d'un scénario impliquant des robots mobiles qui doivent explorer une zone inconnue.