L'informatique pervasive (ou ubiquitaire) est un support pour des environnements contenant de nombreux objets (ou dispositifs) disséminés, équipés d'électronique et interconnectés. Ces dispositifs fournissent un accès distant à une multitude de fonctionnalités qui nous aident dans notre vie quotidienne. Les Architectures Orientées Services sont adaptées à la conception de logiciels pervasifs. En e ffet, chaque dispositif fournit son propre ensemble de fonctionnalités sous la forme de services. Ainsi, en l'absence de mécanisme complémentaire, les utilisateurs se trouvent limités à utiliser les services isolément alors que leurs besoins correspondent à des scénarios qui impliquent une composition de multiples services o erts par plusieurs appareils. Dans cette thèse, nous défendons qu'un système pervasif doit : d'une part, permettre aux utilisateurs d'exprimer facilement leurs besoins en créant des scénarios et d'autre part, proposer à ses utilisateurs une représentation et des moyens de gestion de leur contexte afin qu'ils puissent tirer le meilleur parti de leur environnement et de ses changements. De plus, la présence de plusieurs utilisateurs implique la nécessité de collaborer. Par ailleurs, l'exécution de scénarios doit être résiliente aux changements environnementaux et aux actions des utilisateurs. Elle doit ainsi s'adapter dynamiquement et, si possible, tirer profit du contexte et des changements de l'environnement. Notre contribution, nommée SaS (Scenarios as Services), répond à ces objectifs. Elle propose une approche interopérable capable de s'adapter à l'environnement. Elle fournit une représentation persistante et personnalisable du contexte et inclut un langage de description de scénarios destiné aux utilisateurs. Ces scénarios sont facilement contrôlables, personnalisables et réutilisables. Elle planifie l'exécution pas à pas des scénarios, afin de s'adapter aux changements de l'environnement et de bénéficier des avantages de la mobilité des utilisateurs (exécution d'un scénario, dans la durée, sur plusieurs lieux). Enfin, elle inclut le partage de scénarios qui permet aux utilisateurs de collaborer. Un prototype de SaS, basé sur des normes industrielles (telle qu'OSGi), prouve la faisabilité de notre contribution et nous permet de l'évaluer sur un cas d'étude simple.

Aujourd'hui la connectivité entre les systèmes se standardise. Il supprime l'intervention humaine et permet aux systèmes distribués d'accomplir des tâches longues et complexes. La SOA est une approche fondée sur le modèle qui s'appuie sur des contrats et qui permet aux systèmes existants de collaborer par échange de messages. De multiples organisations peuvent, automatiser des échanges de services sans risquer leur confidentialité. Cette collaboration est à l'origine des difficultés concernant le test, parce que si il a des échanges entre les différents partenaires, le fonctionnement interne de processus résultant dans l'information échangé est limité à certains partenaires/testeurs. Ceci nous place dans un cadre de tests boîte grise où les systèmes sont des boîtes noires et seulement l'échange de message est visible. C'est pourquoi nous proposons une approche probabiliste en utilisant l'inférence bayésienne pour tester les SOA. Le deuxième défi est leur taille. Etant donné que les systèmes sont connectés de manière lâche en les couplant deux par deux selon les spécifications, une SOA peut contenir un nombre très important de participants et donc une grande taille. La taille des SOA se reflète dans la complexité de l'inférence bayésienne. Cette seconde contrainte pousse à chercher de meilleure solution pour l'inférence bayésienne. Afin de faire face à la taille et la densité de la BN, même pour de petits services architectures, les techniques d'inférence par compilation dirigée par les modèles qui permet la génération rapide de circuits arithmétiques directement à partir du modèle de l'architecture des services et de la suite de tests sont en cours d'élaboration. / In present times connectivity between systems becomes more common. It removes human mediation and allows complex distributed systems to autonomously complete long and complex tasks. SOA is a model driven contract based approach that allows legacy systems to collaborate by messages exchange. Collaboration, here, is a key word in the sense that multiple organisation can, with this approach, automate services exchanges between them without putting at risks their confidentiality. This cause to encounter the first difficulty, because if there are exchanges between the different partners, the inner-processes resulting in the exchange information is restricted to some partners and therefor to some of the testers. That put us in a grey-box testing case where the systems are black-boxes and only the message exchange is visible. That is why we propose a probabilistic approach using Bayesian Inference to test the architectures. The second Challenge is the size of the SOA. Since the systems are connected by loosely coupling them two by two according to SOA Specifications, SOA can contain a very important number of participants. In Fact most of the existing SOA are very important in there size. The size of the SOA is reflected in the complexity of the Bayesian inference. This second challenge constraints us to search for better solution for the Bayesian Inference. In order to cope with the size and density of the BN for even small services architectures, techniques of model-driven inference by compilation that allows quick generation of arithmetic circuits directly from the services architecture model and the test suite are being developed.

De nos jours, l'avènement de la dérégulation et l'ouverture à la concurrence stimulent les fournisseurs de services à être de plus en plus compétitifs et à attirer de plus en plus d'abonnés afin de faire face aux fortes pressions du marché. Pour ce faire, les fournisseurs d'aujourd'hui favorisent une approche user-centric qui consiste à fournir le plus rapidement possible des services orientés utilisateurs. Cette approche user-centric gagne de plus en plus d'ampleur suite à l'émergence du contexte de nouvelle génération de réseaux et de services (NGN/NGS). Dans ce contexte où les convergences de réseaux et de services sont omniprésentes, l'utilisateur devient de plus en plus nomade et il réclame l'accès à n'importe quel service, n'importe où, n'importe quand et par n'importe quel moyen. Son but est de composer dynamiquement une session personnalisée de services, dans laquelle converge un ensemble de services multi-domaines (Telco, Web et IT). Ensuite, il désire maintenir la continuité de cette session de services tout au long de sa mobilité spatiale et temporelle. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons une nouvelle architecture de services, dénommée NGN/NGS Middleware qui suit une approche horizontale distribuée évènementielle et orientée service, et qui s'appuie sur un nouveau modèle de services. De plus, nous proposons deux solutions de gestion de la continuité de services, basées sur des communautés virtuelles et sur un handover sémantique. Ces solutions tiennent compte des préférences de l'utilisateur ainsi que de son contexte ambiant. Enfin, nous pensons apporter une réponse au monde du cloud en intégrant nos solutions pour gérer les utilisateurs du cloud. / Nowadays, with the advent of deregulation, service providers aim to be more competitive and to attract more subscribers in order to cope with the high market pressure. For this purpose, today's providers support a user-centric approach that consists on quickly providing user oriented services. This user-centric approach becomes more and more significant with the emergence of the next generation networks and services (NGN/NGS) context. Within this context, where network convergence and service convergence are omnipresent, the end-user becomes more nomadic and claims the access to any service, anywhere, anytime and by any means. His goal is to dynamically compose a personalized service session while converging a set of multi-domain services (Telco, Web and IT). Then, he wants to maintain the continuity of this service session throughout his spatial and temporal mobility. Within the scope of this thesis, we propose a novel service architecture, namely the NGN/NGS Middleware, that adopts an horizontal distributed event-driven and service oriented approachn and that is based on a novel service model. In addition, we propose two solutions for service continuity management, that are based on virtual communities and on a semantic handover. These solutions take into consideration the user's preferences and ambiant context. At the end, we think we could answer some cloud computing challenges by integrating our solutions to manage cloud users.

L'informatique pervasive (ou ubiquitaire) est un support pour des environnements contenant denombreux objets (ou dispositifs) disséminés, équipés d'électronique et interconnectés. Ces dispositifsfournissent un accès distant à une multitude de fonctionnalités qui nous aident dans notre vie quotidienne.Les Architectures Orientées Services sont adaptées à la conception de logiciels pervasifs. En effet,chaque dispositif fournit son propre ensemble de fonctionnalités sous la forme de services. Ainsi, enl'absence de mécanisme complémentaire, les utilisateurs se trouvent limités à utiliser les servicesisolément alors que leurs besoins correspondent à des scénarios qui impliquent une composition demultiples services offerts par plusieurs appareils.Dans cette thèse, nous défendons qu'un système pervasif doit : d'une part, permettre aux utilisateursd'exprimer facilement leurs besoins en créant des scénarios et d'autre part, proposer à ses utilisateursune représentation et des moyens de gestion de leur contexte afin qu'ils puissent tirer le meilleur parti deleur environnement et de ses changements. De plus, la présence de plusieurs utilisateurs implique lanécessité de collaborer. Par ailleurs, l'exécution de scénarios doit être résiliente aux changementsenvironnementaux et aux actions des utilisateurs. Elle doit ainsi s'adapter dynamiquement et, si possible,tirer profit du contexte et des changements de l'environnement.Notre contribution, nommée SaS (Scenarios as Services), répond à ces objectifs. Elle propose uneapproche interopérable capable de s'adapter à l'environnement. Elle fournit une représentation persistanteet personnalisable du contexte et inclut un langage de description de scénarios destiné aux utilisateurs.Ces scénarios sont facilement contrôlables, personnalisables et réutilisables. Elle planifie l'exécution pasà pas des scénarios, afin de s'adapter aux changements de l'environnement et de bénéficier desavantages de la mobilité des utilisateurs (exécution d'un scénario, dans la durée, sur plusieurs lieux).Enfin, elle inclut le partage de scénarios qui permet aux utilisateurs de collaborer. Un prototype de SaS,basé sur des normes industrielles (telle qu'OSGi), prouve la faisabilité de notre contribution et nouspermet de l'évaluer sur un cas d'étude simple. / Pervasive (or ubiquitous) computing is a paradigm for environments containing distributedinterconnected devices that embed electronics. These devices provide a remote access to numerousfunctionalities that assist us in our daily life. Service-Oriented Architectures are suitable to design softwarefor pervasive environments. Indeed, each device provides its own set of functionalities as services.Without any extra mechanism, users can only use a single service at a time. Nevertheless, their needsusually correspond to scenarios which involve a composition of multiple services, provided by multipledevices.In this thesis, we advocate that a pervasive system must, on the one hand, enable users to easily expresstheir needs through scenario creation and, on the other hand, propose to users a representation of theircontext so that they can benefit from both their environment and its changes. In addition, the presence ofseveral users implies that users must be able to collaborate.Our contribution, named SaS (Scenarios as Services), fulfils these requirements. It proposes aninteroperable approach that adapts to its environment. It provides users with a customizable andpersistent representation of their context and includes a scenario description language targeted to users.Scenarios are easy to control, customize and reuse. SaS schedules the step-by-step execution ofscenarios to adapt to environmental changes and benefit from user mobility (scenario execution split over time on successive distinct sites). Finally, SaS includes scenario sharing mechanisms which are abasis for collaboration. A prototype of SaS, based on industrial standards (e.g., OSGi), proves thefeasibility of our contribution and serves for its evaluation on a simple use case.

Un grand nombre de périphériques actuels sont dotés de connexions réseaux qui permettent d'accéder à leurs fonctionnalités au travers d'un réseau informatique. Les applications ubiquitaires visent à structurer ces fonctionnalités pour les mettre au service de l'utilisateur.<br /><br />Les environnements ubiquitaires sont caracttérisés par une disponibilité dynamique des fonctionnalités et une hétérogénéité matérielle et logicielle des périphériques. De plus les applications doivent s'adapter en fonction du contexte des utilisateurs.

Les architectures multiprocesseurs de systèmes sur puce permettent de réaliser un nombre croissant de fonctions en logiciel, ce qui multiplie le nombre d'interfaces entre le logiciel et le matériel. Cette interface est représentée de différentes façons au sein des modèles, selon leur niveau d'abstraction : à haut niveau, un canal abstrait est utilisé ; plus près de l'implémentation, plusieurs composants d'adaptation et de communication composent l'interface. La conception assistée des systèmes multiprocesseurs repose donc sur la maîtrise de l'interface logiciel-matériel à plusieurs niveaux d'abstraction. Dans cette thèse, le concept de service est utilisé pour abstraire les caractéristiques de communication et de performance des interfaces. Une structure de données permet de capturer ces caractéristiques et de développer des outils d'analyse et de génération d'interfaces. Une étude de cas illustre l'exploration d'architecture par la génération de prototypes virtuels en SystemC.

La dextérité d'un système de Réalité Augmentée (RA) mobile appliqué à la maintenance industrielle repose sur sa flexibilité, sa précision et sa robustesse intrinsèque face aux verrous scientifique et technologique. Nous introduisons d'abord une architecture orientée composants flexible, innovante et satisfaisant les contraintes de temps réel des systèmes de RA. Sur cette architecture est bâti un système de localisation par la vision utilisant des cibles codées. De nouveaux algorithmes d'estimation de pose sont proposés. Notre architecture comporte un Système de Gestion des Augmentations (SGA) utilisant des procédures de maintenance numériques. Chacune est liée à des documents multimédia l'illustrant, dont des modèles 3D animés. Le projet RNTL-Assistance à la Maintenance en RA intègre ce SGA. Enfin, le système est élargi à la RA en vision directe pour laquelle nous combinons une technique de prédiction du point de vue basée sur le filtre particulaire et une méthode de post-rendering.

La sécurité des systèmes d'information devient un enjeu préoccupant pour les organisations tant publiques que privées, car de tels systèmes sont pour la plupart universellement accessibles à partir de navigateurs Web. Parmi tous les aspects liés à la sécurité des systèmes d'information, c'est celui de la sécurité fonctionnelle qui est étudié dans cette thèse sous l'angle de la mise en œuvre de politiques de contrôle d'accès dans une architecture orientée services. L'élément de base de la solution proposée est un modèle générique qui introduit les concepts essentiels pour la conception de gestionnaires d'exécution de politiques de contrôle d'accès et qui établit une séparation nette entre le système d'information et les mécanismes de contrôle d'accès. L'instanciation de ce modèle conduit à un cadre d'applications qui comporte, entre autres, un filtre de contrôle d'accès dynamique. Cette thèse présente également deux méthodes systématiques d'implémentation de ce filtre à partir de politiques écrites en ASTD, une notation graphique formelle basée sur les statecharts augmentés d'opérateurs d'une algèbre de processus. La notation ASTD est plus expressive que la norme RBAC et ses extensions, la solution actuellement privilégiée dans l'industrie. La première méthode repose sur une transformation de politiques de contrôle d'accès, instanciées à partir de patrons de base exprimés en ASTD, en des processus BPEL. La deuxième méthode est basée sur une interprétation de spécifications ASTD par des processus BPEL. Dans les deux cas, les processus BPEL s'exécutent dans un moteur d'exécution BPEL et interagissent avec le système d'information. Ces deux méthodes permettent une implémentation automatique d'un cadre d'applications à partir de la spécification de départ. Finalement, un prototype a été réalisé pour chacune des deux méthodes afin de montrer leur faisabilité au niveau fonctionnel et de comparer leurs performances au niveau système

Aujourd'hui la définition des nouveaux modèles d'organisation d'entreprises est guidée par l'intensification de la concurrence, la variabilité des demandes clients et la performance des communications. Dans ce nouveau contexte, les entreprises ont compris l'importance des coopérations interentreprises et mettent en place des modèles basés sur la coopération (entreprise virtuelle, réseau d'entreprises,...). Ces formes d'organisation ont un impact important sur les systèmes d'information. En particulier, la flexibilité et l'ouverture vers l'environnement deviennent des enjeux majeurs dans la conception de ces systèmes. Nos travaux de recherche s'intéressent à la question de coopérations à la demande en considérant que le système d'information est un élément central de cette problématique. Notre étude de l'état de l'art a révélé que la coopération à la demande est un choix stratégique difficile à réaliser vu que le système d'information n'est pas adapté à ce type de fonctionnement. En effet, l'adhésion d'une entreprise à des scénarios de coopération est régie par une double préoccupation. D'une part, l'entreprise présente un manque de flexibilité au niveau du système d'information, support à son métier et d'autre part, mettre en oeuvre une coopération à la demande exige le développement d'un cadre bien défini qui permettra aux entreprises d'interconnecter leurs différents processus au sein d'un processus global. L'architecture orientée services et la technologie service Web semblent proposer des réponses crédibles aux besoins tant au niveau interne (système d'information support à la coopération) qu'au niveau externe (services disponibles aux partenaires). Ainsi, nos travaux de recherche ont eu pour objectif principal de développer une nouvelle approche qui assure l'efficacité et l'efficience de la coopération interentreprises basée sur l'approche service. Ils se sont focalisés sur trois sous problématiques complémentaires qui sont respectivement la problématique de construction (ou de migration vers) d'une architecture orientée services au sein de l'entreprise, la problématique de construction du processus coopératif à la demande et la problématique d'adaptation de la logique métier des services au contexte permettant de doter les services d'un certain niveau de flexibilité. Nos travaux de recherche reposent sur trois principes méthodologiques qui sont une perspective d'ingénierie, l'intégration de la flexibilité et l'ouverture. L'inscription dans une perspective d'ingénierie permet de suivre une démarche méthodologique qui guide l'identification du système attendu en utilisant un ensemble de méta-modèles et de modèles. L'intégration de la flexibilité se manifeste à travers la prise en compte du contexte et de l'adaptation d'une manière transversale tout au long du cycle de vie. Le principe d'ouverture impose de s'inscrire dans le cadre d'utilisation des standards industriels.

De nos jours, les processus métiers permettent une automatisation croissante des tâches et des interconnexions complexes au sein du même système et entre différents systèmes, ce qui est particulièrement facilité par l'émergence des services Web. Dans ce contexte, les tâches de spécification et de vérification de la conformité pendant l'exécution deviennent particulièrement intéressantes. Dans cette thèse, on s'intéresse à deux aspects, le monitoring et la sécurité dans le contexte de l'Architecture Orienté Service (SOA). Ainsi, nous proposons une approche fondée sur le concept de vue et une plateforme qui vise le monitoring de la conformité des processus métiers pendant leur exécution. Ainsi, nous avons développé un langage de monitoring appelé BPath, qui est un langage basé sur XPath, qui offre entre autres, la possibilité de spécifier et de vérifier des propriétés de la logique temporelle linéaire et hybride, des requêtes visant à évaluer des indicateurs quantitatifs sur l'exécution d'un processus métier, ceci dans le but de détecter toute violation des règles de conformité pendant l'exécution.Une des préoccupations spécifiques du monitoring de la conformité pour les environnements basés sur SOA est la sécurité. Ainsi, nous proposons une architecture de sécurité fondée sur des langages dédiés (DSL) pour SOA. Nous avons particulièrement développé une DSL graphique pour faciliter la spécification et la génération des contrôles d'accès. Nos approches sont mises en œuvre et intégrés dans une plateforme développée dans le cadre du projet Européen COMPAS qui vise à assurer la conformité de bout en bout dans les environnements basés sur SOA.