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 des utilisateurs. Les environnements ubiquitaires sont caractérisés par une disponibilité dynamique des fonctionnalités et une hétérogénéité matérielle et logicielle des périphériques. De plus, les applications ubiquitaires doivent s’adapter en fonction du contexte des utilisateurs. Cette thèse propose une approche pour la programmation d’applications ubiquitaires. Notre approche est basée sur une infrastructure logicielle, appelée PERSEWS, qui permet la programmation d’applications sensibles au contexte à un haut niveau d’abstraction, exploitant des fonctionnalités offertes par des périphériques hétérogènes et mobiles. Les contributions de cette thèse sont les suivantes : – Nous proposons une approche langage pour la programmation d’applications ubiquitaires. Cette approche est basée sur un couplage entre un modèle de contexte et un langage de règles logiques. – Nous avons développé une infrastructure logicielle qui constitue un environnement de développement et un environnement d’exécution pour les applications ubiquitaires. L’architecture orientée service de l’infrastructure PERSEWS permet d’intégrer des fonctionnalités offertes par des périphériques hétérogènes. / Increasingly current devices are network enabled allowing their functionalities to be accessed through a computer network. Ubiquitous applications aim at structuring these functionalities to make them available to the users. Ubiquitous environments are characterized by the dynamic nature of functionalities and heterogeneity of hardware and software devices. In addition, ubiquitous applications must adapt depending on the user’s context. This thesis proposes an approach to ubiquitous application programming. Our approach is based on a software infrastructure called PERSEWS, which enables programming context-sensitive applications at a high level of abstraction, using functionalities provided by heterogeneous and mobile devices . The contributions of this thesis are as follows : – We propose a language approach to programming ubiquitous applications. This approach is based on a coupling between a model of context and a logic rule language. – We have developed a software infrastructure that provides a development environment and a runtime environment for ubiquitous applications. The service oriented architecture of the PERSEWS infrastructure allows to integrate functionalities provided by heterogeneous devices. VII

Le paradigme SOA est devenu un standard pour la conception technique et le développement d'applications logicielles. Malgré tous les avantages qu'il apporte notamment dans la résolution des problèmes d'hétérogénéité, les solutions associées à ce paradigme sont dédiées aux développeurs et restent difficiles à transposer au monde de l'entreprise. L'hypothèse de cette thèse est que pour tirer le meilleur profit du paradigme SOA, il est nécessaire d'adopter une position dan laquelle les services sont décrits en termes de besoins qu'ils permettent de satisfaire, c'est a dire par les buts organisationnels a satisfaire. Nous qualifions ces services d'intentionnels. La publication, la recherche et la composition de ces services se fait sur la base de ces descriptions intentionnelles. De cette façon, on parle d'un portage de SOA au niveau intentionnel que nous qualifions de ISOA.<br />La solution proposée dans cette thèse a conduit aux résultats suivants :<br />− Un modèle de représentation des services intentionnels qui intègre la variabilité et la réflexivité : le modèle MiS (Modèle Intentionnel de Services),<br />− Une démarche pour identifier les services intentionnels à partir des besoins des utilisateurs,<br />− Un modèle de représentation des services opérationnels : le modèle MoS (Modèle Opérationnel de Services),<br />− Une démarche pour dériver les services opérationnels à partir des services intentionnels,<br />− Une architecture à agents permettant l'exécution intentionnelle des services.

L'avènement des architectures orientées service tend à promouvoir un style d'architecture logicielle où des services, exposant des fonctionnalités accessibles à l'aide de protocoles hautement standardisés sont composés avec un couplage lâche. Dans un tel contexte où les services sont aisément amenés à être remplacés ou utilisés par un grand nombre d'utilisateurs, la notion de Qualité de Service (QdS), qui s'intéresse à la qualité de la relation entre un service et ses clients, constitue un enjeu majeur. La QdS regroupe diverses préoccupations telles que la sécurité, la garantie de livraison, la performance (temps de réponse ou accessibilité) ou encore le coût. Bien qu'il existe déjà d'importants travaux autour des compositions de services, qui ont notamment permis l'élaboration du standard BPEL4WS, le problème de la gestion de la QdS dans les compositions de services manque de solution flexible, réutilisable et offrant un degré d'abstraction approprié.L'objectif de cette thèse est de faciliter la gestion de la QdS dans les compositions de services en s'appuyant sur une meilleure séparation des préoccupations. Pour cela nous proposons QoSL4BP, un langage dédié qui permet la spécification de politiques de QdS à l'échelle des compositions de services. Ces politiques gèrent des contraintes et des mécanismes de QdS statiquement et dynamiquement à l'aide d'un ensemble limité de primitives de haut niveau. En encapsulant l'expertise liée au domaine de la gestion de QdS et en offrant une expressivité de haut niveau, le langage QoSL4BP permet une spécification aisée, flexible et réutilisable de la gestion des contrats de QdS et des mécanismes liés à la QdS. Ce langage est mis en œuvre par notre plateforme ORQOS qui coopère de manière non intrusive avec les moteurs d'orchestration. Ainsi, au moment du déploiement d'une composition de services, ORQOS sélectionne les services de la composition, selon leurs offres de QdS et les exigences spécifiées dans les politiques QoSL4BP. A l'exécution, les politiques QoSL4BP permettent de réagir aux variations de QdS et de mettre en œuvre des mécanismes liés à la gestion de QdS. Deux scénarii, appartenant respectivement aux domaines des télécommunications et du médical, permettent de valider l'approche proposée.

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.

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.

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.

De nos jours, la façon d'utiliser les applications mobiles dans le domaine des transports offre de nouveaux défis liés aux spécificités de l'environnement, comme la forte mobilité des terminaux, leur répartition, ou encore le réseau instable de communication. La plupart des applications existantes ont des contraintes de fonctionnement qui les rendent inadaptées si les conditions d'exécution évoluent rapidement. Cela rend intéressant l'utilisation d'un cadre unifié de conception et d'exécution, capable de gérer ces applications. Nos travaux portent, dans un premier temps, sur une étude des applications mobiles et de leur comportement, en fonction du contexte d'exécution. Nous considérons le cas des applications dédiées aux transports, conçues pour accompagner et assister un usager dans son déplacement (navigation, sécurité routière, applications des moyens de transports, etc.). Nous identifions les éléments du contexte propres aux applications fortement mobiles et les modélisons. Dans un second temps, nous proposons un cadre dynamique et sensible au contexte, permettant le déploiement de nouveaux services " à la volée " ainsi que leur adaptation pour une meilleure utilisation des ressources dans des milieux très évolutifs. Nous nous focalisons sur le côté réactif, permettant d'adapter le comportement des applications à leurs nouvelles conditions d'utilisation. Les applications sont décomposées en services de base avec un couplage lâche pour une plus grande flexibilité. Nous utilisons une architecture orientée service, qui permet la réutilisation des services communs à plusieurs applications mais aussi la gestion du contexte au travers de services équivalents mais capables de fonctionner dans des conditions différentes.Nous montrons, grâce au prototype de notre plateforme CATS (Context-Aware Transportation Services), d'abord la faisabilité d'une plateforme à services sur des terminaux portables. Nous testons ensuite plusieurs scénarios afin de démontrer la réactivité des adaptations aux changements de contexte. Dans cette thèse nous proposons une vue d'ensemble sur la création et la gestion des applications sensibles au contexte pour le domaine des transports. Le but de notre démarche est d'assurer le bon fonctionnement de l'ensemble des applications d'un utilisateur, malgré les changements dynamiques du contexte.