Les changements de contexte économiques imposent de nouvelles stratégies organisationnelles aux entreprises : recentrages métier et développement de stratégies de collaboration interentreprises. Ces tendances du marché laissent prévoir une croissance exponentielle d'écosystèmes de service accessibles à la fois aux clients finaux et aux partenaires. Tout laisse prévoir que ces écosystèmes s'appuieront largement sur les architectures orientées services permettant de construire des systèmes d'information capable d'avoir l'agilité requise et de supporter l'interconnexion des processus métier collaboratifs en composant dynamiquement les processus à partir de services distribués. Ce type d'architecture qui permet d'assurer l'alignement du système d'information sur les besoins métier de l'entreprise, rend indispensable la prise en compte des contraintes de sécurité tant au niveau individuel des services qu'au niveau de la composition. Dans un environnement de services distribués et dynamiques, la sécurité ne doit pas se limiter à fournir des solutions technologiques mais à trouver une stratégie de sécurité prenant en compte les dimensions métier, organisationnelle et technologique. En outre, la sécurité doit être appréhendée comme un processus continu qui vise l'optimisation des investissements de sécurité et assure la pérennité des mesures de sécurité mises en œuvre. Or les modèles et architectures de référence du domaine des services ont sous-estimé la définition des besoins en termes de sécurité, les biens à protéger et l'identification des risques pesant sur ces biens. Pour cela, nous proposons d'aborder la problématique de la sécurité par une approche de gestion des risques permettant d'identifier les différents types de risques et de proposer les mesures de sécurité les plus adéquates au contexte. Toutefois, la gestion des risques s'avère un vrai défi dans un environnement ouvert de services collaboratifs. En effet, les méthodes de gestion des risques développées dans le cadre des systèmes d'information ne répondent pas aux exigences de sécurité dans un environnement ouvert et ne sont pas adaptées aux environnements dynamiques. Pour pallier ces limites, nous proposons un cadre méthodologique de gestion de la sécurité portant sur les phases préparation, conception, exécution et supervision du cycle de vie des services. Nous proposons un modèle de services sécurisés permettant de définir des patrons de sécurité, un modèle de classification des biens à protéger et une ontologie pour définir les concepts associés à ces biens. En outre, nous développons une méthodologie de conception d'une architecture orientée services sécurisée puis abordons la construction de processus métier sécurisés avant de proposer un service de gestion des vulnérabilités de l'infrastructure.

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 oeuvre 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 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.

Les entrées et sorties unimodales dans les systèmes actuels ont atteint une maturité reconnue, avec les applications tactiles ou par les services distribués pour la géo-localisation ou la reconnaissance de la parole, du son ou l’'image. Cependant, l'intégration et l’instanciation de toutes ces modalités, manque d’une gestion intelligente du contexte d’acquisition et de restitution basée sur des notions fortement formalisées mais reflétant le sens commun. Ceci demande un comportement plus dynamique du système avec une approche plus adéquate pour gérer l'environnement de l'utilisateur. Cependant,la technologie nécessaire pour atteindre un tel objectif n’est pas encore disponible de façon standardisée, tant au niveau des descriptions fonctionnelles des services unimodaux que de leur description sémantique. Ceci est aussi le cas pour les architectures multimodales, où la composante sémantique est produite par chaque projet sans un accord commun pour assurer l’interoperabilité et est souvent limitée au traitement des entrées et sorties ou aux processus de fusion/fission strictement nécessaires au projet.Pour combler cette lacune, nous proposons une approche sémantique orientée services pour une architecture multimodale générique qui vise à améliorer la description et la découverte des composants de modalité pour les services d'assistance: l'architecture SOA2m. Cette architecture se veut entièrement focalisée sur la multimodalité et enrichie avec des technologies sémantiques car nous croyons que cette orientation permettra d'enrichir le comportement autonome des applications multimodales, avoir une perception robuste des échanges, et contrôler l'intégration sémantique. / Unimodal inputs and outputs in current systems have become very mature with touch applications or distributed services for geo-localization or speech, audio and image recognition. However, the integration and instantiation of all these modalities, lack of an intelligent management of the acquisition and restitution context, based on highly formalized notions reflecting common sense. This requires a more dynamic behavior of the system with a more appropriate approach to manage the user environment.However, the technology required to achieve such a goal is not yet available in a standardized manner, both in terms of the functional description of unimodal services and in terms of their semantic description. This is also the case for multimodal architectures, where the semantic management is produced by each project without a common agreement in the field to ensure inter-operability, and it is often limited to the processing of inputs and outputs or fusion / fission mechanisms. To fill this gap, we propose a semantic service-oriented generic architecture for multimodal systems. This proposal aims to improve the description and the discovery of modality components for assistance services: this is the architecture SOA2m. This architecture is fully focused on multimodality and it is enriched with semantic technologies because we believe that this approach will enhance the autonomous behavior of multimodal applications, provide a robust perception of the user-system exchanges, and help in the control of the semantic integration of the human-computer interaction.As a result, the challenge of discovery is addressed using the tools provided by the field of the semantic web services

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 / Nowadays information systems are, more than ever, available through Web browsers. Therefore, they become vulnerable against attack, which has made security an important issue for public and private organizations. This thesis examines in depth one aspect of information system security, namely functional security through access-control policy enforcement, when such systems are implemented in a service-oriented architecture framework. The foundation of the proposed solution is a generic model that introduces essential concepts to design enforcement managers for access-control policies and clearly separates responsibilities between the information system and access control mechanisms. Instantiation of this model results in a general framework, which encompasses many components including a dynamic access-control filter. This thesis also presents two systematic implementation methods for the dynamic access-control filter from policies expressed in ASTD, a formal and graphical notation based on statecharts enriched with process algebra operators. The ASTD notation is more expressive than the RBAC standard and its extensions, the widely used solution in software engineering. The first method is based on the transformation of access-control policies, instantiated from ASTD patterns, into BPEL processes. The second method is based on the interpretation of ASTD specifications by BPEL processes. In these two cases, the BPEL processes are deployed and executed in a BPEL engine, and interact with the information system. Both methods allow for automatic implementation of an enforcement framework from the initial specification. Finally, prototypes have been developed to illustrate both methods and show their feasibility at the functional level and their performance

Les changements de contexte économiques imposent de nouvelles stratégies organisationnelles aux entreprises : recentrages métier et développement de stratégies de collaboration interentreprises. Ces tendances du marché laissent prévoir une croissance exponentielle d’écosystèmes de service accessibles à la fois aux clients finaux et aux partenaires. Tout laisse prévoir que ces écosystèmes s’appuieront largement sur les architectures orientées services permettant de construire des systèmes d’information capable d’avoir l’agilité requise et de supporter l’interconnexion des processus métier collaboratifs en composant dynamiquement les processus à partir de services distribués. Ce type d’architecture qui permet d’assurer l’alignement du système d’information sur les besoins métier de l’entreprise, rend indispensable la prise en compte des contraintes de sécurité tant au niveau individuel des services qu’au niveau de la composition. Dans un environnement de services distribués et dynamiques, la sécurité ne doit pas se limiter à fournir des solutions technologiques mais à trouver une stratégie de sécurité prenant en compte les dimensions métier, organisationnelle et technologique. En outre, la sécurité doit être appréhendée comme un processus continu qui vise l’optimisation des investissements de sécurité et assure la pérennité des mesures de sécurité mises en œuvre. Or les modèles et architectures de référence du domaine des services ont sous-estimé la définition des besoins en termes de sécurité, les biens à protéger et l’identification des risques pesant sur ces biens. Pour cela, nous proposons d’aborder la problématique de la sécurité par une approche de gestion des risques permettant d’identifier les différents types de risques et de proposer les mesures de sécurité les plus adéquates au contexte. Toutefois, la gestion des risques s’avère un vrai défi dans un environnement ouvert de services collaboratifs. En effet, les méthodes de gestion des risques développées dans le cadre des systèmes d’information ne répondent pas aux exigences de sécurité dans un environnement ouvert et ne sont pas adaptées aux environnements dynamiques. Pour pallier ces limites, nous proposons un cadre méthodologique de gestion de la sécurité portant sur les phases préparation, conception, exécution et supervision du cycle de vie des services. Nous proposons un modèle de services sécurisés permettant de définir des patrons de sécurité, un modèle de classification des biens à protéger et une ontologie pour définir les concepts associés à ces biens. En outre, nous développons une méthodologie de conception d’une architecture orientée services sécurisée puis abordons la construction de processus métier sécurisés avant de proposer un service de gestion des vulnérabilités de l’infrastructure. / Changes in economic environment impose new organizational strategies to companies: refocusing business and creating collaboration strategies. These trends point to an exponential growth of service ecosystems accessible to both end users and partners. All foreshadows that these ecosystems rely heavily on service-oriented architectures that can build information systems having the required agility and supporting the interconnection of collaborative business processes by composing processes dynamically from distributed services. This type of architecture that ensures business and information systems alignment, makes it essential to take into account security constraints at the services’ and the composition’s levels. In a distributed and dynamic services’ environment, security should not be limited to providing technological solutions but to find a security strategy taking into account the business, organizational and technological dimensions. Besides, the security must be considered as an ongoing process that aims to optimize security investments and ensures the sustainability of implemented security measures. However, the models and reference architectures in the services’ domain have underestimated the definition of security requirements, assets to protect and the identification of risks to those assets. Therefore, we propose to address the security management issues by a risk management approach to identify the different types of risks and propose the most appropriate security measures to the context. Nevertheless, risk management is a real challenge in an open collaborative services’ environment. The methods of risk management developed in the context of information systems do not meet the security requirements in an open environment and are not suitable for dynamic environments. To overcome these limitations, we propose a methodological framework for security management covering the phases: preparation, design, execution and supervision of the services’ lifecycle. We propose a model of secure services to identify security patterns, an assets’ classification model and an ontology defining the concepts associated with those assets. Moreover, we develop a methodology for designing secure service oriented architectures, we address the development of secure business processes then we propose a security service for managing and supervising the infrastructure components’ vulnerabilities.

Pour faire face aux enjeux d’une économie mondialisée, aux fluctuations du marché et aux changements de la demande (personnalisation massive, qualité…), les entreprises recourent de plus en plus aux stratégies de collaboration et d’organisation en réseau et adoptent des stratégies orientées « produit/service ». Cette tendance est renforcée par le développement des applications du Web 2.0 (voire 3.0?) et l’adoption d’architectures orientées services permettant d’augmenter l’interopérabilité et l’agilité des systèmes d’information. En outre, les possibilités offertes par le Cloud Computing permet de rendre le déploiement plus flexible. En parallèle, le développement de stratégies industrielles comme le « lean manufacturing » et le 6-Sigmas permet d’améliorer les procédés, l’organisation industrielle elle-même et la qualité des produits. L’objectif de ce travail de recherche est de coupler la vision « industrielle » à la vision « système d’information » traditionnelle pour permettre de mettre en place un modèle de services industriels composables, orchestrables et « gouvernables ». Pour cela, nous proposons de mettre en place une architecxture de gouvernance globale « connectant » les différentes couches du système (métier/industriel, service, plateforme et infrastructure), permettant d’améliorer la gouvernance du système globale (en évitant les incohérences liées à une prise en compte et une optimisation « isolée » des différents facteurs de performance) tant au niveau organisationnel que technologique. Ceci pourrait permettre d’améliorer les performances tant au niveau « métier » que « technologique », augmenter l’agilité du système et supporter plus efficacement les stratégies de collaboration en développant une approche basée sur la sélection / composition / orchestration de services métier industriels. / Due to the renewed globalised economical environment and the market evolution (mass customization, sustainability requirements…) the call for developing product-service strategy becomes a major stake, leading industrial companies to set collaborative business organizations and develop business services. This trend has been favored by the large-scale IT environment provided by the web 2.0 and by the development of interoperable and rather agile IT technologies based on services leading to SOA-based information systems reorganization. At the same time, lean and six sigma theories have also been used in industries to improve the industrial process itself so that profitability, quality and reputation are increased. As a new economical and technical model, Cloud Computing has generated a tremendous amount of interest and excitement in recent years as it gives a new and useful way to address IT challenges To achieve the primary goals of these technologies, concepts and models, an efficient industrial organization governance method is necessary. We propose a flexible, efficient, low cost monitoring strategy, it can couple the different layers of economic ecosystem (including business strategies, business/industrial/IT services, execution platforms and infrastructure means) it can overcome existing industrial governance architectures’ limits (most of them are rather “fixed” and lack agility, overall perspective governance as they have unilateral perspective), and it could drive the industry towards better practices, improve ability of enterprises to cope with changes from both a technical and an organizational point of view, as well as reinforce external and internal collaborative work of enterprises.

Actuellement, l’implémentation des services (modèles SOAP et RESTful) et de leurs applications clientes est de plus en plus basée sur la programmation par objet. Ainsi, les cadriciels orientés-objets pour les services Web sont essentiellement composés de deux couches : une couche à objets qui enveloppe une couche à services. Dans ce contexte, deux principes sont nécessaires pour la spécification de ces cadriciels : (i) En premier lieu, un couplage faible entre les deux couches, ce qui permet de cacher la complexité des détails techniques de la couche à services dans la couche à objets et de faire évoluer la couche à services avec un impact minimal sur la couche à objets (ii) En second lieu, une interopérabilité induite par le principe de substitution associée au sous-typage dans la couche à objets. Dans cette thèse, nous présentons d’abord les faiblesses existantes dans les cadriciels orientés-objets liés à ces deux principes. Ensuite, nous proposons une nouvelle spécification pour ces cadriciels en vue de résoudre ces problèmes. Comme application, nous décrivons la mise en œuvre de notre spécification dans le cadriciel cxf, à la fois pour SOAP et RESTful. / Today, the implementation of services (SOAP and RESTful models) and of client applications is increasingly based on object-oriented programming languages. Thus, object-oriented frameworks for Web services are essentially composed with two levels: an object level built over a service level. In this context, two properties could be particularly required in the specification of these frameworks: (i)First a loose coupling between the two levels, which allows the complex technical details of the service level to be hidden at the object level and the service level to be evolved with a minimal impact on the object level, (ii) Second, an interoperability induced by the substitution principle associated to subtyping in the object level, which allows to freely convert a value of a subtype into a supertype. In this thesis, first we present the existing weaknesses of object-oriented frameworks related to these two requirements. Then, we propose a new specification for object-oriented Web service frameworks in order to resolve these problems. As an application, we provide an implementation of our specification in the cxf framework, for both SOAP and RESTful models.

Le changement en entreprise a toujours été une réalité. De ce fait, les processus d'affaires subissent des altérations régulièrement. La flexibilité des systèmes de gestion des processus est donc cruciale. Puisque les processus d'affaires s'exécutent habituellement sur une longue période, la capacité des systèmes d'effectuer ces changements aux processus lorsqu'ils sont en cours d'exécution est quasi indispensable. Grâce aux architectures fondées sur les services, plusieurs organisations indépendantes peuvent contribuer à la réalisation d'une chorégraphie de processus. La complexité de gestion du changement augmente alors en fonction du nombre de participants. Des changements dans de telles chorégraphies doivent être coordonnés au niveau des contrats, des schémas des processus et des instances actives en collaboration. Notre approche de gestion du changement tient compte de tous ces aspects. Nous proposons un protocole pour coordonner le changement dans des chorégraphies de processus, le Change Protocol for Collaboration (CPC). Il assure que les changements soient traités par tous les participants. Nous proposons en plus une méthode d'adaptation dynamique des processus collaboratifs par migration des instances, et ce, de manière semi-automatisée. Aucune solution d'adaptation dynamique n'avait encore été proposée tenant compte de la collaboration d'instances actives. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : architecture fondée sur les services, processus d'affaires, processus collaboratifs, chorégraphie, évolution des processus, coordination du changement, changement dynamique, migration des instances.

Pour faire face aux contraintes économiques (demande de plus en plus importante pour de la personnalisation de masse, globalisation et réduction des coûts...), le développement de stratégies de production " Juste À Temps ", ou " Lean Manufacturing " impose la réorganisation de l'entreprise sur les activités génératrices de valeur en suivant une logique de chaîne de valeur pour éviter tout gaspillage. Cette stratégie conduit de fait à un recentrage métier et une extension de la chaîne de valeur. L'entreprise est donc amenée à développer des stratégies de collaboration (Bare et Cox, 2008 ; Davis, 1987) et doit disposer d'un SI Lean (réponse au plus juste), agile pour réagir aux fluctuations et aléas, ouvert pour assurer un partenariat avec ses fournisseurs, ses clients et ses partenaires et, enfin, interopérable pour faciliter la communication entre les différents systèmes et concilier ces différentes facettes métiers. Or, le SI de l'entreprise est constitué d'une multiplicité de logiciels (l'ERP (Enterprise Resource Planning), le MES (Manufacturing Execution System), le PLM (Product Life-cycle Management), le SCM (Supply Chain Management)...). Chaque système vise à répondre à un objectif donné pour une facette métier, et est développé selon des spécifications métier propres échappant le plus souvent à toute standardisation. Ceci engendre une redondance, une hétérogénéité et une augmentation du volume d'information, d'où des risques d'incohérence, de rigidité du SI et notamment une grande difficulté de communication dans le cadre de collaboration interentreprises. Pour répondre à ces aléas, il importe de définir un SI agile et interopérable et de réorganiser les processus pour supporter la chaîne de valeur de l'entreprise. C'est dans cet objectif que nous proposons de développer un Lean ESB (Enterprise Service Bus), socle d'une Architecture Orientée Services, doté d'une couche sémantique métier. Nous avons défini quatre modules du Lean ESB : * Le module de médiation définit les échanges d'information entre les différents métiers et entre le métier et la technologie pour assurer le fonctionnement des autres modules. * Le module de chorégraphie dynamique permet de composer les services industriels pour définir les processus selon les besoins de production spécifiés par le client. * Le module de routage intelligent organise les ressources de l'atelier pour définir des processus en flux tirés. * Le module de monitoring et gouvernance permet de contrôler la performance de la production et la qualité des produits.

Les services numériques sont utilisés pour concevoir des applications reparties en abstrayant des logiciels et ressources virtuelles. La relation entre les services est définie par des accords au niveau de service (SLA) qui décrivent la qualité de service (QoS). Dans ce contexte, le défi est de gérer l'exécution des services en respectant la QoS. En premier lieu, ces services s'exécutent sur des environnements dynamiques et distribués. Ensuite, des buts de haut-niveau tels que la QoS et le prix de service doivent être traduits afin de configurer le système. Cette thèse propose une solution autonome pour gérer l'exécution des services sur des infrastructures distribuées. Plus précisément, l'exécution des services vise à garantir la QoS ainsi que l'augmentation du gain du fournisseur. Cette thèse décrit la conception et la mise en oeuvre du canevas Qu4DS qui supporte le cycle de vie des SLA. De plus, Qu4DS offre un support de haut-niveau pour des développeurs de services. Les résultats expérimentaux sur la grille Grid'5000 valident la contribution de cette thèse.