Après un état de l'art complet nous avons détaillé notre approche de services sémantiques utilisant une méthode innovante pour la composition de services, les patrons de chaînes de traitements. Notre approche est constituée d'un annuaire sémantique hybride proposant différents niveaux de correspondances entre services, de règles de compositions automatiques dans le cas où une demande de services n'est pas fructueuse et enfin d'un moteur d'exécution supportant la résolution et la composition dynamique de services. Par la suite nous avons défini une méthodologie innovante, basée sur l'utilisation de taxonomies de services permettant de peupler rapidement un annuaire sémantique de services. Pour ce faire, nous avons mis au point une ontologie de haut niveau qui permet de lier la classe d'une taxonomie avec un service abstrait annoté sémantiquement. Enfin, nous avons évalué notre prototype à partir des chaînes de traitement mises en place dans les plate-formes déployées par Cassidian. / After a complete state of the art we detailed our semantic services approach which uses an innovative method for services composition: processing chains patterns. Our approach is composed on an hybrid semantic servicers registry which propose different levels of matching between services, some composition rules when the matching phase failde and an execution engine which is able to dynamically resolve and com^pose services. In order to solve the service regitry population issue, we have designed an upper ontology, which enables links between a service taxonomy class with a semantically annotated abstract service. Finally, we have evaluated our prototype using real processing chains used by Cassidian platforms.

Les systèmes de services contextualisés ont connu un grand essor ces dernières années dans des domaines variés tels que la santé, la logistique ou bien le tourisme. Cette thèse s'intègre dans un projet plus global, nommé E-Tourism, qui vise à réaliser une plateforme de fourniture de services sensibles au contexte à des utilisateurs en situation de mobilité. Le travail de cette thèse se focalise sur la problématique de composition de services web et de leur exécution. La composition de services web permet la réutilisation de services existants afin d'en faire une synthèse répondant au besoin de l'utilisateur. Cette composition se fait en général au niveau de la phase conceptuelle ce qui limite le choix de services potentiels. Cette thèse présente une nouvelle approche de la composition de services Web automatisé et une plateforme d'exécution. Notre approche vise à composer les opérations de services qui répondent aux besoins des utilisateurs mobiles exprimées dans une logique propositionnelle et exécuter le service composé en agrégeant plusieurs services composants. Nous avons proposé une plateforme d'exécution de services et nous avons introduit un nouvel algorithme de planification intégré à cette plateforme. Nous avons défini un contexte basé sur le modèle BPMN. Afin de valider notre modèle sémantique nous avons utilisé une approche de type « model-checking » . Enfin, nous avons réalisé un prototype sous forme d'une plateforme de composition de services et d'exécution automatique en Java. Nous avons implémenté les règles d'inférence et les modèles BPMN en prolog. Enfin, nous avons intégré ces algorithmes dans l'ensemble du système. En perspectives, nous prévoyons d'étendre notre travail actuel et prendre en compte des scénarios plus complexes nécessitant des services web dynamiques. / Recently, distributed computing systems based on context awareness have been proposing in several domains such as healthcare, logistics and tourism. The study described in this thesis is a part of a broader project of E-Tourism system that provides nomad user, context-aware personalized services. The work of this thesis focuses on the issues raised by web service composition and execution. Web service composition brings benefits of reusing existing services to synthesize the new resulting service that meets users needs. The way to create web service composition normally happens at design time, but this limits choices of services. This thesis presents a novel approach of automated web service composition and execution framework. Our approach aims to compose service operations that fulfill mobile users' requirements expressed in propositional logic and execute the resulting service based on aggregating multi service components. In the proposed framework, we have introduced our planning algorithm based on abstract goal states to search and connect to service operations, by mean of service operation annotations, for an abstract plan. The abstract plan is expected for workflow model of sequencing, paralleling and conditioning among service operations. However, the generated workflow is not in an executable form, this is why we perform the transformation of the workflow into an executable business process. To achieve the business process execution, we defined context based BPMN model for mapping the abstract plan to BPMN semantics. We also propose a new validation algorithm and exploited planning-as-model-checking approach to validate the semantic BPMN model whether it is Well-formed and Well-defined BPMN process. Finally, we implemented the automated service composition and execution framework system in Java platform as a proof of concept. We developed the logical composition and, transformation and validation BPMN algorithms written in Prolog. We have integrated these algorithms into the whole system. From the perspective, we plan to extend our current work and take into account more complex user's scenarios that explicitly and implicitly express other pattern controls and we will also consider the scenarios required for stateful web services

Les systèmes de services contextualisés ont connu un grand essor ces dernières années dans des domaines variés tels que la santé, la logistique ou bien le tourisme. Cette thèse s'intègre dans un projet plus global, nommé E-Tourism, qui vise à réaliser une plateforme de fourniture de services sensibles au contexte à des utilisateurs en situation de mobilité. Le travail de cette thèse se focalise sur la problématique de composition de services web et de leur exécution. La composition de services web permet la réutilisation de services existants afin d'en faire une synthèse répondant au besoin de l'utilisateur. Cette composition se fait en général au niveau de la phase conceptuelle ce qui limite le choix de services potentiels. Cette thèse présente une nouvelle approche de la composition de services Web automatisé et une plateforme d'exécution. Notre approche vise à composer les opérations de services qui répondent aux besoins des utilisateurs mobiles exprimées dans une logique propositionnelle et exécuter le service composé en agrégeant plusieurs services composants. Nous avons proposé une plateforme d'exécution de services et nous avons introduit un nouvel algorithme de planification intégré à cette plateforme. Nous avons défini un contexte basé sur le modèle BPMN. Afin de valider notre modèle sémantique nous avons utilisé une approche de type « model-checking » . Enfin, nous avons réalisé un prototype sous forme d'une plateforme de composition de services et d'exécution automatique en Java. Nous avons implémenté les règles d'inférence et les modèles BPMN en prolog. Enfin, nous avons intégré ces algorithmes dans l'ensemble du système. En perspectives, nous prévoyons d'étendre notre travail actuel et prendre en compte des scénarios plus complexes nécessitant des services web dynamiques. / Recently, distributed computing systems based on context awareness have been proposing in several domains such as healthcare, logistics and tourism. The study described in this thesis is a part of a broader project of E-Tourism system that provides nomad user, context-aware personalized services. The work of this thesis focuses on the issues raised by web service composition and execution. Web service composition brings benefits of reusing existing services to synthesize the new resulting service that meets users needs. The way to create web service composition normally happens at design time, but this limits choices of services. This thesis presents a novel approach of automated web service composition and execution framework. Our approach aims to compose service operations that fulfill mobile users' requirements expressed in propositional logic and execute the resulting service based on aggregating multi service components. In the proposed framework, we have introduced our planning algorithm based on abstract goal states to search and connect to service operations, by mean of service operation annotations, for an abstract plan. The abstract plan is expected for workflow model of sequencing, paralleling and conditioning among service operations. However, the generated workflow is not in an executable form, this is why we perform the transformation of the workflow into an executable business process. To achieve the business process execution, we defined context based BPMN model for mapping the abstract plan to BPMN semantics. We also propose a new validation algorithm and exploited planning-as-model-checking approach to validate the semantic BPMN model whether it is Well-formed and Well-defined BPMN process. Finally, we implemented the automated service composition and execution framework system in Java platform as a proof of concept. We developed the logical composition and, transformation and validation BPMN algorithms written in Prolog. We have integrated these algorithms into the whole system. From the perspective, we plan to extend our current work and take into account more complex user's scenarios that explicitly and implicitly express other pattern controls and we will also consider the scenarios required for stateful web services

Dans le but d’exploiter au mieux les grandes masses de données hétérogènes produites par les instruments scientifiques modernes de l’astrophysique, les scientifiques ont développé le concept d’Observatoire Virtuel (OV). Il s’agit d’une architecture orientée services, qui a pour objectif de faciliter l’identification et l’interopérabilité des données astrophysiques. Malgré le développement et les avancées permises par l’OV dans l’exploitation de ces données, certains objectifs sont partiellement atteints notamment l’interopérabilité, la sélection de services et l’identification de services connexes, etc. Par ailleurs, l’ergonomie des outils à la disposition de l’utilisateur final reste perfectible. De même l’utilisation actuelle des ressources de l’OV, s’appuyant sur des compétences humaines, gagnerait à être automatisée. Les services de données astrophysiques n’étant pas tous inscrits dans l’OV, il serait aussi souhaitable pour permettre une utilisation plus large de ces outils, qu’ils s’appuient également sur des services disponibles en-dehors de l’OV. En vue d’automatiser l’utilisation des ressources en ligne, les sciences de l’information travaillent depuis 2001 à l’élaboration du Web sémantique. Cette évolution apporte au Web des capacités de raisonnement automatiques, basées sur des algorithmes utilisant une nouvelle forme de description des contenus. Cette nouvelle forme de description sémantique se trouve exprimée dans des représentations informatiques appelées ontologies. Malheureusement, les méthodes actuelles d’élaboration du Web sémantique ne sont pas complètement compatibles avec les services OV qui utilisent des modèles de données, des formats et des protocoles d’accès aux services qui s’éloignent de ceux rencontrés habituellement dans les sciences de l’information. Dans ce contexte, cette thèse décrit une méthodologie générique de composition de services sans état, basée sur la description des services par une ontologie dont la définition est proposée dans ce document. Cette ontologie représente aussi bien des services Web que des services non accessibles par le Web. Elle prend en compte certaines spécificités qui peuvent être rencontrées dans les infrastructures de services préexistantes. L’enrichissement de l’ontologie par des concepts issus de domaines d’application spécifiques pour lesquels il n’existe que peu de représentations ontologiques est également pris en compte. La population de cette ontologie, par des services éventuellement éloignés des standards utilisés habituellement dans les sciences de l’information, est aussi traitée. La méthodologie a été appliquée avec succès dans le cadre de l’astrophysique, et a permis de développer une application Web permettant la composition automatique de services utilisable par un public non averti. / Scientists have developed the Virtual Observatory (VO) concept in order to make the most of the large masses of heterogeneous data produced by the modern scientific instruments of astrophysics. It is a service-oriented architecture, aiming to facilitate the identification and interoperability of astrophysical data. Despite the development and advances made by VO in the exploitation of these data, some objectives are partially such as interoperability, service selection and identification of related services, etc. In addition, the ergonomics of the tools available to the end user can be improved. Similarly, the current use of VO resources, based on human skills, would benefit from being automated. As not all the astrophysical data services are included in the VO, it would also be desirable to allow a wider use of these tools, as they also rely on services available outside the VO. In order to automate the use of online resources, information sciences have been working since 2001 on the development of the Semantic Web. This evolution provides the Web with automatic reasoning abilities, based on algorithms using a new form of content description. This new form of semantic description is expressed in computer representations called ontologies. Unfortunately, the current semantic Web development methods are not fully compatible with VO services that use data models, formats and protocols for accessing services that differ from those typically encountered in information sciences. In this context, this thesis describes a generic methodology for the composition of stateless services, based on the description of services by a global ontology, the definition of which is proposed in this document. This ontology represents both Web services and services that are not accessible via the Web. It takes into account certain specificities that may be encountered in preexisting service infrastructures. The enrichment of the ontology by concepts derived from specific fields of application for which there are only a few ontological representations is also taken into account. The population of this ontology, by services possibly distant from the standards usually used in the information sciences, is also treated. The methodology was applied successfully in the framework of astrophysics, and allowed to develop a Web application allowing the automatic composition of services usable by an uninformed public.