L'informatique pervasive promeut une vision d'un cadre dans lequel un patchwork de ressources hétérogènes et volatiles est intégré dans les environnements du quotidien. Ces ressources, matérielles ou logicielles, coopèrent de manière transparente, souvent aux travers d'applications, pour fournir des services à haute valeur ajoutée adaptés à chaque utilisateur et son environnement, grâce à la notion de contexte. Ces applications sont déployées dans un large spectre d'environnements d'exécution, allant d'infrastructures distantes de Cloud Computing jusqu'au plus près de l'utilisateur dans des passerelles Fog Computing ou directement dans les capteurs du réseau. Dans ces travaux, nous nous intéressons spécifiquement au module de contexte d'une plateforme Fog Computing. Pour faciliter la conception et l'exécution des applications Fog Computing, une approche populaire est de les bâtir au dessus d'une plateforme adoptant l'architecture à service, ce qui permet de réduire leur complexité et simplifie la gestion du dynamisme. Dans nos travaux, nous proposons d'étendre cette approche en modélisant le contexte comme un ensemble de descriptions de services, disponible à la conception, et exposé dynamiquement par le module de contexte à l'exécution, selon les besoins des applications et l'état de l'environnement. Ce module est programmé à l'aide d'un modèle à composant spécifique. L'unité de base de notre modèle à composant est l'entité de contexte, qui est composé de modules hautement cohérents implémentant distinctement les spécifications des services proposées par l'entité de contexte. Ces modules peuvent décrire de manière simple leur logique de synchronisation avec les sources de contexte distantes grâce à un langage dédié à ce domaine. A l'exécution, les instances d'entitées de contexte sont rendues introspectables et reconfigurables dynamiquement, ce qui permet, grâce à un manager autonomique externe, de veiller à la satisfaction des besoins des applications. Nous avons développé une implémentation de référence de ce modèle à composant, nommée CReAM, qui a pu être utilisée dans la passerelle domotique iCASA, développée en partenariat avec Orange Labs. / Pervasive computing promotes environments where a patchwork of heterogeneous and volatile resources are integrated in places of daily life. These hardware and software resources cooperate in a transparent way, through applications, in order to provide high valueadded services. These services are adapted to each user and its environment, via the notion of context. Pervasive applications are now widely distributed, from distant cloud facilities down to Fog Computing gateway or even in sensors, near the user. Depending on the localization, various forms of context are needed by the applications. In this thesis, we focus on the context module at Fog Level. In order to simplify the design and execution, Fog applications are built on top of a service-oriented platform, freeing the developer of technical complexity and providing a support to handle the dynamism. We propose to extend this approach by providing the context as a set of service descriptions, available at design to the application developer. At runtime, depending on the context sources availability and on application current needs, context services are published or withdrawn inside the platform by the context module. We tailor a specific component model to program this context module. The base unit of our component model is called context entity. It is composed of highly coherent modules, implementing distinctly each service description proposed by the underlying context entity. These modules can simply describe their synchronization logic with context sources thanks to a domain specific language. At runtime, context entity instances can be introspected and reconfigured. An external autonomic manager uses these properties to match dynamically the context services exposed by the context module to the application needs. We have developed a reference implementation of our work, called CReAM, which can be used in a smart home gateway called iCASA, developed in a partnership with Orange Labs.

Durant ces dernières années, nous avons assisté à une forte émergence de nouvelles technologies et environnements informatiques tels que le cloud computing, l'informatique ubiquitaire ou les réseaux de capteurs. Ces environnements ont permis d'élaborer de nouveaux types d'applications avec une forte valeur ajoutée pour les usagés. Néanmoins, ils ont aussi soulevés de nombreux défis liés notamment à la conception, au déploiement et à la gestion de cycle de vie des applications. Ceci est dû à la nature même de ces environnements distribués, caractérisés par une grande flexibilité, un dynamisme accru et une forte hétérogénéité des ressources. L'objectif principal de cette thèse est de fournir une solution générique, réutilisable et extensible pour l'auto-gestion de ces applications. Nous nous sommes concentrés sur la fourniture d'un support logiciel permettant de gérer à l'exécution les architectures et leur cycle de vie, notamment pour les applications à base de composants s'exécutant dans des environnements dynamiques, distributes et à grande échelle. De façon à atteindre cet objectif, nous proposons une solution synergique – le framework Cube – combinant des techniques issues de domaines de recherche adjacents tels que l'auto-organisation, la satisfaction de contraintes, l'auto-adaptation et la reflexion fondée sur les modèles architecturaux. Dans notre solution, un ensemble de gestionnaires autonomiques décentralisés s'auto-organise de façon à construire et gérer une application cible en s'appuyant sur une description partagée des buts de l'application. Cette description formelle, appelé Archetype, prend la forme d'un graphe orienté exprimant les différents éléments de l'architecture et un ensemble de contraintes. Un prototype du framework Cube a été implanté dans le domaine particulier de la médiation. Des expériences ont été conduites dans le cadre de deux projets de recherché nationaux: Self-XL et Medical. Les résultats obtenus démontrent la validité de notre approche pour créer, réparer et adapter des applications à base de composants s'exécutant dans des environnements distribués, dynamiques et hétérogènes. / In recent years, the world has witnessed the rapid emergence of several novel technologies and computing environments, including cloud computing, ubiquitous computing and sensor networks. These environments have been rapidly capitalised upon for building new types of applications, and bringing added-value to users. At the same time, the resulting applications have been raising a number of new significant challenges, mainly related to system design, deployment and life-cycle management during runtime. Such challenges stem from the very nature of these novel environments, characterized by large scales, high distribution, resource heterogeneity and increased dynamism. The main objective of this thesis is to provide a generic, reusable and extensible self-management solution for these types of applications, in order to help alleviate this stringent problem. We are particularly interested in providing support for the runtime management of system architecture and life-cycle, focusing on applications that are component-based and that run in highly dynamic, distributed and large-scale environments. In order to achieve this goal, we propose a synergistic solution – the Cube framework – that combines techniques from several adjacent research domains, including self-organization, constraint satisfaction, self-adaptation and self-reflection based on architectural models. In this solution, a set of decentralised Autonomic Managers self-organize dynamically, in order to build and administer a target application, by following a shared description of administrative goals. This formal description, called Archetype, contains a graph-oriented specification of the application elements to manage and of various constraints associated with these elements. A prototype of the Cube framework has been implemented for the particular application domain of data-mediation. Experiments have been carried-out in the context of two national research projects: Self-XL and Medical. Obtained results indicate the viability of the proposed solution for creating, repairing and adapting component-based applications running in distributed volatile and evolving environments.

Le respect de la vie privée par construction est de plus en plus mentionné comme une étape essentielle vers une meilleure protection de la vie privée. Les nouvelles technologies de l'information et de la communication donnent naissance à de nouveaux modèles d'affaires et de services. Ces services reposent souvent sur l'exploitation de données personnelles à des fins de personnalisation. Alors que les exigences de respect de la vie privée sont de plus en plus sous tension, il apparaît que les technologies elles-mêmes devraient être utilisées pour proposer des solutions davantage satisfaisantes. Les technologies améliorant le respect de la vie privée ont fait l'objet de recherches approfondies et diverses techniques ont été développées telles que des anonymiseurs ou des mécanismes de chiffrement évolués. Cependant, le respect de la vie privée par construction va plus loin que les technologies améliorant simplement son respect. En effet, les exigences en terme de protection des données à caractère personnel doivent être prises en compte au plus tôt lors du développement d’un système car elles peuvent avoir un impact important sur l'ensemble de l'architecture de la solution. Cette approche peut donc être résumée comme « prévenir plutôt que guérir ». Des principes généraux ont été proposés pour définir des critères réglementaires de respect de la vie privée. Ils impliquent des notions telles que la minimisation des données, le contrôle par le sujet des données personnelles, la transparence des traitements ou encore la redevabilité. Ces principes ne sont cependant pas suffisamment précis pour être directement traduits en fonctionnalités techniques. De plus, aucune méthode n’a été proposée jusqu’ici pour aider à la conception et à la vérification de systèmes respectueux de la vie privée. Cette thèse propose une démarche de spécification, de conception et de vérification au niveau architectural. Cette démarche aide les concepteurs à explorer l'espace de conception d'un système de manière systématique. Elle est complétée par un cadre formel prenant en compte les exigences de confidentialité et d’intégrité des données. Enfin, un outil d’aide à la conception permet aux concepteurs non-experts de vérifier formellement les architectures. Une étude de cas illustre l’ensemble de la démarche et montre comment ces différentes contributions se complètent pour être utilisées en pratique. / Privacy by Design (PbD) is increasingly praised as a key approach to improving privacy protection. New information and communication technologies give rise to new business models and services. These services often rely on the exploitation of personal data for the purpose of customization. While privacy is more and more at risk, the growing view is that technologies themselves should be used to propose more privacy-friendly solutions. Privacy Enhancing Technologies (PETs) have been extensively studied, and many techniques have been proposed such as anonymizers or encryption mechanisms. However, PbD goes beyond the use of PETs. Indeed, the privacy requirements of a system should be taken into account from the early stages of the design because they can have a large impact on the overall architecture of the solution. The PbD approach can be summed up as ``prevent rather than cure''. A number of principles related to the protection of personal data and privacy have been enshrined in law and soft regulations. They involve notions such as data minimization, control of personal data by the subject, transparency of the data processing, or accountability. However, it is not clear how to translate these principles into technical features, and no method exists so far to support the design and verification of privacy compliant systems. This thesis proposes a systematic process to specify, design, and verify system architectures. This process helps designers to explore the design space in a systematic way. It is complemented by a formal framework in which confidentiality and integrity requirements can be expressed. Finally, a computer-aided engineering tool enables non-expert designers to perform formal verifications of the architectures. A case study illustrates the whole approach showing how these contributions complement each other and can be used in practice.

Les Matrices de Comparaison de Produits (MCP) sont largement répandues sur le web. Elles fournissent une représentation simple des caractéristiques d'un ensemble de produits. Cependant, le manque de formalisation et la grande diversité des MCP rendent difficile le développement de logiciels pour traiter ces matrices. Dans cette thèse, nous développons deux approches complémentaires pour la formalisation de MCP. La première consiste en une description précise de la structure et la sémantique d'une MCP sous la forme d'un meta-modèle. Nous proposons aussi une transformation automatique d'une MCP vers un modèle de MCP conforme au meta-modèle. La seconde approche consiste à synthétiser des modèles de caractéristiques attribués à partir d'une classe de MCP. Grâce nos contributions, nous proposons une approche générique et extensible pour la formalisation et l'exploitation de MCP. / Product Comparison Matrices (PCMs) abound on the Web. They provide a simple representation of the characteristics of a set of products. However, the lack of formalization and the large diversity of PCMs challenges the development of software for processing these matrices. In this thesis, we develop two complementary approaches for the formalisation of PCMs. The first one consists in a precise description of the structure and semantics of PCMs in the form of a metamodel. We also propose an automated transformation from PCMs to PCM models conformant to the metamodel. The second one consists in synthesizing attributed feature models from a class of PCMs. With our contributions, we propose a generic and extensible approach for the formalization and exploitation of PCMs.

Le nombre et la complexité toujours croissants des préoccupations prises en compte dans les systèmes logiciels complexes (e.g., sécurité, IHM, scalabilité, préoccupations du domaine d'application) poussent les concepteurs de tels systèmes à séparer ces préoccupations afin de les traiter de manière indépendante. L'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) prône la séparation des préoccupations au sein de langages de modélisation dédiés. Les langages de modélisation dédiés permettent de capitaliser le savoir et le savoir-faire associés à une préoccupation au travers des constructions du langage et des outils associés. Cependant la définition et l'outillage d'un langage dédié demande un effort de développement important pour un public par définition réduit. Nous proposons dans cette thèse une relation liant les modèles et une interface de modèle permettant de faciliter la mise en place de facilités de typage pour la définition et l'outillage d'un langage dédié. Cette interface expose les éléments de modèle et les transformations de modèles associés à un langage de modélisation dédié. Nous représentons une telle interface par un type de modèles supportant des relations de sous-typage et d'héritage. Dans ce but nous définissons : une relation de typage entre les modèles et les langages de modélisation dédiés permettant de considérer les modèles comme des entités de première classe ; des relations de sous-typage entre langages de modélisation dédiés permettant la réutilisation de la syntaxe abstraite et des transformations de modèles. / The ever growing number and complexity of concerns in software intensive systems (e.g., safety, HMI, scalability, business domain concerns, etc.) leads designers of such systems to separate these concerns to deal with them independently. Model-Driven Engineering (MDE) advocates the separation of concerns in Domain-Specific Modeling Languages (DSMLs). DSMLs are used to capitalize the knowledge and know-how associated with a concern through the language constructs and its associated tools. However, both definition and tooling of a DSML require a significant development effort for a limited audience. In this thesis, we propose a relationship between models and model interfaces in order to ease the design of typing facilities for the definition and tooling of a DSML. This interface exposes the model elements and model transformations associated with a DSML. We represent such an interface by a model type supporting subtyping and inheritance relationships. For this purpose we define : a typing relationship between models and DSMLs allowing to consider models as first-class entities; subtyping relationships between DSMLs enabling the reuse of abstract syntax and model transformations.

Dans cette thèse, nous étudions plusieurs modèles de collaboration entre l’ingénierie logiciel et le web sémantique. À partir de l’état de l’art, nous proposons une approche d’utilisation de l’ontologie dans la couche de métier d’une application. L’objectif principal de notre travail est de fournir au développeur des outils pour concevoir la matière déclarative une couche de métier "exécutable" d’une application afin de simuler son fonctionnement et de montrer ainsi la conformité de l’application par rapport aux exigences du client au début du cycle de vie du logiciel. Un autre avantage de cette approche est de permettre au développeur de partager et de réutiliser la description de la couche de métier d’une application dans un domaine en utilisant l’ontologie. Celle-ci est appelée "patron d’application". La réutilisation de la description de la couche de métier d’une application est un aspect intéressant à l'ingénier logiciel. C’est le point-clé que nous voulons considérer dans cette thèse. Dans la première partie de notre travail, nous traitons la modélisation de la couche de métier. Nous présentons d’abord une approche fondée sur l’ontologie pour représenter les processus de métiers et les règles de métiers et nous montrons comment vérifier la cohérence du processus et de l’ensemble des règles de métier. Puis, nous présentons le mécanisme de vérification automatique de la conformité d’un processus de métier avec un ensemble de règles de métier. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à définir une méthodologie, dite de personnalisation, de création une application à partir d'un "patron d’application". Cette méthode permettra à l'utilisateur d'utiliser un patron d'application pour créer sa propre application en évitant les erreurs de structures et les erreurs sémantiques. Nous introduisons à la fin de cette partie, la description d’une plateforme expérimentale permettant d’illustrer la faisabilité des mécanismes proposés dans cette thèse. Cette plateforme est réalisée sur un SGBD relationnel. / In this thesis, we study several models of collaboration between Software Engineering and Semantic Web. From the state of the art, we propose an approach to the use of ontology in the business application layer. The main objective of our work is to provide the developer with the tools to design, in the declarative manner, a business "executable" layer of an application in order to simulate its operation and thus show the compliance of the application with the customer requirements defined at the beginning of the software life cycle. On the other hand, another advantage of this approach is to allow the developer to share and reuse the business layer description of a typical application in a domain using ontology. This typical application description is called "Application Template". The reuse of the business layer description of an application is an interesting aspect of software engineering. That is the key point we want to consider in this thesis. In the first part of this thesis, we deal with the modeling of the business layer. We first present an ontology-based approach to represent business process and the business rules and show how to verify the consistency of business process and the set of business rules. Then, we present an automatic check mechanism of compliance of business process with a set of business rules. The second part of this thesis is devoted to define a methodology, called personalization, of creating of an application from an "Application Template". This methodology will allow the user to use an Application Template to create his own application by avoiding deadlock and semantic errors. We introduce at the end of this part the description of an experimental platform to illustrate the feasibility of the mechanisms proposed in the thesis. This platform s carried out on a relational DBMS.Finally, we present, in a final chapter, the conclusion, the perspective and other annexed works developed during this thesis.

Dans l’ingénierie dirigée par modèle, les diagrammes de classes UML servent à la planification et à la communication entre les différents acteurs d’un projet logiciel. Dans ce mémoire, nous proposons une méthode automatique pour l’extraction des diagrammes de classes UML à partir de spécifications en langues naturelles. Pour développer notre méthode, nous créons un dépôt de diagrammes de classes UML et de leurs spécifications en anglais fournies par des bénévoles. Notre processus d’extraction se fait en plusieurs étapes: la segmentation des spécifications en phrases, la classification de ces phrases, la génération des fragments de diagrammes de classes UML à partir de chaque phrase, et la composition de ces fragments en un diagramme de classes UML. Nous avons validé notre approche d’extraction en utilisant le dépôt de paires diagramme-spécification. Même si les résultats obtenus montrent une précision et un rappel bas, notre travail a permis d’identifier les éléments qui peuvent être améliorés pour une meilleure extraction. / In model-driven engineering, UML class diagrams serve as a way to plan and communicate between developers. In this thesis, we propose an automated approach for the extraction of UML class diagrams from natural language software specifications. To develop our approach, we create a dataset of UML class diagrams and their English specifications with the help of volunteers. Our approach is a pipeline of steps consisting of the segmentation of the input into sentences, the classification of the sentences, the generation of UML class diagram fragments from sentences, and the composition of these fragments into one UML class diagram. We develop a quantitative testing framework specific to UML class diagram extraction. Our approach yields low precision and recall but serves as a benchmark for future research.

De nombreuses études menées dans le domaine de l'éducation ont révélé que l'apprentissage mobile apparaît de plus en plus comme une méthode d'apprentissage efficace avec l'utilisation des téléphones intelligents. Toujours opérationnels et facilement transportables, les téléphones intelligents peuvent être utilisés n'importe où, à n'importe quel moment et dans n'importe quel contexte. Considérant ce potentiel des téléphones intelligents dans notre société actuelle, nous présentons dans ce mémoire un modèle de l'apprentissage mobile conçu comme outil de support d'apprentissage en informatique et génie logiciel. Pour atteindre ce but, nous présentons d'abord les efforts qui tentent d'intégrer le téléphone intelligent parmi les outils de programmation. Dans ce sens, nous montrons des exemples d'utilisation des applications mobiles de programmation. Nous démontrons ensuite que le téléphone intelligent a des limites qui rendent l'exercice de programmation non efficace. Compte tenu de ces limites, nous montrons que, en particulier pour les cours de programmation, l'apprentissage mobile joue pleinement son rôle lorsqu'il permet d'accéder à l'information utile, de manière continue pour soutenir le processus d'apprentissage. Ainsi, nous arrivons à la conception de l'apprentissage mobile comme outil de support d'apprentissage en informatique et génie logiciel. Dans ce sens, l'apprentissage mobile offre un environnement d'accès aux mises à jour sur le travail planifié, aux notifications, aux commentaires, aux échéanciers de tâches, aux nouvelles tâches à réaliser, etc. Ensuite, après avoir étudié différents styles architecturaux et différents types d'applications, nous présentons des possibilités d'implémentation de ce modèle de l'apprentissage mobile. Nous identifions l'architecture hybride de développement d'applications mobiles comme l'architecture idéale pour concevoir et développer des outils de l'apprentissage mobile. Nous montrons le fonctionnement de cette architecture hybride en utilisant l'infrastructure logicielle Apache Cordova pour produire des outils d'apprentissage à la fois personnalisables et portables. / Many studies undertaken in the field of education have revealed that m-learning is emerging more and more as an effective learning method with the use of smartphones. Always turned on and easily transported, smartphones can be used anywhere, at any given time and in any context. Considering this potential of smartphones in our current society, in this thesis we present an m-learning model designed as a learning support tool in computer science and software engineering. To achieve this goal, we first show the existing efforts to integrate smartphones into programming tools. Following the same idea, we show examples of using mobile applications for programming. We then demonstrate that smartphones have limitations that make the programming exercise ineffective. Given these limitations, we show that, especially for programming courses, m-learning plays its role fully when it provides access to useful information on an ongoing basis to support the learning process. Thus, we come up with the design of m-learning as a learning support tool in computer science and software engineering. In this sense, m-learning provides an environment to receive updates on the planned work, notifications, comments, task schedules, new tasks to be performed, etc. Then, after having studied different architectural styles and different types of applications, we present possibilities of implementation of this m-learning model. We identify the hybrid architecture as the ideal architecture for designing and developing m-learning tools. We show how this hybrid architecture works by using the Apache Cordova Framework to produce m-learning tools that are both customizable and portable.

Les logiciels modernes sont de plus en plus complexes. Ceci est dû en partie à l'hétérogénéité des solutions misent en oeuvre, au caractère distribué des architectures de déploiement et à la dynamicité requise pour de tels logiciels qui devraient être capable de s'adapter en fonction des variations de leur contexte d'évolution. D'un autre coté, l'importance grandissante des contraintes de productivité dans le but de réduire les coûts de maintenance et de production des systèmes informatiques a favorisé l'émergence de nouveaux paradigmes pour répondre à la complexité des logiciels modernes. L'informatique des systèmes autonomes (Autonomic computing) s'inscrit dans cette perspective. Elle se propose entre autres de réduire le coût de maintenance des systèmes informatiques en développant des logiciels dits autonomes, c'est à dire dotés de la capacité de s'auto-gérer moyennant une intervention limité d'un opérateur humain. Toutefois, le développement de logiciels autonomes soulèvent de nombreux défis scientifiques et technologiques. Par exemple, l'absence de visibilité de la couche de contrôle dans les applications autonomes rend difficile leur maintenabilité, l'absence d'outils de vérification pour les architectures autonomes est un frein pour l'implémentation d'applications fiables, enfin, la gestion transparente des propriétés non-fonctionnelles et la traçabilité entre le design et l'implémentation sont autant de défis que pose la construction de logiciels autonomes flexibles. La principale contribution de cette thèse est CORONA. CORONA est un canevas logiciel qui vise à faciliter le développement de logiciels autonomes flexibles. Dans cet objectif, CORONA s'appuie sur un langage de description architecturale qui réifie les éléments qui forment la couche de contrôle dans les systèmes autonomes. CORONA permet l'intégration transparente des propriétés non-fonctionnelles dans la description architecturale des systèmes autonomes. il fournit aussi dans sa chaîne de compilation un ensemble d'outils qui permet d'effectuer des vérifications sur l'architecture des systèmes autonomes. Enfin, la traçabilité entre le design et l'implémentation est assurée par un mécanisme de génération des skeletons d'implémentation à partir d'une description architecturale. Les différentes propriétés de CORONA sont illustrées par trois cas d'utilisation.

La modélisation de la dynamique des piétons, des cyclistes et des conducteurs de véhicules est d'un grand intérêt théorique et pratique. Au cours des deux dernières décennies, la Recherche dans un large éventail de domaines tels que l'infographie, la physique, la robotique, les sciences sociales, la sécurité et les systèmes de formation a créé des simulations impliquant des individus de type hétérogènes. Deux grands types de simulation d'individus dans un univers virtuel peuvent généralement être distingués selon qu'elles cherchent à atteindre : un haut niveau de réalisme de comportement (simulation pour la sécurité ou les sciences sociales) ou une visualisation de haute qualité (productions de films, de jeux vidéos, d'outils de réalité virtuelle). Dans la première catégorie, les résultats de simulation sont généralement cohérents avec les observations réalisées sur la population réelle et peuvent servir de base à des études théoriques pour l'évaluation et la prévision du comportement des individus. Dans la seconde catégorie, les modèles de comportement ne sont pas la priorité et ne correspondent pas quantitativement au monde réel. Cependant, les individus sont des personnages en 3D entièrement animés et les utilisateurs de l'application peuvent avoir un degré élevé d'interaction avec les éléments de la simulation. Les recherches et les applications récentes tendent à unifier ces deux domaines, en particulier dans le domaine des systèmes de formation où les deux aspects sont nécessaires pour une formation efficace. Dans ce cadre, les systèmes multiagents sont utilisés pour modéliser les populations d'individus. Ils forment un paradigme prometteur pour la conception de logiciels complexes. En effet, ce paradigme propose de nouvelles stratégies pour analyser, concevoir et implémenter de tels systèmes. Les systèmes multiagents sont considérés comme des sociétés composées d'entités autonomes et indépendantes, appelées agents, qui interagissent en vue de résoudre un problème ou de réaliser collectivement une tâche. Les systèmes multiagents peuvent être considérés comme un outil viable pour la modélisation et la simulation de systèmes complexes, et notamment les systèmes de simulation d'individus dans un univers virtuel. Nous proposons un métamodèle organisationnel et holonique permettant de modéliser ces systèmes multiagents. L'approche organisationnelle permet de décomposer le système en unités comportementales appelées rôles. L'approche holonique permet de composer le système en un ensemble d'agents, eux-mêmes, pouvant être décomposés en un ensemble d'agents, et ainsi de suite. Ce métamodèle est utilisé comme la base de notre processus méthodologique, appelé ASPECS, qui guide les scientifiques et les experts d'un domaine dans la modélisation et la construction d'un modèle d'un SMA représentant un système complexe. Sur la base du métamodèle organisationnel et holonique, nous proposons des modèles d'environnement et de groupes d'individus constituant un système de grande échelle spatiale et avec une large population d'individus. Ces modèles sont utilisés pour la simulation d'individus et de foules dans des univers virtuels. L'une des particularités intéressantes de nos modèles est leur conception multiniveau. Nous proposons des modèles de décomposition hiérarchique dynamique pour l'environnement et pour la population. Durant le processus de simulation, il devient alors possible de sélectionner les niveaux permettant d'atteindre le meilleur compromis entre la qualité des résultats produits par la simulation et les performances de calculs pour obtenir ces résultats. Les modèles présentés dans ce mémoire ont été appliqués à la simulation de foule et de trafic dans le cadre de contrats de recherche dont certains sont abordés dans ce document : simulation du réseau urbain de bus de Belfort, simulation de foules dans un centre ville de Belfort, simulation du covoiturage dans les Flandres.