La télémédecine consiste en la pratique d’actes médicaux à distance par l’usage des nouvelles technologies de l’information et de la communication. Parmi ces actes médicaux, nous nous sommes intéressés à la téléexpertise qui est une sorte d’activité collaborative consistant aux recueils d’avis d’experts médicaux face à un problème de santé donné. Dans notre travail, nous avons fait le choix de modéliser ces activités collaboratives par le système d’argumentation de Dung basé sur des fondements mathématiques et qui permet d’illustrer les interactions entre les différentes parties prenantes et par la même occasion fournir des outils mathématiques de prises de décisions. Nous avons opté pour une modélisation sémantique avec des graphes conceptuels car l’un de nos objectifs est de garantir une interopérabilité sémantique. Cette modélisation peut inclure souvent des incohérences (mauvaises relations d’attaques dans le système d’argumentation) qui seront vérifiées par l’usage des contraintes en graphes conceptuels. Pour résoudre ces problèmes d’incohérences deux solutions majeures ont été proposées : (i) la pondération des arguments des différents professionnels de santé, (ii) la modélisation de quelques aspects de droit médical comme contraintes. Ce travail démontre une application informatique du raisonnement logique dans un cadre médical judiciaire où il apporte des éclairages sur la vérification d’information, l’argumentation et l’interaction. Il vise ainsi à garantir une bonne collaboration dans le but de se prémunir d’éventuelles conséquences financières et juridiques. / Telemedicine involves the practice of medical procedures remotely through the use of new information and communications technology. Among these medical procedures, we looked at the tele-expertise which is a kind of collaborative activity consisting of collecting the opinions of medical experts facing a particular health problem. In our work, we have chosen to model these collaborative activities by Dung argumentation system based on mathematical foundations and illustrates the interactions between the different stakeholders and at the same time provides mathematical tools decisions. We opted for a semantic modeling with conceptual graphs as one of our objectives is to ensure semantic interoperability. This modeling can often include inconsistencies (poor relations of attacks in argumentation system) which will be verified by the use of constraints in conceptual graphs. To solve these inconsistency problems, two major solutions have been proposed : (i) the weight of the arguments of different health professionals, (ii) modeling some aspects of medical law as constraints. This work demonstrates a computer application of logical reasoning in a judicial medical setting where it sheds light on the verification of information, argumentation and interaction. It aims to ensure good cooperation in order to guard against possible financial and legal consequences.

La thèse soutenue est que l'utilisation conjointe de plusieurs modèles de connaissances pour représenter des connaissances et raisonner permet élégamment de modéliser des connaissances et de résoudre des problèmes complexes. Cette thèse propose des transitions de modèles entre les modèles de connaissances OWL, Graphes Conceptuels et UML. L'originalité de cette thèse réside en la modélisation centralisée de connaissances au sein d'un système de connaissance et en l'action de faire transiter ces connaissances d'un modèle à un autre du système au fur et à mesure des besoins exigés par la modélisation et les raisonnements. L'objectif principal de ces transitions de modèles de connaissances est double. D'une part, il s'agit de bénéficier de manière relativement aisée des différences d'expressivités entre les modèles et ainsi aboutir à un système de connaissance au pouvoir expressif fort. D'autre part, cela permet lors de la conception et l'exploitation d'une modélisation, d'utiliser les modèles qu'on connaît ou les mieux adaptés. Les outils de chaque modèle peuvent ainsi être utilisés sur les connaissances obtenues, offrant une complémentarité d'utilisation de ces modèles.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Une carte cognitive est un modèle graphique qui permet de représenter des systèmes complexes contenant un grand nombre de facteurs qui interagissent. Une carte cognitive est un graphe orienté étiqueté dont les sommets représentent des concepts et dont les arcs représentent les influences entre ces concepts. Le modèle des cartes cognitives inclut un mécanisme de raisonnement nommé propagation, qui calcule l'influence entre toute paire de concepts. Notre thèse a pour objectif d'étendre le modèle des cartes cognitives et le mécanisme de raisonnement qui y est associé. Une première contribution consiste à associer à une carte une ontologie qui organise de façon hiérarchique les concepts : l'utilisation de cette ontologie comme un dictionnaire des données hiérarchiques permet à l'utilisateur de trouver les concepts qui l'intéressent dans une carte. Notre deuxième contribution consiste à fournir des mécanismes à l'utilisateur pour lui permettre de visualiser, à la demande, des vues simplifiées de la carte initiale. Notre troisième contribution fournit une notion d'échelle qui permet de sélectionner le niveau de détail de la carte que l'on veut voir. Notre quatrième contribution consiste en des mécanismes qui donnent à l'utilisateur une carte adaptée à ses savoirs : ceci s'effectue par l'utilisation de profils des utilisateurs ou de contextes exprimés par des graphes conceptuels. Les systèmes SCCO et SCCC montrent la faisabilité de l'approche.

Construire des terminologies de maladies est un enjeu majeur dans le développement des systèmes d’information épidémiologiques et d’aide à la décision de santé publique qui soient efficients et durables. A partir du contexte du registre français de l'Insuffisance Rénale Terminale, une analyse des besoins de représentation des termes de maladies a été réalisée mettant en évidence le problème aigu et occulté de continuité statistique dans les bases de données et de connaissances. La « continuité terminologique » est proposée comme une réponse au besoin de continuité statistique. Une méthode générative de construction de Ressources Termino-Ontologiques a été conçue et expérimentée. Plutôt que de s’intéresser à l’ensemble des termes qui sont nécessaires pour décrire un domaine, nous nous sommes concentré uniquement sur la modélisation d'un sous ensemble de connaissances élémentaires sur les maladies. Cette méthode générative produit simultanément des termes normalisés (Nomenclature artificielle) et leur représentation sémantique/conceptuelle formelle se basant sur le formalisme des Graphes Conceptuels (GC). Les opérations de généralisation/spécialisation des GC sont utilisées pour déduire l’organisation poly-hiérarchique La continuité terminologique doit être considéré comme étant un critère majeur dans la construction de terminologies de maladies au même titre que la couverture terminologique. Les approches génératives contribuent à améliorer la continuité terminologique, car elles imposent cette contrainte de créer chaque nouveau terme sur des bases formelles avec des propriétés définitoires nécessairement sémantiquement définis dans une ontologie existante. / Expressing terms referring to pathological conceptualization is an important issue toward the development of clinical research and public health decision support systems. From the context of the French Registry of End Stage Renal Disease, requirements for disease terms representation are anlysed highlighting the acute and hidden problem of statistical continuity in disease data and knowledge representation. The underpinned assumption relies on the idea of ensuring terminological continuity through agenerative method of building Ontology Based Terminological systems. Rather than looking at all the terms that are necessary to describe a domain, we focused solely on the modeling of basic and definitional knowledge about disease. A set ontological rules for diseases hierachies were defined. Eperiments have been designed and implemented taking advantage of GC formalism and a logic programming toll called prolog-GC. The results confimed that such method allow performing two major activities that are carried out in the conventional building process of medical terminologies : refinement of disease terms granularity and consistency improvement. Terminological continuity needs to be considered as major criteria in disease terminological building. Generative approaches helps to improve the terminological continuity as imposes to create news terms of the bases of existing ones formal definitions.

L'idée d'établir des relations entre des objets et de les représenter dans la base de connaissances d'un système informatique est le propre de toute approche en Intelligence Artificielle. Cependant, la plupart des formalismes de représentation de connaissances n'exploitent pas toute la richesse de la sémantique de ces relations, ni le comportement qui leur est associé. En recherche d'informations, les traitements de ces relations ne sont guère mieux élaborés et l'impact de leur prise en compte lors de la phase de correspondance n'a jamais été établi, même s'il reste vrai que de nombreuses approches tiennent compte de leur présence dans le document et tentent ainsi de les représenter lors du processus d'indexation. Pourtant la recherche de documents structurés ou complexes exige plus que jamais, outre un langage d'indexation robuste et expressif, la prise en charge de la sémantique des relations ainsi que leurs propriétés. À travers une étude des nouvelles exigences auxquelles la recherche d'informations d'aujourd'hui doit répondre, nous proposons un modèle d'indexation relationnel pour les documents. L'approche consiste à considérer qu'un terme d'indexation est fondé sur des concepts complexes où les connecteurs sémantiques sont vus comme des opérateurs, ou des relations permettant de construire des expressions nouvelles représentant des concepts nouveaux ou des situations nouvelles. Le modèle proposé ne se contente pas de représenter les relations, mais permet aussi d'offrir un cadre général précisant les principes généraux de manipulation de ces relations et la prise en compte de leurs propriétés dans un processus de recherche fondé sur une approche logique. Le modèle proposé comporte deux composantes: le langage de représentation des informations, permettant une approche d'indexation relationnelle, et les règles de dérivation qui, reprenant ce langage, permettent de diriger le processus de correspondance. Nous utilisons la théorie des situations comme langage de représentation et un système de dérivation de pertinence, reposant sur une axiomatisation de la notion de correspondance entre les documents et la requête pour la prise en compte des relations. Une caractéristique intéressante de ce modèle est qu'il conduit à étendre certains formalismes de représentation de connaissances par des notions utiles en recherche d'informations. Les limitations de la famille des logiques terminologiques, utilisée par ailleurs comme base formelle de l'approche d'indexation relationnelle proposée, peuvent ainsi être surmontées. Cependant, la complexité des traitements associés à cette famille de logiques empêche de les utiliser comme un modèle opérationnel. Nous proposons alors le formalisme des graphes conceptuels comme un bon compromis entre la complexité des démonstrateurs de théorèmes et la simplicité des approches algébriques. Ce formalisme est alors vu, à travers une interprétation logique adéquate, comme une implantation d'une logique terminologique étendue et du modèle d'indexation. Notre approche a été implantée sur une plate-forme de gestion de graphes conceptuels, réalisée sur le système de gestion de base de données à objets O2. Le prototype RELIEF résultant de notre expérimentation a été testé sur une collection d'images et a démontré l'applicabilité et le bien-fondé de notre approche.

Le travail de thèse présenté dans ce document porte sur la conception d'un service de validation et d'enrichissement d'annotations pour un outil industriel de gestion des connaissances basé sur le langage des Topic Maps (TM). Un tel service nécessitant la mise en oeuvre de raisonnements sur les connaissances, il a été nécessaire de doter le langage des TM d'une sémantique formelle. Ceci a été réalisé par l'intermédiaire d'une transformation réversible des TM vers le formalisme logique des graphes conceptuels qui dispose d'une représentation graphique des connaissances (les TM pouvant facilement en être munie d'une). La solution a été mise en oeuvre dans deux applications, l'une conçue pour la veille médiatique et l'autre pour la promotion de ressources touristiques. Schématiquement, des annotations sont extraites automatiquement des documents selon le domaine concerné (actualité/économie ou tourisme) puis ajoutées à la base de connaissances. Elles sont ensuite fournies au service d'enrichissement et de validation qui les complète de nouvelles connaissances et décide de leur validité, puis retourne à la base de connaissance le résultat de l'enrichissement et de la validation.

L'amélioration de la résolution des images satellites optiques permet de distinguer les différents objets qui composent une scène. Néanmoins il reste difficile d'extraire les caractéristiques ou les régions qui sont pertinentes pour la description d'une scène. L'interprétation de ce type de données requiert donc l'introduction d'outils qui permettent de discriminer les objets d'intérêt du reste de l'image. Dans cette thèse nous proposons des outils de raisonnement spatial qui aident à l'interprétation des images satellites. D'abord nous nous intéressons aux relations spatiales qui peuvent être utiles pour l'interprétation des images satellites. Nous nous concentrons sur les relations spatiales suivantes : entourer, alignement, parallélisme et des relations entre lignes et régions. Pour chacune de ces relations nous introduisons des modèles formels, qui considèrent la sémantique des relations et le leur contexte d'utilisation. Ensuite nous proposons une utilisation des modèles de relations spatiales pour des tâches de haut niveau: nous introduisons un système d'interprétation qui est capable de trouver les instanciations d'un modèle structurel dans une image. Le problème d'interprétation d'une image est formulé comme un problème de satisfaction de contraintes floues. Nous proposons des algorithmes de propagation adaptés aux relations complexes telles que l'alignement, et qui prennent en compte les difficultés de détection des objets dans les images. Ce système a été testé sur des scènes contenant des ports et des aéroports et les résultats montrent l'intérêt d'incorporer cette méthodologie dans un système d'interprétation d'image plus complet.

Les tâches dans les environnements virtuels immersifs sont associées à des techniques et à des dispositifs d'interaction 3D (e.g. la sélection d'objets 3D à l'aide de la main virtuelle via un flystick). Alors que les environnements et les tâches deviennent de plus en plus complexes, les techniques ne peuvent plus être les mêmes pour chaque application, voire pour les différentes situations au sein d'une application. Une solution est d'adapter l'interaction en fonction des besoins de la situation pour améliorer l'utilisabilité. Ces adaptations peuvent être effectuées manuellement par le concepteur ou l'utilisateur, ou automatiquement par le système créant ainsi une interaction adaptative. La formalisation d'une telle assistance automatique nécessite la gestion d'informations pertinentes au vu de la situation. L'ensemble de ces informations fait émerger le contexte de l'interaction. L'assistance adaptative obtenue en raisonnant à partir de ces informations est ainsi consciente du contexte. De nombreuses possibilités existent pour l'obtenir. Notre objectif est une gestion du contexte qui préserve ses degrés élevés d'expressivité et d'évolutivité tout en étant facile à intégrer. Nous proposons une modélisation de ce problème par des graphes conceptuels basés sur une ontologie et gérés par un moteur externe en logique du premier ordre. Le moteur est générique et utilise une base de connaissance contenant des faits et des règles, qui peuvent être changés dynamiquement. Nous avons intégré une notion de confiance, afin d'établir l'adéquation d'une situation à la base de connaissances. La confiance des réactions est comparée à leur impact afin de ne garder que les pertinentes tout en évitant de saturer l'utilisateur. Les applications utilisent des outils qui peuvent être contrôlés par le moteur. Des capteurs permettent d'extraire des informations sémantiques pour le contexte. Des effecteurs permettent d'agir sur l'application et d'obtenir des adaptations. Un jeu d'outils et une base de connaissance pour l'interaction 3D ont été créés. De nombreuses étapes sont introduites dans la base de connaissance pour de bonnes combinaisons et une réflexion indépendante d'outils spécifiques. Nos premières applications illustrent la compréhension de la situation, dont les intérêts et difficultés de l'utilisateur, et le déclenchement d'assistances adaptées. Une étude hors ligne montre ensuite l'accès et l'évolution des étapes du moteur selon la situation. Le raisonnement sémantique générique obtenu est alors expressif, compréhensif, extensif et modifiable dynamiquement. Pour l'interaction 3D, il permet une assistance universelle automatique, ponctuelle ou manuelle à l'utilisateur et des analyses hors-lignes d'activités ou de conceptions pour le concepteur.