Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le domaine des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH), plus précisément celui de l'ingénierie des EIAH dans le cadre d'une approche de type « Learning Design ». Cette approche propose de construire des EIAH à partir de la description formelle d'une activité d'apprentissage. Elle suppose l'existence d'un langage de modélisation communément appelé EML (Educational Modelling Language) et d'un moteur capable d'interpréter ce langage. LDL est le langage sur lequel nous avons travaillé, en relation avec l'infrastructure LDI intégrant un moteur d'interprétation de LDL. L'EML est utilisé pour produire un scénario, modèle formel d'une activité d'apprentissage. L'EIAH servant de support au déroulement de l'activité décrite dans le scénario est alors construit de manière semi-automatique au sein de l'infrastructure associée au langage selon le processus suivant : le scénario est créé lors d'une phase de conception ; il est instancié et déployé sur une plate-forme de services lors d'une phase d'opérationnalisation (choix des participants à l'activité, affectation des rôles, choix des ressources et services) ; le scénario instancié et déployé est pris en charge par le moteur qui va l'interpréter pour en assurer l'exécution. Dans ce cadre, l'activité se déroule conformément à ce qui a été spécifié dans le scénario. Or il est impossible de prévoir par avance tout ce qui peut se produire dans une activité, les activités étant par nature imprévisibles. Des situations non prévues peuvent survenir et conduire à des perturbations dans l'activité, voire à des blocages. Il devient alors primordial de fournir les moyens de débloquer la situation. L'enseignant peut par ailleurs vouloir exploiter une situation ou une opportunité en modifiant l'activité en cours d'exécution. C'est le problème qui est traité dans cette thèse : il s'agit de fournir les moyens d'adapter une activité « à la volée », c'est-à-dire pendant son exécution, de manière à pouvoir gérer une situation non prévue et poursuivre l'activité. La proposition que nous formulons s'appuie sur la différentiation entre les données convoquées dans chacune des trois phases du processus de construction de l'EIAH : la conception, l'opérationnalisation et l'exécution. Nous exhibons un modèle pour chacune de ces phases, qui organise ces données et les positionne les unes par rapport aux autres. Adapter une activité « à la volée » revient alors à modifier ces modèles en fonction des situations à traiter. Certaines nécessitent la modification d'un seul de ses modèles, d'autres conduisent à propager les modifications d'un modèle vers un autre. Nous considérons l'adaptation « à la volée » comme une activité à part entière menée, en parallèle de l'activité d'apprentissage, par un superviseur humain qui dispose d'un environnement adéquat pour observer l'activité, détecter les éventuels problèmes et y remédier par intervention dans l'activité d'apprentissage en modifiant les modèles qui la spécifient. Pour développer les outils support à la modification et les intégrer dans l'infrastructure LDI, nous avons eu recours à des techniques de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles. Les modèles manipulés dans ces outils en sont ainsi des données à part entière : les outils réalisés n'en offrent ainsi que plus de flexibilité et d'abstraction. Les modèles sont alors exploités comme des leviers pour atteindre et modifier les données ciblées par l'adaptation. / The work presented in this paper is in the field of Technology for Human Learning (TEL), specifically that of engineering in the context of TEL-type approach "Learning Design". This approach proposes to build ILE from the formal description of a learning activity. It assumes the existence of a common modeling language called EML (Educational Modelling Language) and an engine capable of interpreting this language. LDL is the language on which we worked in conjunction with the LDI infrastructure including a motor interpretation of LDL. The EML is used to produce a scenario, a formal model of learning activity. The ILE serving to support the conduct of the activity described in the scenario is then constructed semi-automatically in the infrastructure associated with the language using the following process: the script is created during a design phase; it is instantiated and deployed on a platform of services in an operational phase (selection of participants in the activity, role assignment, choice of resources and services); instantiated and deployed scenario is supported by the engine will interpret it to ensure its implementation. In this context, the activity takes place in accordance with what was specified in the script. It is impossible to predict in advance all that can occur in an activity, the activities are by nature unpredictable. Unforeseen situations can occur and lead to disturbances in the activity, or even blocks. It then becomes important to provide the means to break the deadlock. The teacher may also want to exploit a situation or opportunity by altering the activity in progress. This is the problem that is addressed in this thesis: to provide the means to adapt an activity "on the fly", that is to say while running, so you can not handle a situation provided and continue the activity. The proposal we make is based on the differentiation between data convened in each of the three phases of construction of the ILE: design, operationalization and implementation. We exhibit a model for each phase, which organizes the data and positions to each other. Adapt an activity "on the fly" then returns to modify these models in different situations to deal with. Some require the modification of one of its models, while others lead to propagate changes from one model to another. We consider adaptation "on the fly" as a separate activity conducted in parallel with the learning activity by a human supervisor has an adequate environment to observe the activity, identify potential problems and be remedied by intervention in the learning activity by modifying the templates that specify. To develop tools to support the change and integrate them into the LDI infrastructure, we have used the techniques of Model Driven Engineering. Handled in these models are tools and data in its own right tools and made no offer more flexibility and abstraction. The models are then used as levers to achieve and change the data targeted by the adaptation.

Les travaux de cette thèse concernent la gestion de connaissances au sein des processus techniques d'Ingénierie Système (IS). Ces processus peuvent être considérés comme un espace de création continue de connaissances faisant appel à des savoir-faire multi-métiers et produisant de nombreux « artefacts », allant des spécifications aux composants logiciels et matériels jusqu'au système lui-même, et présentant des degrés très divers de formalisation. A ces éléments, il convient d'ajouter les alternatives de solutions et les justifications de décisions, pour constituer, au final, un ensemble der connaissances métiers implicites aujourd'hui très peu valorisées dans les organisations, et que ces dernières cherchent actuellement à réutiliser au mieux au cours de projets ultérieurs. Pour fournir des éléments de réponse à cette problématique nous proposons un cadre ontologique générique dédié à la modélisation formelle et consensuelle des savoir-faire métiers de l'IS. Nous analysons ensuite l'application de ce cadre à la description des expériences de projets d'ingénierie que nous dénommons Connaissances Métiers Situées (CMS). Pour gérer ces expériences nous proposons d'une part, un modèle de capitalisation de CMS sous forme d'annotations sémantiques des dimensions situation, but, choix et décisions d'ingénierie. Et d'autre part, un modèle de partage de CMS suggérant les expériences potentiellement utiles au cours de projets ultérieurs. Les propositions conceptuelles de cette thèse ont été opérationnalisées à l'aide du formalisme des Graphes Conceptuels et appliquées dans le domaine de l'Ingénierie de Systèmes de défense.

La nature temporelle de l'audiovisuel impose de passer par le biais de la description pour enrichir les documents et donc les exploiter. Nous soutenons qu'une représentation de la structure et du contenu des documents est nécessaire. Par structure, nous entendons la structure documentaire c'est-à-dire l'organisation méréologique des éléments qui composent le document, tandis que le contenu est une structure conceptuelle, c'est-à-dire une catégorisation de ces éléments. Après une revue des propositions actuelles de modélisation des documents audiovisuels, issues de l'ingénierie documentaire et de l'ingénierie des connaissances, nous montrons qu'aucun des langages étudiés ne permet de traiter ces deux aspects de manière satisfaisante. Nous proposons alors une architecture générale permettant la représentation formelle de la structure et du contenu des documents audiovisuels, qui engendrera une base de connaissances sur laquelle il est possible d'effectuer des raisonnements. Cette architecture se compose d'une ontologie de l'audiovisuel, dont on traduit une partie dans un langage documentaire pour contrôler la structure logique des documents, et d'une ontologie de domaine pour décrire formellement leur contenu. Nous avons développé l'outil DOE (Differential Ontology Editor), qui implémente la méthodologie de construction d'ontologies utilisée. Nous montrons finalement la pertinence de l'approche à l'aide de deux expérimentations utilisant un corpus de vidéos annoté, illustrant ainsi les types d'inférences possibles.

Ce travail traite de l'extension du périmètre d'application de l'Ingénierie Système afin de couvrir l'ingénierie des systèmes de fabrication et sa coordination avec l'ingénierie des produits. Une méthode outillée est développée pour concourir à la maximisation du déploiement de cette démarche étendue, prise pour cible méthodologique par PSA Peugeot Citroën pour satisfaire l'amélioration requise de la performance de ses processus de développement. L'extension du référentiel d'Ingénierie Système Automobile est justifiée par l'état de l'art des méthodes d'ingénierie. La portée des résultats obtenus débouche sur la problématique de leur instrumentation logicielle, pour laquelle la modélisation et le raffinement des modèles est réalisée. La méthode outillée s'appuie sur une démarche d'interviews et sur l'analyse des processus d'ingénierie. Elle permet d'évaluer les pratiques actuelles et de réaliser des actions d'amélioration, en réponses aux besoins des métiers. Elle est validée en regard des pratiques du terrain par le cas d'étude présenté. En conclusion, la représentativité et le caractère générique des études réalisées justifient la valeur ajoutée de l'Ingénierie Système ici étendue et son utilité pour l'ingénierie de tout le cycle de vie d'un système ou encore pour d'autres domaines industriels. La principale perspective de ces travaux confirme l'intérêt, par tous les moyens développés dans ce travail, de la poursuite du déploiement de l'Ingénierie Système pour la branche recherche et développement du groupe PSA Peugeot Citroën.

Les travaux de recherche de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la mise en place de l'Ingénierie Simultanée au sein du secteur de l'industrie aéronautique européenne. C'est la thématique du projet de recherche ENHANCE. Il est établi dans un premier temps que les problématiques d'Ingénierie Collaborative Multisite sont au coeur du concept d'Ingénierie Simultanée, le rôle de la tâche COSITE a donc été de mettre en place les outils et les méthodes associées les mieux adaptées aux besoins du secteur. Sur la base d'une étude de cas types de collaboration rencontrés par les partenaires du projet ENHANCE, et sur la base d'une classification fonctionnelle, nous avons élaboré une approche de spécification d'environnement d'Ingénierie Collaborative Multisite. Ces cas étant si multiples, aucun outil unique du marché ne peut encore prétendre satisfaire l'ensemble des besoins. C'est pourquoi, nous avons développé un outil d'aide à la décision qui fournit à l'utilisateur un moyen de déterminer un environnement couvrant ses besoins spécifiques. La conception de cet outil a été possible grâce à la définition d'une liste exhaustive de critères d'évaluation qui traduisent les besoins de collaboration. Ainsi, grâce à cet outil, il est possible de déterminer, quelque soit le cas de collaboration, l'environnement le mieux adapté. Pour démontrer l'efficacité, à la fois de l'approche de spécification proposée et de l'outil d'aide à la décision, nous avons mis en oeuvre de les appliquer à deux types de collaboration: les réunions impromptues et les réunions planifiées. La mise en place d'une salle de revue de conception collaborative multisite à Eurocopter a été réalisée. Un retour d'expériences de la part des utilisateurs a permis de valider les propositions présentées dans cette thèse.

Cette thèse porte essentiellement sur les problématiques fondamentales d'optimisation combinatoire qui se dégagent de la modélisation structurelle et algorithmique du dimensionnement des réseaux de transport WDM tout-optiques. L'optimisation de ces réseaux est nécessaire aux opérateurs de télécommunication, qui demandent la garantie d'une exploitation efficace des ressources déployées. La thèse est organisée en trois parties. La première partie traite du problème de routage et affectation de longueur d'onde. Nous proposons de résoudre le problème considérant des demandes de trafic permanentes. Des méthodes à la fois exactes basées sur la programmation linéaire et approchées ont été développées. Nous étendons ensuite le modèle de trafic pour considérer simultanément des demandes de trafic pré-planifiées et des demandes de trafic aléatoires. Différent algorithmes de routage ont été développés. Les différents algorithmes ont été comparés en terme de taux de rejet global. La deuxième partie concerne le problème de routage et affectation de longueurs d'onde avec protection. Les ressources dédiées à la protection sont rarement sollicitées, nous cherchons à en minimiser le nombre grâce au multiplexage des circuits optiques de protection. Des méthodes exactes et approchées sont encore une fois proposées considérant les demandes de trafic citées ci-dessus. La dernière partie présente un algorithme de reroutage de canaux optiques afin d'améliorer le taux de rejet dans les réseaux tout-optiques sans convertisseurs en longueurs d'onde. Plusieurs variantes de l'algorithme ont été proposées. Les résultats obtenus montrent un gain intéressant en terme de taux de rejet.

Le développement de systèmes logiciels implique l'intégration de différents langages pour modéliser l'organisation et le comportement des composants d'une application. De plus, s'il existe des modèles de processus décrivant les différentes activités pour passer d'une spécification à une réalisation, il n'existe pas de processus général expliquant comment relier de façon rationnelle langages et activités. Par ailleurs, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles propose des concepts et des outils pour spécifier et combiner différents langages; ceci en introduisant les concepts de méta­modèles comme moyen pour spécifier des langages, et de transformation de modèles pour les mettre en relation. Un exemple de métamodèle est donné par le standard SPEM (Software Process Engineering Metamodel) dédié à la modélisation de processus de développement logiciel.Dans ce contexte, la thèse propose de tirer profit des éléments précédents pour élaborer des processus de développements spécifiques et orientés modèles conformes à un schéma conceptuel dérivé du schéma de SPEM dans lequel des activités d'un processus peuvent exploiter des métamodèles et des transformations. Un guide méthodologique pour aborder l'ingénierie de processus spécifiques complète le schéma proposé. Les intérêts de la proposition résident alors dans une meilleure capitalisation des connaissances pour un domaine ainsi qu'une réduction des efforts de développement. Finalement, la thèse propose d'élaborer de tels processus spécifiques pour des applications logicielles relevant du domaine des Systèmes à Évènements Discrets.

Ces travaux de recherche concernent le domaine de l'ingénierie des connaissances pour laconception de produits et plus particulièrement les phases amont du couple produit-simulation dansle processus de conception.Au cours de ces différentes phases amont, les acteurs d'un même projet utilisent simultanément denombreuses modélisations géométriques et comportementales du produit. Ils peuvent aussi avoirrecours à plusieurs outils logiciels hétérogènes, communiquant très difficilement entre eux.Dans ce contexte, le partage des connaissances entre les différents modèles métiers apparait commeune nécessité. En effet, concevoir un produit implique une gestion des connaissances d'unegranularité fine en tenant compte de leur niveau de maturité et de leur cohérence.Le recours à de nouvelles méthodes et de nouveaux outils est alors nécessaires dans le but desoutenir l'approche globale PLM et continuer à optimiser et rationaliser le processus de conceptionde produits.Dans ce cadre, nous proposons une approche qualifiée de KCM - Knowledge ConfigurationManagement, basée sur la gestion des connaissances de granularité fine, en configurations. Cetteapproche est de nature à favoriser la collaboration entre les acteurs d'un projet, en améliorant lacapitalisation, la traçabilité, la réutilisation et la cohérence des connaissances, utiliséessimultanément dans plusieurs activités en parallèle du processus de conception.Les principaux résultats de notre travail de recherche se structurent autour de trois axes :* Une méthodologie de gestion des connaissances en configurations qualifiée de KCMethod.* Un méta-modèle, baptisé KCModel, de structuration des concepts manipulés parKCMethod.* Une maquette de faisabilité sous forme d'outil logiciel ADES, permettant d'expérimenteret valider notre approche.L'ensemble des résultats obtenus s'articule autour d'une solution logicielle de nouvelle génération,qualifiée de KCManager, permettant de déployer en entreprise l'ensemble de la démarche proposée.

Dans le contexte actuel, les technologies d'information et de communication sont reconnues comme un élément inévitable pour améliorer les pratiques métiers. Dans le secteur de la prise en charge à domicile, par exemple, elles sont un élément déterminant dans la faisabilité d'un tel service au patient. Cependant, ces organisations évoluent dans un environnement très dynamique et incertain. Au regard de ces perturbations endogènes et exogènes auxquelles sont confrontées les organisations, elles se doivent de réagir de manière agile aux aléas et faire preuve de résilience. Le management de la continuité d'activité (MCA) est une approche de management des organisations qui répond à ces attentes. C'est dans ce contexte que se situent nos travaux de thèse cofinancés par la région Midi-Pyrénées. Notre motivation est la définition d'un cadre méthodologique pour mettre en œuvre le management de la continuité d'activité au sein d'un système socio-technique, cadre qui soutiendrait une nouvelle démarche d'ingénierie d'entreprise dirigée par les modèles. Après avoir fait une synthèse des connaissances sur la théorie du management de la continuité d'activité, un problème de structuration de ces connaissances est formulé. Un cadre méthodologique pour le management de la continuité d'activité est ensuite proposé. Il repose sur (i) la définition et la conception d'un méta modèle de référence fondé sur l'intégration entre management de la continuité d'activité et ingénierie d'entreprise ; (ii) le développement d'un ensemble de matrices d'évaluation de la criticité destinés à soutenir l'analyse d'impact de MCA ; et enfin sur (iii) la définition d'un langage de modélisation étendu aux concepts de MCA. Un cas d'études du domaine de la prise en charge à domicile vient illustrer le bien-fondé de l'application de ce cadre méthodologique sur une base réelle et concrète.

De nos jours la plupart des organisations pour ne pas dire toutes, dépendent des technologies de l'information et de la communication (TIC) pour supporter plusieurs tâches et processus (quelquefois critiques). Cependant, dans la plupart des cas, les organisations et en particulier les petites entreprises accordent une importance limitée à l'information et à sa sécurité. En outre, sécuriser de tels systèmes est une tâche difficile en raison de la complexité et de la connectivité croissante du matériel et du logiciel dans le développement des TICs. Cet aspect doit alors être pris en compte dès les premières phases de conception. Dans ce travail, nous proposons une approche basée sur les modèles permettant de sécuriser des architectures logicielles en utilisant des patrons. Les contributions de ce travail sont : (1) un cadre de conception intégré pour la spécification et l'analyse d'architectures logicielles sécurisées, (2) une nouvelle méthodologie à base de modèles et de patrons et (3) une suite d'outils. Le fondement de l'approche associe un environnement basé sur des langages de modélisation pour la spécification et l'analyse des modèles d'architectures sécurisées et un dépôt à base de modèles d'artéfacts dédiés à la sécurité (modèle de patrons de sécurité, menaces et propriétés de sécurités) permettant la réutilisation de savoir-faire et de connaissances capitalisées. Pour cela on utilise des langages de modélisation pour la spécification et l'analyse de l'architecture. Le processus associé est constitué des activités suivantes : (a) analyse de risques à base de modèle appliquée à l'architecture du système pour identifier des menaces, (b) sélection et importation de modèles de patrons de sécurité, afin d'arrêter ou de mitiger les menaces identifiées, vers l'environnement de modélisation cible, (c) intégration de modèles de patrons dans le modèle d'architecture, (d) analyse de l'architecture obtenue par rapports aux exigences non-fonctionnelles et aux menaces résiduelles. Dans ce cadre, on s'est focalisé sur la vérification du maintien du respect des contraintes temporelles après application des patrons. La recherche de menaces résiduelles est réalisée à l'aide de techniques de vérification exploitant une représentation formelle des scénarios de menaces issus du modèle STRIDE et basés sur des référentiels de menaces existants (ex., CAPEC). Dans le cadre de l'assistance pour le développement des architectures sécurisées, nous avons implémenté une suite structurée d'outils autour du framework SEMCO et de la plateforme Eclipse Papyrus pour supporter les différentes activités basées sur un ensemble de langages de modélisation conforme à des standards OMG (UML et ses profils). Les solutions proposées ont été évaluées à travers l'utilisation d'un cas d'étude autour des systèmes SCADA (systèmes de contrôle et d'acquisition de données). / Nowadays most organizations depend on Information and Communication Technologies (ICT) to perform their daily tasks (sometimes highly critical). However, in most cases, organizations and particularly small ones place limited value on information and its security. In the same time, achieving security in such systems is a difficult task because of the increasing complexity and connectivity in ICT development. In addition, security has impacts on many attributes such as openness, safety and usability. Thus, security becomes a very important aspect that should be considered in early phases of development. In this work, we propose an approach in order to secure ICT software architectures during their development by considering the aforementioned issues. The contributions of this work are threefold: (1) an integrated design framework for the specification and analysis of secure software architectures, (2) a novel model- and pattern-based methodology and (3) a set of supporting tools. The approach associates a modeling environment based on a set of modeling languages for specifying and analyzing architecture models and a reuse model repository of modeling artifacts (security pattern, threat and security property models) which allows reuse of capitalized security related know-how. The approach consists of the following steps: (a) model-based risk assessment performed on the architecture to identify threats, (b) selection and instantiation of security pattern models towards the modeling environment for stopping or mitigating the identified threats, (c) integration of security pattern models into the architecture model, (d) analysis of the produced architecture model with regards to other non-functional requirements and residual threats. In this context, we focus on real-time constraints satisfaction preservation after application of security patterns. Enumerating the residual threats is done by checking techniques over the architecture against formalized threat scenarios from the STRIDE model and based on existing threat references (e.g., CAPEC). As part of the assistance for the development of secure architectures, we have implemented a tool chain based on SEMCO and Eclipse Papyrus to support the different activities based on a set of modeling languages compliant with OMG standards (UML and its profiles). The assessment of our work is presented via a SCADA system (Supervisory Control And Data Acquisition) case study.