Les systèmes multi-agents s'attaquent aux nombreuses problématiques posées actuellement dans le monde informatique telles que la distribution, l'évolution, l'adaptabilité et l'interopérabilité des systèmes. Les solutions proposées par ces systèmes sont prometteuses et permettent d'obtenir des systèmes flexibles et évolutifs. Cependant, leur mise en oeuvre reste difficile. Ceci est dû au manque de techniques d'ingénierie adaptées à ce genre de système et qui permettent un développement fiable et cohérent. Bien qu'il existe plusieurs propositions intéressantes au niveau des méthodologies, des langages de spécification et des plates-formes d'implémentation orientés agent, celles-ci manquent de cohésion et font ressortir plusieurs différences aussi bien au niveau de la sémantique des concepts utilisés mais aussi au niveau des démarches de développement. Notre but durant cette thèse a été de proposer une approche flexible et cohérente supportant le développement des systèmes multiagents. Cette approche que nous baptisons ArchMDE se base sur une combinaison de l'approche centrée architecture et de l'approche dirigée par les modèles. L'approche centrée architecture nous permet de raisonner sur les éléments qui structurent le système multi-agents ainsi que leurs interactions. Elle permet d'identifier les patrons architecturaux nécessaires au développement des systèmes multi-agents en prenant en compte les différentes vues du système (vue organisationnelle, vue environnementale, etc.). L'approche orientée modèles nous permet d'exprimer de façon explicite la manière de combiner ces patrons architecturaux afin d'avoir une représentation globale du système multi-agents. D'autre part, IDM permet de couvrir les différentes phases du cycle de développement en adoptant une démarche basée sur la transformation de modèles. Cette démarche permet de garantir la cohérence du système durant les différentes phases du cycle de vie. Par ailleurs, celle-ci offre l'avantage de préserver le savoir-faire des développeurs en exprimant explicitement les opérations d'intégration (entre les patrons architecturaux) et de mapping (entre les modèles de conception et les modèles d'implémentation). Pour implanter ArchMDE, nous utilisons le cadre de développement ArchWare qui est basé sur le pi-calcul typé, polyadique et d'ordre supérieur, ce qui permet de supporter les aspects communicatifs et évolutifs des systèmes multi-agents. Le choix d'un cadre formel vise à réduire l'ambiguïté liée aux concepts multi-agents mais aussi à garantir une conception sûre. En effet, l'utilisation d'un langage formel donne la possibilité d'exprimer explicitement différentes propriétés structurelles et comportementales. Le cadre de développement ArchWare offre divers langages accompagnés de différents outils qui nous seront utiles pour mettre en oeuvre notre approche.

Cette étude vise à développer un système de dépollution d'eau et de sédiments viticoles. Le glyphosate, diuron et 3,4-dichloroaniline (3,4-DCA) sont considérés, en tenant compte de la charge en cuivre. L'augmentation du temps de séjour des polluants dans le système et le choix de la bioaugmentation couplée à la phytoremédiation est la stratégie retenue. Chaque composante d'un triplet « sorbant-inoculum bactérien-plante » a été sélectionnée en laboratoire et le triplet mis en œuvre en microcosmes en conditions partiellement contrôlées. La sélection de matériaux sorbants dans différentes matrices liquides en présence des polluants seuls ou en mélange montre que les capacités de sorption des différents matériaux testés varient selon le polluant, sa formulation (seul ou en mélange) et la matrice liquide. Le sédiment se révèle être le meilleur sorbant pour le glyphosate ; le sable pour le diuron et le 3,4-DCA. Les performances de dissipation des colonies tolérantes isolées varient fortement selon le polluant. Le consortium sélectionné pour le procédé dissipe le glyphosate, le diuron et le 3,4-DCA en milieu liquide et complexe par ailleurs le cuivre. L'expérience en microcosmes montre que le temps de rétention hydraulique influe sur l'efficacité du système et que les matériaux sorbants sont efficaces. De plus les performances de dissipation atteintes sont bonnes. L'effet de la bioaugmentation sur les performances de dissipation n'est pas significatif pour le glyphosate et le 3,4-DCA, mais améliore en moyenne la dissipation du diuron. Un temps d'action prolongé dans la matrice solide s'avère nécessaire pour obtenir une bonne efficacité du procédé.

L'ingénierie des connaissances (IC), définie comme un processus de modélisation des connaissances [Aussenac et al., 92], a, de son coté, mis en place des méthodes pour recueillir la connaissance et la structurer, en général en concevant des modèles. Elle fournit une démarche d'analyse et de modélisation d'une résolution de problèmes où les connaissances profondes sont extraites en tant que règles et actions de comportement. Les techniques de l'IC sont utilisées dans le but de fournir un accès cognitif aux connaissances produites dans une organisation. Pour ce faire, plusieurs méthodes, telles que commonKADS, MASK, CYGMA, etc., [Dieng et al., 00] ont été définies. Ces méthodes permettent d'obtenir des mémoires d'entreprises modélisant des connaissances relatives à des activités données notamment dans leurs processus de résolution de problèmes. De leur côté, les projets de conception au sein des organisations, font émerger et mobiliser des connaissances, ces connaissances apparaissent dans les différentes étapes du processus de conception ce qui implique le rapport direct entre la connaissance et la conception. la réalisation d'un projet de conception suit généralement plusieurs étapes ascendantes jusqu'à l'aboutissement à l'objectif visé. Tout au long de ces étapes, l'idée à la base du projet, se précise au fur et à mesure jusqu'à sa concrétisation. Lors de la réalisation du projet on est souvent amené à choisir entre plusieurs alternatives tout en prenant en compte l'environnement dans lequel se déroule le projet. Nous nous sommes intéressés dans notre travail à étudier les approches d'extraction et de modélisation des connaissances dans des projets de conception. Cette modélisation vise à définir une mémoire de projet gardant une trace structurée du déroulement du projet.

La définition d'éléments pouvant contribuer à améliorer le développement et la maintenance des logiciels est l'objectif des travaux de recherche menés en Génie Logiciel. Mon domaine de recherche porte depuis 2003 sur la définition et l'usage de langages « supports » (c'est-à-dire complétant les langages de développement) ; ceci dans le but de faciliter et d'améliorer le développement et la maintenance des applications logicielles conçues à l'aide de composants. Mes travaux se trouvent au carrefour de plusieurs disciplines du Génie Logiciel : le développement orienté composant, les architectures des logiciels, la maintenance et l'évolution, la qualité et l'ingénierie dirigée par les modèles. Ce document constitue une synthèse de mes activités de recherche menées au cours des sept dernières années au sein de l'équipe SE du laboratoire VALORIA et de l'équipe-projet INRIA TRISKELL. Il commence par donner une vision assez personnelle des courants qui animent le Génie Logiciel et dresse un aperçu de l'état actuel de cette discipline. Puis il introduit les quelques notions dont la maîtrise est nécessaire pour évoluer dans les domaines dans lesquels se sont déroulées mes activités. Il retrace ensuite mon parcours thématique au cœur de ces disciplines et détaille mes travaux sur le contrôle de l'évolution des architectures, la sélection de composants et la documentation et l'exécution des bonnes pratiques de modélisation.

Cette étude est dédiée à établir un outil de prédiction de durée de vie pour un métal polycristallin soumis à des chargements multiaxiaux complexes en fatigue à grand nombre de cycles. Afin d'appréhender les mécanismes de plasticité et d'endommagement à modéliser, une campagne d'expériences menées sur un acier type C35 est effectuée dans la première partie de l'étude. Les options de modélisation sont choisies en lien avec cette caractérisation précise des mécanismes. La modélisation s'intéresse à la prévision à la fois du domaine de l'endurance infinie et celui de la durée de vie limitée (105 – 107 cycles). Pour répondre au premier objectif, un critère de fatigue multiaxiale basé sur des invariants des contraintes est proposé. Malgré une formulation simple, les confrontations du critère avec une large base de données sont satisfaisantes. En ce qui concerne le deuxième objectif, afin de dépasser une description purement phénoménologique, un modèle d'endommagement à deux échelles (macro – méso) intègre le critère proposé et est construit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles permettant de traduire le plus fidèlement possible les mécanismes de dégradation à l'échelle mésoscopique ainsi que capter l'effet de déphasage et le cumul non linéaire du dommage. Au-delà des chargements à amplitude constante, le caractère incrémental du modèle ouvre la perspective du traitement des chargements à amplitude variable.

L'interaction et l'interopérabilité entre différentes sources de données sont une préoccupation majeure dans plusieurs organisations. Ce problème devient plus important encore avec la multitude de formats de données, APIs et architectures existants. L'ingénierie dirigée par modèles (IDM) est un paradigme relativement nouveau qui permet de diminuer ces problèmes d'interopérabilité. L'IDM considère toutes les entités d'un système comme un modèle. Les plateformes IDM sont composées par des types de modèles différents. Les modèles de transformation sont des acteurs majeurs de cette approche. Ils sont utilisés pour définir des opérations entre modèles. Par contre, il y existe d'autres types d'interactions qui sont définies sur la base des liens. Une solution d'IDM complète doit supporter des différents types de liens. Les recherches en IDM se sont centrées dans l'étude des transformations de modèles. Par conséquence, il y a beaucoup de travail concernant différents types des liens, ainsi que leurs implications dans une plateforme IDM. Cette thèse étudie des formes différentes de liens entre les éléments de modèles différents. Je montre, à partir d'une étude des nombreux travaux existants, que le point le plus critique de ces solutions est le manque de généricité, extensibilité et adaptabilité. Ensuite, je présente une solution d'IDM générique pour la gestion des liens entre les éléments de modèles. La solution s'appelle le tissage de modèles. Le tissage de modèles propose l'utilisation de modèles de tissage pour capturer des types différents de liens. Un modèle de tissage est conforme à un métamodèle noyau de tissage. J'introduis un ensemble des définitions pour les modèles de tissage et concepts liés. Ensuite, je montre comment les modèles de tissage et modèles de transformations sont une solution générique pour différents problèmes d'interopérabilité des données. Les modèles de tissage sont utilisés pour générer des modèles de transformations. Ensuite, je présente un outil adaptive et générique pour la création de modèles de tissage. L'approche sera validée en implémentant un outil de tissage appelé

Nous proposons une approche “algorithme génétique” pour la reconstruction génomique. Notre approche introduit le concept d'algorithmie génétique multi-échelle : l'optimisation est conduite simultanément à une échelle locale et à une échelle globale. La fonction d'efficacité est donc hybride. Notre approche prend également en compte plusieurs types de données, dynamiques, statiques, ou imposées. Il en résulte un nouveau logiciel de reconstruction génomique, COGARE. Il est étalonné sur données simulées et comparé aux algorithmes existants. Il est utilisé sur deux cas réels, sur lesquels il révèle des capacités à renvoyer des informations pertinentes au biologiste.

La problématique de la fourniture de qualité de service (QoS) dans les réseaux Internet connaît un regain d'intérêt engendré par deux phénomènes : (1) la croissance des services à valeur ajoutée qui demandent de la QoS (e.g., IPTV) et (2) la convergence des réseaux vers une architecture unifiée, basée sur IP, pour les services de voix, d'image, et de données. Dans ce contexte, des limitations des technologies actuelles de QoS apparaissent : il est actuellement difficile pour un opérateur de garantir les niveaux de service que son réseau peut offrir. Par ailleurs, il est très difficile de garantir un traitement cohérent de bout en bout pour les flux sensibles à la QoS et qui traversent les réseaux de plusieurs opérateurs. En effet, le contrôle de ces flux d'information est partagé entre tous les opérateurs traversés. Dans la thèse, nous avons étudiés ces différents problèmes. Nous nous sommes plus spécifiquement penchés sur les problèmes de routage et d'ingénierie dynamique de trafic au niveau inter-domaine. Nous avons proposés plusieurs solutions algorithmiques pour permettre de calculer des chemins soumis à plusieurs contraintes de performance. Des études analytiques et par simulations montrent que nos algorithmes sont efficaces et extensibles. Enfin, nous les avons intégrés dans une architecture récemment standardisée à l'IETF et avons étudié les adaptations protocolaires requises pour leur déploiement. Nos contributions représentent un pas important vers une gestion plus efficace du trafic inter-domaine dans les réseaux à ingénierie de trafic.

Les administrateurs, les développeurs, les concepteurs logiciels ont besoin de nouvelles approches pour faire face à la complexité croissante des systèmes informatiques. Afin de libérer les administrateurs de tâches répétitives et d'améliorer la réactivité des systèmes, ces systèmes, alors appelés systèmes autonomiques, tendent à être dotés de capacités d'auto-gestion telles que l'auto-configuration et l'auto-réparation. Ces capacités d'auto-gestion sont fortement couplées à la capacité du système à s'auto-adapter, c.-à-d. à modifier sa structure et son comportement alors qu'il est en cours d'exécution. Les approches se sont jusqu'alors concentrées sur l'auto-adaptation structurelle des systèmes à base de composants logiciels en remaniant les liaisons entre les composants. Dans notre approche, nous nous focalisons sur l'adaptation comportementale. Nous avons défini le modèle de composants MOCAS (Model Of Components for Adaptive Systems) pour permettre la réalisation de systèmes autonomiques à base de composants logiciels auto-adaptatifs. MOCAS repose sur une approche uniforme exploitant l'ingénierie des modèles : les capacités d'adaptation et les propriétés autonomiques de chaque composant reposent sur l'usage qui est fait par MOCAS du langage de modélisation UML. La structure d'un composant MOCAS repose sur les éléments natifs du langage MOCAS. Le comportement du composant est décrit avec une machine à états MOCAS. Cette machine est ensuite exécutée par le composant pour réaliser son comportement. Pour devenir adaptable, le composant est déployé dans un conteneur respectant ce même modèle. Une boucle de contrôle à base de composants MOCAS permet de réaliser des composants auto-adaptables de façon décentralisée et de les doter de propriétés autonomiques. Les politiques autonomiques exploitent alors les modèles de machines à états afin d'auto-configurer et d'auto-réparer les composants.

L'alignement stratégique des Systèmes d'Information (SI) existe lorsque les buts de l'entreprise sont en harmonie, en correspondance, avec les processus métier et les systèmes qui les supportent. Comme le montrent différents rapports, la problématique de l'alignement du SI avec la stratégie représente une des principales préoccupations des Directions des SI depuis une dizaine d'années. C'est une préoccupation importante au sujet de laquelle les entreprises s'attendent à plus de maturité de la pratique. En effet, même s'il est possible de construire des SI performants et de définir la stratégie de l'entreprise, il est indispensable que ces deux ensembles soient alignés afin d'optimiser la performance de l'entreprise. Si l'intérêt de l'alignement est largement reconnu, sa mise en œuvre reste trop souvent limitée. La méthode proposée, INSTAL (INtentional STrategic ALignment), s'intéresse à une nouvelle situation d'ingénierie des SI, qui ne correspond ni au cycle de vie traditionnel en ingénierie des exigences (avec une propagation des exigences sur la solution), ni à une mise en correspondance d'exigences, mais à une situation différente dans laquelle on s'adresse à un ensemble d'éléments liés que l'on cherche à faire évoluer ensemble (coévolution). L'évolution est déclenchée par le changement de modèle du business (stratégie) ou l'analyse des SI et des processus métier (niveau opérationnel). La méthode proposée pour cette nouvelle situation d'ingénierie des SI propose une modélisation de l'ensemble des éléments liés et guide la démarche de modélisation, d'analyse, et d'évolution de l'alignement stratégique. Contrairement aux autres approches, qui représentent l'alignement stratégique en termes de dépendances entre des buts ou des éléments individuels, ce sont les intentions d'alignement partagées par les deux niveaux à aligner (stratégique et opérationnel) qui représentent ici l'alignement stratégique. Ceci est une caractéristique tout à fait distinctive de la méthode INSTAL, dont l'originalité réside dans cette modélisation explicite de l'alignement. La modélisation de la méthode INSTAL permet (1) de modéliser l'alignement en termes d'intentions partagées par les éléments à aligner dans un modèle pivot, (2) de définir des liens d'alignement complexes entre les intentions d'alignement et les éléments existants de l'entreprise en précisant le rôle joué par chaque élément dans le lien, et enfin (3) de définir des métriques et mesures qui complètent les liens d'alignement. INSTAL propose une démarche méthodologique qui guide l'évolution de l'alignement stratégique en prenant en compte de nouvelles exigences d'alignement et en analysant l'alignement actuel (As-Is) (i.e. les modèles pivot, les liens d'alignement et les métriques / mesures). L'analyse du As-Is permet de découvrir des exigences d'évolution du niveau opérationnel (du SI et des processus métier) nécessaires à la mise en place d'une situation To- Be "mieux" alignée. Cette recherche a été validée à travers plusieurs cas d'études dont celui d'une entité de la Banque De Détail France du groupe BNP Paribas, qui a financé cette thèse.