Les travaux présentés dans cette thèse s’inscrivent dans le cadre du développement logiciel des systèmes temps réel embarqués. Nous définissons dans ce travail une méthodologie nommée DRIM. Cette méthodologie permet de guider le déploiement des applications temps réel sur différents RTOS en suivant la ligne de l’IDM et en assurant le respect des contraintes de temps après le déploiement. L’automatisation de la méthodologie DRIM montre sa capacité à détecter les descriptions non-implémentables de l’application, réalisées au niveau conception, pour un RTOS donné, ce qui présente l’avantage de réduire le temps de mise sur le marché d’une part et de guider l’utilisateur pour un choix approprié de l’RTOS cible d’autre part. / The main purpose of this Phd is to contribute to the software development of real-time embedded systems. We define in this work a methodology named DRIM: Design Refinement toward Implementation Methodology. This methodology aims to guide the deployment of a real-time application on to different RTOS while respecting MDE principals and ensuing that the timing properties are still met after deployment. The automation of DRIM shows its ability to detect non-implementable design models describing the real-time application, on aparticular RTOS, which permits to reduce the time-to-market on the one hand and guide the user to the selection of the appropriate RTOS from the other hand.

Ce travail de thèse porte sur l'étude des systèmes complexes par une démarche de modélisation et simulation (M&S). La plupart des questionnements sur ces systèmes nécessitent de prendre en compte plusieurs points de vue simultanément. Il faut alors considérer des phénomènes évoluant à des échelles (temporelles et spatiales) et des niveaux de résolutions (de microscopique à macroscopique) différents. De plus, l'expertise nécessaire pour décrire le système vient en général de plusieurs domaines scientifiques. Les défis sont alors de concilier ces points de vues hétérogènes, et d'intégrer l'existant de chaque domaine (formalismes et logiciels de simulation) tout en restant dans le cadre rigoureux de la démarche de M&S. Pour répondre à ces défis, nous mobilisons à la fois des notions de modélisation multi-niveau (intégration de représentations micro/macro), de modélisation hybride (intégration de formalismes discrets/continus), de simulation parallèle, et d'ingénierie logicielle (interopérabilité logiciel, et ingénierie dirigée par les modèles). Nous nous inscrivons dans la continuité des travaux de M&S existants autour de l'approche AA4MM et du formalisme DEVS. Nous étudions en effet dans cette thèse en quoi ces approches sont complémentaires et permettent, une fois combinées dans une démarche d'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM), de répondre aux défis de la M&S des systèmes complexes. Notre contribution est double. Nous proposons d'une part les spécifications opérationnelles de l'intergiciel de co-simulation MECSYCO permettant de simuler en parallèle un modèle de manière rigoureuse et complètement décentralisée. D'autre part, nous proposons une approche d'IDM permettant de décrire de manière non-ambiguë des modèles, puis de systématiser leur implémentation dans MECSYCO. Nous évaluons les propriétés de notre approche à travers plusieurs preuves de concept portant sur la M&S du trafic autoroutier et sur la résolution numérique d'un système d'équations différentielles / This thesis is focused on the study of complex systems through a modeling and simulation (M&S) process. Most questions about such systems requiere to take simultaneously account of several points of view. Phenomena evolving at different (temporal and spatial) scales and at different levels of resolution (from micro to macro) have to be considered. Moreover, several expert skills belonging to different scientific fields are needed. The challenges are then to reconcile these heterogeneous points of view, and to integrate each domain tools (formalisms and simulation software) within the rigorous framework of the M&S process. In order to solve these issues, we mobilise notions from multi-level modeling, hybrid modeling, parallel simulation and software engineering. Regarding these fields, we study the complementarity of the AA4MM approach and the DEVS formalism into the scope of the model-driven engineering (MDE) approach. Our contribution is twofold. We propose the operational specifications of the MECSYCO co-simulation middleware enabling the parallel simulation of complex systems models in a rigorous and decentralized way. We also define an MDE approach enabling the non-ambiguous description of complex systems models and their automatic implementation in MECSYCO. We show the properties of our approach with several proofs of concept

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. / Software development usually requires the usage and integration of different modeling languages for modeling the behavior and the organization of the application's components. There are many process models describing the different activities of software development but there is no generic process that explains how to relate these languages to the activities. In this context, Model Driven Engineering offers concepts and tools to specify and to combine different languages with meta­ models for specifying languages and model transformations to put together various meta-models. An example of such a meta-model is given by SPEM (Software Process Engineering Metamodel) which serves as a modeling language for describing software development processes.The thesis proposes to take advantage of the preceding concepts to define specific model-drivendevelopment processes; this by defining a conceptual scheme, derived from SPEM, in which the activities of a process use meta-models and transformations. From this scheme, the components of a specific process are identified what leads to a methodological approach for the engineering of domain specific processes. Thus, the major benefits of the approach are: knowledge capitalization and a reduction of development efforts. Finally, the thesis applies this proposition to derive aspecific software engineering process dedicated to the design of Discrete Event Systems.

Ce document présente nos recherches dans le domaine des EIAH (Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain). Ces travaux se sont structurés en tant que projet scientifique impliquant plusieurs chercheurs. <br />Ce projet, REDiM (Réingénierie des EIAH Dirigée par les Modèles), a pour objectif d'intégrer les enseignants et les formateurs de terrain dans le processus de conception d'un EIAH. La posture scientifique générale est de considérer la conception comme continue, supportée par un processus itératif alternant des phases d'analyse des usages et de réingénierie de l'EIAH, dans une approche dirigée par les modèles. Nous entendons en cela promouvoir une démarche d'ingénierie générative où l'EIAH est généré à partir de modèles prescriptifs (i.e. qui définissent et encadrent l'activité des acteurs de l'EIAH) ou, ad minima, prédictifs (i.e. qui décrivent et préconisent l'activité idéale que les acteurs de l'EIAH devraient avoir). Cette démarche d'ingénierie a également pour objectif de construire des modèles descriptifs qui rendent compte des situations pédagogiques observées, directement manipulables et interprétables par les concepteurs enseignants ou formateurs. Nos travaux se sont centrés sur une famille particulière de modèles d'un EIAH : les scénarios pédagogiques.<br />La première partie de ce document se consacre à définir notre position et notre problématique scientifiques. A partir d'exemples concrets extraits de nos expérimentations, nous listons les situations de conception qu'il convient d'éviter pour impliquer les enseignants et les formateurs dans les processus actifs de l'ingénierie d'un EIAH. Nous proposons alors une première problématisation de notre objet d'étude, l'ingénierie et la réingénierie d'un scénario pédagogique, et positionnons nos travaux par rapport à ceux de la communauté nationale et internationale qui leur sont connexes. Cette première partie se conclut par une présentation de notre problématique scientifique et de notre méthodologie de recherche.<br />La seconde partie de ce document présente nos résultats de recherche. Un premier ensemble de travaux s'est attaché à définir un modèle de l'ingénierie et de la réingénierie d'un scénario pédagogique. Ce modèle identifie les processus actifs participant au développement d'un scénario pédagogique et caractérise les flux de communication entre ces processus par les artefacts échangés. Un deuxième ensemble de travaux se centre sur l'instrumentation des activités de modélisation et d'analyse des observations de l'utilisation d'un EIAH. Nous proposons notamment un langage permettant (1) de définir ce qu'il faut observer pendant une session d'apprentissage, (2) de décrire la méthode d'analyse des observations collectées et (3) de représenter ces observations de manière à construire un ensemble de scénarios descriptifs qui rendent comptent des situations pédagogiques observées. Les caractéristiques de ce langage favorisent la capitalisation et le partage des savoir-faire d'analyse des traces d'utilisation d'un EIAH.<br />La dernière partie de ce document fait une synthèse de nos contributions et dresse un ensemble de perspectives de recherche sur l'instrumentation de l'enseignant dans son rôle de concepteur d'un EIAH, sur la définition et l'exploitation de modèles productifs pour le développement d'un EIAH et sur les moyens et les enjeux de la capitalisation et du partage des savoir-faire en matière d'ingénierie et de réingénierie d'un EIAH.

Dans le contexte de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles, l'utilisation de multiples paradigmes de modélisation pour développer un système complexe est à la fois inévitable et essentielle. Les modèles qui représentent un tel système sont donc hétérogènes, ce qui rend tout raisonnement global sur le système difficile. L'objectif de la modélisation multi-paradigme est de faciliter l'utilisation conjointe de modèles hétérogènes pendant le cycle de développement. Les travaux exposés dans cette thèse concernent l'étude de l'hétérogénéité des modèles et la conception d'une approche pour la modélisation multi-paradigme des systèmes. Nous caractérisons les causes de l'hétérogénéité des modèles par rapport au cycle de développement puis identifions différents types d'hétérogénéité. En nous basant sur ces causes d'hétérogénéité, nous proposons un cadre d'étude pour le domaine de la modélisation multi-paradigme avec différents axes de recherche. La multidisciplinarité de la modélisation multi-paradigme rend applicables des techniques issues de différents domaines. Nous proposons un état de l'art et une classification des techniques dont nous avons étudié la pertinence par rapport à l'hétérogénéité. La gamme des techniques présentées inclut les transformations de modèles, la composition de méta-modèles, la composition de modèles, l'adaptation de composants, la co-simulation ou encore les méga-modèles. Nous présentons ensuite ModHel'X, l'approche de composition de modèles pour la modélisation multi-paradigme que nous avons développée. Elle s'appuie sur le concept de modèle de calcul et permet : 1. de spécifier la sémantique d'un langage de modélisation de manière exécutable à travers la spécialisation opérationnelle d'une sémantique abstraite pour les modèles de calcul ; 2. de spécifier explicitement les mécanismes de composition à utiliser entre des modèles hétérogènes via une structure de modélisation appelée bloc d'interface ; 3. de simuler le comportement global de modèles hétérogènes par un algorithme générique d'exécution que nous avons défini. Une implémentation de ModHel'X a été réalisée sous la forme d'un framework s'appuyant sur EMF (Eclipse Modeling Framework).

<p>Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la validation formelle et le contrôle réactif de calculs à haute performance sur systèmes-sur-puce (SoC). </p> <p>Dans ce contexte, la première contribution est la modélisation synchrone accompagnée d'une transformation d'applications en équations synchrones. Les modéles synchrones permettent de résoudre plusieurs questions liées à la validation formelle via l'usage des outils et techniques formels offerts par la technologie synchrone. Les transformations sont développées selon l'approche d'Ingénierie Dirigé par les Modèles (IDM). </p> <p>La deuxième contribution est une extension et amélioration des mécanismes de contrôle pour les calculs à haute performance, sous forme de constructeurs de langage de haut-niveau et de leur sémantique. Ils ont été défini afin de permettre la vérification, synthèse et génération de code. Il s'agit de déterminer un niveau d'abstraction de représentation des systèmes où soit extraite la partie contrôle, et de la modéliser sous forme d'automates à états finis. Ceci permet de spécifier et implémenter des changements de modes de calculs, qui se distinguent par exemple par les ressources utilisées, la qualité de service fournie, ou le choix d'algorithme remplissant une fonctionnalité. </p> <p>Ces contributions permettent l'utilisation d'outils d'analyse et vérification, tels que la vérification de propriétés d'assignement unique et dépendance acyclique, model checking. L'utilisation de techniques de synthèse de contrôleurs discrets est également traitée. Elles peuvent assurer la correction de faˆ on constructive: à partir d'une spécification partielle du contrôle, la partie manquante pour que les propriétés soient satisfaites est calculée. Grâce à ces techniques, lors du développement de la partie contrôle, la spécification est simplifiée, et le résultat est assuré d'être correct par construction. </p> <p>Les modélisations synchrone et de contrôle reposes sur MARTE et UML. Les travaux de cette thèse sont été partiellement implémentés dans le cadre de Gaspard, dédié aux applications de traitement de données intensives. Une étude de cas est présentée, dans laquelle nous nous intéressont à une application de système embarqué pour téléphone portable multimédia.</p>

<b>Résumé</b> Les applications logicielles sont devenues indispensables dans un grand nombre d’activités humaines et se sont répandues grâce à l’avènement des réseaux (ADSL, WIFI, GSM...) ou de l’informatique nomade (ordinateurs portables, assistant digitaux personnels, téléphones mobiles etc.) qui ont rendu l’interaction avec des systèmes informatiques possible en presque tout lieu. Cet état de fait a engendré à la fois une grande complexité pour la conception de ces systèmes distribués et de grandes attentes de la part des clients de ces systèmes, préoccupés principalement par les qualités et temps de réalisation des applications logicielles exécutées par ces systèmes ainsi que les coûts qui en découlent. Il est donc nécessaire d’améliorer nos méthodes de développement afin de faire face à ces nouveaux défis. D’une part, l’ingénierie dirigée par les modèles (IDM), en permettant la description d’applications logicielles à divers niveaux d’abstraction et en générant certains de leurs éléments via la transformation de modèles, s’attaque à la complexité intrinsèque de ces systèmes et réduit leur temps de développement ainsi que celui de maintenance. D’autre part, l’approche de ligne de produits accélère la réutilisation logicielle en proposant le développement d’applications basées sur un ensemble de composants communs dans un domaine déterminé. Ainsi, lorsque ceux-ci sont conçus avec soin, il est possible de satisfaire simultanément des critères de qualité et de temps de développement. Les méthodes qui ont été construites sur le paradigme de ligne de produits se sont principalement attachées à décrire les points communs et les différences parmi les composants qui seront réutilisés par les applications membres de lignes de produits. Néanmoins, un logiciel doit très souvent répondre à un besoin qui émane d’un utilisateur particulier. Il est donc nécessaire de prendre en compte ses attentes qui sont parfois spécifiques à cet utilisateur et il n’est ni possible ni souhaitable de définir et de supporter celles ci dans l’ensemble de composant réutilisables à partir desquels les applications sont dérivées. Certaines méthodes orientées lignes de produits proposent des approches pour la dérivation de produits par trop restrictives qui excluent de manière indue des produits qui, bien que pouvant être développés à partir des composants de la ligne de produits, n’ont pas été envisagés lors de sa définition, ce qui nous prive donc de la possibilité d’adresser facilement les exigences spécifiques des utilisateurs. Si quelques méthodes reconnaissent la nécessité de prendre en compte ces exigences particulières, elles ne fournissent aucune solution systématique pour intégrer ces exigences dans le cycle de développement d’un produit. Cette thèse s’attache à la définition d’une méthode plus souple pour le développement d’applications dans le contexte de ligne de produits qui s’appuie sur une combinaison de l’approche IDM avec les “frameworks” orientés-objet. Le domaine ciblé par cette méthode est celui des applications de ventes enchères sur Internet qui est un domaine non-critique pour lequel une grande variabilité dans les scenarii d’utilisation est requise. La première partie de cette thèse introduit les concepts de base de notre méthode nommée FIDJI. En particulier, nous définissons la notion de framework architectural comme un ensemble de modèles permettant la description cohérente des divers constituants d’analyse et de concept d’une ligne de produits. Cette entité est ensuite instanciée par le biais de transformations de modèles. Nous décrivons ensuite les principes méthodologiques qui ont déterminé les choix des modèles du framework architectural ainsi que l’instanciation flexible de produits encadré par des contraintes définies sur les modèles du framework architectural. La seconde partie de cette thèse présente en détail les phases de définition des charges, d’analyse et de conception de la méthode FIDJI. Tout d’abord, un modèle de définition de ligne de produits est introduit permettant la définition des charges de manière informelle en se basant sur des variations de cas d’utilisation et un dictionnaire de données et encadré par des règles méthodologiques simples. Nous définissons ensuite la phase d’analyse comme un raffinement de la phase de découverte des charges en proposant la modélisation des concepts du domaine à l’aide de diagrammes UML 2.0 ainsi que l’enrichissement des cas d’utilisation par des expressions OCL (Object Constraint Language). Au niveau de l’analyse, nous démontrons comment un certain degré de flexibilité peut être obtenu au niveau du cycle de vie des évenements échangés entre le système et ses acteurs via l’utilisation de variables d’états. La phase de design s’intéresse principalement à l’aspect architectural, en proposant un modèle de composants basé sur UML 2.0 permettant la description de styles architecturaux structurant le framework architectural. Des profiles UML 2.0 définissant les éléments de modèles utilisés, leurs conditions d’application ainsi que des règles de cohérence et de traceabilité pour les modèles d’analyse et de conception sont proposés. Le processus méthodologique, commun aux phases d’analyse et de conception, consiste en l’écriture d’un programme de transformation de modèles permettant d’instancier le framework architectural tout en étant guidé par des contraintes d’instanciation qui définissent de manière souple les frontières de la ligne de produits. Enfin, la dernière partie de cette thèse s’intéresse à l’application concrète de la méthode FIDJI. Une étude de cas appartenant au domaine des applications e-commerce est détaillée, illustrant ainsi les modèles FIDJI. Nous montrons en particulier comment écrire le programme de transformations à partir d’opérations de transformation prédéfinies ainsi que la raison d’être et l’utilisation des contraintes guidant le processus d’instanciation au coeur de la méthode. <b>Abstract</b> Software systems have become essential to many human activities and have proliferated thanks to various hardware innovations such as mobile computing (laptops, personal digital assistants, mobile phones) and networks (DSL, WIFI, GSM, etc.) enabling interactions between users and computer systems in virtually any place. This situation has created both a great complexity for such distributed systems to be designed and great expectations (mainly concerned with quality, time and induced costs of the software) from the users of these systems, requiring improvements in software engineering methods in order to meet these challenges. On the one hand, Model Driven Engineering (MDE), by allowing the description of software systems through abstractions and deriving useful system artifacts, harnesses inherent complexity of software systems and reduces time-to-market via model transformations. On the other hand, software product lines foster software reuse by proposing to develop applications based on a set of common assets belonging to a particular domain. Thus, when product line assets are carefully designed, both quality and time-to-market requirements can be achieved. Development methods that have resulted from the product line paradigm generally focus on defining common and variable assets to be reused by product line members. However, they hardly address the development of applications from the product line assets in a systematic way. Furthermore, those considering it propose automated but rather inflexible approaches that unnecessarily exclude products which, although addressable by product line assets, have not been explicitly envisioned during product line definition. If in some domains — in particular, those including hardware constraints and/or critical features — it is possible to fully determine the products that are part of the software product line, in the other cases, an initial set of products can only be considered assuming that the customers’ requests will be met by this set. We believe that this assumption is false in general and this thesis examines the research question which consists in proposing a set of models and a product line development method to offer more flexibility while deriving products in order to seamlessly address customers’ requests. The domain we consider is that of web e-bartering systems. This thesis strives to propose a trade-off between automated and unsupported product derivation by providing a model-driven product line development method that allows developers to define product line members by transforming a coherent and layered set of product line models. Moreover, constraints on the possible transformations have to be specified in order to determine which products cannot be derived both for functional and technical reasons. The first part of this thesis introduces the foundational concepts of our FIDJI method. In particular, it describes the notion of architectural framework as a set of models defining product line assets at analysis and design levels and which is instantiated in order to obtain product line members thanks to model transformations. This part then describes key methodological principles driving the choice of architectural framework models and how flexibility in product derivation can be achieved and controlled by constraints defined over the set of architectural framework models. The second part of this thesis is devoted to requirements elicitation, analysis and design phases of the method. For requirements elicitation, a specific product line template is defined to allow for the description of a software product line in an informal manner via use case variants and data dictionaries. The analysis phase refines requirements elicitation by allowing the precise description of domain concepts in terms of UML models as well as functionalities in terms of use cases completed by OCL expressions. Variability is ensured through the use of state variables in OCL expressions which enable a wide variety of scenarios to be implemented in the product. Constraints indirectly define product line boundaries by preventing certain instantiations from being made. The design phase focuses on the architectural design of the architectural framework and describes it in terms of interacting components structured via architectural styles. Analysis and design models are supported by UML profiles defining the constructs offered by the FIDJI method, their usage conditions as well as traceability and consistency rules ensuring model correctness. The methodological process for both analysis and design consists in writing a transformation program, validated over the aforementioned constraints, that will instantiate the architectural framework to obtain a viable product line member. The last part of the thesis deals with the practical application of the method. A case study belonging to the e-commerce domain illustrates the FIDJI method in detail and a simple architectural framework is defined for this purpose. In particular, we show how the transformation program is created from predefined transformation operations dedicated to FIDJI models and the rationale and usage of constraints controlling the instantiation of the architectural framework.

Le développement et la maintenance d'applications de simulation numérique haute-performance sont des activités complexes. Cette complexité découle notamment du couplage fort existant entre logiciel et matériel ainsi que du manque d'accessibilité des solutions de programmation actuelles et du mélange des préoccupations qu'elles induisent. Dans cette thèse nous proposons une approche pour le développement d'applications de simulation numérique haute-performance qui repose sur l'ingénierie des modèles. Afin à la fois de réduire les couts et les délais de portage sur de nouvelles architectures matérielles mais également de concentrer les efforts sur des interventions à plus haute valeur ajoutée, cette approche nommée MDE4HPC, définit un langage de modélisation dédié. Ce dernier permet aux numériciens de décrire la résolution de leurs modèles théoriques dans un langage qui d'une part leur est familier et d'autre part est indépendant d'une quelconque architecture matérielle. Les différentes préoccupations logicielles sont séparées grâce à l'utilisation de plusieurs modèles et de plusieurs points de vue sur ces modèles. En fonction des plateformes d'exécution disponibles, ces modèles abstraits sont alors traduits en implémentations exécutables grâce à des transformations de modèles mutualisables entre les divers projets de développement. Afin de valider notre approche nous avons développé un prototype nommé ArchiMDE. Grâce à cet outil nous avons développé plusieurs applications de simulation numérique pour valider les choix de conception réalisés pour le langage de modélisation.

Cette thèse a pour sujet la conception de scénarios pédagogiques destinés à l'e-formation. Afin de faciliter les échanges de matériaux décrivant des stratégies pédagogiques, la communauté s'est récemment mobilisée pour proposer un langage standard suffisamment générique pour permettre la représentation de n'importe quel scénario, indépendant même du paradigme éducationnel sous-jacent. Appelé génériquement Educational Modeling Language (EML), ce type de langage engendre une nouvelle façon de concevoir des EIAH, en s'éloignant du traditionnel Instructional System Design, une fois que, au lieu de proposer une application finie, les EML proposent un modèle conceptuel standard, une notation pour l'exprimer et des éditeurs et frameworks, laissant aux concepteurs finaux la tâche de créer leurs propres « applications ». Les EMLs permettent alors la création et exécution d'instances de scénarios, dans une approche plus ouverte et flexible, augmentant, ainsi, les possibilités d'adaptation des applications résultantes aux besoins des usagers.<br />Cette flexibilité reste pourtant limitée et, après quelques années de recherche, les EMLs commencent à montrer ses faiblesses. En fait, le langage choisi pour devenir le standard du domaine, le IMS-LD, s'est montré générique, certes, mais peu expressive, ne permettant pas une représentation fidèle des divers scénarios existants. C'est à dire, c'est aux usagers de s'adapter à la syntaxe et sémantique de cet standard.<br />Cette thèse part d'un constat quant aux difficultés du processus de conception lui-même, et aux risques de coupure qu'il peut y avoir entre pédagogues et développeurs de logiciels. Pour améliorer la capacité des équipes pédagogiques à pouvoir spécifier, et même implémenter, des scénarios pédagogiques, nous proposons une approche où c'est l'EML qui doit s'adapter aux besoins de l'usager. L'usager a la possibilité de créer son propre langage (ou ses propres langages), s'il en a besoin. En plus, un même scénario peut être décrit en même temps par des différents EMLs (ou modèles) respectant des différents perspectives - et même paradigmes - de chaque stake holder. <br />Cette approche, appelée multi-EML, est possible grâce aux avancées récentes du génie logiciel, telle l'Architecture Dirigée par les Modèles – l'implémentation la plus connue d'un nouvel paradigme de programmation surnommé Languages Oriented Programming (LOP), qui inclut encore d'autres implémentations. <br />Notre proposition réside dans la conception d'un environnement informatique « auteur », qui repose sur les principes des Languages Oriented Programming, en utilisant la plateforme ouverte ECLIPSE et, plus particulièrement son implémentation du LOP, l'Eclipse Modeling Framework (EMF). Ainsi, les concepteurs auront un outil qui leur permettra de créer des spécifications formelles décrivant les scénarios envisagés et d'en générer automatiquement des applications correspondantes, dans un processus qui démarre avec les descriptions informelles des experts du domaine.<br />Reconnaissant que les experts d'éducation - ceux qui mieux comprennent le domaine - ne sont pas nécessairement des informaticiens, l'environnement proposé, appelé MDEduc, fournit aussi un éditeur permettant de décrire un scénario dans une notation informelle, à savoir le pattern pédagogique, à partir de laquelle les modèles formels peuvent être dérivés. En plus, nous proposons de garder côte à côte et en coïncidence ces descriptions en langage informelles, et les descriptions plus formelles et normatives et d'offrir la possibilité d'effectuer des allers-retours à toutes les phases du cycle de vie du dispositif pédagogique.

Fortement marqués par les avancées en Génie Logiciel, les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objectif de proposer un langage permettant de produire des modèles acceptables d'un EIAH c'est-à-dire dire des modèles dont il est possible d'évaluer la pertinence. Ceci signifie que les modèles sont explicites, non ambigus et qu'ils rendent possible des échanges entre les acteurs de la conception pour faire évoluer des modèles d'un état inaccepté à un état accepté. L'idée est donc de capitaliser sur la base des modèles de conception plutôt que sur le code des EIAH produits. L'explicitation des modèles de conception (théories d'apprentissage sur lesquelles s'appuie l'EIAH à construire, scénarios d'apprentissage et principes d'interaction) doit permettre de mieux partager les expertises au sein des équipes de développement et donc de diffuser les savoirs et bonnes pratiques. Par ailleurs, il s'agit d'examiner les conditions de transformations des modèles de conception en modèles computationnels afin de pouvoir réutiliser / transformer ces modèles vers des modèles exploitables par des plates-formes de formation à distance et faciliter ainsi le travail de mise en œuvre.<br /><br />Dans ce document, je positionne tout d'abord les travaux proposés au sein de la communauté EIAH (chapitre 1) ce qui me permet d'expliciter les théories d'apprentissage auxquelles ces travaux se réfèrent ainsi que les principaux verrous scientifiques posés par l'ingénierie des EIAH. Le chapitre 2 présente ma démarche de recherche au cours de ces travaux ainsi que les questions de recherche spécifiques qui sont au cœur des activités menées. Ce chapitre me permet donc de positionner mes travaux par rapport à ceux que mènent d'autres équipes nationales et internationales sur des problématiques identiques. Je présente ensuite (chapitre 3) les principaux résultats qui portent sur l'ingénierie de modèles de conception pour les situations d'apprentissage de type situations-problèmes coopératives, mais aussi sur l'usage de ces modèles et la démarche de conception qu'ils supposent. Les travaux qui se sont succédés ont permis de définir et d'expérimenter différents langages visuels, ce qui nous a conduit à proposer un profil UML dédié à la description des situations problèmes coopératives, le langage CPM. Le chapitre 4 me permet enfin de dresser un bilan de mon activité d'enseignant chercheur à l'Université de Pau et des Pays de l'Adour.