Ma thèse porte sur la réalisation de l’interopérabilité des métadonnées au niveau des schémas et de langages de description. Cela est fait d’une manière automatique via le développement d’un outil de matching des schémas. Pour cela, j’ai proposé dans ma thèse une nouvelle approche de matching, baptisée MuMIe (Multilevel Metadata Integration). Elle a pour but de réaliser l’interopérabilité sur les deux niveaux (schémas et langages de description). La technique proposée transforme les schémas provenant de différents langages en graphes, en capturant uniquement quelques concepts basiques. Une méthodologie de matching est ensuite effectuée sur ces graphes permettant de trouver les correspondances entre leurs noeuds. Cela est fait via l’utilisation de plusieurs informations sémantiques et structurelles. La deuxième partie de ma thèse était consacrée à la modélisation sémantique des informations dédiées au multimédia (profiles des utilisateurs, caractéristiques des réseaux de transmission, terminaux, etc).J’ai développé un métamodèle nommé CAM4Home (Collaborative Aggregated Multimedia for Digital Home) pour la fusion des métadonnées. La spécification de ce métamodèle a été faite avec le langage RDFS. / The recent growth of multimedia requires an extensive use of metadata for their management. However, a uniform access to metadata is necessary in order to take advantage of them. In this context, several techniques for achieving metadata interoperability have been developed. These intégration techniques are made by domain experts which is costly and time-consuming. The topic of my thesis is to develop an automatic integration techniques based on schema marching. We have proposed a new schema matching algorithm callad MuMIe (Multilevel Metadata Integration). MuMIe supports schemas from different description languages (XML Schema, RDS Schema, OWL) and makes use of several types of information (linguistic, semantic and structural) in a manner that increases the matching accuracy.

Dans le contexte aussi ouvert et évolutif que celui du Web, les ressources à décrire se sont diversifiées créant ainsi de nouveaux besoins de description auxquels un schéma générique tel que le Dublin Core ne pouvait répondre. De nombreux schémas de métadonnées ont été ainsi développés, le plus souvent sans aucune concertation; les concepteurs étant généralement guidés par la nécessité de répondre à des objectifs spécifiques de leurs communautés respectives. Cette prolifération des schémas est à l'origine de plusieurs problèmes, notamment celui de l'interopérabilité des éléments de métadonnées. L'interopérabilité des métadonnées peut être considérée selon deux niveaux: syntaxique et sémantique. Le niveau syntaxique porte sur la structure des messages échangés et vise à garantir la cohérence dans la manière dont les informations échangées sont représentées. C'est ici qu'entre en jeu le langage XML qui fournit un format de données standard pour permettre l'échange de données entres systèmes hétérogènes. Le niveau sémantique porte sur la signification des messages. Son rôle est de s'assurer que les échanges qui s'effectuent conservent leur sens afin que les parties communicantes aient une compréhension commune de la signification des données qu'elles s'échangent. L'interopérabilité sémantique est actuellement considérée comme le problème le plus important qui affecte la qualité de la recherche et de l'échange d'information. La solution à ce problème d'interopérabilité des métadonnées repose sur une approche centrée sur les communautés d'intérêt. En effet, les niveaux de difficulté et les défis à relever sont d'autant plus grands que l'on s'éloigne d'une communauté spécifique donnée et les coûts pour atteindre l'interopérabilité augmentent sans que la qualité des résultats soit garantie. Par contre, au sein d'un même domaine de connaissances ou d'une même communauté, l'homogénéité si relative soit-elle, réduit le taille des obstacles à surmonter et rend l'interopérabilité sémantique tout à fait réalisable. Plusieurs techniques ont été proposées afin d'assurer l'interopérabilité des métadonnées. Le mapping est la technique la plus utilisée. Néanmoins, ce processus est extrêmement coûteux surtout lorsque le nombre de schémas devient important et il est peu efficace pour résoudre des problèmes de sémantique puisque, dans la plupart des cas, une intervention humaine est requise. La véritable solution au problème d'interopérabilité des métadonnées s'appuie sur les technologies du Web sémantique et plus particulièrement sur RDF et les ontologies. Malheureusement, le déploiement de ces technologies s'est avéré fort limité du fait de leur complexité et il faut recourir à des solutions transitoires telles que les microformats ou les annotations RDF incorporées (RDFa). Comme les microformats n'offrent pas l'extensibilité et le niveau d'expressivité essentielle à l'interopérabilité, RDFa a été privilégié et est devenu une recommandation du W3C. Cette approche a été testée en prenant comme exemple la future norme ISO/IEC 19788, le Metadata for Learning Resources (MLR). L'utilisation de RDFa permet de distribuer dans le Web sémantique des notices MLR centralisés dans un référentiel de ressources d'enseignement et d'apprentissage. RDFa permet également de répondre aux attentes du Web 2.0 pour la contribution distribuée à l'indexation des ressources en utilisant les étiquettes MLR. Cette approche permet d'ores et déjà de contribuer à la mise en oeuvre du Web sémantique mais la simplicité de cette solution n'élimine pas, en définitive, la nécessité de passer un jour aux ontologies et au langage OWL lesquels offrent une solution générique d'interopérabilité des métadonnées. Le besoin d'outils faciles à utiliser reste un défi de taille pour la recherche sur le Web sémantique d'autant plus que l'indexation des ressources sera de plus en plus un processus distribué.

Mes travaux de recherche s'inscrivent dans le domaine de l'évaluation de la performance à partir des modèles d'entreprise. <br />La première originalité de ces travaux a été de considérer la performance à travers la notion d'indicateurs mesurant la performance a posteriori des systèmes en exploitation. <br />La seconde originalité a été de s'appuyer sur les modèles d'entreprise, et notamment le modèle GRAI et les modèles processus pour définir, implanter et agréger les indicateurs. <br />La première partie des travaux s'est orientée vers la définition de systèmes d'indicateur de référence a partir de modèles de référence définis dans des domaines tels que les entreprises en réseau, la production de masse personnalisée, les systèmes intégrés QSE. L'interopérabilité organisationnelle a également été considérée comme une performance pouvant être caractérisée à l'aide de graphes et mesurée entre deux systèmes.<br />Les travaux se sont aussi orientés vers l'analyse de la cohérence des éléments de pilotage d'un système par la formalisation et l'agrégation de la performance tant en exploitation qu'en phase de conception du système.<br />Les travaux futurs ont pour objectifs d'améliorer l'appropriation des systèmes d'indicateurs de performance par les futurs utilisateurs. Ces travaux s'orientent tout d'abord vers une intégration macroscopiques des méthodes existantes, puis vers l'interopérabilité systèmes d'indicateurs et des outils décisionnels support pour permettre la mesure de la performance globale et locale des entreprises en réseau et enfin vers la gestion de l'évolution des entreprises par les modèles basés sur la performance.

La thèse défendue est le résultat d’un partenariat entre d’une part le groupe Parisot, et plus particulièrement la société Parisot Meuble, et d’autre part l’équipe de recherche technologique TRACILOG du Centre de Recherche en Automatique de Nancy. Ce travail a porté sur une étude des opportunités apportées par les nouvelles technologies de l’information sur les processus de pilotage de la production, ainsi que la proposition d’un système d’aide à la décision de pilotage des flux sur le terrain. L’architecture proposée s’appuie sur l’infotronisation du flux de kanbans, qui deviennent des « kanbans actifs » et assurent l’interopérabilité et la synchronisation entre un système de décision centralisé et les différentes entités décisionnelles distribuées, afin de coordonner l’ensemble des décisions. Ces propositions ont été validées à l’aide d’une architecture d’émulation, permettant d’utiliser un système de pilotage dans les conditions réelles. Par ailleurs, certaines structures proposées ont pu être validées sur le système de production réel. Les contributions de ce travail de thèse reposent sur : • la proposition d’une architecture d’évaluation par émulation de systèmes de pilotage de la production, à une échelle industrielle, ainsi que la méthode de construction. • La proposition d’un système d’aide au pilotage de la production permettant d’assurer la cohérence globale du système de décision. / The defended thesis is the result of a partnership enters on one hand the group Parisot, and particularly the corporation Parisot Furnishes, and on the other hand the team of research technological TRACILOG of the Center of Research in Automatic of Nancy. This work has focused on a study of the opportunities provided by new information technologies on the procedures of production and the proposal of a decision support steering flow on the ground. The proposed architecture relies on the flow infotronisation kanban, which become "kanban assets and ensure interoperability and synchronization between a centralized system of decision-making and different decision-making distribution entities, to coordinate all decisions. These proposals have been validated through an architecture emulation, allowing the use of a flight control system under real conditions. In addition, some proposed structures have been validated in the real production system. The contributions of this thesis work based on: • The proposal of an architecture evaluation emulation control systems of production on an industrial scale, and the method of construction. • The proposal of a system of aid to the management of the production to ensure the overall coherence of the decision system.

Le développement de la recharge sans contact de batteries comporte divers avantages pour les véhicules électriques. Cette solution est facile à utiliser, robuste et résistante aux intempéries par rapport aux câbles généralement utilisés. Le principe est basé sur le couplage magnétique entre un émetteur et un récepteur. L'objectif de cette thèse est de contribuer à proposer une norme pour permettre l’interopérabilité, c’est-à-dire, permettre à plusieurs émetteurs de fonctionner avec des récepteurs de différents fournisseurs. Comme le système doit aussi être tolérant au positionnement et doit respecter les recommandations concernant l’exposition humaine, de nombreuses configurations doivent être envisagées. Dans cette thèse, une modélisation avancée et fiable du système complet est proposée. La méthode des éléments finis est exploitée pour déterminer les caractéristiques électriques du coupleur inductif (inductances propres et mutuelles, facteur de couplage) dans différentes configurations de positionnement et d’interopérabilité. Ces valeurs permettent le dimensionnement du convertisseur à résonance. A ce stade différentes topologies de compensation sont considérées. Un modèle analytique au premier harmonique est mis en œuvre pour comparer les topologies et déterminer la fréquence de résonance globale du système. Un modèle circuit du système complet est ensuite développé pour évaluer précisément les courants et tensions. Enfin, un algorithme de régulation basé sur une méthode MPPT (Maximum Power Point Tracking) est évalué pour le réglage automatique de fréquence. A partir des courants calculés à la fréquence de résonance pour un point de fonctionnement nominal et grâce au modèle éléments finis incluant le châssis du véhicule le champ magnétique rayonné est calculé et comparé aux valeurs limites recommandées. A chaque étape de la modélisation, la sensibilité du système aux paramètres de configuration (positionnement, interopérabilité) est analysée. Des mesures effectuées au niveau du coupleur inductif et sur le système complet sont aussi utilisées dans l’analyse et permettent de valider le modèle / Development of contactless battery charging is an opportunity for electric vehicles. Compared to regular plugin cables, this solution is easy to use, robust and weather resistant. The power is transferred thanks to the magnetic coupling of inductive coils and a reduced magnetic circuit. The aim of this thesis is to contribute to propose a standard that would make possible to couple emitters with receivers from different suppliers, that is, to insure interoperability. As the system should also be tolerant to positioning and should respect human exposure recommendations, many configurations must be tested. In this thesis, an advanced and reliable modeling of the whole system is proposed. Using the finite element methods, the electrical characteristics (self, mutual inductances and coupling factor) of the inductive coupler are computed for different geometric and interoperability configurations. These values allow the dimensioning of the resonant converter. At this stage, different compensation topologies are considered. It is shown that the global resonant frequency can be derived and the topologies compared from a classical first harmonic approximation and analytical model. Then, a circuit model of the full system is developed in order to evaluate precisely the currents and voltages. Finally, the performance of a Maximum Power Point Tracking as frequency regulation algorithm is evaluated. From the currents computed at resonant frequency for the nominal operating point and the finite element model of the coupler, including the chassis of the vehicle, the radiated magnetic field is evaluated in order to check safety compliance. At each step of the modeling, the sensitivity of the system to the configuration parameters (positioning, interoperability) is analyzed. Measurements at the coupler level and for the full system are also used in this analysis and allow validating the model

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le contexte de systèmes d'entreprises collaboratives. Nous défendons l'intérêt d'évaluer l'interopérabilité étant donné que la question de l'interopérabilité voire plutôt celle de la non-interopérabilité pose de nombreuses problématiques pour les industriels. En effet, la non-interopérabilité engendre des coûts non négligeables dus principalement au temps et aux ressources mises en place pour développer des interfaces d'échange des informations. Ceci influe sur la performance globale des entreprises et précisément sur les coûts et les délais d'obtention des services attendus. Nous proposons ainsi une approche pour mesurer, a priori, le degré d'interopérabilité (ou de non interopérabilité) entre modèles conceptuels de systèmes d'information d'entreprise, afin de donner à une entreprise la possibilité d'évaluer sa propre capacité à interopérer et donc de prévoir les éventuels problèmes avant la mise en place d'un partenariat. Il s'agit ainsi de définir des indicateurs et des métriques tant quantitatifs que qualitatifs, permettant de qualifier l'interopérabilité entre les systèmes d'entreprises et de proposer des stratégies d'amélioration lorsque le niveau d'interopérabilité est évalué comme insuffisant / Within the context of collaborative enterprise information systems, these works aim to propose an approach for assessing the interoperability and the non-interoperability. In fact, the non-interoperability poses a series of challenging problems to the industrial community. Indeed, the non-interoperability leads to significant costs. The majority of these costs are attributable to the time and resources spent to put in place interfaces for exchanging information. This mainly affects enterprise global performance by increasing the cost and the delay to obtain the expected services. We suggest to address enterprise interoperability measurement in order to allow to any enterprise to fully evaluate, a priori, its own capacity to interoperate, and therefore to anticipate possible problems before a partnership. Our works consist in defining indicators and metrics to quantify and then to qualify the interoperability between the enterprise systems and to propose some improvement strategies when the evaluated interoperability level is not sufficient

Dans l'industrie l'approche de gestion du cycle de vie du produit (PLM) a été considérée comme une solution essentielle pour améliorer la compétitivité des produits. Elle vise à fournir une plate-forme commune qui rassemble les différents systèmes de l'entreprise à chaque étape du cycle de vie du produit dans ou à travers les entreprises. Bien que les principaux éditeurs de logiciels fassent des efforts pour créer des outils offrant un ensemble complet et intégré de systèmes, la plupart d' entre eux n'intègrent pas l'ensemble des systèmes. Enfin, ils ne fournissent pas une intégration cohérente de l'ensemble du système d'information. Il en résulte une sorte de « tour de Babel », où chaque application est considérée comme une île au milieu de l'océan de l'information, gérée par de nombreuses parties prenantes dans une entreprise, ou même dans un réseau d'entreprises. L'hétérogénéité des parties prenantes augmente le problème d'interopérabilité. L'objectif de cette thèse est de traiter la question de l'interopérabilité sémantique, en proposant une méthode d'annotation sémantique formelle pour favoriser la compréhension mutuelle de la sémantique de l'information partagée et échangée dans un environnement PLM / In manufacturing enterprises the Product Lifecycle Management (PLM) approach has been considered as an essential solution for improving the product competitive ability. It aims at providing a shared platform that brings together different enterprise systems at each stage of a product life cycle in or across enterprises. Although the main software companies are making efforts to create tools for offering a complete and integrated set of systems, most of them have not implemented all of the systems. Finally, they do not provide a coherent integration of the entire information system. This results in a kind of "tower of Babel", where each application is considered as an island in the middle of the ocean of information, managed by many stakeholders in an enterprise, or even in a network of enterprises. The different peculiarities of those stakeholders are then over increasing the issue of interoperability. The objective of this thesis is to deal with the issue of semantic interoperability, by proposing a formal semantic annotation method to support the mutual understanding of the semantics inside the shared and exchanged information in a PLM environment

L'interopérabilité des applications est devenue le leitmotiv des développeurs et concepteurs en ingénierie système. La plupart des approches pour l'interopérabilité existant dans l'entreprise ont pour objectif principal l'ajustement et l'adaptation des types et structures de données nécessaire à la mise en œuvre de collaboration entre entreprises. Dans le domaine des entreprises manufacturières, le produit est une composante centrale. Des travaux scientifiques proposent des solutions pour la prise en compte des systèmes d'information issus des produits, tout au long de leur cycle de vie. Mais ces informations sont souvent non corrélées. La gestion des données de produit (PDM) est couramment mise en œuvre pour gérer toute l'information relative aux produits durant tout leur cycle de vie. Cependant, ces modèles sont généralement des "îlots" indépendants ne tenant pas compte de la problématique d'interopérabilité des applications supportant ces modèles. L'objectif de cette thèse est d'étudier cette problématique d'interopérabilité appliquée aux applications utilisées dans l'entreprise manufacturière et de définir un modèle ontologique de la connaissance des entreprises relatives aux produits qu'elles fabriquent, sur la base de leurs données techniques. Le résultat de ce travail de recherche concerne la formalisation d'une méthodologie d'identification des informations de gestion techniques des produits, sous la forme d'une ontologie, pour l'interopérabilité des applications d'entreprises manufacturières, sur la base des standards existants tels que l'ISO 10303 et l'IEC 62264. / In recent years, the enterprise applications interoperability has become the leitmotiv of developers and designers in systems engineering. Most approaches to interoperability in the company have the primary objective of adjustment and adaptation of types and data structures necessary for the implementation of collaboration between companies. In the field of manufacturing, the product is a central component. Scientific works propose solutions taking into account information systems derived from products technical data throughout their life cycle. But this information is often uncorrelated. The management of product data (PDM) is commonly implemented to manage all information concerning products throughout their life cycle. The modelling of management and manufacturing processes is widely applied to both physical products and services. However, these models are generally independent “islands” ignoring the problem of interoperability between applications that support these models. The objective of this thesis is to study the problem of interoperability applied to applications used in the manufacturing environment and to define a model of the ontological knowledge of enterprises related to the products they manufacture, based on technical data, ensuring the interoperability of enterprise systems. The outcome of this research concerns the formalization of a methodology for identifying a product-centric information system in the form of an ontology, for the interoperability of applications in manufacturing companies, based on existing standard such as ISO 10303 and IEC 62264.

Ce mémoire d'HDR présente une synthèse de mes principales activités de recherche qui jalonnent mon parcours d'enseignant - chercheur. Les travaux qui y sont présentés s'inscrivent dans le cadre général de la tendance d'intégration des applications de CAO, FAO et Calcul et s'orientent plus particulièrement vers l'intégration CAO/Calcul. En effet, depuis plus de quinze ans, cette thématique a fait l'objet de mes principales activités de recherche. J'ai débuté dans ce domaine par un stage de DEA, qui a porté sur la réalisation d'une interface entre le logiciel Pro/Engineer et le code de calcul par éléments finis MODULEF, et j'ai ensuite enchaîné par une thèse, sur l'intégration de la composante calcul dans une démarche de conception fonctionnelle intégrée. De notre point de vue, les applications de CAO et de Calcul doivent plus que jamais s'édifier sur des modèles compatibles et réactifs en vue de supporter la complexité croissante des produits et des processus de conception. L'évolution de l'environnement de conception est actuellement marquée par une participation de plus en plus forte d'acteurs dont les compétences sont variées (plusieurs outils) et souvent répartis sur des sites géographiquement éloignés (entreprise étendue). Nos travaux de recherche s'inscrivent exactement dans ce cadre et consistent à proposer et valider des modèles permettant de rehausser sensiblement le niveau d'intégration entre les applications de CAO et de Calcul en vue d'attendre une interopérabilité compatible avec les exigences actuelles.

L'interopérabilité des systèmes informatiques est un besoin important dans une société mondialisée où les entreprises tendent plus à communiquer et à intégrer leurs systèmes qu'à rester isolées. Cette notion implique de faire communiquer et de coordonner efficacement des systèmes qui souvent n'ont pas été conçus pour fonctionner ensemble. Afin d'obtenir l'interopérabilité, il s'avère donc toujours nécessaire de modifier les systèmes existants pour les intégrer dans un nouveau système, mais en réutilisant autant que possible les notions liées aux systèmes préexistants. Les langages de programmation, en tant qu'outils de construction de systèmes informatiques, jouent un rôle non négligeable dans les solutions aux problèmes d'interopérabilité, en particulier lorsque les systèmes ont été construits avec des langages différents. Les langages de programmation peuvent être considérés également comme des systèmes qui interopèrent grâce à des mécanismes spécifiques permettant aux programmes écrits dans les différents langages d'échanger des données et d'invoquer des algorithmes. Ces mécanismes sont appelés emph{interfaces à un langage étranger} (ILE). L'objectif de cette thèse est de définir théoriquement le concept de l'interopérabilité des langages de programmation et de proposer un cadre conceptuel pour étudier et spécifier des mécanismes d'interopérabilité, à partir de la combinaison systématique des sémantiques opérationnelles des langages. Notre cadre peut s'appliquer à la formalisation d'interfaces (ILE) existantes entre deux langages de programmation où l'un est implémenté dans l'autre, et à la conception de nouvelles interfaces entre langages de programmation qui ont des implémentations indépendantes. / Interoperability of computing systems is a real need in a ``global society' where most enterprises want to communicate and integrate their information systems. This concept implies to coordinate systems that were not designed at the start to work together. Hence, to obtain the interoperability, it is always necessary to modify the existing systems and integrate them into a new system, for which the concepts related to those legacy systems have been reused as most as possible. Programming languages are an essential tool for building computing systems, so they play a non negligible role in the solutions for interoperability, specially when systems have been built with different languages. We can also consider programming languages as interoperable systems that can work together by defining mechanisms that allow programs written in the different languages to exchange data and algorithm calls. Those mecanisms are incorportated into a {it foreign-language interface} (FLI). The main goal of this thesis is the definition of a conceptual framework for programming language interoperability. That framework is based on the systematic composition of the execution models of programming languages according to a mechanism for program interoperability. We use the formalism of structural operational semantics as the way to have precise descriptions of execution models of programming languages. Our framework can be used to describe existing interfaces (FLI) between two programming languages where one of the languages is implemented in the other language, and to design new interfaces for programming languages that have independent implementations.