Dans le cadre de cette thèse, nous nous proposons d'étudier le développement et la validation de systèmes dans un contexte temps réel asynchrone. On a choisi d'utiliser le langage AADL pour ses spécificités issues de l'avionique, domaine proche du spatial, et pour la précision de la description de son modèle d'exécution. Le travail de cette thèse se divise en deux axes principaux : d'une part, on étudie l'utilisation du langage AADL dans le cadre du développement d'un logiciel de vol ; et d'autre part, on présente une version réduite du langage AADL, et la définition formelle de son modèle d'exécution à l'aide du langage TLA+. L'objectif de la première partie est d'envisager l'utilisation d'AADL dans le cadre d'un processus de développement existant dans le domaine du spatial. Dans cette partie, on a cherché à identifier des motifs de conceptions récurrents dans les logiciels de vol. Enfin, on étudie l'expression en AADL des différents éléments de ce processus de développement. La seconde partie comporte la définition d'un mini AADL suffisant pour exprimer la plupart des concepts de parallélisme, de communication et de synchronisation qui caractérisent AADL. La partie formalisation est nécessaire afin de pouvoir vérifier des propriétés dynamiques. En effet, la définition formelle du modèle d'exécution permet de décrire le comportement attendu des modèles AADL. Une fois ce modèle défini, on peut à l'aide d'un vérificateur de modèles (model-checker) animer une modélisation AADL ou aborder la vérification de propriétés dynamiques. Cette étude a par ailleurs été menée dans le cadre de la standardisation du langage AADL.

La complexité croissante des Systèmes de Systèmes et autres grandes fédérations d'acteurs pose de nouvelles problématiques de conception et de réalisation. Cette complexité, induite par des structures de management toujours plus sophistiquées et un cycle de vie long, doit être maîtrisée au plus tôt dans la conception des entreprises. Cette maîtrise permet à l'ensemble des intervenants au cours du cycle de vie d'une entreprise d'identifier ses points clés et de prendre confiance en sa capacité à atteindre ses objectifs. En particulier, il importe de savoir estimer les capacités de l'entreprise à s'adapter à des situations imprévues ou exceptionnelles afin d'assurer ses missions en toutes circonstances. En réaction, de nouvelles démarches d'ingénierie émergent. Elles s'appuient sur la modélisation et la simulation de l'architecture de ces systèmes aux différents stades de leur développement et de leur fonctionnement. Dans le cadre d'une de ces démarches nommée IDEA, nous avons enrichi le langage de description d'architecture avec des concepts et des mécanismes ayant pour but d'adresser l'adaptabilité et des capacités de reconfiguration des entreprises. Ces apports ont été expérimentés avec succès par prototypage et dans des contextes d'affaires industrielles.

Les architectures logicielles ont été introduites en réponse à l'accroissement de la complexité des systèmes, en favorisant leurs descriptions à un haut niveau d'abstraction. Dans cette thèse, nous proposons d'aborder la problématique de leurs évolutions avec comme objectif, de capitaliser les évolutions récurrentes et de favoriser leur réutilisation. Notre contribution se décline en deux volets majeurs. Le premier volet concerne la proposition du modèle d'évolution SAEM (Style-based Architectural Evolution Model), permettant l'abstraction, la spécification et la gestion de l'évolution dans les architectures logicielles au travers du concept de style d'évolution. SAEM se veut un modèle d'évolution générique, uniforme et indépendant de tout langage de description d'architecture. Le formalisme proposé décrit les concepts du style d'évolution selon un tryptique : domaine, entête et compétence. Le deuxième volet concerne le développement d'une approche de réutilisation par dessus SAEM pour tenter de rendre les activités d'évolution plus rentables. Nous proposons une démarche pour la construction de bibliothèques pour les styles d'évolution, orchestrée par différentes catégories d'intervenants. Les bibliothèques sont élaborées selon deux types de processus complémentaires : « pour la réutilisation » et « par la réutilisation ». Nous présentons une technique de raisonnement classificatoire pour permettre aux bibliothèques d'être peuplées et interrogées dans le but de gérer les savoir et savoir-faire relatifs à l'évolution architecturale.

Ces travaux de thèse définissent un environnement de développement ouvert et extensible pour la conception de logiciels à base de composants. L'environnement se présente comme une chaîne de compilation d'architectures logicielles, acceptant des architectures écrites dans des langages différents et fournissant des fonctionnalités comme la génération de code ou le déploiement. L'extensibilité de l'outil est assurée par une architecture à base de composants implantant des patrons de programmation extensibles et supportant un mécanisme de plug-in pour intégrer des extensions de tierces parties. L'utilisation de l'outil est illustrée au travers deux cadres applicatifs ayant pour trame les systèmes sur puces. La première illustre le développement de systèmes d'exploitation pour ceux-ci. La deuxième illustre la définition d'un nouveau langage facilitant l'expression de la synchronisation au sein d'applications de traitement de flux multimédia réparties.