Un SGBD temporel doit offrir les fonctionnalités permettant aux applications de dater les informations et de gérer l'histoire de leur évolution. Cette thèse présente le modèle d'historiques TEMPOS et le prototype qui a été réalisé au dessus du SGBD O2. TEMPOS s'appuie sur un modèle du temps, qui permet de manipuler des valeurs temporelles, simples et complexes, exprimées dans différentes unités. Le jeu d'unité est extensible, et les opérations définies sont indépendantes des unités. La multiplicité des formes externes des valeurs temporelles est également prise en compte. Le modèle d'historiques proposé dans TEMPOS intègre les fonctionnalités essentielles attendues pour gérer la dimension historique des informations d'une base de données. La définition de différents types d'historiques (discret, en escalier, interpolé) permet de donner la signification des valeurs saisies et d'interpoler les autres valeurs. Ainsi, en TEMPOS, un historique est vu comme une chronique (séquence de valeurs datées), un domaine temporel d'observation, et une fonction d'interpolation. Le modèle permet diverses structurations des historiques basées sur le regroupement d'instants. Les opérations d'interrogation des historiques sont issues de l'extension temporelle des opérateurs de l'algèbre relationnelle et également d'une adaptation d'opérateurs sur les séquences, qui permettent en particulier de raisonner sur la succession dans le temps. Les opérations classiques de mise à jour sont étendues pour prendre en compte la dimension temporelle. Toutes les opérations sur les historiques sont définies de manière à être indépendantes de la représentation et de l'unité d'observation temporelle des historiques. Le prototype comprend une hiérarchie de classes implantant les types et les opérations proposés dans TEMPOS, et un préprocesseur TempOQL permettant de manipuler des valeurs temporelles dans des requêtes OQL.

L'objectif de cette thèse est de proposer une approche générale pour l'indexation et la recherche de vidéos pour la vidéosurveillance. En se basant sur l'hypothèse que les vidéos sont prétraitées par un module d'analyse vidéo, l'approche proposée comprend deux phases : la phase d'indexation et celle de recherche. Afin d'utiliser les résultats de différents modules d'analyse vidéo, un modèle de données comprenant deux concepts, objets et événements, est proposé. La phase d'indexation visant à préparer des données déterminées dans ce modèle de données effectue trois tâches. Premièrement, deux nouvelles méthodes de détection des blobs représentatifs de la tâche représentation d'objets déterminent un ensemble de blobs associés à leurs poids pour chaque objet. Deuxièmement, la tâche extraction de descripteurs consiste à analyser des descripteurs d'apparence et aussi temporels sur les objets indexés. Finalement, la tâche indexation calcule les attributs des deux concepts et les stocke dans une base de données. La phase de recherche commence avec une requête de l'utilisateur et comprend quatre tâches. Dans la tâche formulation de requêtes, afin de permettre à l'utilisateur d'exprimer ses requêtes, un nouveau langage est proposé. La requête est traitée par la tâche analyse syntaxique. Une nouvelle méthode dans la tâche mise en correspondance permet de retrouver efficacement les résultats pertinents. Deux méthodes dans la tâche retour de pertinence permettent d'interagir avec l'utilisateur afin d'améliorer les résultats de recherche. Dans le but d'évaluer la performance de l'approche proposée, nous utilisons deux bases de vidéos dont l'une provenant du projet CARETAKER et l'autre provenant du projet CAVIAR. Les vidéos du projet CARETAKER sont analysées en utilisant la plate-forme VSIP de l'équipe PULSAR alors que les vidéos du projet CAVIAR sont manuellement annotées. La méthode de détection des blobs représentatifs améliore la performance d'une méthode dans l'état de l'art. L'utilisation du langage de requêtes montre qu'il permet d'exprimer de nombreuses requêtes à différents niveaux. La méthode de mise en correspondance obtient de meilleurs résultats en comparaison avec deux méthodes de l'état de l'art. Les résultats expérimentaux montrent que l'approche proposée retrouve efficacement les objets d'intérêt et les événements complexes.

Les données temporelles sont présentes dans de nombreuses applications utilisant des Systèmes de Gestion de Bases de Données (SGBD). Aussi, la plupart de ces systèmes offrent des types correspondant aux concepts de date et de durée, grâce auxquels il est possible de modéliser des associations temporelles simples, comme par exemple la date de naissance ou l'âge d'une personne. Toutefois, à quelques nuances près, aucun de ces systèmes n'offre des abstractions dédiées à la modélisation d'associations temporelles plus complexes, telles que l'historique du salaire d'un employé, ou la séquence d'annotations attachées à une vidéo. Dès lors, ces associations doivent être codées au travers de constructeurs de type tels que ''liste'' et ''n-uplet'', et la sémantique de ce codage doit être intégrée dans la logique des programmes applicatifs, accroissant par là leur complexité. Pour combler ces lacunes, des extensions dites ''temporelles'' de modèles et de langages pour Bases de Données ont été proposées. Cette thèse analyse et unifie les contributions de ces travaux, dans le but de les intégrer dans une extension temporelle du standard pour SGBD à objets de l'ODMG. Le résultat est une plate-forme logicielle baptisée TEMPOS, fondée sur trois modèles de sophistication croissante : un modèle du temps, un modèle d'historiques et un modèle d'objets et de propriétés temporels. Ce dernier fournit des fonctionnalités facilitant la transformation de bases de données conformes à l'ODMG en des bases de données temporelles. à partir de ces trois modèles, des extensions des langages de spécification de schéma et d'interrogation de l'ODMG sont définies. Enfin, un outil de visualisation basé sur un nouveau paradigme de navigation interactive au travers d'objets temporels est développé. L'ensemble des propositions sont formalisées, implantées au dessus d'un SGBD commercial, et validées par des études de cas.

L’intérêt croissant pour les environnements connectés (bâtiments, villes, usines intelligents) etl’évolution des réseaux de capteurs, technologies de gestion/communication de données ont ouvertla voie à des applications intéressantes et utiles qui aident les utilisateurs dans leurs tâchesquotidiennes (augmenter la productivité dans une usine, réduire la consommation d’énergie).Cependant, diverses améliorations sont encore nécessaires. Par exemple, comment améliorer lareprésentation de ces environnements complexes, dynamiques et hétérogènes. En outre, commentfaciliter l’interaction entre les utilisateurs et leurs environnements connectés et comment fournir desoutils de surveillance et de gestion de tels environnements.Dans cette thèse, nous nous concentrons sur quatre défis principaux: (i) représenter un ensemblediversifié de composants et d’éléments liés à l’environnement et à son réseau de capteurs; (ii) fournirun langage de requête qui gère les interactions utilisateur/environnement connecté (pour la définitionde l’environnement, la gestion de données, la définition d’événements); (iii) faire face à la dynamiquede l’environnement et à son évolution dans le temps; et (iv) proposer un mécanisme générique dedétection d’événements pour mieux surveiller l’environnement.Pour ce faire, nous présentons d’abord un modèle de données basé sur une ontologie qui représentedes environnements et réseaux de capteurs hybrides. Couvrant ainsi divers capteurs (statique, mobile),environnements (infrastructures, équipements) et données (scalaires, multimédia). Ensuite, nousintroduisons un langage de requête que l’on pourrait utiliser pour diverses tâches (définirl’environnement connecté, la recherche d’informations, la définition d’événements, la gestion dedonnées). De plus, afin de suivre les changements d’environnement, nous fournissons un optimiseurde requêtes qui permet aux requêtes soumises de gérer la dynamique de l’environnement avant leurexécution. Enfin, nous proposons un noyau de détection d’événement qui prend en entrée lesdéfinitions d’événement et détecte les événements ciblés.Nous regroupons les modules susmentionnés dans un framework global pour la détectiond’événements dans des environnements connectés. Notre proposition est générique, extensible, etpourrait être utilisée avec différents environnements connectés tels que des bâtiments, des villes. . . / The rising interest in smart connected environments (e.g., smart buildings, cities, factories) and theevolution of sensors, data management/communication technologies have paved the way forinteresting and useful applications that help users in their every day tasks (e.g. increasing comfort,reducing energy consumption). However, various improvements are still required. For instance, howto enhance the representation of such complex, dynamic, and heterogeneous environments.Moreover, how to facilitate the interaction between users and their connected environments, and howto provide tools for environment monitoring and management.In this thesis, we focus on four main challenges: (i) representing a diverse set of components andelements related to the environment and its sensor network; (ii) providing a query language thathandles user/connected environment interactions (e.g., environment definition, data management,event definition); (iii) coping with the dynamicity of the environment and its evolution over time; and(iv) proposing a generic event detection mechanism for improved environment monitoring.To do so, we first present an ontology-based data model that represents hybrid environments/sensornetworks. Thus covering diverse sensors (e.g., static, mobile), environments (e.g., infrastructures,devices), and data (e.g., scalar, multimedia). Then, we introduce a query language that one might usefor various tasks (e.g., defining the connected environment, information retrieval, event definition,data management). Furthermore, to keep up with the environment changes we provide a queryoptimizer that allows the submitted queries to cope with the dynamicity of the environment prior totheir execution. Finally, we propose an event detection core that takes event definitions as input anddetects the targeted events.We group the aforementioned modules in one global framework for event detection in connectedenvironments. Our proposal is generic, extensible, and could be used with different connectedenvironments such as buildings, cities. . .

La démocratisation des objets communicants fixes ou mobiles pose de nombreux défis concernant leur intégration dans des processus métiers afin de développer des services intelligents. Dans le contexte de l’Internet des objets, les objets connectés sont des entités hétérogènes et dynamiques qui englobent des fonctionnalités et propriétés cyber-physiques et interagissent via différents protocoles de communication. Pour pallier aux défis d’interopérabilité et d’intégration, il est primordial d’avoir une vue unifiée et logique des différents objets connectés afin de définir un ensemble de langages, outils et architectures permettant leur intégration et manipulation à grande échelle. L'artéfact métier a récemment émergé comme un modèle d’objet (métier) autonome qui encapsule ses données, un ensemble de services, et manipulant ses données ainsi qu'un cycle de vie à base d’états. Le cycle de vie désigne le comportement de l’objet et son évolution à travers ses différents états pour atteindre son objectif métier. La modélisation des objets connectés sous forme d’artéfact métier étendu nous permet de construire un paradigme intuitif pour exprimer facilement des processus d’intégration d’objets connectés dirigés par leurs données. Face aux changements contextuels et à la réutilisation des objets connectés dans différentes applications, les processus dirigés par les données, (appelés aussi « artifacts » au sens large) restent relativement invariants vu que leurs structures de données ne changent pas. Or, les processus centrés sur les services requièrent souvent des changements dans leurs flux d'exécution. Cette thèse propose un cadre d'intégration de processus centré sur les artifacts et leur application aux objets connectés. Pour cela, nous avons construit une vue logique unifiée et globale d’artéfact permettant de spécifier, définir et interroger un très grand nombre d'artifacts distribués, ayant des fonctionnalités similaires (maisons intelligentes ou voitures connectées, …). Le cadre d'intégration comprend une méthode de modélisation conceptuelle des processus centrés artifacts, des des algorithmes d'appariement inter-artifacts et une algèbre de définition et de manipulation d’artifacts. Le langage déclaratif, appelé AQL (Artifact Query Language) permet en particulier d’interroger des flux continus d’artifacts. Il s'appuie sur une syntaxe de type SQL pour réduire les efforts d'apprentissage. Nous avons également développé un prototype pour valider nos contributions et mener des expériences dans le contexte de l’Internet des objets. / The emergence of fixed or mobile communicating objects poses many challenges regarding their integration into business processes in order to develop smart services. In the context of the Internet of Things, connected devices are heterogeneous and dynamic entities that encompass cyber-physical features and properties and interact through different communication protocols. To overcome the challenges related to interoperability and integration, it is essential to build a unified and logical view of different connected devices in order to define a set of languages, tools and architectures allowing their integrations and manipulations at a large scale. Business artifact has recently emerged as an autonomous (business) object model that encapsulates attribute-value pairs, a set of services manipulating its attribute data, and a state-based lifecycle. The lifecycle represents the behavior of the object and its evolution through its different states in order to achieve its business objective. Modeling connected devices and smart objects as an extended business artifact allows us to build an intuitive paradigm to easily express integration data-driven processes of connected objects. In order to handle contextual changes and reusability of connected devices in different applications, data-driven processes (or artifact processes in the broad sense) remain relatively invariant as their data structures do not change. However, service-centric or activity-based processes often require changes in their execution flows. This thesis proposes a framework for integrating artifact-centric processes and their application to connected devices. To this end, we introduce a logical and unified view of a "global" artifact allowing the specification, definition and interrogation of a very large number of distributed artifacts, with similar functionalities (smart homes or connected cars, ...). The framework includes a conceptual modeling method for artifact-centric processes, inter-artifact mapping algorithms, and artifact definition and manipulation algebra. A declarative language, called AQL (Artifact Query Language) aims in particular to query continuous streams of artifacts. The AQL relies on a syntax similar to the SQL in relational databases in order to reduce its learning curve. We have also developed a prototype to validate our contributions and conducted experimentations in the context of the Internet of Things.

Devant des collections massives et hétérogènes de données, les systèmes de RI doivent désormais pouvoir appréhender des comportements d'utilisateurs aussi variés qu'imprévisibles. L'objectif de notre travail est d'évaluer la façon dont un même utilisateur verbalise un besoin informationnel à travers un énoncé de type « expression libre » (appelé langage naturel) et un énoncé de type mots-clés (appelé langage de requêtes). Pour cela, nous nous situons dans un contexte applicatif, à savoir des demandes de remboursement des utilisateurs d'un moteur de recherche dédié à des études économiques en français. Nous avons recueilli via ce moteur, les deux types d'énoncés sur 5 années consécutives totalisant un corpus de 1398 demandes en langage naturel et de 3427 requêtes. Nous avons alors comparé l'expression en tant que tel du besoin informationnel et mis en avant ce qu'apportait, en termes d'informations et de précisions, le recours à l'un ou l'autre du langage utilisé. / With the massive and heterogeneous web document collections, IR system must analyze the behaviors of users which are unpredictable and varied. The approach described in this thesis provides a comparison of the verbalizations for both natural language and web query for the same information need by the same user. For this, we used data collected (i.e. users' complaints in natural language and web queries) through a search engine dedicated to economic reports in French over 5 consecutive years totaling a corpus of 1398 natural language requests and 3427 web queries. Then, we compared the expression of the information need and highlighted the contributions in terms of information and clarification, the use of either language used.

Dans le domaine des transactions et du paiement électronique avec une carte à puce, le standard de communication en champ proche « Near Field Communication » (NFC) s’est imposé comme la technologie des transactions sans contact mobiles sécurisées pour le paiement, le contrôle d’accès, ou l’authentification. Les services sans contact mobiles sécurisés sont basés sur le mode émulation de carte du standard NFC qui implique une composante matérielle à accès restreint de type carte à puce appelée « Secure Element » (SE) dans laquelle sont stockées les données confidentielles et les fonctions sensibles. Malgré les efforts de standardisation de l'écosystème, les modèles proposés pour la mise en œuvre du SE sont complexes et souffrent du manque de généricité, à la fois pour offrir des mécanismes d’abstraction, pour le développement d’applications de haut niveau, et pour la mise en œuvre et la vérification des contraintes de sécurité des applications.L’objectif de la thèse est de concevoir et réaliser un environnement logiciel basé sur un modèle générique compatible avec les standards établis et peu sensible aux évolutions technologiques. Cet environnement devrait permettre à des non-experts de développer des applications multiplateformes, multimodes, multi-facteurs de forme, qui s’interfacent avec le SE dans un smartphone NFC. / In the field of electronic transactions and payment with a smart card, the Near Field Communication (NFC) standard has stood out against other candidate technologies for secure mobile contactless transactions for payment, access control, or authentication. Secure mobile contactless services are based on the card emulation mode of the NFC standard which involves a smart card type component with restricted access called "Secure Element" (SE) in which sensitive data and sensitive functions are securely stored and run. Despite considerable standardization efforts around the SE ecosystem, the proposed models for the implementation of SE are complex and suffer from the lack of genericity, both to offer abstraction mechanisms, for the development of high-level applications, and for the implementation and verification of applications security constraints.The objective of the thesis is to design and realize a software environment based on a generic model that complies with established standards and which is not very sensitive to technological evolutions. This environment should enable non-experts to develop multi-platform, multi-mode, multi-factor SE-based applications running into the NFC smartphone.