Les entrepôts de données (ED) sont devenus une technologie mature. L'accentuation des demandes d'analyse est motivée par l'évolution technologique, Les nouveaux paradigmes de programmation et L'ingénierie Dirigée par les Modèles (!DM). Avant d'utiliser ces progrès technologiques, l'entrepôt de données doit être construit et préparé pour sa bonne exploitation.La phase de construction a vu l'utilisation massive des efforts de description et de méta-modélisation afin de faciliter la définition des correspondances entre les schémas locaux des sources de données et le schéma de l'ED et de réduire l'hétérogénéité entre les sources. La phase d'exploitation et sa tâche physique, en particulier n'ont pas eu la même utilisation des solutions de description et de méta-modélisation, bien qu'elle est considérée comme un tunnel de toutes les phases de cycle de vie de conception d,un ED. Durant cette phase; des modèles de coût mathématiques sont utilisés pour quantifier la qualité des solutions proposées. Le développement de ces derniers nécessite des efforts de collection et d'analyse des paramètres pertinents.Pour bien simuler le fonctionnement d'un ED, toutes les dimensions d'un SGBD doivent être intégrées. Dans cette thèse, nous proposons de décrire en détail ces dimensions avec des mécanismes de méta-modélisation. Vu la similarité et la hiérarchisation gui existent entre les supports de stockage, nous avons développé une ontologie de domaine dédiée aux supports de stockage.Elle permet d'expliciter leurs propriétés. Les similarités entre ces supports nous a motivé à hybrider le cache mémoire avec les mémoires flashs pour augmenter sa capacité afin de stocker un nombre important de résultats intermédiaires partagés par plusieurs requêtes décisionnelles. La réutilisation de ces résultats permet d'augmenter la performance du SGBD. Nos contributions sont validées à l'aide des expérimentations en utilisant nos modèles de coût théoriques et le SGBD Oracle. / Data warehouses (DW) have become a mature technology. The emphasis of the analysis requests is driven by technological change, the new programmig paradigms and ModelDriven Engineering (MDI). Before using these technological advances, the DW must be buil tand prepared for its proper operation. The construction phase bas seen massive description efforts and meta modeling to facilitate the definition of correspondence between local data sources schemas and DW schema and to reduce heterogeneity between sources. Despite its importance in all stages of the design life cycle of an DW, the operational phase and in particular its physical task, did not have the same interest in term of description and meta modeling. During this phase, mathematical cost models are used to quantify the quality of the solutions proposed. The development of these models requires collection efforts and analysis of relevant parameters. To simulate the operation of a DW, all the dimensions of a DBMS must be integrated. In this thesis, we propose to describe in detail these dimensions with meta-modeling mechanisms. Given the singularity and hierarchy between storage media, we have developed an ontology dedicated to storage media, which makes explicit their properties. The similarities between these supports motivated us to develop a hybrid cache based on flash memory. This increases the cache ability to store a large number of intermediate results shared by multiple decision-support queries. The reuse of these results will increase the overall performance of fue DBMS. Our contributions are validated with experiments using our theoretical cost models and the Oracle DBMS.

Cette thèse s’inscrit au carrefour du monde de la modélisation et simulation de systèmes d’une part et du monde de l’ingénierie logicielle d’autre part. Elle vise à faire bénéficier un formalisme de spécification de systèmes à évènements discrets (DEVS) des apports de l’ingénierie dirigée par les modèles (IDM) avec l’une de ses incarnations les plus populaires : MDA (Model Driven Architecture). Le formalisme DEVS de par son adaptabilité et son extensibilité permet l’expression et la simulation de modèles dans des domaines très variés, mais l’existence de plusieurs plateformes dédiées à ce langage nuit fortement à l’interopérabilité de ces modèles. Ces difficultés, si elles ne sont pas nouvelles, représentent cependant un défi d’autant plus important que les modèles considérés sont complexes (i.e composés en général de nombreux sous modèles et interagissant fortement entre eux). L’objectif de la thèse est de proposer une réponse à la problématique de l’interopérabilité des modèles DEVS, vis-À-Vis d’autres formalismes voisins de DEVS et également vis-À-Vis des différents simulateurs existants. Le cœur de notre travail est constitué par MetaDEVS, méta-Modèle offrant une représentation des modèles DEVS indépendante des plateformes. MetaDEVS est également le nom donné à l’approche globale qui vise à fournir des passerelles génériques entre différents formalismes et DEVS («Model-To-Model»). Cette approche montre également comment, à partir de modèles DEVS spécifiés selon MetaDEVS, du code orienté-Objet, simulable, peut être automatiquement généré («Model-To-Text»).Les formalismes choisis pour faire l’objet d’une transformation vers DEVS sont BasicDEVS, un petit formalisme pédagogique créé pour l’occasion, ainsi que les automates à états finis (FSM). La plateforme de destination choisie pour la génération de code est la plateforme éducative PyDEVS, compatible avec la plateforme DEVSimPy, utilisée par les chercheurs du projet TIC de l’Università di Corsica. / This thesis takes place at the intersection between the world of modeling and simulation, and the world of software engineering. Its provides a contribution to a discrete-Event specification formalism (DEVS) using techniques of Model-Driven Engineering, with one of its most popular incarnations : MDA (Model Driven Architecture). The DEVS formalism, thanks to its adaptability and its extensibility, is able to express and simulate models in various domains. However, the existence of many dedicated platforms damages the interoperability of those models. Those difficulties, even if they are not new, are a challenge which is all the greater as the studied models are complex (i.e. usually composed of several submodels with a strong interaction).The main purpose of this thesis is to tackle the problem of the DEVS models interoperability, with respect to other formalisms close to DEVS, and also with respect to the different existing simulators. The core of our work is constituted by MetaDEVS, a metamodel that offers a platform-Independent representation of DEVS models. MetaDEVS is also the name given to the global approach which aims to provide generic bridges between different formalisms and DEVS (“Model-To-Model”). This approach also shows how, starting from DEVS models specified with MetaDEVS, object-Oriented code can be automatically generated (“Model-To-Text”).The formalisms chosen to be transformed into DEVS are BasicDEVS, a small pedagogical formalism create for our needs, and the finite state machines (FSM). The chosen target platform for the code generation is the educative framework PyDEVS, compliant with the DEVSimPy framework used by the researchers of the TIC project of the University of Corsica.

L'utilisation d'un framework pose des problèmes liés au respect de la structure et du comportement de celui-ci. Ces problèmes sont la conséquence de la perte des informations de conception lors de l'implémentation, ce qui se traduit par l'absence d'une documentation pertinente lors de l'utilisation. Ainsi le but de cette thèse est de fournir un modèle d'expression des dépendances structurelles et comportementales. Ces modèles sont intégrés au cycle de vie du framework, de la spécification jusqu'à la finalisation. Le modèle de dépendances structurelles propose une expression explicite des dépendances grâce à une réification partielle du framework. Ce modèle, indépendant de tout langage permet au développeur du framework aussi bien qu'à un utilisateur, de consulter les dépendances entre les éléments du framework, et de bénéficier d'une aide dynamique ainsi que d'un système de vérification. Le modèle de dépendances comportementales étend l'interface statique des classespar une spécification dynamique (protocole) de celles-ci. Cette spécification définit les séquences valides d'enchaînement de messages entrant et sortant de la classe. Cette spécification, basée sur le modèle formel d'Esterel, permet des vérifications statiques et dynamiques.

Mes travaux de recherche s'inscrivent dans le domaine de l'ingénierie des connaissances et de la réalité virtuelle, les environnements virtuels d'apprentissage humain (EVAH) en constituant le cadre applicatif. Depuis ma thèse, mes activités de recherche portent sur la modélisation des connaissances pour les agents autonomes en environnement virtuel. L'objectif est de concevoir des modèles qui permettent l'explicitation des connaissances nécessaires à l'exécution des comportements de ces agents. Ces travaux se placent dans le contexte de la simulation des activités humaines se déroulant en environnement réaliste. Plus précisément, les activités considérées sont les tâches procédurales et collaboratives. Les modèles que je propose permettent d'une part la simulation de ces activités humaines dans un environnement virtuel et permettent d'autre part, à des utilisateurs humains de « prendre la place » des agents en temps réel dans un but de simulation ou de formation. Un tel environnement peut être considéré comme un système complexe du fait du nombre et de l'hétérogénéité des agents qui le peuplent, du fait de leurs nombreuses interactions et de l'intégration de l'humain dans le système. Notre cadre applicatif est l'apprentissage humain. Les connaissances explicitées décrivent alors le modèle « métier » à transmettre mais également les connaissances spécifiques à la didactique ou à la pédagogie qui servent aux comportements d'agents autonomes jouant les rôles du formateur. J'ai proposé mascaret, un ensemble de modèles permettant l'explicitation des connaissances pour les agents peuplant un environnement virtuel. Ces connaissances portent sur la structure et la dynamique de l'environnement ainsi que sur les procédures que peuvent réaliser des équipes de personnels dans cet environnement. Le langage utilisé pour décrire la connaissance métier est uml ; mascaret peut alors être considéré comme un profil spécifique à la conception d'environnement virtuel. Ainsi, un modèle métier écrit à l'aide de mascaret est une instance du méta-modèle mascaret et est donc une donnée manipulable en temps réel dans la simulation. L'avantage d'uml dans ce cadre est qu'il s'agit d'un langage normalisé et graphique ce qui le rend utilisable par des experts d'un métier spécifique mais non expert de la conception informatique. De plus, uml est un langage unifié dans le sens où le même langage, et donc le même outil, permet de décrire l'aspect statique et dynamique du système abordé. L'explicitation de la connaissance grâce à mascaret permet de prototyper et simuler un système complexe. gaspar est un exemple d'application de type serious game que nous avons conçue pour le compte de DCNS. L'intérêt de mascaret dans cette application est d'une part de pouvoir tester rapidement de nouvelles configurations (géométrie du porte-avions, positions des avions, nouvelles procédures) mais également de pouvoir générer automatiquement un bilan du résultat de la simulation (durée d'une procédure, temps d'occupation d'une ressource...). La deuxième utilisation de mascaret que nous avons démontrée est la conception de situations d'apprentissage. Nous proposons pegase qui s'appuie sur les connaissances métier explicites de la simulation pour proposer des assistances pédagogiques adaptées. De même poseidon, permet au formateur de décrire l'exercice et les actions qui devrons y être menées en s'appuyant sur les connaissances métier explicites. Le fait d'utiliser mascaret permet à ces deux modèles d'être complètement indépendants des modèles métier spécifiques.

L'objet de ce travail est l'analyse de la conception en tant qu'activité coopérative, la proposition d'un modèle de ces pratiques et l'implémentation d'un prototype d'aide aux échanges coopératifs.<br />L'apport de cette recherche est de mettre en correspondance les théories sociologiques traitant de l'activité collective et l'expérience accumulée concernant la conception d'ouvrages bâtis dans un modèle conceptuel permettant de décrire un contexte de projet. Ce modèle a été conçu selon les principes de méta-modélisation, en utilisant un formalisme standard<br />répandu dans le domaine de l'ingénierie logicielle, afin de permettre des implémentations et des extensions plus aisées. Le modèle que nous avons proposé a été appliqué à un outil prototype offrant une représentation graphique d'un contexte de projet afin de favoriser l'émergence d'une <br />coordination spontanée entre les acteurs. La mise en oeuvre de ce prototype a permis d'éprouver les postulats que nous avons pu formuler et a conduit à dégager des perspectives concernant l'adaptabilité des collecticiels aux situations de conception coopérative.

Le travail collaboratif fait participer des équipes qui doivent partager et échanger l'information sur le produit tout en travaillant avec différents outils métiers. Les processus complexes de conception du produit exigent l'utilisation d'un ensemble d'outils métiers hétérogènes tels que les outils de CAO et de FAO. Notre travail de thèse propose une approche fédérée basée sur l'Ingénierie Dirigé par les Modèles pour l'interopérabilité des outils métiers. Dans ce travail nous utilisons le modèle PPO (Produit Processus Organisation) comme modèle de fédération pour l'échange et le partage d'informations. Ce travail décrit comment nous structurons la synchronisation entre outils métiers hétérogènes. Un cas d'étude est appliqué à l'outil de FAO EspritTM lui permettant d'interopérer avec l'outil de CAO SolidWorksTM à travers l'environnement collaboratif PPO.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les langages dédiés (DSL) sont de plus en plus utilisés parce qu’ils permettent aux utilisateurs qui ne sont pas des experts en programmation d’exprimer des solutions avec des langages simples qui capturent l’expertise de leur domaine. C’est encore plus vrai pour les langages dédiés graphiques (DSML) qui ont un niveau d’abstraction plus élevé que les langages dédiés de programmation. Implémenter un DSML revient généralement à fournir un éditeur dédié qui permette aux utilisateurs de manipuler les abstractions de leur domaine (d’instancier le langage). Les expériences ont montré que l’implémentation d’un tel éditeur dédié graphique est coûteuse en termes de temps et de ressources humaines. Nous constatons que la plupart des plates-formes permettant de construire ce type d’éditeur (EMF/GMF, DSL Tools, Obeo Designer, ...) sont génériques. Elles essayent d’adresser le maximum de domaines possibles, ce qui les rend complexes et inadaptées à des cas d’utilisation spécifiques. Si la spécialisation aux domaines a été un succès pour les langages, pourquoi ne pas l’appliquer aux plates-formes de construction d’éditeurs ? Cela reviendrait à concevoir pour un domaine donné, une plate-forme permettant de construire facilement des éditeurs dédiés pour ce domaine. Cette plate-forme n’aurait pas les défauts d’une plate-forme totalement générique parce qu’elle serait restreinte au domaine ciblé. Ce type de plate-forme spécifique à un domaine, nous l’appelons Domain Specific Modeling Framework (DSMF). Le principal inconvénient d’un DSMF est qu’on ne peut l’utiliser que dans le cadre du domaine pour lequel il a été conçu. Cela implique qu’il faille construire un DSMF par domaine et c’est une solution coûteuse. Toutefois, nous pensons que cette approche sur les DSMF peut être généralisée afin d’adresser un grand nombre de domaines. Cette thèse a donc consisté à concevoir et à implanter un environnement qui permet de construire des DSMF de façon modulaire. / Domain Specific Languages (DSLs) are increasingly used in many fields as they allow users to express strategies without being programming experts. This is particularly true for graphical DSLs called Domain Specific Modeling Languages (DSMLs) which are more intuitive than programming DSLs. Implementing a DSML means providing a specific editor which allow users to express the language’s constructions (instantiate the language). Many experiments showed that implementing specific graphical editors is much manpower consuming. Our analysis is that most frameworks for building such editors (e.g. EMF/GMF) are generic, i.e. aim at fulfilling the requirements of any field, which leads to increased complexity and costs a lot in terms of development time. If domain specialization was successful for languages, why don’t we apply it to frameworks ? Specializing such a framework according to the constraints of a domain would allow keeping the definition of a specific editor simple, while fulfilling the requirements of the considered domain. Domain specific frameworks for building DSML editors in specific application fields is a promising approach. Such a framework does not have the limits of generic frameworks because it is restricted to a particular domain. It is more intuitive and simpler to use as it only proposes abstraction of the domain for building DSMLs. We call this type of framework Domain Specific Modeling Framework (DSMF). For example, if we consider the component domain, there are several DSMLs in this domain which share the same layout requirements. We implemented a DSMF for this family of DSMLs. This DSMF is specialized according to the constraints and layout requirements of the component domain (Components, connectors, Bindings, . . .). This specialization allows simple and rapid generation of specific editors devoted to component-based architectures. The principal drawback of a DSMF is its restricted scope to one specific domain. This approach requires to develop one DSMF per domain and the development cost can be significant. A solution may be to generalise the DSMF approach in order to address many application fields. We designed a Generic framework for building DSMFs in a modular way. This thesis is based on the implementation of this framework.

Ce travail de thèse, mené sur deux thématiques : les réseaux ambiants et la simulation multi-agent, a pour contexte l'étude des interactions entre le fonctionnement des réseaux ambiants (réseaux pair-à-pair et réseaux mobiles ad hoc networks) et les comportements de leurs usagers (mobilité, partage d'un service, etc.). Pour étudier ces phénomènes, nous avons mis en lumière le besoin de réutiliser, de coupler et de faire interagir des outils de modélisation et de simulation provenant de domaines scientifiques différents (réseaux informatiques, simulations sociales) afin d'intégrer simultanément plusieurs niveaux d'abstraction dans l'étude menée. Cette problématique de réutilisation et de couplage de modèles (la multi-modélisation) et de simulation (interopérabilité de simulateurs) n'est pas propre aux seuls réseaux ambiants et celle-ci s'inscrit dans le domaine plus vaste de l'étude des systèmes complexes.Cette thèse se propose d'aborder les questions de réutilisation et de couplage des outils de modélisation et de simulation sous l'angle des systèmes multi-agents et d'inscrire les solutions à la fois d'ingénierie logicielle, de simulation distribuée, de multi-modélisation dans un cadre multi-agent générique et homogène : le méta-modèle AA4MM. L'idée fondatrice est de créer une société de modèles, de simulateurs et de logiciels de simulation (que l'on nommera blocs MSL) afin d'intégrer plusieurs niveaux d'abstraction dans une même modélisation et simulation. AA4MM propose une approche multi-agent homogène qui permet de facilement réutiliser des blocs MSL, de les rendre interopérable et de les coupler de manière modulaire. AA4MM permet également au modélisateur de clairement spécifier les changements d'échelles. AA4MM propose une méthode de simulation totalement décentralisée. Au niveau des aspects théoriques du méta-modèle AA4MM, nous avons proposé une preuve formelle de l'algorithme de simulation décentralisée. Nous avons également appliqué AA4MM à un cas d'étude pédagogique en couplant ensemble plusieurs instances de NetLogo (un outil de simulation répandu). Nous avons également appliqué AA4MM aux réseaux ambiants et à notre question initiale sur les influences mutuelles entre performances du réseau et comportements des usagers. Dans ce contexte, nous avons pu réutiliser des simulateurs existants qui n'étaient pas prévus pour interagir afin d'aborder les phénomènes d'influences mutuelles entre performances des réseaux et comportements de leurs usagers. / This work has been done between the fields of ubiquitous networks and multi-agent based simulation. The main context is to study mutual influences existing between ubiquitous network performances and their users behaviours. We have highlighted the need for reusing and coupling modelling and simulation softwares together in order to simultaneously integrate several abstraction levels in the study. We target those needs by a multiagent approach and we propose a metamodel : AA4MM. The core idea in AA4MM is to build a society of models, simulators and simulation softwares that solves the core challenges of multimodelling and simulation coupling in an homogeneous perspective. AA4MM major contributions are the possibility to easily reuse, to make interoperable and modular existing heterogeneous models and softwares, to manage scale changes and a simulation algorithm fully decentralized. We apply this metamodel to the field of ubiquitous networks in order to target the question of mutual influences between networks performances and users behaviours.