Les systèmes logiciels modernes se caractérisent par un besoin d'évolutions perpétuelles et rapides, comme par exemple dans le monde de l'informatique mobile. Pour faciliter le développe\-ment et l'évolution rapide de systèmes complexes, des approches de génie logiciel ont été proposées, telles que les architectures logicielles et la méthode de conception agile. Néanmoins, les solutions actuelles offrent peu de support pour permettre l'évolution fiable d'un système, c'est-à-dire permettre sa modification tout en garantissant le respect de ses exigences de qualités de service et de bon fonctionnement global. La contribution de cette thèse est CALICO, un canevas de développement agile pour la conception et l'évolution fiable de systèmes logiciels à composants et orientés services. Le développement agile repose sur l'utilisation d'un cycle de développement itératif et incrémental qui permet à l'architecte d'itérer entre les étapes de conception de l'architecture et de débogage du logiciel dans son environnement d'exécution. A chaque itération du cycle, l'architecte peut faire évoluer son logiciel et fiabiliser ses évolutions grâce à l'exécution d'analyses statiques et dynamiques complémentaires. Ainsi, lors de la conception et de l'évolution d'un système, l'architecte dispose d'un ensemble de métamodèles pour spécifier la structure de l'architecture de son logiciel et ses diverses exigences de qualité de services. Lors du déploiement, CALICO utilise les modèles spécifiés pour instancier le système sur la plate-forme d'exécution cible et les garde synchronisés avec le logiciel lors de son exécution. De cette façon, l'architecte dispose toujours d'une vue conceptuelle qui lui permet de raisonner sur les propriétés critiques de son logiciel lors d'une évolution. De plus, pour fiabiliser ces évolutions, CALICO offre un cadre fédérateur qui autorise la réutilisation de nombreux outils d'analyse statique des architectures logicielles et de débogage dynamique qui étaient jusqu'alors dispersés dans différentes plates-formes existantes. Ainsi, chaque évolution peut être analysée statiquement sur la vue conceptuelle avant d'être propagée au système logiciel. Les analyses dynamiques reposent quant à elles sur des valeurs disponibles à l'exécution. La capture de ces valeurs est effectuée grâce à une instrumentation automatique du système logiciel. CALICO permet donc de fiabiliser les évolutions même si les plates-formes d'exécution sous-jacentes ne le proposent pas nativement. Notre contribution se concrétise par une implémentation multi plates-formes. La version actuelle prend en charge quatre plates-formes à composants et une plate-forme à services. Par ailleurs, les tests de performances que nous avons réalisés démontrent que CALICO est utilisable pour la conception et l'évolution fiable de larges applications jusqu'à 10000 composants et services, ce qui correspond à la montée en charge maximale de la plupart des plates-formes d'exécution.

Les systèmes logiciels tendent à se doter de facultés d'adaptation, d'évolution et d'ouverture. Ces capacités requièrent une grande flexibilité et dynamicité de l'environnement d'exécution, ainsi que de nouveaux outils d'assistance à la fabrication de ces systèmes. En électronique, des outils ont été déployés pour faire face à l'hétérogénéité et au nombre de composants, ainsi qu'aux besoins d'adaptation de produits existants à de nouvelles technologies. L'ouverture de la documentation et des spécifications a permis une grande richesse de solutions venant tant de bricoleurs que d'industriels. Inspiré par l'électronique, cette thèse contribue à l'amélioration de la flexibilité des systèmes logiciels tout en conservant un haut niveau de fiabilité. Les apports se font à trois niveaux. (1) Un nouveau modèle de composants qui offre une grande flexibilité et permet la connection de composants hétérogènes. (2) Des outils issus de l'ingénierie des modèles, pour créer, modifier, simuler et valider la structure et le comportement des assemblages de composants avant leur déploiement. (3) Un environnement d'exécution bati sur une architecture à base de services, pour supporter les évolutions, les adaptations et l'ouverture requises par le modèle de composant proposé. Cette thèse a été validée sur un cas concret dans un projet d'aide à domicile. Dans ce domaine, les systèmes logiciels doivent être adaptables et flexibles, pour répondre aux évolutions des besoins et pathologies des personnes âgées. Les bénéfices acquis de l'utilisation de cette approche dans ce contexte ont prouvé la pertinence de cette thèse.