Les travaux développés dans ce mémoire concernent la formalisation d'un processus sûr d'automatisation en vue de maîtriser la complexité induite par l'intégration de plus en plus importante de technologies de l'information et de la communication au cœur même des processus de production et des produits. Plus précisément, notre travail porte sur l'intégration d'approches méthodologiques, issues du Génie Automatique, et de modèles formels, issus du Génie Informatique et de l'Automatique des Systèmes à Evénements Discrets afin de garantir, a priori, le respect des exigences formulées par les utilisateurs. Notre contribution porte sur deux axes. Le premier concerne l'intégration de techniques de synthèse de la commande dans un processus d'automatisation, incluant les phases de modélisation et de génération d'un code implantable, et leur application à la reconfiguration de systèmes manufacturiers contrôlés par le produit. Le second est basé sur le raffinement formel ou semi-formel de modèles pour identifier et structurer les exigences exprimées à un niveau " système " puis les allouer et les projeter sur une architecture de fonctions, de composants ou d'équipements. Ces travaux ont été initiés dans le cadre de notre thèse en réponse aux besoins de R&D industriels de la Direction des Etudes & Recherche d'EDF, puis ont été poursuivis avec une cible relative aux systèmes manufacturiers et validés dans le cadre de collaborations industrielles variées.

La plupart des métriques de qualité logicielle mesurables sont actuellement basées sur des mesures bas niveau, telles que la complexité cyclomatique, le nombre de lignes de commentaires ou le nombre de blocs dupliqués. De même, la qualité de l'ingénierie logicielle est davantage liée à des facteurs techniques ou de gestion, et devrait fournir des indicateurs utiles pour les exigences de qualité. Actuellement, l'évaluation de ces exigences de qualité n'est pas automatisée, elle n'est pas validée empiriquement dans des contextes réels et l'évaluation est définie sans tenir compte des principes de la théorie de la mesure. Par conséquent, il est difficile de comprendre où et comment améliorer le logiciel suivant le résultat obtenu. Dans ce domaine, les principaux défis consistent à définir des métriques adéquates et utiles pour les exigences de qualité, les documents de conception de logiciels et autres artefacts logiciels, y compris les activités de test.Les principales problématiques scientifiques abordées dans cette thèse sont les suivantes: définir des mesures et des outils de support pour mesurer les activités d'ingénierie logicielle modernes en termes d'efficacité et de qualité. La seconde consiste à analyser les résultats de mesure pour identifier quoi et comment s'améliorer automatiquement. Le dernier consiste en l'automatisation du processus de mesure afin de réduire le temps de développement. Une telle solution hautement automatisée et facile à déployer constituera une solution révolutionnaire, car les outils actuels ne le prennent pas en charge, sauf pour une portée très limitée. / Most of the measurable software quality metrics are currently based on low level metrics, such as cyclomatic complexity, number of comment lines or number of duplicated blocks. Likewise, quality of software engineering is more related to technical or management factoid, and should provide useful metrics for quality requirements. Currently the assessment of these quality requirements is not automated, not empirically validated in real contexts, and the assessment is defined without considering principles of measurement theory. Therefore it is difficult to understand where and how to improve the software following the obtained result. In this domain, the main challenges are to define adequate and useful metrics for quality requirements, software design documents and other software artifacts, including testing activities.The main scientific problematic that are tackled in this proposed thesis are the following : defining metrics and its supporting tools for measuring modern software engineering activities with respect to efficiency and quality. The second consists in analyzing measurement results for identifying what and how to improve automatically. The last one consists in the measurement process automation in order to reduce the development time. Such highly automated and easy to deploy solution will be a breakthrough solution, as current tools do not support it except for very limited scope.

Un Data Center (DC) est un bâtiment dont le but est d'héberger des équipements informatiques pour fournir différents services Internet. Pour assurer un fonctionnement constant de ces équipements, le système électrique fournit de l'énergie, et pour les maintenir à une température constante, un système de refroidissement est nécessaire. Chacun de ces besoins doit être assuré en permanence, car la conséquence de la panne de l'un d'eux entraîne une indisponibilité de l'ensemble du système du DC, ce qui peut être fatal pour une entreprise.A notre connaissance, il n'existe pas de travaux d'étude sur l'analyse de sûreté de fonctionnement et de performance, prenant en compte l'ensemble du système du DC avec les différentes interactions entre ses sous-systèmes. Les études d'analyse existantes sont partielles et se concentrent sur un seul sous-système, parfois deux. L'objectif principal de cette thèse est de contribuer à l'analyse de sûreté de fonctionnement d'un Data Center. Pour cela, nous étudions, dans un premier temps, chaque sous-système (électrique, thermique et réseau) séparément, afin d'en définir ses caractéristiques. Chaque sous-système du DC est un système de production qui transforment les alimentations d'entrée (énergie pour le système électrique, flux d'air pour le système thermique, et paquets pour le réseau) en sorties, qui peuvent être des services Internet. Actuellement, les méthodes d'analyse de sûreté de fonctionnement existantes pour ce type de systèmes sont inadéquates, car l'analyse de sûreté doit tenir compte non seulement de l'état interne de chaque composant du système, mais également des différents flux de production qui circulent entre ces composants. Dans cette thèse, nous considérons une nouvelle technique de modélisation appelée Arbres de Production (AP) qui permet de modéliser la relation entre les composants d'un système avec une attention particulière aux flux circulants entre ces composants.La technique de modélisation en AP permet de traiter un seul type de flux à la fois. Son application sur le sous-système électrique est donc appropriée, car il n'y a qu'un seul type de flux (le courant électrique). Toutefois, lorsqu'il existe des dépendances entre les sous-systèmes, comme c'est le cas pour les sous-systèmes thermiques et les sous-systèmes de réseaux, différents types de flux doivent être pris en compte, ce qui rend l'application de la technique des APs inadéquate. Par conséquent, nous étendons cette technique pour traiter les dépendances entre les différents types de flux qui circulent dans le DC. En conséquence, il est facile d'évaluer les différents indicateurs de sûreté de fonctionnement du système global du DC, en tenant compte des interactions entre ses sous-systèmes. De plus, nous faisons quelques statistiques de performance. Nous validons les résultats de notre approche en les comparant à ceux obtenus par un outil de simulation que nous avons implémenté et qui est basé sur la théorie des files d'attente.Jusqu'à présent, les modèles d'arbres de production n'ont pas d'outils de résolution. C'est pourquoi nous proposons une méthode de résolution basée sur la Distribution de Probabilité de Capacité (Probability Distribution of Capacity - PDC) des flux circulants dans le système du DC. Nous implémentons également le modèle d'AP en utilisant le langage de modélisation AltaRica 3.0, et nous utilisons son simulateur stochastique dédié pour estimer les indices de fiabilité du système. Ceci est très important pour comparer et valider les résultats obtenus avec notre méthode d'évaluation. En parallèle, nous développons un outil qui implémente l'algorithme de résolution des APs avec une interface graphique basée qui permet de créer, éditer et analyser des modèles d'APs. L'outil permet également d'afficher les résultats et génère un code AltaRica, qui peut être analysé ultérieurement à l'aide du simulateur stochastique de l'outil AltaRica 3.0. / A Data Center (DC) is a building whose purpose is to host IT devices to provide different internet services. To ensure constant operation of these devices, energy is provided by the electrical system, and to keep them at a constant temperature, a cooling system is necessary. Each of these needs must be ensured continuously, because the consequence of breakdown of one of them leads to an unavailability of the whole DC system, and this can be fatal for a company.In our Knowledge, there exists no safety and performance studies’, taking into account the whole DC system with the different interactions between its sub-systems. The existing analysis studies are partial and focus only on one sub-system, sometimes two. The main objective of this thesis is to contribute to the safety analysis of a DC system. To achieve this purpose, we study, first, each DC sub-system (electrical, thermal and network) separately, in order to define their characteristics. Each DC sub-system is a production system and consists of combinations of components that transform entrance supplies (energy for the electrical system, air flow for the thermal one, and packets for the network one) into exits, which can be internet services. Currently the existing safety analysis methods for these kinds of systems are inadequate, because the safety analysis must take into account not only the internal state of each component, but also the different production flows circulating between components. In this thesis, we consider a new modeling methodology called Production Trees (PT) which allows modeling the relationship between the components of a system with a particular attention to the flows circulating between these components.The PT modeling technique allows dealing with one kind of flow at once. Thus its application on the electrical sub-system is suitable, because there is only one kind of flows (the electric current). However, when there are dependencies between sub-systems, as in thermal and network sub-systems, different kinds of flows need to be taken into account, making the application of the PT modeling technique inadequate. Therefore, we extend this technique to deal with dependencies between the different kinds of flows in the DC. Accordingly it is easy to assess the different safety indicators of the global DC system, taking into account the interactions between its sub-systems. Moreover we make some performance statistics. We validate the results of our approach by comparing them to those obtained by a simulation tool that we have implemented based on Queuing Network theory.So far, Production Trees models are not tool supported. Therefore we propose a solution method based on the Probability Distribution of Capacity (PDC) of flows circulating in the DC system. We implement also the PT model using the AltaRica 3.0 modeling language, and use its dedicated stochastic simulator to estimate the reliability indices of the system. This is very important to compare and validate the obtained results with our assessment method. In parallel, we develop a tool which implements the PT solution algorithm with an interactive graphical interface, which allows creating, editing and analyzing PT models. The tool allows also displaying the results, and generates an AltaRica code, which can be subsequently analyzed using the stochastic simulator of AltaRica 3.0 tool.

A l'époque où l'Internet est devenu la plateforme par défaut pour offrir de la valeur ajoutée, des nouveaux fournisseurs de services multimédia ont saisi cette opportunité en définissant les services Over-The-Top (OTT). Cependant, Internet n'étant pas un réseau de distribution fiable, il nécessaire de garantir de haut niveau de Qualité d'Expérience (QoE), ainsi que les revenues des Fournisseurs de Services d'Internet (ISP) et des OTTs.Le travail présenté dans ce document va au-delà de l'état de l'art, en proposant une solution qui prend en compte cet objectif. Les principaux apports qui y sont présentés peuvent être synthétisées en quatre contributions.En premier lieu, l'inclusion des paramètres liés aux modèles d'affaires dans l'analyse de la QoE a demandé un nouveau cadre pour calculer la QoE d'un service OTT. Ce cadre est basé sur le formalisme mathématique des Machines Étendues à États Finis (EFSM), ce qui profite de deux avantages des EFSMs~: les traces des machines suivent les décisions de l'utilisateur et les variables du contexte utilisés comme indicateurs de qualité, seront utilisées ultérieurement pour computer la QoE.La deuxième contribution consiste à mettre en œuvre deux algorithmes. Le premier fait le calcul d'une forme équivalent, ayant la forme d'un arbre qui représente les traces de la machine. Le deuxième utilise les traces et fait le calcul de la QoE pour les états terminaux de chaque trace. Les deux algorithmes peuvent être utilisés comme base d'un outil de monitorage capable de prévoir la valeur de la QoE d'un utilisateur. De plus, une mise en œuvre concrète des ces deux algorithmes comme une extension de l'Outil de Monitorage de Montimage (MMT) est aussi présentée.La troisième contribution présente la validation de l'approche avec un double objectif. D'une part, l'inclusion de paramètres du modèle d'affaires est validée et on détermine leur impact sur la QoE. D'autre part, le modèle de la QoE proposé est validé par la mise en œuvre d'une plateforme d'émulation d'un service OTT qui montre des vidéos perturbés. Cette implémentation est utilisée pour obtenir des valeurs estimées par utilisateurs réels qui sont utilisés pour dériver un modèle approprié de la QoE.La dernière contribution se base sur le cadre donné et fournit un analyse statique d'un service OTT. Cette procédure est réalisé par un troisième algorithme qui calcule la quantité des configurations contenues dans le modèle. En analysant à l'avance touts les scénarios possibles qu'un utilisateur peut rencontrer, le fournisseur des services OTT peut détecter des défauts dans le modèle et le service à une stade précoce du développement / At a time when the Internet has become the de facto platform for delivering value, the new multimedia providers took advantage of this opportunity to define Over-The-Top (OTT) services. Considering that Internet is not a reliable distribution network, it is necessary to ensure high levels of Quality of Experience (QoE) and revenues for Internet Service Providers (ISP) and OTTs. The work presented in this dissertation goes beyond the state of the art by providing a solution having this goal in mind. The main contributions presented here can be summarized in four main points.First, the inclusion of business-model related parameters in the QoE analysis required a new framework for calculating the QoE of an OTT service.This framework is based on the Extended Finite States Machine (EFSM) mathematical formalism, which takes advantage of two features of the EFSMs: (1) the traces of the machines that keep track of the user's decisions and; (2) the context variables used as quality indicators, correlated later with the QoE.The second contribution is the design and the implementation of two algorithms. The first computes the $l$-equivalent, a version in the form of a tree of the model that exposes the traces of the machine. The second uses the traces and computes the QoE at the final stages of each trace. Both algorithms can be used to design a monitoring tool that can predict a user’s QoE value. In addition, a concrete implementation is given as an extension of the Montimage Monitoring Tool (MMT).The third contribution presents the validation of the approach, having two objectives in mind. On the one hand, the inclusion of business-model related parameters was validated by determining the impact of such variables on the QoE. On the other hand, the proposed QoE model is validated by the implementation of an OTT emulation platform showing disrupted videos. This implementation is used to obtain QoE values evaluated from real users, values used to derive an appropriate QoE model.The last contribution uses the framework to perform a static analysis of an OTT service. This is done by a third algorithm that computes the amount of configurations contained in the model. By analyzing in advance all the possible scenarios a user can face -- and their respective QoE, the OTT provider can detect flaws in the model and the service from the early stages of development

La programmation à base de composants est un paradigme de programmation qui facilite la réutilisation de code et la séparation des préoccupations. Les modèles à composants dits « reconfigurables » permettent de modifier en cours d'exécution la structure d'une application. Toutefois, ces modèles ne sont pas adaptés au calcul haute performance (HPC) car ils reposent sur des mécanismes ne passant pas à l'échelle.L'objectif de cette thèse est de fournir des modèles, des algorithmes et des outils pour faciliter le développement d'applications HPC reconfigurables à base de composants. La principale contribution de la thèse est le modèle à composants formel DirectMOD qui facilite l'écriture et la réutilisation de code de transformation distribuée. Afin de faciliter l'utilisation de ce premier modèle, nous avons également proposé :• le modèle formel SpecMOD qui permet la spécialisation automatique d'assemblage de composants afin de fournir des fonctionnalités de génie logiciel de haut niveau ; • des mécanismes de reconfiguration performants à grain fin pour les applications AMR, une classe d'application importante en HPC.Une implémentation de DirectMOD, appelée DirectL2C, a été réalisée et a permis d'implémenter une série de benchmarks basés sur l'AMR pour évaluer notre approche. Des expériences sur grappes de calcul et supercalculateur montrent que notre approche passe à l'échelle. De plus, une analyse quantitative du code produit montre que notre approche est compacte et facilite la réutilisation. / Component-based programming is a programming paradigm which eases code reuse and separation of concerns. Some component models, which are said to be "reconfigurable", allow the modification at runtime of an application's structure. However, these models are not suited to High-Performance Computing (HPC) as they rely on non-scalable mechanisms.The goal of this thesis is to provide models, algorithms and tools to ease the development of component-based reconfigurable HPC applications.The main contribution of the thesis is the DirectMOD component model which eases development and reuse of distributed transformations. In order to improve on this core model in other directions, we have also proposed:• the SpecMOD formal component model which allows automatic specialization of hierarchical component assemblies and provides high-level software engineering features;• mechanisms for efficient fine-grain reconfiguration for AMR applications, an important application class in HPC.An implementation of DirectMOD, called DirectL2C, as been developed so as to implement a series of benchmarks to evaluate our approach. Experiments on HPC architectures show our approach scales. Moreover, a quantitative analysis of the benchmark's codes show that our approach is compact and eases reuse.

Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse s'intéressent à la validation fonctionnelle de contrôleurs logiques par des techniques de test de conformité et de validation en boucle fermée. Le modèle de spécification est décrit dans le langage industriel Grafcet et le contrôleur logique est supposé être un automate programmable industriel (API) mono-tâche. Afin de contribuer à ces techniques de validation fonctionnelle, ces travaux présentent : - Une extension d'une méthode de formalisation du Grafcet par traduction sous la forme d'une machine de Mealy. Cette extension permet de produire un modèle formel de la spécification lorsque le Grafcet est implanté selon un mode d'interprétation sans recherche de stabilité, qui n'est pas préconisé dans la norme IEC 60848 mais largement utilisé dans les applications industrielles. - Une contribution au test de conformité par la définition d'un ensemble de relations de conformité basées sur l'observation de plusieurs cycles d'exécution pour chaque pas de test. - Une contribution à la validation en boucle fermée par la définition d'un critère de fin d'observation et par une technique d'identification en boite grise pour la construction et l'analyse du système en boucle fermée. / The results presented in this PhD thesis deal with functional validation of logic controllers using conformance test and closed-loop validation techniques. The specification model is written in the Grafcet language and the logic controller is assumed to be a Programmable Logic Controller (PLC). In order to contribute to these validation techniques, this thesis presents: - An axtension to a fomalization methods for Grafcet languages by translation to a Mealy machine. This extension generates a formal model of a Grafcet specification that is interpreted without search of stability. This mode of interpretation is not recommended by the standard IEC 60848 but is widely used in industrial applications. - A contribution to conformance test by a definition of a set of conformance relation based on the observation of several execution cycles for each test step. - A contribution to closed-loop validation by the definition of a termination criterion and by a new gray-box identification technique that is used for construction and analysis of the closed-loop system.

Les systèmes d'information actuels doivent, à la fois, protéger les informations qui leur sont confiées et se plier à des environnements opérationnels variables. Cesdeux objectifs, sécurité et flexibilité, peuvent être antinomiques. Ce conflit conduit généralement à l'utilisation de systèmes offrant un niveau de sécurité acceptable, mais non maximal. Définir un tel niveau présuppose l'existence de méthodes d'évaluation de la sécurité. Cette problématique fait l'objet de cette thèse. L'auteur y passe en revue les différents critères d'évaluation existant ainsi que les méthodes dites d'analyse de risques. Ceci introduit la nécessité de définir un cadre formel capable de modéliser tout système et d'évaluer dans quelle mesure il satisfait à des objectifs de protection précis.<br />Les modèles formels développés pour l'étude de la sécurité informatique, n'offrent pas le cadre mathématique désiré. L'auteur montre qu'ils adoptent une hypothèse de pire cas sur le comportement des utilisateurs, incompatible avec une modélisation réaliste. Après avoir montré, sur la base du modèle take-grant, comment s'affranchir de cette hypothèse, l'auteur définit un nouveau modèle, le graphe des privilèges, plus efficace pour gérer certains problèmes de protection. Il illustre son utilisation dans le cadre des systèmes Unix.<br />Enfin, l'auteur propose d'évaluer la sécurité en calculant le temps et l'effort nécessaires à un intrus pour violer les objectifs de protection. Il montre comment définir un cadre mathématique apte à représenter le système pour obtenir de telles mesures. Pour cela, le graphe des privilèges est transformé en un réseau de Petri stochastique et son graphe des marquages est dérivé. Les mesures sont calculées sur cette dernière structure et leurs propriétés mathématiques sont démontrées. L'auteur illustre l'utilité du modèle par quelques résultats issus d'un prototype développé afin d'étudier la sécurité opérationnelle d'un système Unix.

Ce travail se situe dans le cadre de la recherche de systèmes de notation permettant de transcrire de façon symbolique l’aspect concret et sensoriel, et non seulement abstrait et structurel, des artefacts de la musique par ordinateur. Dans ce but, nous exposons tout d’abord un modèle formel complet et minimal des objets et structures audionumériques, en référence aux critères de la perception ; ce modèle est implémenté sous la forme d’un langage fonctionnel Turing-potent qui permet d’effectuer l’équivalence entre l’expression mathématique d’un signal et sa réalisation informatique. Puis, nous employons ce formalisme afin d’exprimer un ensemble de critères de synthèse sonore, ce qui donne lieu à un logiciel de synthèse dont l’expressivité est considérable. Ces outils sont organisés suivant le schéma des théories Schaefferiennes, par une décomposition catégorielle dans laquelle les paramètres correspondent à des notions morphologiques. Finalement, nous rendons compte d’une série d’expériences visant à évaluer la pertinence de ces critères dans l’audition humaine, avec le concours d’un musicologue, puis sur un ensemble de sujets, et enfin vis-à-vis d’un public aussi large que possible. Ceci nous conduit à remettre en question la méthodologie la plus adéquate pour traiter ce type de problème, qui nous rapproche des sciences humaines et sociales, et suggère une démarche de science participative. / This piece of work is situated in the context of research on notation systems enabled to transcribe symbolically the concrete and sensorial aspect, and not only the abstract and structural aspect, of computer music artefacts. In this perspective, we first expose a complete and minimal formal model for digital audio objects and structures, relatively to the criteria of perception ; this model is implemented as a Turing-potent functional language, that draws the correspondance between the mathematical expression of a signal and its computational realisation. Then, we apply this formal construction to the expression of a number of schemes for sound synthesis, producing a software synthetiser whose expressivity is consequent. These tools are organised following the lines of Schaefferian theories, through a decomposition into categories whose parameters correspond with morphological notions. Finally, we draw the conclusions of a series of experiments aiming to evaluate the relevance of those schemes in human hearing, with the assistance of a musicologist, then with a number of subjects, and eventually by associating a public that is as wide as possible. This leads us to question the methodology most appropriate to tackle this kind of problem, which brings us closer to social science, and suggests a participative science approach.

Les réseaux logiciels (connus sous l'éppellation: Software Defined Networking, SDN), qui s'appuient sur le paradigme de séparation du plan de contrôle et du plan d'acheminement, ont fortement progressé ces dernières années pour permettre la programmabilité des réseaux et faciliter leur gestion. Reconnu aujourd'hui comme des architectures logicielles pilotées par des applications, offrant plus de programmabilité, de flexibilité et de simplification des infrastructures, les réseaux logiciels sont de plus en plus largement adoptés et graduellement déployés par l'ensemble des fournisseurs. Néanmoins, l'émergence de ce type d'architectures pose un ensemble de questions fondamentales sur la manière de garantir leur correct fonctionnement. L'architecture logicielle SDN est elle-même un système complexe à plusieurs composants vulnérable aux erreurs. Il est essentiel d'en assurer le bon fonctionnement avant déploiement et intégration dans les infrastructures.Dans la littérature, la manière de réaliser cette tâche n'a été étudiée de manière approfondie qu'à l'aide de vérification formelle. Les méthodes de tests s'appuyant sur des modèles n'ont guère retenu l'attention de la communauté scientifique bien que leur pertinence et l'efficacité des tests associés ont été largement demontrés dans le domaine du développement logiciel. La création d'approches de test efficaces et réutilisables basées sur des modèles nous semble une approche appropriée avant tout déploiement de réseaux virtuels et de leurs composants. Le problème abordé dans cette thèse concerne l'utilisation de modèles formels pour garantir un comportement fonctionnel correct des architectures SDN ainsi que de leurs composants. Des approches formelles, structurées et efficaces de génération de tests sont les principale contributions de la thèse. En outre, l'automatisation du processus de test est mis en relief car elle peut en réduire considérablement les efforts et le coût.La première contribution consiste en une méthode reposant sur l'énumération de graphes et qui vise le test fonctionnel des architectures SDN. En second lieu, une méthode basée sur un circuit logique est développée pour tester la fonctionnalité de transmission d'un commutateur SDN. Plus loin, cette dernière méthode est étendue pour tester une application d'un contrôleur SDN. De plus, une technique basée sur une machine à états finis étendus est introduite pour tester la communication commutateur-contrôleur.Comme la qualité d'une suite de tests est généralement mesurée par sa couverture de fautes, les méthodes de test proposées introduisent différents modèles de fautes et génèrent des suites de tests avec une couverture de fautes guarantie. / Having gained momentum from its concept of decoupling the traffic control from the underlying traffic transmission, Software Defined Networking (SDN) is a new networking paradigm that is progressing rapidly addressing some of the long-standing challenges in computer networks. Since they are valuable and crucial for networking, SDN architectures are subject to be widely deployed and are expected to have the greatest impact in the near future. The emergence of SDN architectures raises a set of fundamental questions about how to guarantee their correctness. Although their goal is to simplify the management of networks, the challenge is that the SDN software architecture itself is a complex and multi-component system which is failure-prone. Therefore, assuring the correct functional behaviour of such architectures and related SDN components is a task of paramount importance, yet, decidedly challenging.How to achieve this task, however, has only been intensively investigated using formal verification, with little attention paid to model based testing methods. Furthermore, the relevance of models and the efficiency of model based testing have been demonstrated for software engineering and particularly for network protocols. Thus, the creation of efficient and reusable model based testing approaches becomes an important stage before the deployment of virtual networks and related components. The problem addressed in this thesis relates to the use of formal models for guaranteeing the correct functional behaviour of SDN architectures and their corresponding components. Formal, and effective test generation approaches are in the primary focus of the thesis. In addition, automation of the test process is targeted as it can considerably cut the efforts and cost of testing.The main contributions of the thesis relate to model based techniques for deriving high quality test suites. Firstly, a method relying on graph enumeration is proposed for the functional testing of SDN architectures. Secondly, a method based on logic circuit is developed for testing the forwarding functionality of an SDN switch. Further on, the latter method is extended to test an application of an SDN controller. Additionally, a technique based on an extended finite state machine is introduced for testing the switch-to-controller communication. As the quality of a test suite is usually measured by its fault coverage, the proposed testing methods introduce different fault models and seek for test suites with guaranteed fault coverage that can be stated as sufficient conditions for a test suite completeness / exhaustiveness.

Dans cette thèse, nous abordons le problème de la construction de réponses à des requêtes formelles modélisant les questions qu'un utilisateur humain peut poser concernant le fonctionnement d'un composant actif. Nous présentons d'abord un langage de programmation qui permet d'accéder en cours d'exécution à la description des actions du composant. Nous proposons ensuite un modèle de requêtes qui permet de représenter une large classe de question sur le fonctionnement et de prendre en compte des notions de bon sens issues de l'interaction en langage naturel. Nous proposons des algorithmes de construction de réponses pour ces requêtes formelles de bon sens. Nous étudions aussi le traitement des requêtes portant sur l'exécution passée du composant. Nous proposons une approche dynamique fondée sur l'extraction de comportement à partir des flux d'interaction. Enfin, nous montrons que notre travail peut être utilisé dans le web sémantique pour définir des pages dynamiques capables d'interagir avec les utilisateurs ordinaires, puis nous présentons l'implémentation de notre modèle dans le cadre du projet InterViews.