En réponse au besoin croissant de réutiliser les connaissances déjà existantes lors de l'apprentissage des réseaux bayésiens causaux, les connaissances sémantiques contenues dans les ontologies de domaine présentent une excellente alternative pour assister le processus de découverte causale avec le minimum de coût et d'eff ort. Dans ce contexte, la présente thèse s'intéresse plus particulièrement au crossing-over entre les réseaux bayésiens causaux et les ontologies et établit les bases théoriques d'une approche cyclique intégrant les deux formalismes de manière interchangeable. En premier lieu, on va intégrer les connaissances sémantiques contenues dans les ontologies de domaine pour anticiper les meilleures expérimentations au travers d'une stratégie fortuite (qui, comme son nom l'indique, mise sur l'imprévu pour dégager les résultats les plus impressionnants). En e et, les connaissances sémantiques peuvent inclure des relations causales en plus de la structure hiérarchique. Donc au lieu de refaire les mêmes efforts qui ont déjà été menés par les concepteurs et éditeurs d'ontologies, nous proposons de réutiliser les relations (sémantiquement) causales en les adoptant comme étant des connaissances à priori. Ces relations seront alors intégrées dans le processus d'apprentissage de structure (partiellement) causale à partir des données d'observation. Pour compléter l'orientation du graphe causal, nous serons en mesure d'intervenir activement sur le système étudié. Nous présentons également une stratégie décisionnelle basée sur le calcul de distances sémantiques pour guider le processus de découverte causale et s'engager davantage sur des pistes inexplorées. L'idée provient principalement du fait que les concepts les plus rapprochés sont souvent les plus étudiés. Pour cela, nous proposons de renforcer la capacité des ordinateurs à fournir des éclairs de perspicacité en favorisant les expérimentations au niveau des concepts les plus distants selon la structure hiérarchique. La seconde direction complémentaire concerne un procédé d'enrichissement par lequel il sera possible de réutiliser ces découvertes causales et soutenir le caractère évolutif de l'ontologie. Une étude expérimentale a été conduite en utilisant les données génomiques concernant Saccharomyces cerevisiae et l'Ontologie des Gènes pour montrer les potentialités de l'approche SemCaDo dans des domaines ou les expérimentations sont généralement très coûteuses, complexes et fastidieuses.

Cette thèse, au croisement du Web Social et du Web Sémantique, vise à rapprocher folksonomies et représentations structurées de connaissances telles que les thesauri ou les ontologies informatiques. Les folksonomies, résultant de l'usage de plateformes de social tagging, souffrent d'un manque de précision qui les rend difficile à exploiter pour la naviguation. Cette thèse présente notre approche multi-points de vue de l'enrichissement sémantique des folksonomies. L'amorçage est assuré par des traitements automatiques qui permettent d'extraire des relations sémantiques entre tags grâce à la combinaison d'une méthode que nous avons mise au point et analysant les labels de tags, et de méthodes que nous avons adaptées et analysant la structure de folksonomies. Les contributions des utilisateurs sont décrites par notre modèle SRTag supportant les points de vue divergents, et capturées par une interface intégrant à la navigation des fonctionnalités de micro-édition de folksonomie. Les conflits entre points de vue sont détectés et solutionnés par un agent automatique dont les résultats sont ensuite exploités pour aider un utilisateur référent à maintenir une structuration globale et cohérente de la folksonomie, servant en retour pour enrichir chaque point de vue individuel avec les autres contributions tout en garantissant une cohérence locale. Notre méthode permet d'améliorer la navigation dans les systèmes de connaissances à base de tags, mais fournit aussi une base à des thesauri nourris par un processus bottom-up d'acquisition de connaissances.

Le présent manuscrit constitue la partie écrite du travail de thèse réalisé par Bruno Mery sous la direction de Christian Bassac et Christian Retoré entre 2006 et 2011, portant sur le sujet "Modélisation de la sémantique lexicale dans la théorie des types". Il s'agit d'une thèse d'informatique s'inscrivant dans le domaine du traitement automatique des langues, et visant à apporter un cadre formel pour la prise en compte, lors de l'analyse sémantique de la phrase, d'informations apportées par chacun des mots. Après avoir situé le sujet, cette thèse examine les nombreux travaux l'ayant précédée et s'inscrit dans la tradition du lexique génératif. Elle présente des exemples de phénomènes à traiter, et donne une proposition de système de calcul fondée sur la logique du second ordre. Elle examine ensuite la validité de cette proposition par rapport aux exemples et aux autres approches déjà formalisées, et relate une implémentation de ce système. Enfin, elle propose une brève discussion des sujets restant en suspens.

En France, comme dans l'ensemble des pays développés, le même constat est dressé : la population vieillit. Cette évolution démographique sans précédent dans l'histoire de l'humanité pose un certain nombre d'enjeux économiques et sociaux liés à la prise en charge des personnes âgées dépendantes et/ou en situation de handicap, dont le nombre augmente considérablement au fil des ans. Le nombre d'aidants potentiels ne pouvant augmenter en conséquence, il faut penser dès aujourd'hui à des solutions alternatives pour permettre à ces personnes de garder un niveau d'autonomie suffisant leur permettant de rester dans leur environnement domestique préféré le plus longtemps possible. Les systèmes domotiques, qui regroupent l'ensemble des technologies de l'informatique, de l'électronique et des télécommunications au sein d'un habitat, permet d'y apporter des solutions technologiques. Dans ces travaux, nous proposons un flot de conception dirigé par les modèles pour la commande et la supervision de systèmes domotiques d'assistance. Dans un premier temps, nous cherchons à intégrer une personne non-experte en domotique (e.g. membre de la famille / aidant, ergothérapeute) dans certaines étapes de la conception pour une meilleure prise en compte des besoins de personnes en situation de handicap mais aussi pour limiter l'intervention relativement coûteuse de l'expert. Pour cela, nous proposons un langage de modélisation (DSML : Domain Specific Modeling Language) permettant de décrire un système domotique en manipulant des concepts à un haut niveau d'abstraction. Ce DSML est composé de deux vues : une vue physique pour représenter l'environnement domotique et une vue fonctionnelle pour définir les interactions entre l'utilisateur et son système domotique. Dans cette dernière vue, deux types d'interactions sont définis pour prendre en compte un nombre de besoins utilisateur le plus grand possible. Ainsi, il est possible de définir des requêtes de différents types (i.e. services) comme des interdictions temporaires (i.e. modes) sur des ressources domotiques. À partir des modèles définis à l'aide de ce langage, notre flot de conception permet de générer la partie commande à l'aide de transformations de modèles successives. Une évaluation sur le cas d'étude des appartements tremplins du centre de Kerpape avec des étudiants puis des ergothérapeutes permet d'avoir des retours intéressants sur l'utilisabilité du DSML et du flot de conception proposé. Dans un deuxième temps, nous cherchons à offrir une solution alternative aux approches de supervision basées sur l'utilisation massive de capteurs, qui peut parfois être problématique lorsque l'on s'intéresse à l'acceptabilité de la solution par l'utilisateur (coût, intrusivité). Nous proposons pour cela d'intégrer dans le flot de conception un modèle de supervision non-intrusif basé sur une ontologie pour représenter les interactions utilisateur-système. Contrairement aux solutions existantes, ce modèle n'est pas basé sur des données de capteurs, mais sur l'analyse sémantique des commandes domotiques envoyées par l'utilisateur. L'ontologie et les règles qui lui sont associées permettent à un moteur d'inférences d'extraire des informations habituellement captées : suivant la manière dont l'utilisateur interagit avec son système domotique, sa localisation et son intention peuvent être déduites par inférences logiques, permettant d'aboutir à la proposition de services contextuels. Une évaluation sur les jeux de données de l'appartement Domus permet de montrer l'intérêt d'une telle approche tant pour limiter l'utilisation de capteurs que pour augmenter la sûreté de fonctionnement par redondance d'informations. Une partie de ces travaux est reprise dans le cadre du projet ASIM porté par l'entreprise Vity Technology. La syntaxe concrète (i.e. représentation graphique) du langage de modélisation sera notamment retravaillé dans un but de commercialisation.

Cette thèse traite de l'intégration de bases de données topographiques qui consiste à expliciter les relations de correspondance entre bases de données hétérogènes, de sorte à permettre leur utilisation conjointe. L'automatisation de ce processus d'intégration suppose celle de la détection des divers types d'hétérogénéité pouvant intervenir entre les bases de données topographiques à intégrer. Ceci suppose de disposer, pour chacune des bases à intégrer, de connaissances sur leurs contenus respectifs. Ainsi, l'objectif de cette thèse réside dans la formalisation, l'acquisition et l'exploitation des connaissances nécessaires pour la mise en œuvre d'un processus d'intégration virtuelle de bases de données géographiques vectorielles. Une première étape du processus d'intégration de bases de données topographiques consiste à apparier leurs schémas conceptuels. Pour ce faire, nous proposons de nous appuyer sur une source de connaissances particulière : les spécifications des bases de données topographiques. Celles-ci sont tout d'abord mises à profit pour la création d'une ontologie du domaine de la topographie. Cette ontologie est utilisée comme ontologie de support, dans le cadre d'une première approche d'appariement de schémas de bases de données topographiques, fondée sur des techniques d'appariement terminologiques et structurelles. Une seconde approche, inspirée des techniques d'appariement fondées sur la sémantique, met en œuvre cette ontologie pour la représentation des connaissances sur les règles de sélection et de représentation géométrique des entités géographiques issues des spécifications dans le langage OWL 2, et leur exploitation par un système de raisonnement

La fouille de données vise à extraire des connaissances à partir d'un grand volume de données. Lorsque les associations et l'ordre chronologique d'apparition des items sont recherchés, les connaissances extraites sont appelées motifs séquentiels. Les travaux de recherche existants ont porté principalement sur l'étude de motifs séquentiels composés d'objets et dans un certain nombre de cas, de catégories d'objets (concepts). Alors que les motifs d'objets sont trop spécifiques, et de ce fait peuvent être peu fréquents, les motifs de concepts ont divers niveaux d'abstraction et risquent d'être moins précis. La prise en compte d'une ontologie du domaine dans le processus de fouille de données permet de découvrir des motifs plus compacts et plus pertinents qu'en l'absence d'une telle source de connaissance. En outre, les objets peuvent non seulement être décrits par les concepts auxquels ils se rattachent mais aussi par les liens sémantiques qui existent entre concepts. Cependant, les approches de fouille existantes restent restrictives par rapport aux modes d'expression offerts par une ontologie. La contribution de ce travail est de définir la syntaxe et la sémantique d'un langage de motifs qui prend en considération les connaissances incorporées dans une ontologie lors de la fouille de motifs séquentiels. Ce langage offre un ensemble de primitives pour la description et la manipulation de motifs. La méthode de fouille sous-jacente procède au parcours de l'espace de motifs par niveau en se basant sur un ensemble de primitives de navigation. Ces primitives tiennent compte de la relation de généralisation/spécialisation qui existe entre les concepts (et les relations) des motifs. Afin de valider notre approche et analyser la performance et la mise à l'échelle de l'algorithme proposé, nous avons développé la plateforme OntoMiner. Tout au long de la thèse, le potentiel de notre approche de fouille a été illustré à travers un cas de recom- mandation Web. Il ressort que l'inclusion des concepts et des relations dans le processus de fouille permet d'avoir des motifs plus pertinents et de meilleures recommandations que les approches classiques de fouille de motifs séquentiels ou de recommandation.

<n>Resum Català</n>: Durant la darrera dècada s'observa un gran creixement del nombre d'universitats que necessiten difondre coneixement i oferir oportunitats d'aprenentatge als seus estudiants a través de l'ensenyament a distància. La progressiva incorporació d'Internet en els diferents àmbits socials, juntament amb els canvis culturals, permet als estudiants accedir a una formació universitària des de qualsevol lloc i en qualsevol moment. En aquest nou escenari d'educació a distància i per tal d'assolir les competències que determinen les titulacions tècniques, es fa necessària la realització, de manera virtual, d'activitats pràctiques de laboratori. La realització d'aquestes pràctiques requereix tècniques especials d'ensenyament-aprenentatge i, per tant, cal buscar alternatives tecnològiques i pedagògiques a les actuals que permetin trencar la tradicional sincronia en el temps i en l'espai. En definitiva, en una universitat virtual es requereix d'un nou espai, anomenat Laboratori Virtual, per realitzar les activitats pràctiques.Els Laboratoris Virtuals són l'objecte d'estudi principal d'aquest treball de tesi, que té com a finalitat posar a l'abast de la comunitat educativa un sistema capaç de crear una aula virtual per realitzar pràctiques de laboratori en un entorn d'aprenentatge a distància, centrant-se en els estudis universitaris d'Enginyeria en Informàtica. Més concretament, aquest treball de tesi presenta tot el procés de desenvolupament seguit fins arribar a la creació dels Laboratoris Virtuals. Aquest procés fonamentalment ha consistit en dissenyar, en primer lloc, una estructura i una caracterització dels Laboratoris Virtuals; realitzar a continuació la seva especificació formal basada en ontologies; i ,finalment, crear-los sobre una plataforma real d'aprenentatge.L'ús d'ontologies és especialment útil en aquest treball de tesi, ja que proporcionen un significat explícit a la informació, permetent compartir-la i processar-la automàticament, a la vegada que defineixen un nou panorama per representar la informació en àmbits específics en les enginyeries, com és el cas de l'especificació semàntica dels Laboratoris Virtuals.<n>Resum Anglès</n>: During the past decade, a huge growth in the number of universities that need to diffuse knowledge and extend lifelong learning opportunities to students through distance learning environments has been observed. The rapid and continuous developments in information and communication technologies, together with cultural changes, have increased the consciousness and the demand for distance learning, allowing students to access their courses at anytime and anywhere. In this new distance learning scenario, it is necessary to take practical activities in a virtual way, in order to acquire the competences that determine the technical degrees. The accomplishment of these practices require special learning-teaching techniques and, therefore, it is necessary to look for technological and pedagogical alternatives to the present ones, that allow to break with the traditional need for time and space synchronism. For that reason, new virtual spaces are required in a Virtual University, so practical activities can be carried out. Such spaces are called Virtual Laboratories.Virtual Laboratories are the main focus of this dissertation which aims to put at the disposal of the educational community a system capable of creating a virtual classroom to carry out practical activities in a learning virtual environment, focusing on Computer Engineering Education.Specifically, this dissertation presents the development process which was performed to manage the creation of Virtual Laboratories. This process essentially consisted in designing, in the first place, the structure and characterization of the Virtual Laboratories; the next step was to make the formal specification based on ontologies; and finally to create them on a real learning platform.The use of ontologies is especially useful in this dissertation since it provides an explicit meaning to information, permitting it to be shared and processed automatically, as well as defining a new scenario to represent the information in specific fields of engineering. For instance, it is the case of the semantic specification of Virtual Laboratories.

In this research, we developed an ontology based reuse infrastructure for trajectory simulation and investigated the use of ontologies and domain engineering practices to develop a formalized methodology to make use of the experience and knowledge leveraged from the past trajectory simulation projects. Trajectory simulation in this context is a computational tool to calculate the flight path and other parameters of munition such as its orientation or angular rates during its operation In this thesis, engineering knowledge to simulate the trajectory of a munition is captured in an ontology called Trajectory Simulation ONTology (TSONT). Concepts of trajectory simulation and the relation among these concepts are captured by using Web Ontology Language and presented as a domain model that is available for reuse. Using the formalized domain knowledge, reuse infrastructure specifications are constructed to enable the reuse of software artifacts for two main programming paradigms, which are object oriented programming and function oriented programming. UML and application frameworks are used when constructing for object oriented paradigm. And data flow diagrams are used to formalize the design of the function oriented simulations to compute the trajectory of munition. Object oriented and function oriented platform independent designs are constructed to specify the infrastructure using the knowledge captured in TSONT and made available for reuse. With constructing two different designs for two different paradigms by using the same domain model, evidence of knowledge reuse were produced. Three different case studies were carried out as infrastructure implementation. In the first case study, an object oriented application framework was developed in MATLAB for six degrees of freedom trajectory simulation using platform independent object oriented design. This framework is reused to develop two different simulations. Using the developed framework for two applications produced evidence of code reuse. In the second case, a point mass trajectory simulation framework is designed to be implemented in C# reusing the same platform independent object oriented design. This case produced the evidence of design reuse. In the last case study, a MATLAB Simulink Blockset is developed for point mass unguided trajectory simulations and two different simulations are built using the Blockset. By this case, we collected the evidence of code reuse also in function oriented paradigm.

Nos travaux se situent dans le cadre des architectures logicielles dynamiques en tant qu'outil pour l'adaptation des applications à base de services Web, l'objectif étant de proposer des mécanismes d'aide à la gestion de la QdS. Nous proposons une approche de modélisation par le biais d'éléments architecturaux étendant la vue de déploiement d'UML. A partir de la définition de règles de base, issues des techniques de réécriture de graphes, des actions de reconfiguration architecturale sont introduites. Un premier scénario applicatif traite le processus de revue coopérative adapté au cas spécifique d'un système de gestion de conférences. Un deuxième scénario traite le cas d'un magasin en ligne. Nous proposons une classification des cas de dysfonctionnement pour la gestion de la QdS, classification que nous formalisons par le biais d'une ontologie. Notre dernière proposition concerne une architecture de gestion de la QdS, modélisée et validée au moyen de l'outil UML Tau G2.

Schlagwörter wie „information overload“, „digital natives“ oder „digital immigrants“ prägen die heutige Informations- und Wissensgesellschaft. Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen belegen zudem nachdrücklich, dass die technische Entwicklung in den nächsten Jahren noch rasanter fortschreitet als man es jemals vermuten durfte. Internet- Kommunikationsangeboten kommt bereits jetzt eine außergewöhnliche Bedeutung zu - mit steigender Tendenz. Außerdem werden Kommunikationsservices wie Web 2.0-Anwendungen als ein zunehmend wichtiger Faktor von Internetnutzung unterstrichen und der aktuelle Trend zur persönlichen Vernetzung über das Internet stets hervorgehoben. Die Bedeutung der Kernnutzungen des Internets als Inhaltsquelle und Kommunikationsform wird demnach auch weiterhin zunehmen. Diesem Trend müssen sich auch Klassifikationssysteme stellen. Die RVK hat mit dem im Oktober 2009 lancierten Web-Portal einen ersten Schritt in Richtung Vernetzung getan. Die bisher auf verschiedenen Internetseiten disparat untergebrachten Informationen zur RVK sowie die Datenbanken zur RVK sind nunmehr unter einer Oberfläche vereint, miteinander verknüpft und mit Elementen sozialer Software (RVK-Wiki zur größeren Transparenz bei Abstimmungsvorgängen) angereichert. Im Kontext des derzeit ebenfalls als beliebtes Schlagwort thematisierten Semantic Web ist das Portal der RVK ein Paradigmenwechsel in der langen Geschichte der RVK: Das gesamte Wissen zur RVK wird entsprechend seiner Bedeutung konzeptionell verbunden und bereits weitgehend maschinenlesbar (beispielsweise bezogen auf die Suchfunktion in der Datenbank RVK-Online) offeriert. Wissensmanagement sowie die Verbesserung der Qualität der umfangreichen Informationen zur RVK auf semantischer Ebene sind sehr verbessert worden, verbunden mit dem RVK-Wiki könnte man gar von einem ersten Impuls in Richtung Web 3.0 für die RVK sprechen. Auch die hierarchische Struktur der RVK trägt wesentlich zum Semantic Web bei, da in einer Klassifikation gerade hierarchische Strukturen zur „Ordnung“ des im Überfluss vorhandenen implizierten Wissens beitragen. Wesentlich ist demnach die Definition der Relationen im Web (und somit der entsprechenden Ontologien und Entitäten), um der Quantität der Angebote im World Wide Web auch entsprechend qualitativ hochwertige Services mit bibliothekarischem Mehrwert entgegenzusetzen. Für das Datenmodell des Semantic Web ist somit die Bereitstellung von nachhaltigen Normdaten wie es für die RVK ja angedacht - respektive fast umgesetzt ist – notwendig.