Avec l’utilisation croissante d’architectures logicielles indépendantes de la plate-forme et du langage dans le paradigme de l’architecture orientée services (SOA), la technologie de services web permet l’interopérabilité dynamique et flexible des processus métiers aussi bien au niveau intra qu’inter-organisationnel. Bien que la normalisation des services web permet de réduire l’hétérogénéité et rend plus facile leur interopérabilité, il y a toujours besoin de vérifier leur compatibilité en particulier dans le contexte inter-entreprises. Deux services sont compatibles si une collaboration entre eux est accomplie avec succès et que chacun puisse atteindre ses résultats attendus (états finaux). L’approche typique devant permettre à des services incompatibles d’interagir correctement est l’adaptation du service. L’adaptation consiste dans ce contexte à faire face principalement aux discordances relevées au niveau des interfaces de service (incompatibilités entre signatures de services) ainsi qu’aux discordances qui ont lieu au niveau des protocoles métiers (incompatibilité dans l’ordre des messages échangés entre services). On distingue deux principales techniques d’adaptation: modification de service ou synthèse d’un composant adaptateur. L’adaptation en termes de modification de service exige l’application de certaines mesures d’optimisation pour supporter les spécifications du service partenaire. Dans le cas où l’adaptation traite de la création d’un adaptateur, un composant autonome modère les interactions entre les deux services de sorte que l’interopérabilité soit obtenue. En d’autres termes, l’adaptateur compense les différences entre interfaces de services par conversion de données (c’est-à-dire par transformation de message) et celles entre protocoles métiers en réorganisant les échanges de messages ou en générant un message manquant.Nous nous concentrons ici sur le problème de la reconfiguration dynamique de l’adaptateur en presence d’évolution de protocols métiers. Après avoir traité de la vérification d’un adaptateur en exploitant des techniques structurelles existantes développées dans le cadre de la théorie des réseaux de Petri, nous établissons une identification des patrons de mise à jour d’adaptateurs ainsi que la mise en correspondance de ces patrons avec les différents types d’évolutions possibles au niveau des protocoles métiers des services web. Ce travail a abouti à la proposition d’un algorithme permettant, d’une part de détecter les patrons d’évolution adéquats suite à une évolution d’un des protocoles métier des services partenaires et, d’autre part et sous certaines conditions, la mise à jour à la volée de la specification du nouvel adaptateur obtenu ainsi que sa verification.Enfin, les expérimentations réalisées sur un prototype montrent les avantages en termes de temps et de coût de l'approche dynamique proposée par rapport aux méthodes statiques conduisant systématiquement à la regeneration complète de l’adaptateur. / The advent of Web service technologies in the paradigm of Service oriented architecture (SOA) enables dynamic and flexible interoperation of distributed business processes within and across organization boundaries. One of the challenges in working with heterogeneous and autonomous Web services is the need to ensure their interoperability and compatibility. The typical approach for enabling incompatible services to interact is service adaptation. The need for adaptation in Web services comes from the heterogeneity at the levels of service interface and business protocol. The service interface incompatibilities include service signature mismatches (e.g., message and operation name, number; the type of input/output message parameters of operations; and the parameter value constraint). The mismatches at the business protocol (or service behavior) level arise from the order constraints that services impose on messages exchanges (e.g., deadlock where both partner services are mutually waiting to receive some message from the other, and unspecified reception in which one service sends a message while the partner is not expecting it). In service interaction through adaptation, an adapter mediates the interactions between two services with potentially different interfaces and business protocols such that the interoperability is achieved, i.e., adapter compensates for the differences between their interfaces by data mappings, and between their business protocols by rearranging the messages exchanges or generating a missing message. In this dissertation, we focus on how to cope with the dynamic evolution of business protocol P of a given service (i.e., P is changed to P') that is adapted by an adapter in the context of service interaction. Web service specifications constantly evolve. For variety of reasons, service providers may change their business protocols. Therefore, it is important to understand the potential impacts of the changes arising from the evolution of service business protocol on the adapter.We present an approach to automatically detect the effects of business protocols evolution on the adapter and, if possible, to suggest fixes to update the specification of adapter on-the-fly. Besides, we propose a technique to verify the correctness of new adapter which is dynamically re-configured. Finally, we describe a prototype tool where experimentations show the benefits of proposed approach in terms of time and cost compared to the static methods aiming for complete regeneration of adapter or manual inspection and adaption of the adapter with respect to changes in the business protocols.

La gestion des processus-métiers, des architectures orientées-services et leur rétro-ingénierie s'appuie fortement sur l'extraction des protocoles-métier des services Web et des modèles des processus-métiers à partir de fichiers de journaux. La fouille et l'extraction de ces modèles visent la (re)découverte du comportement d'un modèle mis en œuvre lors de son exécution en utilisant uniquement les traces d'activité, ne faisant usage d'aucune information a priori sur le modèle cible. Notre étude préliminaire montre que : (i) une minorité de données sur l'interaction sont enregistrées par le processus et les architectures de services, (ii) un nombre limité de méthodes d'extraction découvrent ce modèle sans connaître ni les instances positives du protocole, ni l'information pour les déduire, et (iii) les approches actuelles se basent sur des hypothèses restrictives que seule une fraction des services Web issus du monde réel satisfont. Rendre possible l'extraction de ces modèles d'interaction des journaux d'activité, en se basant sur des hypothèses réalistes nécessite: (i) des approches qui font abstraction du contexte de l'entreprise afin de permettre une utilisation élargie et générique, et (ii) des outils pour évaluer le résultat de la fouille à travers la mise en œuvre du cycle de vie des modèles découverts de services. En outre, puisque les journaux d'interaction sont souvent incomplets, comportent des erreurs et de l'information incertaine, alors les approches d'extraction proposées dans cette thèse doivent être capables de traiter ces imperfections correctement. Nous proposons un ensemble de modèles mathématiques qui englobent les différents aspects de la fouille des protocoles-métiers. Les approches d'extraction que nous présentons, issues de l'algèbre linéaire, nous permettent d'extraire le protocole-métier tout en fusionnant les étapes classiques de la fouille des processus-métiers. D'autre part, notre représentation du protocole basée sur des séries temporelles des variations de densité de flux permet de récupérer l'ordre temporel de l'exécution des événements et des messages dans un processus. En outre, nous proposons la définition des expirations propres pour identifier les transitions temporisées, et fournissons une méthode pour les extraire en dépit de leur propriété d'être invisible dans les journaux. Finalement, nous présentons un cadre multitâche visant à soutenir toutes les étapes du cycle de vie des workflow de processus et des protocoles, allant de la conception à l'optimisation. Les approches présentées dans ce manuscrit ont été implantées dans des outils de prototypage, et validées expérimentalement sur des ensembles de données et des modèles de processus et de services Web. Le protocole-métier découvert, peut ensuite être utilisé pour effectuer une multitude de tâches dans une organisation ou une entreprise.

La gestion des processus-métiers, des architectures orientées-services et leur rétro-ingénierie s’appuie fortement sur l’extraction des protocoles-métier des services Web et des modèles des processus-métiers à partir de fichiers de journaux. La fouille et l’extraction de ces modèles visent la (re)découverte du comportement d'un modèle mis en œuvre lors de son exécution en utilisant uniquement les traces d'activité, ne faisant usage d’aucune information a priori sur le modèle cible. Notre étude préliminaire montre que : (i) une minorité de données sur l'interaction sont enregistrées par le processus et les architectures de services, (ii) un nombre limité de méthodes d'extraction découvrent ce modèle sans connaître ni les instances positives du protocole, ni l'information pour les déduire, et (iii) les approches actuelles se basent sur des hypothèses restrictives que seule une fraction des services Web issus du monde réel satisfont. Rendre possible l'extraction de ces modèles d'interaction des journaux d'activité, en se basant sur des hypothèses réalistes nécessite: (i) des approches qui font abstraction du contexte de l'entreprise afin de permettre une utilisation élargie et générique, et (ii) des outils pour évaluer le résultat de la fouille à travers la mise en œuvre du cycle de vie des modèles découverts de services. En outre, puisque les journaux d'interaction sont souvent incomplets, comportent des erreurs et de l’information incertaine, alors les approches d'extraction proposées dans cette thèse doivent être capables de traiter ces imperfections correctement. Nous proposons un ensemble de modèles mathématiques qui englobent les différents aspects de la fouille des protocoles-métiers. Les approches d’extraction que nous présentons, issues de l'algèbre linéaire, nous permettent d'extraire le protocole-métier tout en fusionnant les étapes classiques de la fouille des processus-métiers. D'autre part, notre représentation du protocole basée sur des séries temporelles des variations de densité de flux permet de récupérer l'ordre temporel de l'exécution des événements et des messages dans un processus. En outre, nous proposons la définition des expirations propres pour identifier les transitions temporisées, et fournissons une méthode pour les extraire en dépit de leur propriété d'être invisible dans les journaux. Finalement, nous présentons un cadre multitâche visant à soutenir toutes les étapes du cycle de vie des workflow de processus et des protocoles, allant de la conception à l'optimisation. Les approches présentées dans ce manuscrit ont été implantées dans des outils de prototypage, et validées expérimentalement sur des ensembles de données et des modèles de processus et de services Web. Le protocole-métier découvert, peut ensuite être utilisé pour effectuer une multitude de tâches dans une organisation ou une entreprise. / Business process management, service-oriented architectures and their reverse engineering heavily rely on the fundamental endeavor of mining business process models and Web service business protocols from log files. Model extraction and mining aim at the (re)discovery of the behavior of a running model implementation using solely its interaction and activity traces, and no a priori information on the target model. Our preliminary study shows that : (i) a minority of interaction data is recorded by process and service-aware architectures, (ii) a limited number of methods achieve model extraction without knowledge of either positive process and protocol instances or the information to infer them, and (iii) the existing approaches rely on restrictive assumptions that only a fraction of real-world Web services satisfy. Enabling the extraction of these interaction models from activity logs based on realistic hypothesis necessitates: (i) approaches that make abstraction of the business context in order to allow their extended and generic usage, and (ii) tools for assessing the mining result through implementation of the process and service life-cycle. Moreover, since interaction logs are often incomplete, uncertain and contain errors, then mining approaches proposed in this work need to be capable of handling these imperfections properly. We propose a set of mathematical models that encompass the different aspects of process and protocol mining. The extraction approaches that we present, issued from linear algebra, allow us to extract the business protocol while merging the classic process mining stages. On the other hand, our protocol representation based on time series of flow density variations makes it possible to recover the temporal order of execution of events and messages in the process. In addition, we propose the concept of proper timeouts to refer to timed transitions, and provide a method for extracting them despite their property of being invisible in logs. In the end, we present a multitask framework aimed at supporting all the steps of the process workflow and business protocol life-cycle from design to optimization.The approaches presented in this manuscript have been implemented in prototype tools, and experimentally validated on scalable datasets and real-world process and web service models.The discovered business protocols, can thus be used to perform a multitude of tasks in an organization or enterprise.