La réutilisation est l’un des principaux objectifs de l’ingénierie logicielle. De nombreux concepts et mécanismes associés ont été proposés pour promouvoir la réutilisation des fonctionnalités offertes par le logiciel. L’ingénierie logicielle à base de composants (CBSE) est l’une des plus importantes approches qui ont été proposées pour augmenter la réutilisation des logiciels.Ainsi, plusieurs travaux ont été réalisés afin de restructurer les systèmes existants en systèmes à base de composants. Néanmoins, presque toutes les approches proposées visent plus l’identification des composants que l’identification des parties ré-utilisables. Ainsi, elles sont limitées à identifier des composants, correspondant à des ensembles de classes, permettantl’extraction d’une vue architecturale de l’ancien système. Mais, les composants identifiés ne peuvent pas être implantés avec un modèle concret de composants.Dans cette thèse, nous proposons deux approches pour améliorer la réutilisation des composants extraits, mais aussi faciliter la compréhension de l’architecture sous-jacente. Ainsi, la première approche vise l’identification des interfaces du composant extrait en fonction de ses interactions avec les autres composants. La seconde a pour objectif de rendre possible l’implantation des composants extraits avec un modèle concret de composants. Ceci est fait en utilisant des instances de classes (objets) qui composent les composants extraits pour déduire des instances possibles de composant.L’évaluation des approches proposées par une étude empirique montre que i) l’ensemble des interfaces identifiées correspondent aux différents aspects fonctionnels des composants extraits. ii) et, qu’il est possible d’implanter, dans un modèle concret de composants, les composants extraits sans modifier le comportement de l’application. / Reuse is one of the main goals of software engineering. Many concepts and associated mechanisms were proposed to promote the reuse of features offered by the software. Component based software engineering (CBSE) is one of the important approaches which was proposed to increase the software reuse. Thus, several works were conducted in order to restructure legacy systems into component-based ones. Nevertheless, almost all proposed approaches are more targeted for component identification than for the identification of reusable parts. Thus, they are limited to identify components, corresponding to sets of classes, allowing an extraction of the architectural view of the legacy system. But, the identified components can not be easily implemented in a concrete component model.In this thesis, we propose two approaches to improve the reusability of the extracted components and by the way facilitate the comprehension of the underlying architecture. Thus, the first approach aims the identification of the extracted component’s interfaces according to its interactions with the other components. The second one aims to make extracted components implementable within a concrete component model. This is done by using class instances (objects) that compose the extracted components to infer possible component instances.The evaluation of the proposed approaches via an empirical study showed that i) overall the identified interfaces correspond to the different functional aspects of the extracted components. ii) and, that is possible to implement, within a concrete component model, the extracted components without altering the behavior of the application.

Le secteur médical est un domaine dynamique en constante évolution, nécessitant des améliorations continues de ses processus métier et une assistance intelligente aux acteurs impliqués. Ce travail de thèse se focalise sur le processus de soins nécessitant l’implantation d’une prothèse. La particularité de ce processus est qu’il met en interaction deux cycles de vie appartenant respectivement au domaine médical et celui de l’ingénierie. Ceci implique plusieurs actions de collaboration entre des acteurs métier très variés. Cependant, des problèmes de communication et de partage de connaissances peuvent exister en raison de l’hétérogénéité de la sémantique utilisée et des pratiques métiers propres à chaque domaine.Dans ce contexte, ce travail de thèse s’intéresse aux apports des approches d’ingénierie des connaissances et de gestion du cycle de vie du produit pour répondre aux problématiques sous-jacentes au processus de soins médicaux nécessitant l’implantation d’une prothèse. Pour se faire, un cadre conceptuel est proposé pour analyser les connexions entre les cycles de vie de maladie (domaine Médical)et de la prothèse (domaine d’ingénierie). Sur la base de cette analyse, un modèle sémantique sous forme d’une ontologie pour le domaine médical est définit dans le cadre de la construction d’une approche PLM à base de connaissances. L’application de cette proposition est démontrée à travers l’implémentation de quelques fonctions utiles dans un outil PLM du marché nommé AUDROS. / Medical sector is a dynamic domain that requires continuous improvement of its business processes and assistance to the actors involved. This research focuses on the medical treatment process requiring prosthesis implantation. The specificity of such a process is that it makes in connection two lifecyclesbelonging to medical and engineering domains respectively. This implies several collaborative actions between stake holders from heterogeneous disciplines. However, several problems of communication and knowledge sharing may occur because of the variety of semantic used and the specific business practices in each domain. In this context, this PhD work is interested in the potential of knowledge engineering and product lifecycle management approaches to cope with the above problems. To do so, a conceptual framework is proposed for the analysis of links between the disease (medicaldomain) and the prosthesis (engineering domain) lifecycles. Based on this analysis, a semantic ontology model for medical domain is defined as part of a global knowledge-based PLM approach proposition. The application of the proposition is demonstrated through an implementation of useful function in the AUDROS PLM software.

Ce travail de recherche concerne l'apport de l'approche Aspect à l'ingénierie des systèmes d'information (SI) en général et aux patrons de conception en particulier. L'objectif principal de ce travail est de développer des patrons à base d'aspects afin de faciliter et de guider l'ingénierie de SI par réutilisation de patrons.<br />Les patrons de conception par objets améliorent et accélèrent le développement en favorisant l'évolution, l'adaptation et la réutilisation de SI. Leur utilisation dans une approche strictement Objet pose cependant plusieurs problèmes et limites qui sont principalement liés à la dispersion et à l'enchevêtrement du code de leurs imitations dans l'implémentation des applications. L'approche Aspect permet de nouvelles solutions pour ces patrons contribuant à garder visible et isolée l'imitation de chaque patron dans le code des applications, afin de pallier à leurs problèmes d'utilisation et d'améliorer leur traçabilité et leur réutilisation.<br />Toutefois, un manque de consensus sur les concepts et mécanismes fondamentaux de l'approche Aspect et la diversité des modèles et langages de programmation proposés dans ce courant de recherche rendent difficile l'expression de structures par aspects de patrons indépendamment d'une technique de programmation par aspects particulière. Pour aborder cette difficulté, nous avons adopté une approche par métamodélisation et transformation de modèles. Nous avons basé cette approche sur un métamodèle général intégrant les particularités de l'approche Aspect et deux métamodèles spécifiques à AspectJ et Hyper/J. Les trois métamodèles proposés sont définis comme étant des extensions du métamodèle d'UML. Des règles de transformation sont également proposées.<br />Nous avons utilisé le métamodèle général pour l'expression de nouvelles solutions par aspects des patrons de conception par objets que nous considérons. Cette étude nous a permis de définir un système de huit nouveaux patrons originaux capitalisant des expertises en matière de conception par aspects. Les patrons proposés sont coordonnés et hiérarchisés ce qui permet d'offrir un cadre pour une démarche pour réaliser une conception et une programmation par aspects de qualité.

Les phénomènes du monde réel sont actuellement représentés dans les Bases de Données Géographiques (BDG) sous différentes formes (suivant les modèles géographiques, suivant les points de vue utilisateur et/ou suivant les systèmes). La réutilisation de telles BDG nécessite dès lors un processus d'intégration pour éliminer les parties redondantes et regrouper les parties complémentaires. Ce processus d'intégration est nécessaire étant donné le coût d'acquisition des données géographiques (de cette manière des saisies d'information sont évitées) et permet de fédérer l'information provenant de différentes sources. L'intégration est donc au cœur du problème d'interopérabilité entre BDG.<br />A l'issue de celle-ci, plusieurs représentations de phénomènes du monde réel sont disponibles selon des points de vue différents et des échelles distinctes. Ces représentations multiples sont nécessaires pour des applications très diverses : cartographie électronique multi-échelle, propagation des mises à jour, aide à la navigation.<br />L'objectif de cette thèse consiste donc à définir un processus d'intégration de BDG sur un seul site, le processus étant limité aux données en mode vecteur à deux dimensions. Il propose l'extension d'un processus d'intégration classique à trois phases [Spaccapietra et al. 92] (pré-intégration, déclaration des correspondances, intégration). L'extension est fondée sur une taxonomie des conflits d'intégration entre BDG et sur l'ajout d'un processus d'appariement géométrique et topologique. Ce processus a été mis en œuvre sur les trois principales bases de données de l'IGN (BD TOPO®, BD CARTO® et GEOROUTE®) pour le thème routier dans la région de Lagny (environ 900 km de tronçons routiers).<br />Etant donnée la complexité des phénomènes géographiques, plusieurs interprétations et donc plusieurs modélisations des phénomènes peuvent être définies. La taxonomie des conflits d'intégration de BDG effectue une structuration de ces différences : conflits de définition de classe (conflits de classification, conflits de fragmentation, conflits de spécification), conflits d'hétérogénéité, conflit de description,...Six catégories de conflits ont été traitées dans le processus d'intégration.<br />Certains conflits sont pris en compte dans la phase de pré-intégration. D'autres font l'objet d'un traitement spécifique : extension du langage de déclaration des correspondances, ajout d'opérations de résolution de ce conflit. De plus, la phase d'intégration doit suivre une stratégie. Cette stratégie détermine le choix des opérations et fixe l'objectif de l'intégration. Au vu de nos bases d'expérimentations, deux stratégies d'intégration (et leurs opérations d'intégration associées) sont présentées.<br />Le processus d'appariement consiste à identifier les données représentant le même phénomène du monde réel et permet le regroupement d'informations. Cette étape est précieuse car elle enrichit les BDG d'opérations inter-représentations, opérations nécessaires aux applications multi-représentations.<br />Un processus d'appariement a été développé pour les données de types routières à différentes échelles. Les résultats obtenus font apparaître un taux de correspondance de l'ordre de 90 %. Un processus générique en a été déduit afin de guider la conception des processus d'appariement concernant d'autres types de données.<br />Cette thèse apporte donc un cadre général et détaillé pour les intégrations de BDG et contribue ainsi à l'essor d'applications multi-représentations et de l'interopérabilité entre les BDG en adaptant ces processus à des BDG réparties sur un réseau.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'Ingénierie des Interfaces Homme-Machine. Si elle traite du développement complet des systèmes interactifs, elle cible, de façon privilégiée, l'évaluation de l'interaction homme-machine. En matière de systèmes critiques, l'évaluation requiert en effet désormais des outils permettant de compenser les pressions industrielles croissantes en termes de coûts et de délais. Aujourd'hui, aucun outil commercialisé ne répond, de façon satisfaisante, à ces nouvelles exigences. Si le monde académique se mobilise, les propositions restent hélas de nature exclusivement proactive ou réactive : tandis qu'un outil proactif agit en phase de construction d'interfaces à des fins de qualité et d'efficacité, un outil réactif relève résolument de l'évaluation de l'utilisabilité. Cette thèse propose CatchIt, un environnement de développement, brisant ce paysage dichotomique par une polyvalence proactive et réactive. CatchIt fonde sa complémentarité sur la capitalisation de descriptions métier. Ces descriptions consignent, pour un domaine applicatif donné, les connaissances métier mûries par l'expérience. CatchIt offre une structure d'accueil permettant de modéliser et pérenniser ces descriptions. Il leur reconnaît un statut normatif sur lequel il fonde ses prestations proactive et réactive. Sa proactivité relève du caractère prescriptif et réutilisable de ces descriptions. Il l'assortit d'un calcul de taux de code réutilisé. Sa réactivité consiste en une détection automatique des déviations entre l'application testée et sa norme métier. Cette confrontation requiert une connexion manuelle entre l'application et les concepts, tâches et stratégies opérateur de cette référence métier. CatchIt propose alors deux évaluations : une version prédictive mesure, dans l'application, les couverture et correction de la modélidation métier, l'observabilité, la multiplicité de la représentation et la curabilité. Une version expérimentale évalue l'utilisabilité de l'interface proposée, ceci par comparaison des comportements opérateur prévu et effectif. CatchIt procède, pour ce faire, à une instrumentation automatique et transparente du code applicatif : sur la base des liens sémantiques tissés entre l'application et sa norme métier, CatchIt identifie dans l'application les méthodes déterminant le contexte d'interaction. Il y insère des instructions espion propageant, vers le modèle normatif, les événements applicatifs ainsi capturés. L'instanciation de ce modèle définit le contexte d'interaction. CatchIt contrôle, dans ce contexte, les correction, complétude et concision de comportements d'opérateurs experts du domaine considéré.

La réutilisation d'applications n'est pas un problème récent et de nombreux travaux ont étudié différentes façons de réutiliser tout ou partie d'une application. L'apparition des services et des composants au niveau fonctionnel facilite la construction et l'extension d'applications par composition de fonctionnalités indépendantes. En parallèle, des travaux sur les Interfaces Homme-Machine (IHM) proposent des solutions pour créer des IHM par composition d'IHM existantes. Mais ce n'est que récemment que des travaux se sont intéressés à composer l'ensemble d'une application. Malgré cela, ils ne proposent que des compositions simples tant au niveau des IHM que fonctionnel. Ces travaux de thèse proposent une approche pour faciliter le travail du développeur en lui permettant de réutiliser l'intégralité des applications à composer, c'est-à-dire, la partie fonctionnelle, l'IHM et les interactions entre l'IHM et la partie fonctionnelle. La proposition faite dans cette thèse lui permet de continuer d'utiliser les outils industriels dont il dispose pour composer les parties fonctionnelles des applications. Ainsi, c'est au travers de cette composition fonctionnelle ainsi que des interactions entre la partie fonctionnelle et l'IHM présentes dans les applications que se fera l'identification des éléments d'IHM à conserver et la création de l'application résultante. Cette approche repose sur un méta-modèle AliasComponent qui fournit une architecture à base de composants permettant de décrire à la fois les applications (en distinguant la partie fonctionnelle, les IHM et les interactions entre les deux) et la composition fonctionnelle. Ce méta-modèle permet ainsi d'extraire des applications existantes et de la composition fonctionnelle l'ensemble des informations essentielles à la réalisation de la composition des applications. Elle s'appuie aussi sur une formalisation qui permet la réalisation de la composition, c'est-à-dire, la déduction des éléments d'IHM à conserver, la détection de doublons non identiques (lorsque plusieurs widgets différents peuvent convenir), l'aide à la résolution de ceux-ci et la création de l'application résultante de la composition. Cette formalisation pose également les propriétés que doivent respecter les applications et le résultat de la composition assurant ainsi une application résultante fonctionnelle. Le méta-modèle et la formalisation sont intégrés au sein d'un processus d'aide à la composition. La solution proposée a, quant à elle, été mise en oeuvre au sein d'un atelier d'aide à la composition qui a permis de valider l'approche.

Dans le cadre de ce travail de recherche, nous nous sommes intéressés à un système de télécommunications par satellite intervenant en situation d'urgence. Ce système serait embarqué comme passager d'un satellite géostationnaire travaillant en bande Ka et assurerait la transmission à une flotte de petits terminaux compatibles avec les standards DVB-RCS/S. Les potentialités offertes par l'association de la Formation de Faisceaux par le Calcul (FFC) adaptative et d'une méthode d'Accès Multiple à Répartition Spatiale (AMRS) ont été plus particulièrement étudiées pour une antenne de réception à réflecteur (antenne Focal Array Fed Reflector, FAFR). La combinaison de ces deux techniques permet la mise en place du concept «un spot par utilisateur» assurant ainsi d'une part un niveau maximal de gain en tout point de la couverture et rendant possible d'autre part la réutilisation de ressources grâce à la réjection d'interférence. La première partie de ce travail est consacrée à une étude des algorithmes de FFC. Nous présentons le Formateur Conventionnel et quelques algorithmes adaptatifs, puis, nous analysons les performances de chacun en environnement réel (prise en compte des perturbations du canal de transmission, de celles sur les vecteurs directionnels, du bruit...). Les conditions d'implémentation de ces algorithmes sont également définies. Dans une seconde partie, nous proposons un modèle de système satellite basé sur la formation de faisceaux adaptative par séquence de référence et l'accès AMRS. Les facteurs de réutilisation de ressources permis par les algorithmes retenus sont évalués. Grâce à un algorithme d'allocation de ressources simple et aux facteurs de réutilisation calculés, une première estimation de la capacité et des performances de ce système est réalisée. Une comparaison avec d'autres systèmes montre que celui proposé permet d'augmenter significativement la capacité au prix d'une complexité accrue.

Les architectures logicielles ont été introduites en réponse à l'accroissement de la complexité des systèmes, en favorisant leurs descriptions à un haut niveau d'abstraction. Dans cette thèse, nous proposons d'aborder la problématique de leurs évolutions avec comme objectif, de capitaliser les évolutions récurrentes et de favoriser leur réutilisation. Notre contribution se décline en deux volets majeurs. Le premier volet concerne la proposition du modèle d'évolution SAEM (Style-based Architectural Evolution Model), permettant l'abstraction, la spécification et la gestion de l'évolution dans les architectures logicielles au travers du concept de style d'évolution. SAEM se veut un modèle d'évolution générique, uniforme et indépendant de tout langage de description d'architecture. Le formalisme proposé décrit les concepts du style d'évolution selon un tryptique : domaine, entête et compétence. Le deuxième volet concerne le développement d'une approche de réutilisation par dessus SAEM pour tenter de rendre les activités d'évolution plus rentables. Nous proposons une démarche pour la construction de bibliothèques pour les styles d'évolution, orchestrée par différentes catégories d'intervenants. Les bibliothèques sont élaborées selon deux types de processus complémentaires : « pour la réutilisation » et « par la réutilisation ». Nous présentons une technique de raisonnement classificatoire pour permettre aux bibliothèques d'être peuplées et interrogées dans le but de gérer les savoir et savoir-faire relatifs à l'évolution architecturale.

Avec le développement d'internet, la personnalisation de l'accès à l'information disponible est devenue incontournable et les Systèmes Hypermédia Adaptatifs (SHA) se sont rapidement répandus. Ainsi, les SHA sont des outils permettant l'accès à l'information disponible en exploitant le profil de l'utilisateur modélisé dans un modèle de l'utilisateur. Ils nécessitent aussi un modèle du domaine pour modéliser le domaine d'application concerné. Les mécanismes d'adaptation, quant à eux, sont définis dans un modèle de l'adaptation reposant sur le modèle de l'utilisateur et du domaine. Un moteur d'adaptation se charge de l'exécution. Les applications créées à partir de tels systèmes sont connus sous le nom Hypermédia Adaptatifs (HA) ou Adaptive Hypermédia en anglais (AH). Dans cette thèse nous adoptons le point de vue d'un auteur d'HA et nos contributions sont les suivantes : - Nous proposons un framework permettant aux auteurs de réutiliser leurs modèles et des adaptations existantes en utilisant un SHA particulier. Pour cela, nous proposons un processus d'intégration des modèles des auteurs et de leurs données dans des systèmes existants sans aucune transformation ou perte d'information. Nous proposons une solution selon laquelle les modèles sont représentés en OWL 3, un standard du W3C. Pour réaliser ces objectifs, nous proposons, d'une part, une aide à la définition de mappings entre les éléments du modèle inclus dans le système utilisé et les éléments des modèles des auteurs, et d'autre part, une aide pour s'assurer que le modèle construit est composé du modèle inclus dans le système utilisé, du modèle de l'auteur et des mappings. - Nous proposons un framework permettant de faciliter la spécification de stratégies d'adaptation exprimées à un haut niveau, et facilite la réutilisation de stratégies d'adaptation existantes. Nous nous sommes focalisés pour cela sur l'expression de l'adaptation de navigation selon laquelle il est demandé aux utilisateurs de "naviguer" entre des ressources selon différents chemins. La navigation concerne des ressources sélectionnées dans un ordre qui peut être imposé ou dont certaines peuvent être davantage recommandées que d'autres [13]. Nous percevons une stratégie d'adaptation comme une combinaison de parties élémentaires. Chaque partie correspond à une adaptation élémentaire et est liée à une caractéristique de l'utilisateur. Une partie peut faire partie de plusieurs stratégies d'adaptation en fonction des caractéristiques définies dans ces dernières. Notre travail suit cette idée. La notion de patron d'adaptation élémentaire que nous proposons est une abstraction de telles parties élémentaires.

Cette thèse à pour but d'étudier des alternatives à l’augmentation des faisceaux dans des systèmes satellite THD deprochaine génération, évaluant des stratégies pour augmenter de manière significative la capacité totale du système. Dansce contexte, les schémas de réutilisation de fréquence (FR) agressives viennent naturellement dans l'esprit afin d'augmenterles ressources globales en bande passante et, par conséquent, augmenter la capacité globale du système. Cependant, cesschémas mènent à une augmentation des interférences co-canal, rendant l'utilisation du spectre supplémentaire pastellement efficace. Visant à trouver une solution à ce défi, des techniques basées sur des interférences ont été évaluées dans un contexte satellitaire réaliste, correspondant au précodage linéaire et la réutilisation fréquentielle fractionnelle (FFR). Le précodage linéaire est une technique MIMO qui permet l’application des schémas de réutilisation plus agressifs en traitantconjointement les signaux transmis afin de pré-compenser les interférences co-canal. Cette technique a été étudiée dans lecadre des systèmes THD et sa performance dérivé en considérant une caractérisation réaliste antenne, prouvantl'importante amélioration dans la capacité totale du système. Des stratégies de scheduling ont été également étudiées etdes algorithmes évalués, prouvant que d'autres améliorations peuvent être réalisées considérant mécanismes intelligentsde scheduling. Une autre voie d'augmenter les ressources spectrales par faisceau a été étudiée considérant des schémasFFR, utilisés en grande partie dans les réseaux mobiles terrestres (c.-à-d. WiMax, LTE…). / The purpose of this Ph.D. thesis has been to investigate alternatives to the beam scaling in NG-HTS systems, assessingadvanced strategies to significantly increase total system capacity, without further exploding the number of beams. In thiscontext, aggressive frequency reutilization (FR) strategies come naturally into mind as a potential mean to increase overallbandwidth resources and therefore, boost system capacity. However, it leads to an increase on co-channel interferences,rendering the usage of additional spectrum not as efficient. Aiming to find a solution to this challenge, advancedinterference-based system techniques have been assessed in a realistic NG-HTS context, corresponding to Linear Precodingand Fractional FR (FFR) schemes. Linear Precoding is a MIMO-based technique which allows considering more aggressiveFR schemes by jointly processing the transmitted signals in order to pre-compensate co-channel interferences. Thistechnique has been studied in the frame of NG-HTS systems and their performances derived considering realistic antennacharacterization, proving significant improvement in total system capacity. Scheduling strategies have been alsoinvestigated and schedule algorithms assessed, showing further improvements can be achieved considering smartscheduling mechanisms. Another way to increase spectral resources per beam has been then investigated considering FFR schemes, used mostly in mobile terrestrial networks (i.e. WiMAX, LTE…). FFR scheme application has been characterized and adapted to the particularities of a realistic HTS satellite context and its gains in total capacity have been derived. A natural synergy between Linear Precoding and FFR has been then studied, leading to further improvements on total system capacity.