Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les systèmes distribués sont au cœur de nombreuses applications modernes (réseaux sociaux, services web, etc.). Cependant, les développeurs sont confrontés à de nombreux défis dans l’implémentation des systèmes distribués, notamment les comportements erronés à éviter et qui sont causées par la concurrence entre les entités de ce système. La génération automatique de code à partir des exigences des systèmes distribués reste un vieux rêve. Dans cette thèse, nous considérons la génération automatique d'un squelette de code portant sur les interactions entre les différentes entités d'un système distribué. Cela nous permet d'éviter les comportements erronés causés par la concurrence. Ensuite, ce squelette peut être complété par l'ajout et le débogage du code qui décrit les actions locales qui se passent sur chaque entité indépendamment de ses interactions avec les autres entités. / Distributed systems lie at the heart of many modern applications (social networks, web services, etc.). However, developers face many challenges in implementing distributed systems. The major one we focus on is avoiding the erroneous behaviors, that do not appear in the requirements of the distributed system, and that are caused by the concurrency between the entities of this system. The automatic code generation from requirements of distributed systems remains an old dream. In this thesis, we consider the automatic generation of a skeleton of code covering the interactions between the entities of a distributed system. This allows us to avoid the erroneous behaviors caused by the concurrency. Then, in a later step, this skeleton can be completed by adding and debugging the code that describes the local actions happening on each entity independently from its interactions with the other entities. The automatic generation that we consider is from a scenario-based specification that formally describes the interactions within informal requirements of a distributed system. We choose High-level Message Sequence Charts (HMSCs for short) as a scenario-based specification for the many advantages that they present: namely the clear graphical and textual representations, and the formal semantics. The code generation from HMSCs requires an intermediate step, called “Synthesis” which is their transformation into an abstract machine model that describes the local views of the interactions by each entity (A machine representing an entity defines sequences of messages sending and reception). Then, from the abstract machine model, the skeleton’s code generation becomes an easy task. A very intuitive abstract machine model for the synthesis of HMSCs is the Communicating Finite State Machine (CFSMs). However, the synthesis from HMSCs into CFSMs may produce programs with more behaviors than described in the specifications in general. We thus restrict then our specifications to a sub-class of HMSCs named "local HMSC". We show that for any local HMSC, behaviors can be preserved by addition of communication controllers that intercept messages to add stamping information before resending them. We then propose a new technique that we named "localization" to transform an arbitrary HMSC specification into a local HMSC, hence allowing correct synthesis. We show that this transformation can be automated as a constraint optimization problem. The impact of modifications brought to the original specification can be minimized with respect to a cost function. Finally, we have implemented the synthesis and the localization approaches into an existing tool named SOFAT. We have, in addition, implemented to SOFAT the automatic code generation of a Promela code and a JAVA code for REST based web services from HMSCs.

Dans le contexte de la planification de projet, l’objectif de cette thèse est de s’intéresser à la prise en compte, dès les phases de conception de projet, des différents aléas potentiels pouvant survenir au cours du projet. Nous proposons ainsi une approche permettant de fiabiliser les estimations nécessaires à la prise de décision. Cette approche vise à adresser deux problématiques bien spécifiques (i) comment, pour l’évaluation d’un projet, pourrait-on tenir compte de l’ensemble des éventualités, événements et situations que le projet pourrait rencontrer au cours de son déroulement et (ii) comment tenir compte des liens et relations qui peuvent exister entre les risques. Pour cela, un modèle d’évaluation des scénarios de risque projet en variables mixtes multi risques, multi impacts, multi stratégies de traitement, multi dépendances, est proposé. Le modèle développé est intégré à un cadre de simulation permettant de traiter le processus complet de planification de projet. Un prototype informatique supportant cette approche a ainsi été développé et appliqué sur un cas d’étude issue du secteur pharmaceutique (conduite d’une étude clinique). / In the context of project planning, the objective of this thesis is to focus on the consideration, from the design phase of the project, of the various potential hazards that may arise during the project. We propose an approach for reliable estimates needed for decision-making. This approach aims to address two specific problems (i) how to evaluate a project, one might consider all possibilities, events and situations that the project could encounter during its implementation and (ii) how to address the linkages and relationships that can co-exist between risks. For this, a model for assessing the scenarios of risk-project in the mixed variables of multi-risk, multiimpact, multi-strategy of treatments and multi-dependency, is proposed. The developed model is integrated into a simulation framework for handling the entire process of project planning. A prototype computer program that supports this approach has been developed and applied in a case study for the pharmaceutical sector (conducting a clinical study).

Les mouvements gravitaires rapides de grande ampleur mobilisent un versant rocheux (volume supérieur au million de m3) avec une cinétique élevée (>100 km.h-1). La méconnaissance des processus de transport à l'origine de la mobilité conduit à la nécessité d'études approfondies de terrain. Un certain nombre de structures figées, originelles, ou résultant du transport, ont été étudiées aux sites du glissement-avalanche de roches de La Madeleine, du glissement rocheux de Flims et du glissement rocheux de Köfels. Ces structures permettent de remonter aux processus de réduction granulométrique, quantifiée au site de La Madeleine, par comparaison de la blocométrie du massif rocheux en place et de la granulométrie des dépôts. Le continuum de transformations physiques et rhéologiques de la masse rocheuse conduit à l'évolution du mode de transport depuis le glissement rocheux jusqu'à l'avalanche de roches. La géométrie de la topographie de fond de vallée, les propriétés du substratum et les caractéristiques mécaniques du matériau rocheux limitent cette évolution.

Afin de limiter les impacts du changement climatique sur la planète, les experts du Groupe Intergouvernemental d'experts sur l'Evolution du Climat (GIEC) préconisent une division par deux des émissions mondiales de gaz à effet de serre à l'horizon 2050. Cet objectif impose une division par quatre (i.e. facteur 4) des émissions de gaz à effet de serre des pays industrialisés comme la France. Le secteur des transports peut-il se plier à cette exigence ? A l'aide du modèle TILT (Transport Issues in the Long Term), centré sur les relations macroéconomiques entre croissance économique, technologies, mobilité et émissions de CO2, cette thèse recherche les conditions à réunir pour que soit atteint, en France, le « facteur 4 ». Si les progrès techniques annoncés par les ingénieurs sont au rendez-vous, nous pouvons atteindre un facteur 2. L'autre moitié du chemin doit donc être réalisée par une modification des comportements des individus et des entreprises. Trois familles de scénarios sont proposées pour en illustrer le contenu de ces évolutions.

La formation industrielle est un domaine applicatif émergent pour la réalité virtuelle. GVT (Generic Virtual Training) est une plateforme de création d'environnements virtuels permettant une formation individuelle à des procédures industrielles de type maintenance. Cependant, les demandes industrielles évoluent et un nouveau besoin concerne la formation à des procédures collaboratives. Dans cette thèse nous proposons des modèles pour étendre les possibilités de GVT à la formation à des procédures collaboratives où des utilisateurs réels collaborent avec des humains virtuels. Nous présentons un modèle de l'activité des acteurs permettant de remplacer dynamiquement un apprenant par un humain virtuel. Ce modèle permet à un acteur de réaliser des actions en tenant compte de ses caractéristiques, du scénario, de l'environnement ainsi que de l'activité de ses partenaires. Nous proposons également une extension du langage de scénario LORA afin de décrire un scénario collaboratif. Un tel scénario décrit l'assignation des personnes aux actions et intègre des actions collaboratives. Le scénario a également été simplifié en rendant implicites des actions basiques comme la prise et la pose d'outils. Enfin, nous présentons le mécanisme de sélection d'action que nous avons mis en place et dont l'objectif est double : permettre à un humain virtuel de sélectionner une action à réaliser et donner des conseils à l'apprenant sur l'action à choisir. Il se compose de deux parties~: un module global de répartition des actions, chargé de déterminer le meilleur candidat pour chaque action du scénario, et des modules décisionnels dont dispose chaque acteur. Un acteur va ainsi se servir de son profil collaboratif (ensemble de règles de comportement) et de la suggestion du module de répartition pour choisir la prochaine action qu'il souhaiterait réaliser.Ces différents modèles ont été intégrés à GVT au sein d'un prototype. Dans cette thèse nous présentons un scénario applicatif réalisé dans GVT qui consiste à monter collaborativement un meuble livré en kit.

Les changements climatiques et d'usages des sols sont des facteurs clés affectant la biodiversité. Par ailleurs, la nécessité de concilier production agricole et biodiversité, en améliorant les mesures de conservation existantes et en intégrant les considérations environnementales dans les futures politiques agricoles, est devenue une préoccupation majeure. L'objectif de la thèse était d'étudier comment les changements environnementaux (climatiques et d'usages des sols agricoles) et les mesures de conservation mises en œuvre en réponse à ces pressions environnementales, sont susceptibles d'affecter les communautés d'oiseaux nicheurs. Une première partie de mes travaux a porté sur l'évaluation des effets des mesures agro-environnementales (MAE) récemment mises en œuvre en France. Ces travaux mettent en évidence l'efficacité mitigée des MAE dans leur ensemble, bien que certaines semblent pouvoir améliorer la dynamique des populations en déclin. Dans une seconde partie, j'ai cherché à prédire les impacts potentiels des changements environnementaux futurs sur les communautés d'oiseaux. Les prédictions des impacts potentiels de différents scénarios PAC à l'horizon 2020 m'ont tout d'abord permis de mettre en évidence la nécessité de développer des scénarios à fine échelle spatiale, tenant compte de la diversité des systèmes agricoles en France. J'ai donc développé différents scénarios de changements d'assolements à l'échelle des petites régions agricoles, certains étant déclinés à deux échelles de prise de décision politique : nationale et régionale. Les prédictions des impacts de ces scénarios combinés à différents scénarios de changements climatiques et d'usage des sols, nous permettent notamment de mettre en évidence que la régionalisation de politiques d'extensification en fonction des agrosystèmes, pourrait permettre de maximiser la conservation des communautés d'oiseaux communs en milieu agricole. En conclusion, le développement de telles approches prédictives est utile pour prédire les impacts des changements potentiels du climat et de l'utilisation des terres, et est par conséquent un réel outil d'aide à la décision pour élaborer les futures politiques agricoles

Ce travail de synthèse d'activités de recherches, menées entre 1998 et 2010 au sein du Laboratoire de Recherche sur le Langage de l'université Blaise Pascal, se veut une illustration de la cohérence d'une posture de chercheure pour qui l'articulation étroite de la formation et de la recherche est motivée par l'appartenance à une discipline, la didactique, envisagée comme une discipline praxéologique nécessitant des allers-retours permanents entre la théorie didactique et " l'opérationnalisation " pédagogique et technologique : il met également en avant la nécessité d'une perspective transdisciplinaire sur la problématique de l'apprentissage des langues étrangères dans des dispositifs médiatisés et, par conséquent le caractère essentiel d'un travail entre linguistes, didacticiens et informaticiens. Il défend enfin la scientificité d'une recherche dite "appliquée" avec le recours à des protocoles de recherche, des outils et des critères d'évaluation solides dans des approches qui combinent le qualitatif et le quasi-expérimental.

L'évaluation est indissociable des activités d'apprentissage conduites par les enseignants ou menées par les élèves. Depuis longtemps et dans différentes disciplines (didactique, sciences de l'éducation, psychologie, docimologie), elle fait l'objet de travaux et de réflexions qui contribuent à en délimiter le champ et à préciser la nature des activités supports qui permettent de la mettre en œuvre. D'une manière générale, l'évaluation a pour objectifs la régulation et la vérification des apprentissages. Mais elle joue aussi un rôle important dans la sélection des élèves et leur insertion sociale lors de la mise en place des examens et des concours. Le choix des méthodes, des outils et des techniques dépend donc en grande partie des objectifs assignés par l'enseignement.<br /><br />Historiquement, les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) utilisés dans le cadre scolaire ou dans celui de la formation continue ont toujours intégré sous des formes variées des moyens d'évaluer les utilisateurs en s'appuyant sur les méthodes, les outils et les techniques traditionnels de l'évaluation. Mais leur façon d'exprimer les résultats demeure spécifique à chaque EIAH, ce qui peut paraître naturel si on admet qu'un EIAH concerne généralement une discipline particulière et n'est utilisé la plupart du temps qu'individuellement, par l'élève ou par l'enseignant. <br /><br />Cependant, l'apparition des Espaces Numériques de Travail (ENT) remet cette situation en cause dans la mesure où les évaluations produites peuvent intéresser d'autres acteurs que l'enseignant ou l'élève et peuvent être utilisées par d'autres services présents au sein de l'ENT, en particulier les services de scolarité. Une des questions importantes que soulève l'intégration des EIAH au sein des ENT est donc celle de leur interopérabilité à travers les résultats qu'ils produisent. Cette question se pose dans des termes d'autant plus difficiles que l'intégration des EIAH dans les ENT se traduit généralement par la scénarisation de leur usage, en particulier à l'aide des langages de modélisation pédagogique. L'étude comparée des propositions faites récemment par les principales équipes travaillant sur ces questions au niveau international illustre clairement ces difficultés. <br /><br />Les recherches menées dans le cadre de cette thèse ont donc pour objet la définition d'un modèle de résultats produits par les EIAH qui puisse être utilisable dans le contexte des ENT. A partir d'un inventaire et d'une analyse approfondie des situations typiques d'évaluation reconnues par les différents spécialistes, ce modèle a été conçu en tenant compte des langages de modélisation pédagogique et en proposant de doter ces langages de propriétés utiles à la scénarisation et l'opérationnalisation des activités d'évaluation. Le langage cible sur lequel ces propriétés ont été proposées et implantées est LDL (Learning Design Language), langage utilisé principalement pour modéliser des activités pédagogiques coopératives.<br /><br />Enfin, une architecture a été conçue pour l'agrégation des résultats et leur archivage dans une base de traces favorisant leur réutilisation en vue d'une éventuelle adaptation des scénarios. Des exemples de scénarios d'évaluation réellement exécutables sur quelques ENT cibles servent de démonstrateurs aux travaux.

Les travaux proposés dans cette thèse, effectuée dans le cadre du projet ANR TASCCC, présentent une technique de génération de tests à partir de modèles comportementaux en UML/OCL et de proprié- tés temporelles. Pour cela, nous décrivons un langage de propriétés temporelles inspiré des patrons de propriétés introduits par M. Dwyer et al.. Une propriété est définie comme la combinaison d'une portée, qui représente les exécutions du système dans laquelle un motif doit être satisfait. Nous associons à chaque portée et motif une sémantique à base d'automates particuliers, les automates de substitution. Par un mécanisme de substitution d'un automate de motif dans un automate de portée, nous obtenons un automate représentant la sémantique de la propriété. Nous avons ensuite défini des critères de couverture nominaux, inspirés des critères de couverture classiques sur les automates, spécifiques à nos automates de propriété. Ces critères se concentrent sur les informations supplémentaires apportées par la propriété originale, telles que ses évènements, sa portée et son motif. En complément, nous avons défini un critère de couverture qui, par le biais de mutation d'évènements de certaines transitions, permet de cibler des exécutions potentiellement dangereuses du système en tentant de provoquer les évènements interdits de la propriété. Ensuite, nous avons défini pour chaque critère un algorithme qui permet d'extraire des chemins dans l'automate, ciblant les éléments du critère considéré. Ces chemins sont traduits en scénarios dans un langage que nous avons défini. Enfin, un dépliage combinatoire de ces scénarios, éventuellement guidé par des directives de pilotage intégrées à celui-ci, permet la génération de cas de tests abstraits. Finalement, cette approche a été validée par une expérimentation sur une étude de cas dans ce document et sur GlobalPlatform, l'étude de cas de taille industrielle dans le cadre du projet TASCCC.