Cette thèse porte sur le Web Sémantique des Objets (WSdO), un domaine de recherche à l'interface de l'Internet des Objets (IdO) et du Web Sémantique (WS). L’intégration des approche du WS à l'IdO permettent de traiter l'importante hétérogénéité des ressources, des technologies et des applications de l'IdO, laquelle est une source de problèmes d'interopérabilité freinant le déploiement de systèmes IdO. Un premier verrou scientifique est lié à la consommation en ressource des technologies du WS, là où l'IdO s’appuie sur des objets aux capacités de calcul et de communication limitées. De plus, les réseaux IdO sont déployés à grande échelle, quand la montée en charge est difficile pour les technologies du WS. Cette thèse a pour objectif de traiter ce double défi, et comporte deux contributions. La première porte sur l'identification de critères de qualité pour les ontologies de l'IdO, et l’élaboration de IoT-O, une ontologie modulaire pour l'IdO. IoT-O a été implantée pour enrichir les données d'un bâtiment instrumenté, et pour être moteur de semIoTics, notre application de gestion autonomique. La seconde contribution est EDR (Emergent Distributed Reasoning), une approche générique pour distribuer dynamiquement le raisonnement à base de règles. Les règles sont propagées de proche en proche en s'appuyant sur les descriptions échangées entre noeuds. EDR est évaluée dans deux scénario concrets, s'appuyant sur un serveur et des noeuds contraints pour simuler le déploiement. / This thesis is situated in the Semantic Web of things (SWoT) domain, at the interface between the Internet of Things (IoT) and the Semantic Web (SW). The integration of SW approaches into the IoT aim at tackling the important heterogeneity of resources, technologies and applications in the IoT, which creates interoperability issues impeding the deployment of IoT systems. A first scientific challenge is risen by the resource consumption of the SW technologies, inadequated to the limites computation and communication capabilities of IoT devices. Moreover, IoT networks are deployed at a large scale, when SW technologies have scalability issues. This thesis addresses this double challenge by two contributions. The first one is the identification of quality criteria for IoT ontologies, leading to the proposition of IoT-O, a modular IoT ontology. IoT-O is deployed to enrich data from a smart building, and drive semIoTics, our autonomic computing application. The second contribution is EDR (Emergent Distributed Reasoning), a generic approach to dynamically distributed rule-based reasoning. Rules are propagated peer-to-peer, guided by descriptions exchanged among nodes. EDR is evaluated in two use-cases, using both a server and some constrained nodes to simulate the deployment.

L'Internet des objets (IoT) implique la connexion des appareils embarqués tels que les capteurs, les électroménagers, les compteurs intelligents, les appareils de surveillance de la santé, et même les lampadaires à l'Internet. Une grande variété d'appareils intelligents et en réseau sont de plus en plus à la disposition de bénéficier de nombreux domaines d'application. Pour faciliter cette connexion, la recherche et l'industrie ont mis un certain nombre d'avancées dans la technologie microélectronique, de la radio de faible puissance, et du réseautage au cours de la dernière décennie. L'objectif est de permettre aux appareils embarqués de devenir IP activé et une partie intégrante des services sur l'Internet. Ces appareils connectés sont considérés comme les objets intelligents qui sont caractérisés par des capacités de détection, de traitement, et de réseautage. Les réseaux personnels sans fil à faible consommation d'IPv6 (6LoWPANs) jouent un rôle important dans l'IoT, surtout sur la consommation d'énergie (de faible puissance), la disponibilité omniprésente (sans fil), et l'intégration d'Internet (IPv6). La popularité des applications sur le Web, aux côtés de ses standards ouverts et de l'accessibilité à travers d'une large gamme d'appareils tels que les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables, les téléphones mobiles, les consoles de jeu, fait que le Web est une plateforme universelle idéale pour l'IoT à l'avenir. Par conséquent, quand de plus en plus d'objets intelligents se connectent à l'Internet, l'IoT est naturellement évolué pour la provision des services des objets intelligents sur le Web, comme des millions de services Web d'aujourd'hui. Puis vient une nouvelle opportunité pour des applications vraiment intelligentes et omniprésentes qui peuvent intégrer des objets intelligents et des services Web conventionnels en utilisant des standards Web ouverts. Nous appelons ces applications les applications IoT sur le Web. Cette thèse propose une solution complète pour la provision de 6LoWPAN avec une annotation sémantique pour pousser le développement d'applications IoT sur le Web. Nous visons à offrir des services d'objets intelligents pour le Web et les rendre accessibles par beaucoup d'API Web qui existe en considérant des contraintes de 6LoWPAN comme les ressources limitées (ROM, RAM et CPU), la faible puissance, et la communication à faible débit. Il y a quatre contributions: (i) La première contribution est sur l'architecture globale de la provision sémantique de services pour les applications IoT sur le Web qui comprennent trois sous-systèmes: le système de communication des services, le système de provision des services, et le système d'intégration des services. (ii) La deuxième contribution étudie un modèle d'interconnexion entre les réseaux 6LoWPAN et les réseaux IPv6 réguliers par la conception, la mise en oeuvre et l'évaluation de la performance d'un 6LoWPAN qui constitué des MTM-CM5000-MSP TelosB motes pour les objets intelligents, et le Raspberry Pi pour un routeur de bordure. (iii) La troisième contribution présente en détails de l'architecture, des algorithmes et des mécanismes pour la provision des services des objets intelligents fiables, évolutifs et sécurisés en respectant des contraintes de ressources limitées; (iv) La quatrième contribution est composée de deux applications innovantes IoT sur le Web pour l'intégration des services dans lesquels nous appliquons l'architecture proposée: un système d'automatisation de la construction (SamBAS) et une plateforme Social IoT (ThingsChat) / This dissertation proposes a complete solution to provision 6LoWPAN services with semantic annotation that enables the development of IoT applications on Web. We aim to bring smart object services to the Web and make them accessible by plenty of existing Web APIs in consideration of 6LoWPAN constraints such as limited resources (ROM, RAM, and CPU), low-power, and low-bitrate communication links. There are four contributions: (i) The first contribution is about the overall architecture of the semantic service provisioning for IoT application on Web consisting of three subsystems: service communication, service provisioning, and service integration. (ii) The second contribution studies the internetworking model between 6LoWPAN and regular IPv6 networks by a design, implementation, and performance evaluation of a 6LoWPAN consisting of MTM-CM5000-MSP TelosB motes with TI MSP430F1611 microprocessors and CC2420 IEEE 802.15.4 radio transceivers for smart objects, and Raspberry Pi for an edge router; (iii) The third contribution presents the detailed architecture, algorithms, and mechanisms for provisioning reliable, scalable, and secure smart object services with respect to its resource-constrained requirements; (iv) The fourth contribution is in application domain for service integration in which we apply the proposed architecture on two innovative IoT applications on Web: a building automation system (SamBAS) and a Social IoT platform (ThingsChat)