Ce rapport présente mes principaux résultats en trois axes de recherche depuis 1989 : les Bases de Données Géographiques, l'Intégration de Données et la prise en compte de la Sémantique dans les Systèmes Pair-a-pair (P2P). Une base de données géographiques est dédiée à la représentation, au stockage et à la récupération d'informations référencées dans l'espace. Les techniques traditionnelles de modélisation n'étaient pas adéquates pour le traitement de ces types de données. La difficulté vient du fait que la plupart des données sont validées en termes de leurs localisation dans l'espace, du temps et de leur disponibilité. Dans ce contexte, notre contribution a été la proposition d'un modèle de données géographiques orienté-objet, MGeo+, et son langage de requête, LinGeo. Nous avons aussi travaillé sur l'analyse des méthodes d'accès spatiales et sur la proposition d'un langage de requêtes visuel et son interface utilisateur. Les systèmes d'intégration de données sont des outils qui offrent un accès uniforme à des sources de données distribuées et hétérogènes. Cela est accompli en identifiant les hétérogénéités et en fournissant une vue unifiée sur les diverses sources. Les utilisateurs envoient leurs requêtes sur cette vue intégrée sans perdre du temps à naviguer sur le Web. Nous travaillons sur la spécification et l'implémentation d'un système d'intégration de données et, en particulier, sur les aspects d'évolution du schéma de médiation et de la qualité des schémas. Les schémas et les instances des sources de données hétérogènes, dynamiques et distribuées contiennent rarement des descriptions sémantiques explicites qui puissent être utilisées pour dériver le sens des éléments du schéma (entité, attributs et associations). L'information sémantique implicite doit être extraite pour clarifier la signification des éléments du schéma. Pour permettre cela, une ontologie du domaine fournira les informations des associations sémantiques entre les termes du vocabulaire partagé par les sources. Cependant, l'information sémantique a un rapport avec la compréhension des gens et est une tâche dépendante du contexte et qui nécessite une connaissance spécifique du domaine. Le concept de contexte peut être employé pour améliorer la prise de décision afin de résoudre l'hétérogénéité sémantique des processus d'intégration de données une fois qu'il aide à la compréhension sémantique du schéma des sources et de leurs contenus. Nous présentons notre proposition d'un modèle de contextes, d'un gestionnaire de contextes indépendant du domaine, d'une ontologie d'informations contextuelles pour l'intégration de données et d'une approche pour la prise en compte des aspects sémantiques dans les systèmes pair-a-pair (P2P).

Cette thèse définit une nouvelle approche de gestion technique de biens immobiliers et urbains. Pour cela, un processus de production et de gestion de l’information du bâtiment, de son environnement proche et des objets urbains est défini. Il permet de gérer ces objets tout au long de leur cycle de vie, au sein d’un concept appelé Urban Facility Management, ou gestion technique de patrimoine urbain. Cette technologie s’appuie sur un Modèle d’Information Urbain qui permet de modéliser dans une ontologie dynamique et évolutive toute l’information de la ville et du bâtiment. Un mécanisme de niveaux de détail géométrico-contextuels a par ailleurs été définit afin de supporter la montée en charge d’un tel système. En effet, le nombre d’objets à gérer dans une scène par rapport à un système de modélisation du bâtiment est bien supérieur, tout comme la superficie de l’information à traiter. Aussi, les niveaux de détail contextuels permettent d’optimiser la scène en fonction de critères sémantiques.La proposition que nous avons faite se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Elle est composée de six couches permettant de résoudre les problématiques de manière systémique : une couche de connexion aux sources de données, une couche d’import de ces données dans le système, une couche sémantique, une couche de contextualisation, une couche de connexion et une couche d’interface avec l’utilisateur. Cette architecture autorise la définition d’un workflow que nous avons décomposé au sein d’une architecture de processus. Celui-ci décrit la manière d’acquérir des données à la fois de sources SIG mais aussi IFC ou plus généralement CAO. Ces données sont importées dans le modèle d’information de la ville au sein d’une ontologie définie à l’aide d’outils présents dans la couche sémantique. Ces outils consistent en un ensemble d’opérateurs permettant de définir des concepts, relations et énoncés logiques. Ils sont couplés à un mécanisme de contextes locaux qui permet de définir des niveaux de détail contextuels au sein de l’ontologie. Associé à des représentations graphiques provenant des sources données, il est ainsi possible d’associer plusieurs représentations géométriques, 2D ou 3D, à un objet de notre base de connaissance, et de choisir le modèle à appliquer en fonction de critères sémantiques. La couche de gestion du contexte apporte des informations contextuelles au niveau des modèles de données grâce à un mécanisme basé sur les named graphs. Une fois l’ontologie mise en place, les données peuvent être exploitées par l’intermédiaire d’un moteur graphique que nous avons développé et qui gère l’information contextuelle et les niveaux de détail.Cette architecture de processus a été implémentée et adaptée sur la plateforme Active3D. Une partie des travaux de recherche a consisté à adapter l’architecture formelle du modèle d’information urbain à l’architecture existante afin de répondre aux contraintes industrielles du projet et aux critères de performances requis. La dernière partie de cette thèse présente les développements techniques nécessaires à la réalisation de ces objectifs / This thesis defines a new approach in urban and building facility management. A production and information management process of the building, its immediate environment and urban objects has been defined. It allows to manage these objects throughout their life cycle, in a concept called Urban Facility Management. This technology relies on an Urban Information Model to model all the information of cities and buildings in a dynamic and evolutive ontology. A mechanism for geometric and semantic levels of detail has also been defined to support the scalability of such a system. Indeed, the number of objects to be managed in a scene, compared to a building modeling system, is much higher, as the area of information processing. Also, contextual levels of detail optimize the scene according to semantic criteria.The proposal we made is based on an architecture derived from work in adaptive hypermedia systems. It consists of six layers that aim at solving problems in a systemic form: a connecting layer to data sources, a layer to import these data into the system, a semantic layer, a level of contextualization, a connection layer and an interface layer with the user. This architecture allows the definition of a workflow that we decomposed in an architecture of processes. This one describes how to acquire data from both GIS sources and IFC, but also from CAD in general. Data are then imported into the city information model into an ontology defined using tools from the semantic layer. These tools are composed of a set of operators that aim at defining concepts, relations and logical statements. They are coupled to a mechanism that allows the definition of local contexts used to express contextual levels of details within the ontology. Associated with graphical representations issued from diverse data sources, it become possible to combine several geometric representations, 2D or 3D, to an object of the knowledge base, and choose the representation to be displayed according to semantic criteria. The layer for context management provides contextual information on global data models through a mechanism based on named graphs. Once the ontology is developed, data can be exploited via a graphical engine that has been specially developed and that manages contextual information and levels of details.This architecture of processes has been implemented and adapted to the platform Active3D. Part of the research has been to adapt the formal architecture of the urban information model to the existing architecture. The goal was to provide a solution to the industrial constraints of the project and required performance criteria. The last part of this thesis therefore presents the technical developments necessary to achieve these goals

La pollution des sols correspond à une problématique récente. Au même titre que l'eau et l'air, la contamination des sols industriels constitue un risque pour la santé humaine et une menace pour la protection de l'environnement, et doit donc faire l'objet d'une réhabilitation. Toutefois la volonté politique française en la matière ne s'étant affirmée qu'à partir des années 1990, les outils de gestion des sols contaminés restent encore à développer. Pour cela une réflexion a été engagée afin de mettre au point, à partir de l'expérience acquise dans les autres pays industrialisés et à partir des connaissances actuelles, des outils méthodologiques d'aide à la gestion des sites contaminés, en particulier lors des étapes : - d'évaluation de l'état de pollution du site, notamment par la caractérisation du niveau de danger et de risque que présente un site contaminé. Pour cela nous avons développé un outil, appelé TRACES (Tool for Risk Assessment from Chemical Exposure to Soils) permettant un diagnostic progressif dans le but d'établir l'opportunité d'une réhabilitation et de déterminer les objectifs de cette réhabilitation éventuelle, - d'identification des filières de réhabilitation les plus adaptées pour le traitement des sols pollués basée sur une méthode d'analyse multicritère, ELECTRE III, permettant d'intégrer les intérêts de chaque acteur de la réhabilitation, ce qui a abouti à l'outil RACES (Remediai Alternative Classification and Evaluation System). A travers ce travail, nous avons pu mettre en évidence l'importance d'outils méthodologiques pour faciliter et accélérer la prise de décision grâce à une approche structurée, objective et transparente des sols contaminés.

Cette thèse définit une nouvelle approche de gestion technique de biens immobiliers et urbains. Pour cela, un processus de production et de gestion de l'information du bâtiment, de son environnement proche et des objets urbains est défini. Il permet de gérer ces objets tout au long de leur cycle de vie, au sein d'un concept appelé Urban Facility Management, ou gestion technique de patrimoine urbain. Cette technologie s'appuie sur un Modèle d'Information Urbain qui permet de modéliser dans une ontologie dynamique et évolutive toute l'information de la ville et du bâtiment. Un mécanisme de niveaux de détail géométrico-contextuels a par ailleurs été définit afin de supporter la montée en charge d'un tel système. En effet, le nombre d'objets à gérer dans une scène par rapport à un système de modélisation du bâtiment est bien supérieur, tout comme la superficie de l'information à traiter. Aussi, les niveaux de détail contextuels permettent d'optimiser la scène en fonction de critères sémantiques.La proposition que nous avons faite se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Elle est composée de six couches permettant de résoudre les problématiques de manière systémique : une couche de connexion aux sources de données, une couche d'import de ces données dans le système, une couche sémantique, une couche de contextualisation, une couche de connexion et une couche d'interface avec l'utilisateur. Cette architecture autorise la définition d'un workflow que nous avons décomposé au sein d'une architecture de processus. Celui-ci décrit la manière d'acquérir des données à la fois de sources SIG mais aussi IFC ou plus généralement CAO. Ces données sont importées dans le modèle d'information de la ville au sein d'une ontologie définie à l'aide d'outils présents dans la couche sémantique. Ces outils consistent en un ensemble d'opérateurs permettant de définir des concepts, relations et énoncés logiques. Ils sont couplés à un mécanisme de contextes locaux qui permet de définir des niveaux de détail contextuels au sein de l'ontologie. Associé à des représentations graphiques provenant des sources données, il est ainsi possible d'associer plusieurs représentations géométriques, 2D ou 3D, à un objet de notre base de connaissance, et de choisir le modèle à appliquer en fonction de critères sémantiques. La couche de gestion du contexte apporte des informations contextuelles au niveau des modèles de données grâce à un mécanisme basé sur les named graphs. Une fois l'ontologie mise en place, les données peuvent être exploitées par l'intermédiaire d'un moteur graphique que nous avons développé et qui gère l'information contextuelle et les niveaux de détail.Cette architecture de processus a été implémentée et adaptée sur la plateforme Active3D. Une partie des travaux de recherche a consisté à adapter l'architecture formelle du modèle d'information urbain à l'architecture existante afin de répondre aux contraintes industrielles du projet et aux critères de performances requis. La dernière partie de cette thèse présente les développements techniques nécessaires à la réalisation de ces objectifs

Le travail effectué durant cette thèse concerne l'étude des méthodes d'Extraction de Connaissances à partir de Données (ECD) dans le cadre des Systèmes d'Information Géographiques (SIG). Nous avons non seulement mis en œuvre et amélioré des méthodes d'ECD classique (Classification de Données, Visualisation de Classifications) mais aussi des méthodes d'ECD spatiales liées à des méthodes d'analyse spatiale (Lissage Spatial, Détermination de Pôles, Sectorisation). Nous avons effectué notre travail de recherche au sein de la société GÉOBS spécialisée dans l'analyse des données géographiques (spatiales), et nous avons donc expérimenté, appliqué et vérifié ces méthodes sur des jeux de données fournis par GÉOBS et liés à des problématiques de Développement Économique, de Géomarketing, d'Analyse de Risque, d'Environnement, de Santé, etc. Ce mémoire offre une vision globale concernant un ensemble de problématiques et de méthodes d'analyse. Il met ainsi en avant la complémentarité des méthodes utilisées qui sont souvent connectées entre elles soit du point de vue technique soit du point de vue de leur utilisation. Finalement, ce fut un travail très enrichissant car il a touché à de nombreuses problématiques et à d'aussi nombreuses méthodes d'extraction de connaissances.