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La Géo-Simulation Multi-Agent (GSMA) est un paradigme de modélisation et de simulation de phénomènes dynamiques dans une variété de domaines d'applications tels que le domaine du transport, le domaine des télécommunications, le domaine environnemental, etc. La GSMA est utilisée pour étudier et analyser des phénomènes qui mettent en jeu un grand nombre d'acteurs simulés (implémentés par des agents) qui évoluent et interagissent avec une représentation explicite de l'espace qu'on appelle Environnement Géographique Virtuel (EGV). Afin de pouvoir interagir avec son environnement géographique qui peut être dynamique, complexe et étendu (à grande échelle), un agent doit d'abord disposer d'une représentation détaillée de ce dernier. Les EGV classiques se limitent généralement à une représentation géométrique du monde réel laissant de côté les informations topologiques et sémantiques qui le caractérisent. Ceci a pour conséquence d'une part de produire des simulations multi-agents non plausibles, et, d'autre part, de réduire les capacités de raisonnement spatial des agents situés. La planification de chemin est un exemple typique de raisonnement spatial dont un agent pourrait avoir besoin dans une GSMA. Les approches classiques de planification de chemin se limitent à calculer un chemin qui lie deux positions situées dans l'espace et qui soit sans obstacle. Ces approches ne prennent pas en compte les caractéristiques de l'environnement (topologiques et sémantiques), ni celles des agents (types et capacités). Les agents situés ne possèdent donc pas de moyens leur permettant d'acquérir les connaissances nécessaires sur l'environnement virtuel pour pouvoir prendre une décision spatiale informée. Pour répondre à ces limites, nous proposons une nouvelle approche pour générer automatiquement des Environnements Géographiques Virtuels Informés (EGVI) en utilisant les données fournies par les Systèmes d'Information Géographique (SIG) enrichies par des informations sémantiques pour produire des GSMA précises et plus réalistes. De plus, nous présentons un algorithme de planification hiérarchique de chemin qui tire avantage de la description enrichie et optimisée de l'EGVI pour fournir aux agents un chemin qui tient compte à la fois des caractéristiques de leur environnement virtuel et de leurs types et capacités. Finalement, nous proposons une approche pour la gestion des connaissances sur l'environnement virtuel qui vise à supporter la prise de décision informée et le raisonnement spatial des agents situés.

L'accessibilité universelle est de nos jours très importante pour nos villes, car elle permet à toute personne, ayant des incapacités physiques ou non, de mener à bien ses activités socio-professionnelles. À travers le monde, plusieurs projets ont vu le jour comme AXS Map à New York ou AccesSIG en France. Au Canada, un projet multidisciplinaire nommé MobiliSIG ayant pour lieu d'expérimentation la ville de Québec a vu le jour en 2013. L'objectif du projet MobiliSIG est de concevoir et développer une application multimodale d'assistance au déplacement des personnes à mobilité réduite. Ce projet se concentre principalement sur la constitution d'une base de données d'accessibilité se référant au modèle PPH (Processus de Production du Handicap). Nos travaux visent à définir la diffusion d'itinéraires adaptés, adaptables et adaptatifs liés à des contextes multi-utilisateurs, multiplateformes, multimodaux (interfaces et transports) et multi-environnements. Après une revue de littérature et afin d'identifier et définir les besoins liés à cette diffusion des données de navigation, nous nous sommes attelés à la description de plusieurs scénarios pour mieux comprendre les besoins des utilisateurs : planification d'un déplacement et navigation dans le milieu urbain ; parcours multimodal ; recherche d'un point d'intérêt (toilettes accessibles). Cette démarche nous a permis également d'identifier les modes de communication et représentations souhaitées de l'itinéraire (carte, texte, image, parole, …) et de proposer une approche basée sur la transformation de l'itinéraire reçu de la base de données d'accessibilité. Cette transformation est effectuée en tenant compte des préférences de l'utilisateur, de son appareil et de son environnement. La diffusion de l'itinéraire se fait ensuite par un service web de diffusion conçu selon le standard du W3C sur les architectures multimodales (MMI) en combinaison avec le concept de la plasticité des interfaces. Le prototype développé a permis d'avoir comme résultat un système qui diffuse de façon générique l'information de navigation adaptée, adaptable et adaptative à l'utilisateur, à son appareil et à son environnement.

De nos jours, nous assistons à l'émergence d'un écosystème informatique au sein de l'entreprise due à la cohabitation de plusieurs types de systèmes et d'équipements informatique. Cette diversité ajoute de la complexité dans la gestion de la sécurité informatique en général et le contrôle d'accès en particulier. En effet, plusieurs systèmes informatiques implémentent le contrôle d'accès en se basant sur des modèles comme le MAC1, DAC2, RBAC3 entre autres. Ainsi, chaque système a sa propre stratégie donc son propre de modèle de contrôle d'accès. Cela crée une hétérogénéité dans la gestion des droits d'accès. Pour répondre à ce besoin de gestion du contrôle d'accès, nous avons, dans ce mémoire, présenté la conception d'une ontologie et d'un outil de gestion automatique des droits d'accès dans un environnement hétérogène. Cet outil se base sur notre ontologie qui permet d'introduire une abstraction sur les modèles de contrôle d'accès implémentés dans les différents systèmes à analyser. Ainsi, les administrateurs de sécurité disposent un outil pour valider l'ensemble des droits d'accès dans leurs écosystèmes informatique. / Today, we are seeing the emergence of an IT ecosystem within companies due to the coexistence of several types of systems and computer equipements. This diversity adds complexity in management of computer security in general and particulary in access control. Indeed, several computer systems implement access control techniques based on models like MAC4, DAC5, RBAC6 among others. Each system has its own strategy based on its own access control model. This creates a heterogeneity in the management of access rights. To respond to this need related to the management of access control, we presented the design of an ontology and we developped an automated management tool of access rights in a heterogeneous environment. This tool is based on our ontology which introduces an abstraction on access control models implemented in different systems that we want analyze. Thus, security administrators have a tool to validate all access rights in their IT ecosystems.

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Le prototypage est une étape essentielle du processus de design. Pendant les premières phases du processus de conception, les designers utilisent le prototypage rapide pour explorer diverses idées. Les outils et techniques actuels de prototypage se concentrent en particulier sur des représentations papier et donc destinées à être jetées. Or, alors que ces prototypes jetables peuvent être créés rapidement, ils se prêtent mal au processus d'itération. Je propose donc de créer des outils de prototypage rapide qui puissent efficacement supporter la création d'artéfacts à la fois jetables et réutilisables pour esquisser de nouvelles interactions dans les premières phases du processus de design. La première partie porte sur le prototypage vidéo. Les designers font face à deux écueils majeurs à l'utilisation de la vidéo en design d'interaction: le temps nécessaire pour filmer et celui nécessaire pour éditer. J’ai développé VideoClipper pour aider le processus de création de vidéo. Cet outil intègre une méthode de design itérative qui encourage la planification et permet une vraie flexibilité pendant la création de prototypes. Je présente les résultats d'une étude utilisateur informelle de trois semaines avec des étudiants en design d'interaction. Les résultats suggèrent que les participants passent moins de temps à capturer et éditer avec VideoClipper qu'avec les autres outils vidéos. En revanche, ils trouvent parfois difficile de créer des stop-motions pour représenter des interactions continues et de re-filmer de nouveaux segments lorsque le design évolue. J'ai ensuite crée Montage, un outil de prototypage vidéo qui permet aux designers de progressivement augmenter leurs prototypes papier avec des maquettes numériques pour faciliter la création, la réutilisation et l'exploration d'interactions dynamiques. Montage utilise l'incrustation vidéo pour découpler l'interface du prototype de son contexte d'utilisation, permettant aux designers de les réutiliser ou de les modifier indépendamment. Je décris comment Montage améliore le prototypage vidéo en combinant la vidéo avec des maquettes numériques animées et encourage l'exploration d'autres contextes d'utilisation tout en permettant le prototypage de styles d'interaction différents. La deuxième partie porte sur l’implémentation de prototypes interactifs. Les designers et développeurs professionnels ont souvent du mal à effectuer la transition de la représentation du design à son implémentation concrète. Avec N. Maudet, j'ai mené trois études sur la conception et l'implémentation d'interactions non-conventionnelles pour comprendre l'écart entre les processus, les outils et les représentations des designers et des développeurs. Nous avons découvert que les pratiques actuelles entraînent des redondances entre le travail des designers et celui des développeurs et des divergences entre le design et son implémentation. Nous identifions trois types de problèmes: l'omission de détails critiques, l'ignorance des cas extrêmes et la non prise en compte des limitations techniques. Je propose quatre principes de design pour créer des outils qui limitent ces problèmes. Ces principes sont utilisés pour créer Enact, un environnement interactif de prototypage d'interactions tactiles. Les résultats de deux études suggèrent que Enact aide les participants à détecter plus de cas extrêmes, augmente la participation des designers et offre de nouvelles possibilités de co-création. Ces trois outils de prototypage reposent sur les mêmes principes théoriques sous-jacent: réification, polymorphisme, réutilisation et substrats d'information. De même, les outils présentés mettent en œuvre une approche du prototypage que je nomme “Takeaway Prototyping” ou prototypage recyclable. Par contraste avec les prototypes jetables, les outils pour le prototypage recyclable permettent le design par énaction et réifient des artefacts de conception pour matérialiser la progression du design. / Prototyping is essential in any design process. During the early stages, designers rely on rapid prototyping to explore ideas. Current rapid prototyping tools and techniques focus on paper representations and their disposability. However, while these throwaway prototypes are quick to create they are difficult to iterate over. I argue that rapid prototyping tools can effectively support reusable as well as throwaway artifacts for sketching interaction in early-stage design. First, I investigate tools in the context of video prototyping. Designers experience two main barriers to use video in interaction design: the time to capture and edit the video artifacts. To aid during the capturing-phase of video prototyping I created VideoClipper. This tool embodies an integrated iterative design method that rewards discipline but permits flexibility for video prototyping. The tool provides a storyboard-style overview to organize multiple videos in story Lines. VideoClipper offers editable and reusable TitleCards, video capture for steady-state and rough stop-motion filming and the ability to recombine videos in new ways for redesign. I present informal user studies with interaction design students using VideoClipper in three design courses. Results suggest that participants spend less time capturing and editing in VideoClipper than with other video tools. However, many designers find tedious to create stop-motion videos for continuous interactions and to re-shoot clips as the design evolves. Participants continuously try to reduce re-shooting by reusing backgrounds or mixing different levels of fidelity. Inspired by this behavior, I created Montage, a prototyping tool for video prototyping that lets designers progressively augment paper prototypes with digital sketches, facilitating the creation, reuse and exploration of dynamic interactions. Montage uses chroma keying to decouple the prototyped interface from its context of use, letting designers reuse or change them independently. I describe how Montage enhances video prototyping by combining video with digital animated sketches, encourages the exploration of different contexts of use, and supports prototyping of different interaction styles. Second, I investigate how early designs start being implemented into interactive prototypes. Professional designers and developers often struggle when transitioning from the illustration of the design to the actual implementation of the system. In collaboration with Nolwenn Maudet, I conducted three studies that focused on the design and implementation of custom interactions to understand the mismatches between designers' and developers' processes, tools and representations. We find that current practices induce unnecessary rework and cause discrepancies between design and implementation and we identify three recurring types of breakdowns: omitting critical details, ignoring edge cases, and disregarding technical limitations. I propose four design principles to create tools that mitigate these problems: Provide multiple viewpoints, maintain a single source of truth, reveal the invisible and support design by enaction. We apply these principles to create Enact, an interactive live environment for prototyping touch-based interactions. We introduce two studies to assess Enact and to compare designer-developer collaboration with Enact versus current tools. Results suggest that Enact helps participants detect more edge cases, increases designers' participation and provides new opportunities for co-creation. These three prototyping tools rely on the same underlying theoretical principles: reification, polymorphism, reuse, and information substrates. Also, the presented tools outline a new prototyping approach that I call "Takeaway Prototyping". In contrast to throwaway prototypes, instead of emphasizing disposability, tools for "Takeaway Prototyping" support design by enaction and reify design artifacts to materialize the lessons learned.

Computers are widely present in our daily life and are used in critical applic-ations like cars, planes, pacemakers. Those real-time systems are nowadaysbased on processors which have an increasing complexity and have specifichardware services designed to reduce task preemption and migration over-heads. However using those services can add unpredictable overheads whenthe system has to switch from one task to another in some cases.This document screens existing solutions used in commonly availableprocessors to ease preemption and migration to highlight their strengths andweaknesses. A new hardware service is proposed to speed up task switchingat the L1 cache level, to reduce context switch overheads and to improvesystem predictability.The solution presented is based on stacking several identical cachememories at the L1 level. Each layer is able to save and restore its completestate independently to/from the main memory. One layer can be used forthe active task running on the processor while another layers can be restoredor saved concurrently. The active task can remain in execution until thepreempting task is ready in another layer after restoration from the mainmemory. The context switch between tasks can then be performed in avery short time by switching to the other layer which is now ready to runthe preempting task. Furthermore, the task will be resumed with the exactL1 cache memory state as saved earlier after the previous preemption. Theprevious task state can be sent back to the main memory for future use.Using this mechanism can lead to minimise the time required for migrationsand preemptions and consequently lower overheads and limit cache missesdue to preemptions and usually considered in the cache migration andpreemption delays. Isolation between tasks is also provided as they areexecuted from a dedicated layer.Both uniprocessor and multiprocessor designs are presented along withimplications on the real-time theory induced by the use of this hardware ser-vice. An implementation of the system is characterized and results show im-provements to the maximum and average execution time of a set of varioustasks: When the same size is used for the baseline cache and HwCS layers,94% of the tasks have a better execution time (up to 67%) and 80% have a bet-ter Worst Case Execution Time (WCET). 80% of the tasks are more predictableand the remaining 20% still have a better execution time. When we split thebaseline cache size among layers of the HwCS, measurements show that 75%of the tasks have a better execution time (up to 67%) leading to 50% of thetasks having a better WCET. Only 6% of the tasks suffer from worse executiontime and worse predictability while 75% of the tasks remain more predictablewhen using the HwCS compared to the baseline cache. / Les ordinateurs ont envahi notre quotidien et sont de plus en plus souventutilisés pour remplir des missions critiques. Ces systèmes temps réel sontbasés sur des processeurs dont la complexité augmente sans cesse. Des ser-vices matériels spécifiques permettent de réduire les coûts de préemption etmigration. Malheureusement, ces services ajoutent des temps morts lorsquele système doit passer d’une tâche à une autre.Ce document expose les solutions actuelles utilisées dans les processeurscourants pour mettre en lumière leurs qualités et défauts. Un nouveau ser-vice matériel (HwCS) est proposé afin d’accélérer le changement de tâches aupremier niveau de mémoire (L1) et de réduire ainsi les temps morts dus auxchangements de contextes tout en améliorant la prédictibilité du système.Bien que cette thèse se concentre sur le cache L1, le concept développépeut également s’appliquer aux autres niveaux de mémoire ainsi qu’àtout bloc dépendant du contexte. La solution présentée se base sur unempilement de caches identiques au premier niveau. Chaque couche del’empilement est capable de sauvegarder ou recharger son état vers/depuisla mémoire principale du système en toute autonomie. Une couche peutêtre utilisée par la tâche active pendant qu’une autre peut sauvegarder ourestaurer l’état d’une autre tâche. La tâche active peut ainsi poursuivre sonexécution en attendant que la tâche suivante soit rechargée. Le changementde contexte entre la tâche active et la tâche suivante peut alors avoir lieu enun temps très court. De plus, la tâche reprendra son exécution sur un cacheL1 dont l’état sera identique à celui au moment où elle a été interrompueprécédemment. L’état du cache de la tâche désormais inactive peut êtresauvegardé dans la mémoire principale en vue d’une utilisation ultérieure.Ce mécanisme permet de réduire au strict minimum le temps de calculperdu à cause des préemptions et migrations, les temps de sauvegarde et derechargement de la L1 n’ayant plus d’influence sur l’exécution des tâches. Deplus, chaque niveau étant dédié à une tâche, les interférences entre tâchessont réduites.Les propriétés ainsi que les implications sur les aspects temps réelsthéoriques sont présentées pour des systèmes mono et multiprocesseurs.Une implémentation d’un système uniprocesseur incluant ce servicematériel et sa caractérisation par rapport à l’exécution d’un set de tâchessont également présentées ainsi que les bénéfices apportés par le HwCS:Lorsque les couches du HwCS ont la même taille que le cache de base, 94%des tâches ont un meilleur temps d’exécution (jusqu’à 67%) et 80% ont unmeilleur pire temps d’exécution (WCET). 80% des tâches deviennent plusprédictibles et les 20% restants bénéficient néanmoins d’un meilleur WCET.Toutefois, si la taille du cache est partagée entre les couches du HwCS, lesmesures montrent que 75% des tâches ont un meilleur temps d’exécution,impliquant un meilleur WCET pour la moitié des tâches du système. Seule-ment 6% des tâches voient leur WCET augmenter et leur prédictibilitédiminuer tandis que 75% des tâches améliorent leur prédictibilité grâce auHwCS. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le développement rapide de l’informatique mobile a donné lieu à l’apparition et à la popularisation de téléphones mobiles dits intelligents ou smart phones (ex.: iPhone, HTC, etc.) dont le nombre et les performances sans cesse croissantes en font de potentielles plateformes alternatives aux ordinateurs de bureau. Cette avancée technologique a contribué à l’émergence d’une nouvelle catégorie d’acteurs du monde des affaires n’ayant pas de bureau fixe, travaillant directement sur le terrain dans divers endroits (à la maison, en voiture, en avion, chez le client, à l’hôtel, chez le fournisseur, etc.) à l’aide d’équipements mobiles ou nomades, et se déplaçant partout où les affaires l’exigent pour assurer la compétitivité de leurs organisations: ce sont les travailleurs mobiles parmi lesquels on retrouve un grand nombre de décideurs. Étant donné ce monde des affaires de plus en plus compétitif où les gens d’affaires sont de plus en plus mobiles et confrontés à la nécessité de prendre des décisions de plus en plus rapides et efficaces basées sur des analyses pertinentes, l’aide à la prise de décision en mobilité s’avère indispensable. Pour leur apporter une telle aide, la présente thèse de doctorat propose d'aller au-delà du simple accès à distance à une plateforme d’intelligence d’affaire géo-spatiale ou non géo-spatiale (GeoBI/BI) comme le proposent les solutions actuelles. Elle propose de prendre également en considération la localisation et le contexte de travail du décideur/analyste mobile dans l’aide à la décision, et d’enrichir sémantiquement les données d’affaire. Afin de proposer une telle solution de GeoBI mobile sémantiquement augmentée et sensible au contexte mobile du décideur, la présente thèse s’est attelée d’une part à identifier, modéliser et enrichir les informations contextuelles pertinentes pour supporter un raisonnement GeoBI basé sur le contexte, et s’est évertuée d’autre part à proposer une solution d’augmentation sémantique des données d’affaire GeoBI qui permettrait de mettre en exergue les [cor]relations sémantiques pouvant exister entre les données. Un prototype mettant en œuvre une application mobile sensible au contexte et une architecture orientée services web a été développé et testé comme preuve de concept. Les tests ont montré que celui-ci permettait par exemple de soumettre et de visualiser le resultat de requêtes contextuelles du type : « dans un rayon de 5 km autour de ma position actuelle, quelles sont les compagnies partenaires ayant des relations de concurrence avec nos actionnaires et dont le chiffre d’affaire des deux années précédentes dépasse chacune le million ; les relations de partenariat/actionnariat pouvant être transitives, symétriques ou avoir la même sémantique ? » / The rapid development of mobile computing has enabled the emergence and popularization of mobile devices whose increasing number and computing capabilities position them as potential alternative platforms to desktop computers. This technological progress has contributed to the emergence of a new category of business actors having no permanent workplaces, spending very short time in their offices, working directly on the field in various locations (home, car, plane, with the client at the hotel at the supplier, etc.) by using mobile and nomadic devices, and moving to places where business requires them: these are mobile workers including a large number of decision makers. Given this increasingly competitive business world where decision makers are increasingly mobile and are facing the need to take faster and suitable decisions based on relevant analysis, these mobile business people deserve to be supported with appropriate mobile decision support systems (DSS). To give an improved support to these mobile business professionals, this PhD thesis proposes to go further than just allowing a simple remote access to a Geospatial or non-geospatial Business Intelligence (GeoBI/BI) platform as do current solutions. It also proposes to take into account the location and the context of mobile professionals, and to enrich semantically BI data. To propose such a semantically augmented and context-based mobile GeoBI solution, the present thesis has endeavored on the one hand, to identify, model and enrich contextual information that is relevant to support GeoBI context-based reasoning. On the other hand, it has strived to provide a solution that semantically enriches business data in order to help decision makers discover semantic [cor]relations which might exist between the data. A prototype implementing a context-aware mobile application and a services-oriented architecture has been developed and tested as a proof of concept. These tests has shown among other things, that the prototype was able to answer and visualize the result of contextual queries such as: “Within 5 km around my current position, what are partnering companies that are competing with our owners; with the possibility of partnership/ownership relationships to be transitive, symmetric, or have the same semantics?”

Il est important d'assurer la qualité des données dans les applications géomatiques. Aussi, dès leur conception, un langage de contraintes peut être associé aux langages de modélisation classiques afin de spécifier formellement les contraintes alphanumériques et spatiales que le langage devra respecter. Le but de cette thèse était donc de proposer un langage de contraintes pour spécifier les conditions qu'un système agricole doit respecter pour être cohérent. Pour cela, nous avons étendu au niveau spatiale OCL, le langage de contrainte associé à UML. Par l'intégration de types spatiaux et de modèles de spécifications de relations topologiques, les extensions proposées permettent de décrire des contraintes spatiales à partir d'un modèle de classe UML étendu au spatial. L'expressivité de chaque proposition d'extension d'OCL a été étudiée. Ces langages ont été implémentés à travers l'extension d'un générateur de code, OCL2SQL et expérimenté au Cemagref dans le cadre SIGEMO

Cette thèse s'intéresse à la flexibilité dans les infrastructures informatiques distribuées du point de vue de leurs administrateurs et utilisateurs. Pour les utilisateurs, il s'agit de trouver au moment où ils en ont besoin des ressources matérielles adaptées avec un environnement personnalisé à l'exécution de leur application. Pour les administrateurs, il s'agit de définir les politiques d'allocation des ressources (politiques d'usage et de sécurité) pour les applications des utilisateurs. Nous avons étudié la problématique de la flexibilité dans le contexte des grilles et des centrales numériques (CN). Tout d'abord, nous avons conçu et mis en oeuvre le système Saline qui s'appuie sur la virtualisation pour permettre l'exécution de tout type de tâche en mode préemptif dans les grilles. Nous avons également proposé le système Grillade qui combine les mécanismes de flexibilité offerts par les grilles et les CN pour d'une part, étendre dynamiquement une grille avec des ressources virtuelles fournies par des CN et d'autre part, construire des nuages de type IaaS fédérant les ressources de plusieurs sites. Grillade étend le système de grille XtreemOS. Il permet en outre grâce à la technologie de système à image unique de proposer aux utilisateurs des machines virtuelles exécutées sur une agrégation de nœuds. Enfin, nous proposons un formalisme permettant de classer les systèmes de gestion de ressources offrant de la flexibilité et de définir des règles pour les combiner. Le système Tropicbird qui s'appuie sur ce formalisme met en œuvre, à la demande, des plates-formes virtuelles spécifiées par les utilisateurs sur une infrastructure matérielle.