Le test exploratoire (TE) est défini comme l'apprentissage, la conception et l'exécution simultanés des tests, tout à fait l'opposé du test scénarisé (TS) prédéfini. L'applicabilité de cette nouvelle approche ne cesse pas d'augmenter dans l'industrie du test de logiciel. Malgré cette expansion et le succès de quelques entreprises qui s'ouvrent dans le domaine de développement du logiciel dans ses expériences d'adoption et d'utilisation de TE, les contextes et les facteurs favorables pour l'adoption de l'approche dans une méthodologie de test ne sont pas toujours bien établis. L'absence des preuves claires de sa productivité annoncée par quelques praticiens dans la littérature s'ajoute à la problématique. Ce travail est une étude exploratoire visant deux objectifs. Premièrement, étudier et analyser les contextes favorisant l'utilisation de TE comme une méthodologie primaire de test à la place des tests scénarisés en élaborant une analyse comparative entre le TE et le TS. Deuxièmement, évaluer sa productivité dans une étude empirique par rapport au TS. Nous avons élaboré un cadre conceptuel de comparaison dans lequel nous avons identifié cinq dimensions: o Les caractéristiques d'utilisation: les raisons de l'utilisation, les caractéristiques du logiciel, le type d'environnement d'affaires, les ressources financières et le temps disponible pour les tests; o Les caractéristiques de gestion: la planifIcation, le contrôle et le suivi des tests, la communication dans le projet de test et la relation avec le client; o Les caractéristiques techniques: les activités de test, l'oracle de test, les risques du logiciel et la couverture de test; o Les caractéristiques du personnel: les caractéristiques des testeurs, la culture de l'organisation; o La productivité: le nombre de défauts détectés, l'importance de défauts détectés. Ce cadre a été utilisé comme base dans l'analyse comparative du TE et du TS. Dans cette analyse, nous avons comparé une approche disciplinée de TS guidé par les patrons de documentation IEEE 829 et une approche libre, semi planifiée de TE représentée par l'approche Session Based Exploratory Testing (SBET). Dans cette comparaison, la productivité a été évaluée par le biais d'une étude empirique que nous avons mise en oeuvre, dans les laboratoires informatiques de L'UQÀM. Malgré les limites du contexte de cette étude empirique, nous avons pu dégager quelques conclusions utiles. Les résultats permettent de montrer que certains facteurs de contexte du projet de test peuvent empêcher l'utilisation de TE comme une méthode principale de test. Nous avons conclu que l'absence de contrôle de couverture de test restreint en plus le type des projets où le TE pourrait être utilisé. Aussi, l'expertise et les qualifications nécessaires pour exécuter le TE pourraient empêcher son utilisation dans les projets de tests où ces qualifications sont manquantes. Les résultats de l'étude empirique ont supporté l'hypothèse relative à l'importance des défauts détectés. D'autres recherches quantitatives sur la productivité de TE sont nécessaires, dont ce travail pourra servir comme point de départ.

Le test exploratoire (TE) est défini comme l'apprentissage, la conception et l'exécution simultanés des tests, tout à fait l'opposé du test scénarisé (TS) prédéfini. L'applicabilité de cette nouvelle approche ne cesse pas d'augmenter dans l'industrie du test de logiciel. Malgré cette expansion et le succès de quelques entreprises qui s'ouvrent dans le domaine de développement du logiciel dans ses expériences d'adoption et d'utilisation de TE, les contextes et les facteurs favorables pour l'adoption de l'approche dans une méthodologie de test ne sont pas toujours bien établis. L'absence des preuves claires de sa productivité annoncée par quelques praticiens dans la littérature s'ajoute à la problématique. Ce travail est une étude exploratoire visant deux objectifs. Premièrement, étudier et analyser les contextes favorisant l'utilisation de TE comme une méthodologie primaire de test à la place des tests scénarisés en élaborant une analyse comparative entre le TE et le TS. Deuxièmement, évaluer sa productivité dans une étude empirique par rapport au TS. Nous avons élaboré un cadre conceptuel de comparaison dans lequel nous avons identifié cinq dimensions: o Les caractéristiques d'utilisation: les raisons de l'utilisation, les caractéristiques du logiciel, le type d'environnement d'affaires, les ressources financières et le temps disponible pour les tests; o Les caractéristiques de gestion: la planifIcation, le contrôle et le suivi des tests, la communication dans le projet de test et la relation avec le client; o Les caractéristiques techniques: les activités de test, l'oracle de test, les risques du logiciel et la couverture de test; o Les caractéristiques du personnel: les caractéristiques des testeurs, la culture de l'organisation; o La productivité: le nombre de défauts détectés, l'importance de défauts détectés. Ce cadre a été utilisé comme base dans l'analyse comparative du TE et du TS. Dans cette analyse, nous avons comparé une approche disciplinée de TS guidé par les patrons de documentation IEEE 829 et une approche libre, semi planifiée de TE représentée par l'approche Session Based Exploratory Testing (SBET). Dans cette comparaison, la productivité a été évaluée par le biais d'une étude empirique que nous avons mise en oeuvre, dans les laboratoires informatiques de L'UQÀM. Malgré les limites du contexte de cette étude empirique, nous avons pu dégager quelques conclusions utiles. Les résultats permettent de montrer que certains facteurs de contexte du projet de test peuvent empêcher l'utilisation de TE comme une méthode principale de test. Nous avons conclu que l'absence de contrôle de couverture de test restreint en plus le type des projets où le TE pourrait être utilisé. Aussi, l'expertise et les qualifications nécessaires pour exécuter le TE pourraient empêcher son utilisation dans les projets de tests où ces qualifications sont manquantes. Les résultats de l'étude empirique ont supporté l'hypothèse relative à l'importance des défauts détectés. D'autres recherches quantitatives sur la productivité de TE sont nécessaires, dont ce travail pourra servir comme point de départ. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Test, Test scénarisé, Test exploratoire, Session Based Exploratory Test (SBET).

Des applications compilées en code-octet et encodées dans le format de fichier class sont normalement chargées et exécutées par une machine virtuelle. La vérification du code-octet est un processus utilisé par une machine virtuelle pour renforcer la sécurité des systèmes distribués en garantissant la conformité du code de classes avec les règles du langage. Les algorithmes actuels de vérification du code-octet utilisent des approches comme l'analyse de flot de données, le model checking ou le code-certifié (similaire au proof-carrying code). Mais l'on dénote certains problèmes, en particulier dus aux sous-routines, avec soit des spécifications informelles et incomplètes, soit des algorithmes ne supportant qu'un sous-ensemble du jeu d'instructions du code-octet, ou encore des performances exponentielles proportionnellement à la taille du code des méthodes à vérifier. Dans ce mémoire nous présentons une technique de vérification du code-octet avec sous-routines par code-certifié. Nous présentons en particulier la conception d'un format de certificat, d'un algorithme de calcul de certificat et d'un algorithme de vérification pour l'ensemble du jeu d'instructions du code-octet. Notre algorithme de vérification a une complexité linéaire en proportion de la taille du code des méthodes. Le développement d'un vérificateur et d'un compilateur de certificats a servi à conduire des expérimentations qui montrent que le format de certificat proposé est suffisamment riche pour effectuer la vérification du code-octet. De plus, nous présentons les résultats de l'évaluation du coût en espace mémoire de la certification de classes avec une telle technique. L'observation montre un accroissement relativement faible de la taille d'un échantillon de plus de 35 000 classes suite à leur certification. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Vérification, Code-octet, Code-certifié, Analyse de flot de données, Sous-routines, Java.

L'utilisation d'un outil d'aide à la correction peut contribuer à faciliter et à accélérer la correction de travaux pratiques de programmation. Au fil des ans, plusieurs logiciels ont été développés à cette fin, mais souffraient souvent d'un manque de flexibilité et étaient limités à un seul langage cible. Face à cette situation, l'outil Oto, développé à l'UQAM en langage Ruby, se voulait générique et extensible, pouvant théoriquement appliquer n'importe quel test à n'importe quel travail pratique. Toutefois, l'utilisation d'Oto en situation réelle a permis de constater que l'outil souffrait de certains défauts susceptibles de nuire à son utilisation à grande échelle, notamment en raison du manque de flexibilité de ses scripts de correction et de ses performances relativement faibles. Dans ce mémoire, nous présentons les modifications que nous avons apportées à Oto pour en améliorer la flexibilité et les performances. D'abord, nous avons analysé l'outil pour en comprendre le fonctionnement et en localiser les faiblesses, qui provenaient principalement de choix architecturaux de coordination des tâches de correction. Nous nous sommes ensuite attardés sur les caractéristiques et les capacités qui devraient être offertes par Oto. Notre solution est passée par le remplacement du mécanisme de scripts Oto par un langage spécifique au domaine de type interne (internal DSL) basé sur Ruby. Au meilleur de nos connaissances, nous sommes les premiers à avoir eu recours à une telle approche dans le cadre d'un outil d'aide à la correction. Les résultats que nous avons obtenus avec le DSL Oto sont venus confirmer une hausse considérable de la flexibilité et une amélioration des performances de l'outil, particulièrement pour les scripts de correction ayant recours à un nombre élevé de courts tests et aux corrections intra-groupes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Programmation, Correction automatisée, Outils d'aide à la correction, Oto, Ruby, Langages spécifiques au domaine, DSL.

Dans ce mémoire, nous proposons une méthode pour la génération des cas de test pour des processus métiers exprimés en langage BPEL. Cette méthode tient compte de la nature concurrente de ce langage ainsi que des caractéristiques qui lui sont propres. Elle adopte une approche orientée chemin. Ce faisant, ladite méthode définit une extension de la version usuelle du graphe de flot de contrôle (CFG) - baptisée BPEL Control Flow Graph (B-CFG) - pour la traduction du code BPEL en un modèle. En parcourant ce modèle, des chemins de test concurrents, qui sont à habiller par la suite par des données de test, sont générés. Ces chemins concurrents sont représentés d'une façon formelle et appropriée. La génération de ces chemins se fait selon différents critères de couverture. Ces critères, qui ont été à la base définis pour la programmation séquentielle, nous les avons adaptés de façon à pouvoir les appliquer pour le cas d'un langage concurrent comme le BPEL. Finalement, des propositions de pistes de solution sont fournies pour la question de génération de données de test, ainsi que pour la question de spécification/exécution des cas de test. ______________________________________________________________________________

Le travail présenté dans cette thèse est une contribution aux méthodes formelles de spécification et de vérification. Les spécifications formelles sont utilisées pour décrire un logiciel, ou plus généralement un système, d'une manière mathématique sans ambiguïté. Des techniques de vérification formelle sont définies sur la base de ces spécifications afin d'assurer l'exactitude d'un système donné. Cependant, les méthodes formelles ne sont souvent pas pratiques et facile à utiliser dans des systèmes réels. L'une des raisons est que de nombreux formalismes de spécification ne sont pas assez riches pour couvrir à la fois les exigences orientées données et orientées comportement. Certains langages de spécification ont été proposés pour couvrir ce genre d'exigences. Le langage Circus se distingue parmi ces langues par une syntaxe et une sémantique riche et complètement intégrées.L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre formel pour la spécification et la vérification de systèmes complexes. Les spécifications sont écrites en Circus et la vérification est effectuée soit par des tests ou par des preuves de théorèmes. Des environnements similaires de spécification et de vérification ont déjà été proposés dans la littérature. Une spécificité de notre approche est de combiner des preuves de théorème avec la génération de test. En outre, la plupart des méthodes de génération de tests sont basés sur une caractérisation syntaxique des langages étudiés. Notre environnement est différent car il est basé sur la sémantique dénotationnelle et opérationnelle de Circus. L'assistant de preuves Isabelle/HOL constitue la plateforme formelle au-dessus de laquelle nous avons construit notre environnement de spécification et de vérification.La première contribution principale de notre travail est l'environnement formel de spécification et de preuve Isabelle/Circus, basé sur la sémantique dénotationnelle de Circus. Sur la base d’Isabelle/HOL nous avons fourni une intégration vérifiée d’UTP, la base de la sémantique de Circus. Cette intégration est utilisée pour formaliser la sémantique dénotationnelle du langage Circus. L'environnement Isabelle/Circus associe à cette sémantique des outils de parsing qui aident à écrire des spécifications Circus. Le support de preuve d’Isabelle/HOL peut être utilisé directement pour raisonner sur ces spécifications grâce à la représentation superficielle de la sémantique (shallow embedding). Nous présentons une application de l'environnement à des preuves de raffinement sur des processus Circus (impliquant à la fois des données et des aspects comportementaux).La deuxième contribution est l'environnement de test CirTA construit au-dessus d’Isabelle/Circus. Cet environnement fournit deux tactiques de génération de tests symboliques qui permettent la vérification de deux notions de raffinement: l'inclusion des traces et la réduction de blocages. L'environnement est basé sur une formalisation symbolique de la sémantique opérationnelle de Circus avec Isabelle/Circus. Plusieurs définitions symboliques et tactiques de génération de test sont définies dans le cadre de CirTA. L'infrastructure formelle permet de représenter explicitement les théories de test ainsi que les hypothèses de sélection de test. Des techniques de preuve et de calculs symboliques sont la base des tactiques de génération de test. L'environnement de génération de test a été utilisé dans une étude de cas pour tester un système existant de contrôle de message. Une spécification du système est écrite en Circus, et est utilisé pour générer des tests pour les deux relations de conformité définies pour Circus. Les tests sont ensuite compilés sous forme de méthodes de test JUnit qui sont ensuite exécutées sur une implémentation Java du système étudié. / The work presented in this thesis is a contribution to formal specification and verification methods. Formal specifications are used to describe a software, or more generally a system, in a mathematical unambiguous way. Formal verification techniques are defined on the basis of these specifications to ensure the correctness of the resulting system. However, formal methods are often not convenient and easy to use in real system developments. One of the reasons is that many specification formalisms are not rich enough to cover both data-oriented and behavioral requirements. Some specification languages were proposed to cover this kind of requirements. The Circus language distinguishes itself among these languages by a rich syntax and a fully integrated semantics.The aim of this thesis is to provide a formal environment for specifying and verifying complex systems. Specifications are written in Circus and verification is performed either by testing or by theorem proving. Similar specifications and verification environment have already been proposed. A specificity of our approach is to combine supports for proofs and test generation. Moreover, most test generation methods are based on a syntactic characterization of the studied languages. Our proposed environment is different since it is based on the denotational and operational semantics of Circus. The Isabelle/HOL theorem prover is the formal platform on top of which we built our specification and verification environment.The first main contribution of our work is the Isabelle/Circus specification and proof environment based on the denotational semantics of Circus. On top of Isabelle/HOL we provide a machine-checked shallow embedding of UTP, the semantics basis of Circus. This embedding is used to formalize the denotational semantics of the Circus language. The Isabelle/Circus environment associates to this semantics some parsing facilities that help writing Circus specifications. The proof support of Isabelle/HOL can be used directly to reason on these specifications thanks to the shallow embedding of the semantics. We present an application of the environment to refinement proofs on Circus processes (involving both data and behavioral aspects). The second main contribution is the CirTA testing framework build on top of Isabelle/Circus. The framework provides two symbolic test generation tactics that allow checking two notions of refinement: traces inclusion and deadlocks reduction. The framework is based on a shallow symbolic formalization of the operational semantics of Circus using Isabelle/Circus. Several symbolic definition and test generation tactics are defined in the CirTA framework. The formal infrastructure allows us to represent explicitly test theories as well as test selection hypothesis. Proof techniques and symbolic computations are the basis of test generation tactics. The test generation environment was used for a case study to test an existing message monitoring system. A specification of the system is written in Circus, and used to generate tests following the defined conformance relations. The tests are then compiled in forms of JUnit test methods and executed against a Java implementation of the monitoring system.This thesis is a step towards, on one hand, the development of sophisticated testing tools making use of proof techniques and, on the other hand, the integration of testing and proving within formally verified software developments.

Cette thèse présente des contributions originales pour la conception et la vérification de systèmes non-déterministes et stochastiques. Nos résultats sont divisés selon trois lignes directrices. Premièrement, nous généralisons la théorie des interfaces au cas stochastique, en s'appuyant sur le formalisme classique des chaînes de Markov à intervalles pour construire la première théorie de spécification compositionnelle pour systèmes stochastiques : les chaînes de Markov à contraintes. Deuxièmement, nous étendons la notion de contrats hypothèse-garantie et développons une théorie compositionnelle à base de contrats pour systèmes stochastiques, pour laquelle nous proposons des notions quantitatives de raffinement et de satisfaction. Finalement, nous proposons une méthodologie pour la vérification de systèmes complexes, basée sur une abstraction stochastique. Cette méthodologie, combinée avec le model-checking statistique, est appliquée avec succès à un cas d'étude industriel.

Le travail présenté dans cette thèse est une contribution aux méthodes formelles de spécification et de vérification. Les spécifications formelles sont utilisées pour décrire un logiciel, ou plus généralement un système, d'une manière mathématique sans ambiguïté. Des techniques de vérification formelle sont définies sur la base de ces spécifications afin d'assurer l'exactitude d'un système donné. Cependant, les méthodes formelles ne sont souvent pas pratiques et facile à utiliser dans des systèmes réels. L'une des raisons est que de nombreux formalismes de spécification ne sont pas assez riches pour couvrir à la fois les exigences orientées données et orientées comportement. Certains langages de spécification ont été proposés pour couvrir ce genre d'exigences. Le langage Circus se distingue parmi ces langues par une syntaxe et une sémantique riche et complètement intégrées.L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre formel pour la spécification et la vérification de systèmes complexes. Les spécifications sont écrites en Circus et la vérification est effectuée soit par des tests ou par des preuves de théorèmes. Des environnements similaires de spécification et de vérification ont déjà été proposés dans la littérature. Une spécificité de notre approche est de combiner des preuves de théorème avec la génération de test. En outre, la plupart des méthodes de génération de tests sont basés sur une caractérisation syntaxique des langages étudiés. Notre environnement est différent car il est basé sur la sémantique dénotationnelle et opérationnelle de Circus. L'assistant de preuves Isabelle/HOL constitue la plateforme formelle au-dessus de laquelle nous avons construit notre environnement de spécification et de vérification.La première contribution principale de notre travail est l'environnement formel de spécification et de preuve Isabelle/Circus, basé sur la sémantique dénotationnelle de Circus. Sur la base d'Isabelle/HOL nous avons fourni une intégration vérifiée d'UTP, la base de la sémantique de Circus. Cette intégration est utilisée pour formaliser la sémantique dénotationnelle du langage Circus. L'environnement Isabelle/Circus associe à cette sémantique des outils de parsing qui aident à écrire des spécifications Circus. Le support de preuve d'Isabelle/HOL peut être utilisé directement pour raisonner sur ces spécifications grâce à la représentation superficielle de la sémantique (shallow embedding). Nous présentons une application de l'environnement à des preuves de raffinement sur des processus Circus (impliquant à la fois des données et des aspects comportementaux).La deuxième contribution est l'environnement de test CirTA construit au-dessus d'Isabelle/Circus. Cet environnement fournit deux tactiques de génération de tests symboliques qui permettent la vérification de deux notions de raffinement: l'inclusion des traces et la réduction de blocages. L'environnement est basé sur une formalisation symbolique de la sémantique opérationnelle de Circus avec Isabelle/Circus. Plusieurs définitions symboliques et tactiques de génération de test sont définies dans le cadre de CirTA. L'infrastructure formelle permet de représenter explicitement les théories de test ainsi que les hypothèses de sélection de test. Des techniques de preuve et de calculs symboliques sont la base des tactiques de génération de test. L'environnement de génération de test a été utilisé dans une étude de cas pour tester un système existant de contrôle de message. Une spécification du système est écrite en Circus, et est utilisé pour générer des tests pour les deux relations de conformité définies pour Circus. Les tests sont ensuite compilés sous forme de méthodes de test JUnit qui sont ensuite exécutées sur une implémentation Java du système étudié.

L'enforcement à l'exécution est une technique efficace de vérification et de validation dont le but est de corriger les exécutions incorrectes d'un système, par rapport à un ensemble de propriétés désirées. En utilisant un moniteur d'enforcement, une exécution (possiblement incorrecte), vue comme une séquence d'événements, est passée en entrée du moniteur, puis corrigée en sortie par rapport à la propriété. Durant les dix dernières années, l'enforcement à l'exécution a été étudiée pour des propriétés non temporisées. Dans cette thèse, nous considérons l'enforcement à l'exécution pour des systèmes où le temps entre les actions du système influence les propriétés à valider. Les exécutions sont donc modélisées par des séquences d'événements composées d'actions avec leurs dates d'occurence (des mots temporisés). Nous considérons l'enforcement à l'exécution pour des spécifications régulières modélisées par des automates temporisés. Les moniteurs d'enforcement peuvent, soit retarder les actions, soit les supprimer lorsque retarder les actions ne permet pas de satisfaire la spécification, permettant ainsi à l'exécution de continuer. Pour faciliter leur conception et la preuve de leur correction, les mécanismes d'enforcement sont modélisés à différents niveaux d'abstraction : les fonctions d'enforcement qui spécifient le comportement attendu des mécanismes en termes d'entrées-sorties, les contraintes qui doivent être satisfaites par ces fonctions, les moniteurs d'enforcement qui décrivent les mécanismes de manière opérationnelle, et les algorithmes d'enforcement qui fournissent une implémentation des moniteurs d'enforcement. La faisabilité de l'enforcement à l'exécution pour des propriétés temporisées est validée en prototypant la synthèse des moniteurs d'enforcement à partir d'automates temporisés. Nous montrons également l'utilité de l'enforcement à l'exécution de spécifications temporisées pour plusieurs domaines d'application. / Runtime enforcement is a verification/validation technique aiming at correcting possibly incorrect executions of a system of interest. It is a powerful technique to ensure that a running system satisfies some desired properties. Using an enforcement monitor, an (untrustworthy) input execution (in the form of a sequence of events) is modified into an output sequence that complies with a property. Over the last decade, runtime enforcement has been mainly studied in the context of untimed properties. In this thesis, we consider enforcement monitoring for systems where the physical time elapsing between actions matters. Executions are thus modeled as sequences of events composed of actions with dates (called timed words). We consider runtime enforcement for timed specifications modeled as timed automata, in the general case of regular timed properties. The proposed enforcement mechanism has the power of both delaying events to match timing constraints, and suppressing events when no delaying is appropriate, thus allowing the enforcement mechanisms and systems to continue executing. To ease their design and correctness-proof, enforcement mechanisms are described at several levels: enforcement functions that specify the input-output behavior in terms of transformations of timed words, constraints that should be satisfied by such functions, enforcement monitors that describe the operational behavior of enforcement functions, and enforcement algorithms that describe the implementation of enforcement monitors. The feasibility of enforcement monitoring for timed properties is validated by prototyping the synthesis of enforcement monitors from timed automata. We also show the usefulness of enforcement monitoring of timed specifications for several application-domains.

L’objectif général de cette thèse est le développement de méthodes mathématiques correctes et efficaces en pratique pour prouver automatiquement la correction de logiciels. Plus précisément, cette thèse est fondée sur la théorie de l’interprétation abstraite, un cadre mathématique puissant pour l’approximation du comportement des programmes. En particulier, cette thèse se concentre sur la preuve des propriétés de vivacité des programmes, qui représentent des conditions qui doivent être réalisés ultimement ou de manière répétée pendant l’exécution du programme. La terminaison des programmes est la propriété de vivacité la plus fréquemment considérée. Cette thèse conçoit des nouvelles approximations, afin de déduire automatiquement des conditions suffisantes pour la terminaison des programmes et synthétiser des fonctions de rang définies par morceaux, qui fournissent des bornes supérieures sur le temps d’attente avant la terminaison. Les approximations sont paramétriques dans le choix entre l’expressivité et le coût des approximations sous-jacentes, qui maintiennent des informations sur l’ensemble des valeurs possibles des variables du programme ainsi que les relations numériques possibles entre elles. Cette thèse développe également un cadre d’interprétation abstraite pour prouver des propriétés de vivacité, qui vient comme une généralisation du cadre proposé pour la terminaison. En particulier, le cadre est dédié à des propriétés de vivacité exprimées dans la logique temporelle, qui sont utilisées pour s’assurer qu’un événement souhaitable se produit une fois ou une infinité de fois au cours de l’exécution du programme. Comme pour la terminaison,des fonctions de rang définies par morceaux sont utilisées pour déduire des préconditions suffisantes pour ces propriétés, et fournir des bornes supérieures sur le temps d’attente avant un événement souhaitable. Les résultats présentés dans cette thèse ont été mis en œuvre dans un prototype d’analyseur. Les résultats expérimentaux montrent qu’il donne de bons résultats sur une grande variété de programmes, il est compétitif avec l’état de l’art, et il est capable d’analyser des programmes qui sont hors de la portée des méthodes existantes. / The overall aim of this thesis is the development of mathematically sound and practically efficient methods for automatically proving the correctness of computer software. More specifically, this thesis is grounded in the theory of abstract interpretation, a powerful mathematical framework for approximating the behavior of programs. In particular, this thesis focuses on provingprogram liveness properties, which represent requirements that must be eventually or repeatedly realized during program execution. Program termination is the most prominent liveness property. This thesis designs new program approximations, in order to automatically infer sufficient preconditions for program termination and synthesize so called piecewisedefined ranking functions, which provide upper bounds on the waiting time before termination. The approximations are parametric in the choice between the expressivity and the cost of the underlying approximations, which maintain information about the set of possible values of the program variables along with the possible numerical relationships between them. This thesis also contributes an abstract interpretation framework for proving liveness properties, which comes as a generalization of the framework proposedfor termination. In particular, the framework is dedicated to liveness properties expressed in temporal logic, which are used to ensure that some desirable event happens once or infinitely many times during program execution. As for program termination, piecewise-defined ranking functions are used to infer sufficient preconditions for these properties, and to provide upper boundson the waiting time before a desirable event. The results presented in this thesis have been implemented into a prototype analyzer. Experimental results show that it performs well on a wide variety of benchmarks, it is competitive with the state of the art, and is able to analyze programs that are out of the reach of existing methods.