Dans le contexte aussi ouvert et évolutif que celui du Web, les ressources à décrire se sont diversifiées créant ainsi de nouveaux besoins de description auxquels un schéma générique tel que le Dublin Core ne pouvait répondre. De nombreux schémas de métadonnées ont été ainsi développés, le plus souvent sans aucune concertation; les concepteurs étant généralement guidés par la nécessité de répondre à des objectifs spécifiques de leurs communautés respectives. Cette prolifération des schémas est à l'origine de plusieurs problèmes, notamment celui de l'interopérabilité des éléments de métadonnées. L'interopérabilité des métadonnées peut être considérée selon deux niveaux: syntaxique et sémantique. Le niveau syntaxique porte sur la structure des messages échangés et vise à garantir la cohérence dans la manière dont les informations échangées sont représentées. C'est ici qu'entre en jeu le langage XML qui fournit un format de données standard pour permettre l'échange de données entres systèmes hétérogènes. Le niveau sémantique porte sur la signification des messages. Son rôle est de s'assurer que les échanges qui s'effectuent conservent leur sens afin que les parties communicantes aient une compréhension commune de la signification des données qu'elles s'échangent. L'interopérabilité sémantique est actuellement considérée comme le problème le plus important qui affecte la qualité de la recherche et de l'échange d'information. La solution à ce problème d'interopérabilité des métadonnées repose sur une approche centrée sur les communautés d'intérêt. En effet, les niveaux de difficulté et les défis à relever sont d'autant plus grands que l'on s'éloigne d'une communauté spécifique donnée et les coûts pour atteindre l'interopérabilité augmentent sans que la qualité des résultats soit garantie. Par contre, au sein d'un même domaine de connaissances ou d'une même communauté, l'homogénéité si relative soit-elle, réduit le taille des obstacles à surmonter et rend l'interopérabilité sémantique tout à fait réalisable. Plusieurs techniques ont été proposées afin d'assurer l'interopérabilité des métadonnées. Le mapping est la technique la plus utilisée. Néanmoins, ce processus est extrêmement coûteux surtout lorsque le nombre de schémas devient important et il est peu efficace pour résoudre des problèmes de sémantique puisque, dans la plupart des cas, une intervention humaine est requise. La véritable solution au problème d'interopérabilité des métadonnées s'appuie sur les technologies du Web sémantique et plus particulièrement sur RDF et les ontologies. Malheureusement, le déploiement de ces technologies s'est avéré fort limité du fait de leur complexité et il faut recourir à des solutions transitoires telles que les microformats ou les annotations RDF incorporées (RDFa). Comme les microformats n'offrent pas l'extensibilité et le niveau d'expressivité essentielle à l'interopérabilité, RDFa a été privilégié et est devenu une recommandation du W3C. Cette approche a été testée en prenant comme exemple la future norme ISO/IEC 19788, le Metadata for Learning Resources (MLR). L'utilisation de RDFa permet de distribuer dans le Web sémantique des notices MLR centralisés dans un référentiel de ressources d'enseignement et d'apprentissage. RDFa permet également de répondre aux attentes du Web 2.0 pour la contribution distribuée à l'indexation des ressources en utilisant les étiquettes MLR. Cette approche permet d'ores et déjà de contribuer à la mise en oeuvre du Web sémantique mais la simplicité de cette solution n'élimine pas, en définitive, la nécessité de passer un jour aux ontologies et au langage OWL lesquels offrent une solution générique d'interopérabilité des métadonnées. Le besoin d'outils faciles à utiliser reste un défi de taille pour la recherche sur le Web sémantique d'autant plus que l'indexation des ressources sera de plus en plus un processus distribué.

Dans cette thèse, nous abordons les problématiques liées à la gestion de l'évolution des ontologies, dans le cadre défini par le Web sémantique. Nous le faisons en développant l'idée qu'une « bonne évolution » est celle qui, en plus de préserver la consistance de l'ontologie évoluée, préserve aussi l'intégrité de ce qui repose déjà sur l'ontologie. Dans notre contexte, ceci est le référencement sémantique des ressources. Ce dernier aspect nécessite toutefois une connaissance approfondie des changements apportés à l'ontologie. Sans cette connaissance, il nous serait impossible d'identifier les effets de l'évolution sur le référencement sémantique et donc, de maintenir l'accès et l'interprétation des ressources au moyen de l'ontologie évoluée. À l'heure actuelle, très peu de travaux de recherche proposent des solutions pour la journalisation des changements (et leur identification après l'évolution d'ontologie). Encore moins nombreux sont les travaux qui analysent les effets de l'évolution sur les ressources référencées et aucun, à notre connaissance, ne propose des solutions concrètes pour la résolution des effets problématiques, conduisant à une perte d'accès aux ressources, par exemple. Dans cette thèse, nous apportons des solutions novatrices pour combler ces lacunes. Nous proposons une approche de joumalisation des changements, élémentaires et complexes, apportés à une version d'ontologie VN pour obtenir une nouvelle version VN+1. Cette approche est fondée sur un modèle uniformisé, mais aussi riche sémantiquement, car il a comme base une ontologie des changements, également développée dans cette thèse. Nous fournissons aussi un formalisme de représentation des changements, semi-compatible avec l'OWL, qui rend interopérable et partageable l'historique des changements. De même, nous contribuons de façon originale à l'avancement de la problématique du Web sémantique en proposant un ensemble de stratégies de modification du référencement sémantique affecté par l'évolution des ontologies. Ces stratégies sont fondées sur l'analyse des types de changement et de leur impact sur l'accès aux ressources référencées, mais aussi sur l'interprétation de celles-ci au moyen de la nouvelle version de l'ontologie. Nous regroupons toutes ces solutions dans un cadre, intégrateur et modulaire, composé du système CHB (ChangeHistoryBuilder), pour la gestion de l'historique des changements, mais aussi du système SAM (SemanticAnnotationModifier), pour la gestion du référencement sémantique des ressources. L'originalité de ce cadre s'impose par le fait que, loin d'être dépourvu de toute intervention humaine, il s'incarne dans une société distribuée d'agents humains et logiciels qui s'échangent des informations et des services pendant, mais surtout après l'évolution des versions d'ontologie. Soulignons aussi qu'il s'est précisé pendant notre avancement dans la conception d'une méthodologie d'évolution des ontologies, Ceci fait de notre cadre une réponse pertinente aux besoins technologiques de notre méthodologie, également proposée dans cette thèse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Web sémantique, Évolution des ontologies, Méthodologie, Journalisation des changements, Référencement sémantique évolutif.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De nombreuses opinions convergent vers l'idée que la construction d'une " Société de la Connaissance " doit s'appuyer sur un perfectionnement des standards du Web. La recherche en Ingénierie des Connaissances vise un " Web sémantique " appelé à fournir de meilleurs services grâce à une nouvelle vague de standards. Cette thèse s'appuie sur l'hypothèse que la sémantique du Web qui sera la plus utile et efficace, sera celle qui sera créée au sein de communautés. Le " Web sémantique " signifie alors inventer de nouvelles formes pour que les acteurs participent à leur univers informationnel foisonnant et en construisent eux-mêmes les cartes pour s'y repérer mieux et consciemment. Quels sont les modèles de coopération nécessaires pour élaborer ainsi cette conscience collective, créer ensemble du sens et partager les sémantiques complexes qu'exige le monde actuel ? La solution présentée pour cela est basée sur la co-construction des " Ontologies Sémiotiques ". Elle s'appuie sur l'approche de " Place de marché à base de connaissances " et sur le modèle Hypertopic. Nous montrons ce que pourrait être un " Web socio sémantique ", visant à la fois la représentation des objets métiers, des acteurs sociaux et de leur activité, et offrant un soutien à la manipulation de la sémantique des notions relevant de ces différentes familles d'objets.

Les techniques actuelles d'indexation sur le Web ne sont pas satisfaisantes pour les ressources pédagogiques. En effet, l'indexation automatique, e.g. Google, peut difficilement dépasser le niveau syntaxique des contenus tandis que l'indexation par des documentalistes est coûteuse en main d'oeuvre. Or de récentes approches telles que les techniques du Web Sémantique ou la tendance du Web Participatif (Web 2.0) offrent des solutions prometteuses. Une première partie de nos travaux porte ainsi sur l'étude du Web Sémantique appliqué aux ressources pédagogiques. Nous y explorons les possibilités de raisonnements automatisés appliqués à des ontologies pédagogiques. Une seconde partie porte sur l'étude des fonctionnalités des sites participatifs, facilitant l'ajout de contenus et de métadonnées par les visiteurs. Nous proposons alors un modèle de site participatif adapté aux communautés d'enseignants. Néanmoins, Web Sémantique et Web Participatif sont souvent opposés. Aux ontologies formelles généralement réalisées par quelques experts s'opposent les tags hétérogènes ajoutés par de nombreux utilisateurs aux profils variés. Dans une troisième partie, nous proposons donc un modèle fusionnant Sémantique et Participatif. Ce modèle vise à développer des applications de partage de ressources, principalement pour des communautés de pratique. Il se fonde sur une Indexation Progressive et Multi-points de vue (modèle IPM) consistant à : - permettre aux utilisateurs de structurer progressivement les métadonnées, pour finalement favoriser des raisonnements sémantiques par les machines ; - permettre aux utilisateurs de collaborer progressivement, pour finalement favoriser une vision partagée du domaine par les humains. Ce modèle est implémenté dans un outil de partage de signets, nommé SemanticScuttle, proposant des fonctionnalités originales comme des tags structurés par des relations d'inclusion et de synonymie, ou des espaces wiki pour décrire des tags. L'outil a été développé et expérimenté avec des documentalistes en sociologie sur plusieurs mois. Diffusé, l'outil est employé par des utilisateurs dans plusieurs pays. Finalement, nos travaux nous permettent de formuler des hypothèses sur un modèle socio-technique soutenant le partage entre enseignants. Ils sont aussi une contribution à des modèles intégrant différentes formes d'indexation : automatique et par des humains, faisant intervenir des experts et les utilisateurs, fondée sur des modèles structurés (e.g. ontologies) et sur des métadonnées flexibles (e.g. tags). Mot-clefs : Indexation (documentation), Pédagogie – Ressources internet, Web 2.0, Communautés virtuelles, Web sémantique, Ontologies (informatique). / Current ways for Web indexing are not sufficient for learning resources. Indeed, automatic indexing, e.g. Google, can hardly raise above the syntaxical level of contents while indexing by human experts implies high costs. But, recent approaches like Semantic Web and Participative Web (Web 2.0) offer promising solutions. A first part of our works concerns the study of Semantic Web applied to learning resources. We explore possibilities of reasonings applied to educational ontologies. A second part is about the study of functionalities on participative websites making easier the adding of content and metadata by visitors. Then we propose a model of participative website adapted to communities of teachers. Nevertheless, Semantic Web and Participative Web are often opposed. Formal ontologies generally produced by experts are opposed to heterogeneous tags added by numerous users with various profiles. In a third part, we propose a model melting Semantic and Participative. The goal of this model is to help developping applications for sharing resources into communities of practice. It is based on a Progressive and Multi-points of view Indexing in which: - users progressively structure metadata, to finally allow semantic reasonings by computers; - users progressively collaborate, to finally allow a shared vision of the domain by humans. This model is implemented into a social bookmarking tool, called SemanticScuttle, offering original features like tags structured by relations of inclusion and synonymy, or wiki spaces to describe tags. The tool was developped and tested with librarians in sociology during several months. Finally, our works allow us to formulate hypotheses about a social and technical model supporting sharing between teachers. They also contribute to models melting different indexing solutions: automatic or by humans, including experts or simple users, based on structured models (e.g. ontologies) or on flexible metadata (e.g. tags).

Le Web 2.0 a montré l'importance des systèmes collaboratifs. Il a permis de transformer des internautes en écrivains du Web. De nombreux outils sociaux tels que les wikis et les blogs sont utilisés par des larges communautés produisant une grande quantité d'informations. Afin d'améliorer la recherche, la navigation et l'interopérabilité, les outils sociaux évoluent en intégrant les technologies du Web sémantique. Les wikis suivent cette tendance et évoluent vers des wikis sémantiques. L'introduction des technologies du Web sémantique dans les outils sociaux pose un certain nombre de problèmes tels que le passage à l'échelle et le support des procédés d'édition collaborative pour garantir la qualité des contenus. Dans ce manuscrit, nous adressons ces problèmes par une instanciation du modèle de réplication optimiste. Dans le cadre des wikis sémantiques, nous répliquons un nouveau type de données composé de pages wikis et d'annotations sémantiques. Nous nous plaçons dans un contexte où le nombre de répliques n'est pas connu et varie à l'exécution à l'instar des réseaux P2P. En tant que système collaboratif, un système de réplication optimiste est correct s'il respecte le modèle de cohérence CCI. Nous proposons Swooki et DSMW, deux instanciations du modèle de réplication optimiste pour les wikis sémantiques assurant la cohérence CCI sur le nouveau type de données répliqué. Swooki est le premier wiki sémantique P2P, il adresse particulièrement les problèmes de passage à l'échelle et de tolérance aux pannes. Tandis que DSMW permet de construire un réseau ami-à-ami sémantique et s'intéresse plus aux problèmes de représentation des procédés / The Web 2.0 has shown the importance of collaborative systems. It has allowed to transform a community of strangers into a community of collaborators. Nowadays, many social tools such as wikis and blogs are used by large communities; they produce a large amount of information. The Semantic Web aims structuring this information in order to make it processable by machines. Many social tools evolve by integrating the Semantic Web technologies. Wikis as social tools follow this trend and evolve towards semantic wikis. The introduction of Semantic Web technologies in social tools raises a number of problems such as scalability and support for collaborative editing processes which is necessary to maintain the quality of the content. In this thesis, we address these problems through an instantiation of the optimistic replication model in the context of semantic wikis, an instantiation replicating a new data type composed of wiki pages and semantic annotations. Indeed, the optimistic replication model is based on the replication of shared objects on multiple sites and ensures their consistency. In our context, the number of sites is unknown and varies like in P2P networks. A collaborative editing system using the optimistic replication is correct if it ensures the consistency model CCI. We propose Swooki and DSMW, two instantiations of the optimistic replication model for semantic wikis that ensure the CCI consistency of the new replicated data type. Swooki is the first P2P semantic wiki. It addresses specifically the problems of scalability and fault tolerance. While DSMW allows to build a semantic friend-to-friend network and to support collaborative editing processes

Cette thèse s'insère dans le programme du Centre F. Viète "Histoire comparée des paysages culturels portuaires" et porte sur la compréhension de l’évolution scientifique et technologique des ports de Brest (France), Mar del Plata et Rosario en Argentine à l’époque contemporaine. L’hypothèse de recherche est de considérer un port comme un macro-système technologique complexe dont l’évolution spatiotemporelle en tant qu'artefact s’inscrit dans une histoire des sciences et des techniques. Ces artefacts sont considérés comme indicateurs signifiants de cette évolution. L'objectif de cette thèse est de bâtir une histoire comparée des ports, de proposer et de valider de nouvelles méthodes de travail en humanités numériques. Pour satisfaire à ces objectifs, nous avons produit une histoire comparée des ports considérés. Puis, nous avons développé un modèle d'évolution de ces ports, appelé HST-PORT, à partir du métamodèle SHS, ANY-ARTEFACT. A partir du modèle HST-PORT, nous avons conçu une ontologie de référence, appelée PHO (Port History Ontology). Cette dernière est fondée sur l’ontologie CIDOC-CRM et en reprend donc le modèle évènementiel. Cette ontologie a été évaluée avec succès en reproduisant l’histoire comparée des ports considérés faites par des historiens. A terme, il s'agit de concevoir de nouveaux systèmes d'information fondés sur ces ontologies et le web sémantique pour indexer, publier et d'interroger des sources historiques afin de produire une histoire comparée. / This thesis is part of the F. Viète Centre's "Comparative History of Port Cultural Landscapes" programme and focuses on understanding the scientific and technological evolution of the ports of Brest (France), Mar del Plata and Rosario in Argentina in contemporary times. The research hypothesis is to consider a port as a complex technological macro-system whose spatial and temporal evolution as an artifact is part of the history of science and technology. These artifacts are considered as significant indicators of this evolution.The objective of this thesis is to build a comparative history of ports, to propose and validate new research methods in digital humanities. To meet these objectives, we have produced a comparative history of the considered ports.Then, we have developed a model for the evolution of these ports, called HST-PORT, based on the SHS meta-model ANY-ARTEFACT. Based on the HSTPORT model, we have developed a reference ontology, called PHO (Port History Ontology). The latter is based on the CIDOC-CRM ontology and therefore uses the corresponding event model. This ontology has been successfully evaluated by reproducing the comparative history of the considered ports made by historians. In the long term, it will be necessary to design new information systems based on these ontologies and the semantic web to index, publish and query historical sources to produce a comparative history.

Avec l'avancée du Web Sémantique et des initiatives Open Linked Data, une grande quantité de documents RDF sont disponibles sur Internet. L'objectif est de rendre ces données lisibles pour les humains et les machines, en adoptant des formats spéciaux et en les connectant à l'aide des IRIs (International Resource Identifier), qui sont des abstractions de ressources réelles du monde. L’augmentation du nombre de données publiées et partagées augmente également le nombre d’informations sensibles diffusées. En conséquence, la confidentialité des entités d'intérêts (personnes, entreprises, etc.) est un véritable défi, nécessitant des techniques spéciales pour assurer la confidentialité et la sécurité adéquate des données disponibles dans un environnement où chaque utilisateur a accès à l'information sans aucune restriction (Web).Ensuite, trois aspects principaux sont considérés pour assurer la protection de l'entité: (i) Préserver la confidentialité, en identifiant les données qui peuvent compromettre la confidentialité des entités (par exemple, les identifiants, les quasi-identifiants); (ii) Identifier l'utilité des données publiques pour diverses applications (par exemple, statistiques, tests, recherche); et (iii) Les connaissances antérieures du modèle qui peuvent être utilisées par les pirates informatiques (par exemple, le nombre de relations, une relation spécifique, l'information d'un nœud).L'anonymisation est une technique de protection de la confidentialité qui a été appliquée avec succès dans les bases de données et les graphes. Cependant, les études sur l'anonymisation dans le contexte des documents RDF sont très limitées. Ces études sont les travaux initiaux de protection des individus sur des documents RDF, puisqu'ils montrent les approches pratiques d'anonymisation pour des scénarios simples comme l'utilisation d'opérations de généralisation et d'opérations de suppression basées sur des hiérarchies. Cependant, pour des scénarios complexes, où une diversité de données est présentée, les approches d'anonymisations existantes n'assurent pas une confidentialité suffisante.Ainsi, dans ce contexte, nous proposons une approche d'anonymisation, qui analyse les voisins en fonction des connaissances antérieures, centrée sur la confidentialité des entités représentées comme des nœuds dans les documents RDF. Notre approche de l'anonymisation est capable de fournir une meilleure confidentialité, car elle prend en compte la condition de la diversité de l'environnement ainsi que les voisins (nœuds et arêtes) des entités d'intérêts. En outre, un processus d'anonymisation automatique est assuré par l'utilisation d'opérations d'anonymisations associées aux types de données. / With the advance of the Semantic Web and the Open Linked Data initiatives, a huge quantity of RDF data is available on Internet. The goal is to make this data readable for humans and machines, adopting special formats and connecting them by using International Resource Identifiers (IRIs), which are abstractions of real resources of the world. As more data is published and shared, sensitive information is also provided. In consequence, the privacy of entities of interest (e.g., people, companies) is a real challenge, requiring special techniques to ensure privacy and adequate security over data available in an environment in which every user has access to the information without any restriction (Web). Then, three main aspects are considered to ensure entity protection: (i) Preserve privacy, by identifying and treating the data that can compromise the privacy of the entities (e.g., identifiers, quasi-identifiers); (ii) Identify utility of the public data for diverse applications (e.g., statistics, testing, research); and (iii) Model background knowledge that can be used for adversaries (e.g., number of relationships, a specific relationship, information of a node). Anonymization is one technique for privacy protection that has been successfully applied in practice for databases and graph structures. However, studies about anonymization in the context of RDF data, are really limited. These studies are initial works for protecting individuals on RDF data, since they show a practical anonymization approach for simple scenarios as the use of generalization and suppression operations based on hierarchies. However, for complex scenarios, where a diversity of data is presented, the existing anonymization approaches does not ensure an enough privacy. Thus, in this context, we propose an anonymization framework, which analyzes the neighbors according to the background knowledge, focused on the privacy of entities represented as nodes in the RDF data. Our anonymization approach is able to provide better privacy, since it takes into account the l-diversity condition as well as the neighbors (nodes and edges) of entities of interest. Also, an automatic anonymization process is provided by the use of anonymization operations associated to the datatypes.

Dans des réseaux opportunistes --- dont la topologie est dynamique --- de dispositifs intelligents, nous traitons le problème de la recherche et de la composition dynamique de fonctionnalités à l'aide d'une description logique des dispositifs. Nous définissons un langage logique du premier ordre dans lequel les dispositifs, leurs fonctionnalités et leur propriétés sont exprimés, en utilisant une taxonomie de classes pour contraindre le type des ressources. Nous définissons conjointement un langage de requêtes basé sur celui de la description nous permettant d'utiliser des raisonneurs du type Prolog pour répondre aux requêtes. Ces réponses sont des instanciations des variables d'intérêt présentes dans la requête et représentent des constructions de fonctionnalités composées. Dans un second temps, pour faire face aux spécificités d'un réseau dynamique, nous utilisons la plateforme SomeWhere --- qui permet de faire du raisonnement en logique propositionnel lorsque la base de connaissances est totalement distribuée --- comme un service de lookup récupérant un sous-ensembles des ressources dont les descriptions sont nécessaires à l'obtention de toutes les réponses à la requête donnée via le raisonneur. Dans cette optique, nous utilisons un encodage des descriptions et de la requête écrites en logique du premier ordre vers la logique propositionnelle qui conserve les bonnes propriétés de la description.

Les réseaux à base de politiques (PBN) définissent un paradigme des plus prometteurs pour la gestion et le contrôle des ressources réseaux. COPS tend à être le protocole de facto pour l'utilisation de ce type d'applications. La question se pose de savoir comment déployer ce type de services pour permettre les échanges entre les différentes entités protocolaires du réseau (PEP et PDP). C'est à ce niveau que nous proposons de faire intervenir la notion de réseaux actifs, vu que ce paradigme permet d'intégrer du code exécutable aux paquets transférés et/ou nœuds en vue de distribuer et de configurer dynamiquement les services du réseau. D'autre part, une grande effervescence existe actuellement autour du déploiement des Web services sur Internet à l'aide du protocole SOAP. Toujours dans le cadre de l'Internet mais selon une perspective différente, la représentation sémantique des données, et grâce à la définition d'ontologies, permet aux logiciels d'interpréter intelligemment les données qu'elles gèrent et de ne plus jouer le rôle de simple équipement de stockage passif. La synergie entre les 4 paradigmes: PBN, Réseaux actifs, Web services, et représentation sémantique des données, présente une solution intégrée et portable des plus intéressantes pour la représentation des nœuds de l'architecture active, la conception, l'implémentation et le déploiement de services, et plus spécifiquement un service de gestion dynamique contrôlable et intelligent, dont les données (politiques et règles) sont représentés par une même ontologie.