Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation des aspectssocioculturels et temporels pour permettre aux communautés sénégalaises departager et de co-construire leur connaissances socioculturelles. En effet, avecla mondialisation la nouvelle génération sénégalaise a de moins en moins deconnaissances sur son environnement socioculturel. Ainsi, nous avons initié lamise en place d'une application en ligne pour permettre à nos concitoyens departager et de co-construire leur patrimoine socioculturel.Nos propositions s'appuient sur les technologies du Web social et du Websémantique. En effet, le Web social propose un cadre à tout utilisateur pourparticiper à la création de contenu. Le Web sémantique rend accessible lesressources aux agents logiciels pour une meilleure recherche et partaged'informations. La combinaison de ces deux technologies permet auxcommunautés sénégalaises de partager et de co-construire leur patrimoineculturel dans un cadre collaboratif et sémantique.Nos contributions consistent à (i) proposer des ontologies pour annoter desressources socioculturelles et (ii) proposer un cadre collaboratif auxcommunautés sénégalaises. Les ontologies représentent le socle du Websémantique et permettent de caractériser un domaine. Ainsi, nous avonsdéfini : 1) une ontologie socioculturelle reposant sur la théorie historicoculturellede l'activité et 2) une ontologie temporelle. Nous avons égalementdéfini les communautés de co-élaboration de connaissances culturelles etproposé un prototype qui intègre les différentes contributions / Temporal aspects to allow Senegalese communities to share and to co-constructtheir sociocultural knowledge. Indeed, with the globalization it is very commonto meet Senegalese youth knowing more about the geography of the West thanits own country. Thus, to refresh the memory of our fellow citizens, we initiatedthe establishment of an online application that allows them to share and coconstructtheir cultural heritage.Our proposals are based on social and semantic web technologies. indeed,social web proposes a framework where value is created by the aggregation ofmany individual user contributions. The semantic web enables to find, tocombine and to share resources, not only between humans but also betweenmachines. The combination of these two technologies enables Senegalesecommunities to share and co-construct their cultural heritage in a collaborativeand semantic framework.Our contributions include to (i) propose ontologies to annotate socioculturalresources and (ii) provide a collaborative framework to Senegalesecommunities. Ontologies are backbone of the semantic web and allow tocharacterize a domain. Thus, we defined two ontologies : 1) a socioculturalontology based on cultural-historical activity theory and 2) a temporal ontologyto annotate temporally sociocultural resources. We also defined a virtualcommunity called cultural knowledge-building community and proposed aprototype that integrates our contributions

Avec la montée en charge de l’informatisation des systèmes d’information hospitaliers, une quantité croissante de données est produite tout au long de la prise en charge des patients. L’utilisation secondaire de ces données constitue un enjeu essentiel pour la recherche ou l’évaluation en santé. Dans le cadre de cette thèse, nous discutons les verrous liés à la représentation et à la sémantique des données, qui limitent leur utilisation secondaire en cancérologie. Nous proposons des méthodes basées sur des ontologies pour l’intégration sémantique des données de diagnostics. En effet, ces données sont représentées par des terminologies hétérogènes. Nous étendons les modèles obtenus pour la représentation de la maladie tumorale, et les liens qui existent avec les diagnostics. Enfin, nous proposons une architecture combinant entrepôts de données, registres de métadonnées et web sémantique. L’architecture proposée permet l’intégration syntaxique et sémantique d’un grand nombre d’observations. Par ailleurs, l’intégration de données et de connaissances (sous la forme d’ontologies) a été utilisée pour construire un algorithme d’identification de la maladie tumorale en fonction des diagnostics présents dans les données de prise en charge. Cet algorithme basé sur les classes de l’ontologie est indépendant des données effectivement enregistrées. Ainsi, il fait abstraction du caractère hétérogène des données diagnostiques initialement disponibles. L’approche basée sur une ontologie pour l’identification de la maladie tumorale, permet une adaptation rapide des règles d’agrégation en fonction des besoins spécifiques d’identification. Ainsi, plusieurs versions du modèle d’identification peuvent être utilisées avec des granularités différentes. / With the increasing adoption of Electronic Health Records (EHR), the amount of data produced at the patient bedside is rapidly increasing. Secondary use is there by an important field to investigate in order facilitate research and evaluation. In these work we discussed issues related to data representation and semantics within EHR that need to be address in order to facilitate secondary of structured data in oncology. We propose and evaluate ontology based methods for heterogeneous diagnosis terminologies integration in oncology. We then extend obtained model to enable tumoral disease representation and links with diagnosis as recorded in EHR. We then propose and implement a complete architecture combining a clinical data warehouse, a metadata registry and web semantic technologies and standards. This architecture enables syntactic and semantic integration of a broad range of hospital information System observation. Our approach links data with external knowledge (ontology), in order to provide a knowledge resource for an algorithm for tumoral disease identification based on diagnosis recorded within EHRs. As it based on the ontology classes, the identification algorithm is uses an integrated view of diagnosis (avoiding semantic heterogeneity). The proposed architecture leading to algorithm on the top of an ontology offers a flexible solution. Adapting the ontology, modifying for instance the granularity provide a way for adapting aggregation depending on specific needs

Dans le but d’exploiter au mieux les grandes masses de données hétérogènes produites par les instruments scientifiques modernes de l’astrophysique, les scientifiques ont développé le concept d’Observatoire Virtuel (OV). Il s’agit d’une architecture orientée services, qui a pour objectif de faciliter l’identification et l’interopérabilité des données astrophysiques. Malgré le développement et les avancées permises par l’OV dans l’exploitation de ces données, certains objectifs sont partiellement atteints notamment l’interopérabilité, la sélection de services et l’identification de services connexes, etc. Par ailleurs, l’ergonomie des outils à la disposition de l’utilisateur final reste perfectible. De même l’utilisation actuelle des ressources de l’OV, s’appuyant sur des compétences humaines, gagnerait à être automatisée. Les services de données astrophysiques n’étant pas tous inscrits dans l’OV, il serait aussi souhaitable pour permettre une utilisation plus large de ces outils, qu’ils s’appuient également sur des services disponibles en-dehors de l’OV. En vue d’automatiser l’utilisation des ressources en ligne, les sciences de l’information travaillent depuis 2001 à l’élaboration du Web sémantique. Cette évolution apporte au Web des capacités de raisonnement automatiques, basées sur des algorithmes utilisant une nouvelle forme de description des contenus. Cette nouvelle forme de description sémantique se trouve exprimée dans des représentations informatiques appelées ontologies. Malheureusement, les méthodes actuelles d’élaboration du Web sémantique ne sont pas complètement compatibles avec les services OV qui utilisent des modèles de données, des formats et des protocoles d’accès aux services qui s’éloignent de ceux rencontrés habituellement dans les sciences de l’information. Dans ce contexte, cette thèse décrit une méthodologie générique de composition de services sans état, basée sur la description des services par une ontologie dont la définition est proposée dans ce document. Cette ontologie représente aussi bien des services Web que des services non accessibles par le Web. Elle prend en compte certaines spécificités qui peuvent être rencontrées dans les infrastructures de services préexistantes. L’enrichissement de l’ontologie par des concepts issus de domaines d’application spécifiques pour lesquels il n’existe que peu de représentations ontologiques est également pris en compte. La population de cette ontologie, par des services éventuellement éloignés des standards utilisés habituellement dans les sciences de l’information, est aussi traitée. La méthodologie a été appliquée avec succès dans le cadre de l’astrophysique, et a permis de développer une application Web permettant la composition automatique de services utilisable par un public non averti. / Scientists have developed the Virtual Observatory (VO) concept in order to make the most of the large masses of heterogeneous data produced by the modern scientific instruments of astrophysics. It is a service-oriented architecture, aiming to facilitate the identification and interoperability of astrophysical data. Despite the development and advances made by VO in the exploitation of these data, some objectives are partially such as interoperability, service selection and identification of related services, etc. In addition, the ergonomics of the tools available to the end user can be improved. Similarly, the current use of VO resources, based on human skills, would benefit from being automated. As not all the astrophysical data services are included in the VO, it would also be desirable to allow a wider use of these tools, as they also rely on services available outside the VO. In order to automate the use of online resources, information sciences have been working since 2001 on the development of the Semantic Web. This evolution provides the Web with automatic reasoning abilities, based on algorithms using a new form of content description. This new form of semantic description is expressed in computer representations called ontologies. Unfortunately, the current semantic Web development methods are not fully compatible with VO services that use data models, formats and protocols for accessing services that differ from those typically encountered in information sciences. In this context, this thesis describes a generic methodology for the composition of stateless services, based on the description of services by a global ontology, the definition of which is proposed in this document. This ontology represents both Web services and services that are not accessible via the Web. It takes into account certain specificities that may be encountered in preexisting service infrastructures. The enrichment of the ontology by concepts derived from specific fields of application for which there are only a few ontological representations is also taken into account. The population of this ontology, by services possibly distant from the standards usually used in the information sciences, is also treated. The methodology was applied successfully in the framework of astrophysics, and allowed to develop a Web application allowing the automatic composition of services usable by an uninformed public.

Le domaine de la recherche en neuroimagerie nécessite de pouvoir partager, réutiliser et comparer les outils de traitement d'images des différents laboratoires. Cependant la tâche de partage de traitement sous forme de services et leur composition sous forme de workflow reste une tâche difficile et trop souvent complexe. Ceci est dû dans la plupart des cas à l'hétérogénéité des services et des plateformes qui diffèrent au niveau de leurs conceptions et de leurs implémentations. Nous travaillons dans le cadre du projet NeuroLOG, une initiative cherchant à construire un système fédéré pour le partage de données et d'outils de traitement dans le domaine de la neuroimagerie. Il adopte une approche ontologique pour assurer la médiation et le partage de ressources entre les différents collaborateurs. Notre travail de thèse vise à compléter la médiation pour assurer le partage et la composition des outils de traitement d'images et à fournir aux utilisateurs spécialistes et non-spécialistes du domaine de la neuroimagerie une plateforme de composition de service ergonomique et facile à utiliser. Nous utilisons pour cela les techniques du web sémantique afin de remédier aux différents problèmes d'interopérabilité et de cohérence de ressources utilisées et produites. La première solution proposée se fonde sur une extension de la plateforme OWL-S. Elle a été adaptée aux différents services web de la plateforme de neuroimagerie. On a déduit que finalement les outils qui ne possèdent pas le format de services web et une description conforme au standard WSDL ne peuvent pas être enchaînés sous forme de workflow. A partir de là, nous avons proposé une autre approche pour effectuer la composition de services de traitement d'images. Elle se se fonde sur un nouveau modèle ontologique de composition de services qui répond aux exigences de la neuroimagerie, qui s'articule bien avec l'ontologie de domaine OntoNeuroLOG et qui pourra remédier aux différents problèmes rencontrés lors de l'élaboration de la première approche. Ce travail a permit de remédier à la fois aux problèmes d'hétérogénéité des descripteurs des services et à l'interopérabilité des services selon les contraintes de la neuroimagerie au sein de la plateforme NeuroLOG. / The field of neuroimaging research requires the ability to share, reuse and compare image processing tools coming from different laboratories. However, sharing treatment as services and composing them as workflows, is usually difficult and a complex task. This is due in most cases to the heterogeneity of services and platforms with regards to their conception and their implementation. We work within the NeuroLOG project, which aims at developing a middleware to federate data repositories and to facilitate the sharing and reuse of processing tools to analyze the shared images. It adopts an ontological approach for data and tools mediation and for sharing resources. This work aims to provide tools mediation to enhance the sharing and composition of image processing tools and provide non-specialist and expert users of neuroimaging field with an ergonomic and easy to use composition platform. We have chosen to use the Semantic Web techniques to address the various problems of resource interoperability and consistency. The first proposed solution is based on an extension of the OWL-S framework. It has been adapted to the various web services of our neuroimaging platform. We finally concluded that services that haven't the WSDL standard as descriptor could not be chained as workflow. So, we have proposed a new approach to compose image processing tools. It is based on a new ontological model for service composition that meets the requirements of the neuroimaging domain and the constraints of our domain ontology OntoNeuroLOG and addresses the various problems encountered in the development of the first approach. This work led to solve the two major problems in the composition of services; the heterogeneity of services descriptors and the interoperability of services according to the constraints within the NeuroLOG platform.

Cette thèse s’intéresse à l’exploitation de la sémantique de données pour la recherche exploratoire. La recherche exploratoire se réfère à des tâches de recherche qui sont très ouvertes, avec de multiples facettes, et itératives. Les données sémantiques et les données liées en particulier, offrent de nouvelles possibilités pour répondre à des requêtes de recherche et des besoins d’information complexes. Dans ce contexte, le nuage de données ouvertes liées (LOD) joue un rôle important en permettant des traitements de données avancés et des interactions innovantes. Nous détaillons un état de l’art de la recherche exploratoire sur les données liées. Puis nous proposons un algorithme de recherche exploratoire à base de données liées basé sur une recherche associative. A partir d’un algorithme de propagation d’activation nous proposons une nouvelle formule de diffusion optimisée pour les graphes typés. Nous proposons ensuite des formalisations supplémentaires de plusieurs modes d’interrogation avancée. Nous présentons également une architecture logicielle innovante basée sur deux choix de conception paradigmatiques. D’abord, les résultats doivent être calculés à la demande. Deuxièmement, les données sont consommées à distance à partir de services SPARQL distribués. Cela nous permet d’atteindre un niveau élevé de flexibilité en termes d’interrogation et de sélection des données. L’application Discovery Hub implémente ces résultats et les présente dans une interface optimisée pour l’exploration. Nous évaluons notre approche grâce à plusieurs campagnes avec des utilisateurs et nous ouvrons le débat sur de nouvelles façons d’évaluer les moteurs de recherche exploratoires. / The general topic of the thesis is web search. It focused on how to leverage the data semantics for exploratory search. Exploratory search refers to cognitive consuming search tasks that are open-ended, multi-faceted, and iterative like learning or topic investigation. Semantic data and linked data in particular offer new possibilities to solve complex search queries and information needs including exploratory search ones. In this context the linked open data cloud plays an important role by allowing advanced data processing and innovative interactions model elaboration. First, we detail a state-of-the-art review of linked data based exploratory search approaches and systems. Then we propose a linked data based exploratory search solution which is mainly based on an associative retrieval algorithm. We started from a spreading activation algorithm and proposed new diffusion formula optimized for typed graph. Starting from this formalization we proposed additional formalizations of several advanced querying modes in order to solve complex exploratory search needs. We also propose an innovative software architecture based on two paradigmatic design choices. First the results have to be computed at query-time. Second the data are consumed remotely from distant SPARQL endpoints. This allows us to reach a high level of flexibility in terms of querying and data selection. We specified, designed and evaluated the Discovery Hub web application that retrieves the results and present them in an interface optimized for exploration. We evaluate our approach thanks to several human evaluations and we open the discussion about new ways to evaluate exploratory search engines.

La sécurité est une première étape essentielle dans l'amélioration de la qualité des soins. Devant l’importance de ces erreurs qui menacent 12 millions de patients aux USA chaque année ; plusieurs travaux ont essayé de trouver des solutions pour réduire les erreurs médicales et les effets indésirables des médicaments : La médecine basée sur la preuve, la médecine personnalisée et les systèmes d’aide à la décision médicale. Les sociétés savantes élaborent de façon périodique des recommandations de bonnes pratiques pour aboutir à instaurer une médecine basée sur la preuve. Ces recommandations sont considérées comme des outils efficaces pour faire pont entre la pratique médicale des praticiens et les preuves scientifiques.La simple diffusion de GBPC n’a qu’un impact limité sur les pratiques cliniques.Plusieurs études ont montré que l’informatisation de ces guides en les intégrant dans le Workflow clinique permet d’améliorer l’adhérence des médecins à ces recommandations. Les guides de bonnes pratiques cliniques ne couvrent pas les caractéristiques individuelles des patients. Un des objectifs d’amélioration des soins et de la réduction des effets indésirables des patients est la personnalisation de la prise en charge. Cette personnalisation nécessite l’utilisation de toutes les informations (cliniques, biologiques, génétiques, radiologiques, sociales..) pour caractériser le profil du patient. Nous avons développé une méthode de raisonnement hybride, CBFCM, capable d’utiliser des connaissances et des données hétérogènes. L’implémentation de la méthode a été faite avec des outils du web sémantique. Nous avons développé un environnement Open Source pour la modélisation et la formalisation des connaissances médicales (recommandations..). Nous avons validé la méthode avec plusieurs études dans le domaine des infections urinaires mais aussi dans d’autres domaines (pneumologie, stéatose hépatique non alcoolique, diabète gestationnel..). L’intégration des données génétiques, cliniques et biologiques nous a permis d’améliorer la prédiction de certaines maladies (NASH). / Several studies have tried to find ways to reduce medical and adverse drug errors:The evidence-based medicine, personalized medicine and clinical decision support systems. Many recommandations are developped periodically to improve a best practices. These recommendations are considered effective tools to bridge between medical practitioners and practice of scientific evidence. The use of the Clinical Practice Guidelines has a limited impact on clinical practice. Several studies showed that the computerization of these guides by integrating them into the clinical workflow improves adherence of physicians to these recommendations.One of the aims of improving care and reducing adverse effects of patients is personalizing care. This customization requires the use of all the information (clinical, biological, genetic, radiological, social..) to characterize the profile of the patient.We have developed a method of hybrid reasoning "Case Based Fuzzy CognitiveMaps" able to use knowledge and heterogeneous data. The implementation of themethod was made with semantic web technologies. We have developed an open source environment for modeling and formalization of medical knowledge.We validated the method with several studies in the field of urinary tract infections,but also in other areas (respiratory, nonalcoholic fatty liver disease, gestational diabetes..). The integration of genetic, clinical and laboratory data have allowed us to improve the prediction of certain diseases (NASH).

Les contraintes sont les artéfacts fondamentaux permettant de donner un sens aux données. Elles garantissent que les données sont conformes aux besoins des applications. L'objet de cette thèse est d'étudier deux problématiques liées à la gestion efficace des données en présence de contraintes. Nous abordons le problème de répondre efficacement à des requêtes portant sur des données, en présence de contraintes déductives. Cela mène à des données implicites dérivant de données explicites et de contraintes. Les données implicites requièrent une étape de raisonnement afin de calculer les réponses aux requêtes. Le raisonnement par reformulation des requêtes compile les contraintes dans une requête modifiée qui, évaluée à partir des données explicites uniquement, génère toutes les réponses fondées sur les données explicites et implicites. Comme les requêtes reformulées peuvent être complexes, leur évaluation est souvent difficile et coûteuse. Nous étudions l'optimisation de la technique de réponse aux requêtes par reformulation dans le cadre de l'accès aux données à travers une ontologie, où des requêtes conjonctives SPARQL sont posées sur un ensemble de faits RDF sur lesquels des contraintes RDF Schema (RDFS) sont exprimées. La thèse apporte les contributions suivantes. (i) Nous généralisons les langages de reformulation de requêtes précédemment étudiées, afin d'obtenir un espace de reformulations d'une requête posée plutôt qu'une unique reformulation. (ii) Nous présentons des algorithmes effectifs et efficaces, fondés sur un modèle de coût, permettant de sélectionner une requête reformulée ayant le plus faible coût d'évaluation. (iii) Nous montrons expérimentalement que notre technique améliore significativement la performance de la technique de réponse aux requêtes par reformulation. Au-delà de RDFS, nous nous intéressons aux langages d'ontologie pour lesquels répondre à une requête peut se réduire à l'évaluation d'une certaine formule de la Logique du Premier Ordre (obtenue à partir de la requête et de l'ontologie), sur les faits explicites uniquement. (iv) Nous généralisons la technique de reformulation optimisée pour RDF, mentionnée ci-dessus, aux formalismes pour répondre à une requête LPO-réductible. (v) Nous appliquons cette technique à la Logique de Description DL-LiteR sous-jacente au langage OWL2 QL du W3C, et montrons expérimentalement ses avantages dans ce contexte. Nous présentons également, brièvement, un travail en cours sur le problème consistant à fournir des chemins d'accès efficaces aux données dans les systèmes Big Data. Nous proposons d'utiliser un ensemble de systèmes de stockages hétérogènes afin de fournir une meilleure performance que n'importe lequel d'entre eux, utilisé individuellement. Les données stockées dans chaque système peuvent être décrites comme des vues matérialisées sur les données applicatives. Répondre à une requête revient alors à réécrire la requête à l'aide des vues disponibles, puis à décoder la réécriture produite comme un ensemble de requêtes à exécuter sur les systèmes stockant les vues, ainsi qu'une requête les combinant de façon appropriée. / Constraints are the essential artefact for giving meaning to data, ensuring that it fits real-life application needs, and that its meaning is correctly conveyed to the users. This thesis investigates two fundamental problems related to the efficient management of data in the presence of constraints. We address the problem of efficiently answering queries over data in the presence of deductive constraints, which lead to implicit data that is entailed (derived) from the explicit data and the constraints. Implicit data requires a reasoning step in order to compute complete query answers, and two main query answering techniques exist. Data saturation compiles the constraints into the database by making all implicit data explicit, while query reformulation compiles the constraints into a modified query, which, evaluated over the explicit data only, computes all the answer due to explicit and/or implicit data. So far, reformulation-based query answering has received significantly less attention than saturation. In particular, reformulated queries may be complex, thus their evaluation may be very challenging. We study optimizing reformulation-based query answering in the setting of ontology-based data access, where SPARQL conjunctive queries are answered against a set of RDF facts on which constraints hold. When RDF Schema is used to express the constraints, the thesis makes the following contributions. (i) We generalize prior query reformulation languages, leading to a space of reformulated queries we call JUCQs (joins of unions of conjunctive queries), instead of a single fixed reformulation. (ii) We present effective and efficient cost-based algorithms for selecting from this space, a reformulated query with the lowest estimated cost. (iii) We demonstrate through experiments that our technique drastically improves the performance of reformulation-based query answering while always avoiding “worst-case” performance. Moving beyond RDFS, we consider the large and useful set of ontology languages enjoying FOL reducibility of query answering: answering a query can be reduced to evaluating a certain first-order logic (FOL) formula (obtained from the query and ontology) against only the explicit facts. (iv) We generalize the above-mentioned JUCQ-based optimized reformulation technique to improve performance in any FOL-reducible setting, and (v) we instantiate this framework to the DL-LiteR Description Logic underpinning the W3C’s OWL2 QL ontology language, demonstrating significant performance advantages in this setting also. We also report on current work regarding the problem of providing efficient data access paths in Big Data stores. We consider a setting where a set of different, heterogeneous storage systems can be used side by side to provide better performance than any of them used individually. In such a setting, the data stored in each system can be described as views over the application data. Answering a query thus amounts to rewrite the query using the available views, and then to decode the rewriting into a set of queries to be executed on the systems holding the views, and a query combining them appropriately.

Un nombre croissant d'ontologies de grandes tailles ont été développées et mises à disposition dans des référentiels tels que le NCBO Bioportal. L'accès aux connaissances les plus pertinentes contenues dans les grandes ontologies a été identifié comme un défi important. À cette fin, nous proposons dans cette thèse trois notions différentes : modules d’ontologie minimale (sous-ontologies conservant toutes les implications sur un vocabulaire donné), meilleurs extraits ontologiques (certains petits nombres d’axiomes qui capturent le mieux les connaissances sur le vocabulaire permettant un degré de perte sémantique) et un module de projection (sous-ontologies d'une ontologie cible qui impliquent la subsomption, les requêtes d'instance et les requêtes conjonctives issues d'une ontologie de référence). Pour calculer le module minimal et le meilleur extrait, nous introduisons la notion de justification de subsomption en tant qu'extension de la justification (ensemble minimal d'axiomes nécessaires pour conserver une conséquence logique) pour capturer la connaissance de subsomption entre un terme et tous les autres termes du vocabulaire. De même, nous introduisons la notion de justifications de projection qui impliquent une conséquence pour trois requêtes différentes afin de calculer le module de projection. Enfin, nous évaluons nos approches en appliquant une implémentation prototype sur de grandes ontologies. / An increasing number of ontologies of large sizes have been developed and made available in repositories such as the NCBO Bioportal. Ensuring access to the most relevant knowledge contained in large ontologies has been identified as an important challenge. To this end, in this thesis, we propose three different notions: minimal ontology modules (sub-ontologies that preserve all entailments over a given vocabulary), best ontology excerpts (certain, small number of axioms that best capture the knowledge regarding the vocabulary by allowing for a degree of semantic loss) and projection module (sub-ontologies of a target ontology that entail subsumption, instance and conjunctive queries that follow from a reference ontology). For computing minimal module and best excerpt, we introduce the notion of subsumption justification as an extension of justification (a minimal set of axioms needed to preserve a logical consequence) to capture the subsumption knowledge between a term and all other terms in the vocabulary. Similarly, we introduce the notion of projection justifications that entail consequence for three different queries in order to computing projection module. Finally, we evaluate our approaches by applying a prototype implementation on large ontologies.

Ces dernières années ont témoigné du succès du projet Linked Open Data (LOD) et de la croissance du nombre de sources de données sémantiques disponibles sur le web. Cependant, il y a encore beaucoup de données qui ne sont pas encore mises à disposition dans le LOD telles que les données sur demande, les données de capteurs etc. Elles sont néanmoins fournies par des API des services Web. L'intégration de ces données au LOD ou dans des applications de mashups apporterait une forte valeur ajoutée. Cependant, chercher de tels services avec les outils de découverte de services existants nécessite une connaissance préalable des répertoires de services ainsi que des ontologies utilisées pour les décrire.Dans cette thèse, nous proposons de nouvelles approches et des cadres logiciels pour la recherche de services web sémantiques avec une perspective d'intégration de données. Premièrement, nous introduisons LIDSEARCH, un cadre applicatif piloté par SPARQL pour chercher des données et des services web sémantiques.De plus, nous proposons une approche pour enrichir les descriptions sémantiques de services web en décrivant les relations ontologiques entre leurs entrées et leurs sorties afin de faciliter l'automatisation de la découverte et de la composition de services. Afin d'atteindre ce but, nous utilisons des techniques de traitement automatique de la langue et d'appariement de textes basées sur le deep-learning pour mieux comprendre les descriptions des services.Nous validons notre travail avec des preuves de concept et utilisons les services et les ontologies d'OWLS-TC pour évaluer nos approches proposées de sélection et d'enrichissement. / The last years witnessed the success of the Linked Open Data (LOD) project as well as a significantly growing amount of semantic data sources available on the web. However, there are still a lot of data not being published as fully materialized knowledge bases like as sensor data, dynamic data, data with limited access patterns, etc. Such data is in general available through web APIs or web services. Integrating such data to the LOD or in mashups would have a significant added value. However, discovering such services requires a lot of efforts from developers and a good knowledge of the existing service repositories that the current service discovery systems do not efficiently overcome.In this thesis, we propose novel approaches and frameworks to search for semantic web services from a data integration perspective. Firstly, we introduce LIDSEARCH, a SPARQL-driven framework to search for linked data and semantic web services. Moreover, we propose an approach to enrich semantic service descriptions with Input-Output relations from ontologies to facilitate the automation of service discovery and composition. To achieve such a purpose, we apply natural language processing techniques and deep-learning-based text similarity techniques to leverage I/O relations from text to ontologies.We validate our work with proof-of-concept frameworks and use OWLS-TC as a dataset for conducting our experiments on service search and enrichment.

Dans cette thèse, nous étudions plusieurs modèles de collaboration entre l’ingénierie logiciel et le web sémantique. À partir de l’état de l’art, nous proposons une approche d’utilisation de l’ontologie dans la couche de métier d’une application. L’objectif principal de notre travail est de fournir au développeur des outils pour concevoir la matière déclarative une couche de métier "exécutable" d’une application afin de simuler son fonctionnement et de montrer ainsi la conformité de l’application par rapport aux exigences du client au début du cycle de vie du logiciel. Un autre avantage de cette approche est de permettre au développeur de partager et de réutiliser la description de la couche de métier d’une application dans un domaine en utilisant l’ontologie. Celle-ci est appelée "patron d’application". La réutilisation de la description de la couche de métier d’une application est un aspect intéressant à l'ingénier logiciel. C’est le point-clé que nous voulons considérer dans cette thèse. Dans la première partie de notre travail, nous traitons la modélisation de la couche de métier. Nous présentons d’abord une approche fondée sur l’ontologie pour représenter les processus de métiers et les règles de métiers et nous montrons comment vérifier la cohérence du processus et de l’ensemble des règles de métier. Puis, nous présentons le mécanisme de vérification automatique de la conformité d’un processus de métier avec un ensemble de règles de métier. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à définir une méthodologie, dite de personnalisation, de création une application à partir d'un "patron d’application". Cette méthode permettra à l'utilisateur d'utiliser un patron d'application pour créer sa propre application en évitant les erreurs de structures et les erreurs sémantiques. Nous introduisons à la fin de cette partie, la description d’une plateforme expérimentale permettant d’illustrer la faisabilité des mécanismes proposés dans cette thèse. Cette plateforme est réalisée sur un SGBD relationnel. / In this thesis, we study several models of collaboration between Software Engineering and Semantic Web. From the state of the art, we propose an approach to the use of ontology in the business application layer. The main objective of our work is to provide the developer with the tools to design, in the declarative manner, a business "executable" layer of an application in order to simulate its operation and thus show the compliance of the application with the customer requirements defined at the beginning of the software life cycle. On the other hand, another advantage of this approach is to allow the developer to share and reuse the business layer description of a typical application in a domain using ontology. This typical application description is called "Application Template". The reuse of the business layer description of an application is an interesting aspect of software engineering. That is the key point we want to consider in this thesis. In the first part of this thesis, we deal with the modeling of the business layer. We first present an ontology-based approach to represent business process and the business rules and show how to verify the consistency of business process and the set of business rules. Then, we present an automatic check mechanism of compliance of business process with a set of business rules. The second part of this thesis is devoted to define a methodology, called personalization, of creating of an application from an "Application Template". This methodology will allow the user to use an Application Template to create his own application by avoiding deadlock and semantic errors. We introduce at the end of this part the description of an experimental platform to illustrate the feasibility of the mechanisms proposed in the thesis. This platform s carried out on a relational DBMS.Finally, we present, in a final chapter, the conclusion, the perspective and other annexed works developed during this thesis.