Les approches basées sur les composants permettent de développer des logiciels en réutilisant des composants existant dans des bibliothèques. La structure d'un tel logiciel produit par assemblage de composants est définie à l'aide d'un langage de description d'architectures (ADL). Les processus de développement sont encore peu adaptés à ce paradigme. Ainsi, les ADL existants ne fournissent pas de véritable support au développement et à l'évolution des architectures logicielles à composants. Cette thèse propose Dedal, un ADL permettant de définir une architecture logicielle à différents niveaux d'abstraction qui correspondent aux étapes du cycle de vie du logiciel : sa spécification, son implémentation et son déploiement. La définition de l'architecture est complétée par un modèle du logiciel à l'exécution. La cohérence entre les différentes définitions d'une architecture doit être assurée : sa définition à un niveau d'abstraction doit être conforme à sa définition à un niveau supérieur. Ce principe permet de contrôler l'évolution d'une architecture, en validant les modifications réalisées à un certain niveau d'abstraction ou en motivant la création d'une nouvelle version pour propager les modifications entre niveaux d'abstraction et rétablir la cohérence. Ces mécanismes préviennent les problèmes d'érosion ou de dérive qui surviennent lors des évolutions entre les différents niveaux de définition des architectures. Un environnement couvrant le cycle de vie complet d'un logiciel à base de composants a été prototypé. Il comporte un atelier, permettant de décrire des architectures avec Dedal, puis un environnement d'exécution, extension des outils Fractal, capable de contrôler l'évolution des architectures déployées. L'évolution à l'exécution est réalisée de façon graduelle, de manière à faire fonctionner et à instrumenter les nouvelles versions pendant une phase de transition, avant de valider définitivement une modification. / Component-based approaches promote software development by reuse of existing components from a repository. The structure of such software is described as an assembly of software components using an architecture description language (ADL). Software development processes often do not comply with this paradigm yet. Consequently, existing ADLs do not fully support component-based software architecture development and evolution. This thesis proposes Dedal, an ADL to describe software architectures at several abstraction levels that correspond to the steps of software lifecycle: its specification, its implementation and its deployment. The architecture definition is completed with a runtime model of the software. Consistency between the various definitions of a given architecture must be maintained: its definition at some abstraction level must conform to its definition at a higher abstraction level. This consistency principle enables to control the evolution of architectures either validating changes performed at an abstraction level or motivating the creation of a new version, to propagate changes from an abstraction level to the other and restore their consistency. These mechanisms prevent from architecture erosion or drift which might occur between two different description levels after evolution. An environment that covers the whole lifecycle of component-based software has been prototyped. It includes a CASE tool that supports the Dedal-based description of architectures and a runtime environment that extends Fractal tools to control the evolution of the deployed software. Runtime evolution is performed gradually in order to have new versions run and instrumented during a transition phase before committing changes.

Le développement d’applications ubiquitaires est particulièrement complexe. Au-delà de l’aspect dynamique de telles applications, l’évolution de l’informatique vers la multiplication des terminaux mobiles ne facilite pas les choses. Une solution pour simplifier le développement et l’exploitation de telles applications est d’utiliser des plateformes logicielles dédiées au déploiement et à l’adaptation des applications et gérant l’hétérogénéité des périphériques. Elles permettent aux concepteurs de se focaliser sur les aspects métiers et facilitent la réutilisation. La gestion du contexte est un élément clé lorsque l’on souhaite réaliser des applications pervasives sensibles au contexte. Les informations contextuelles issues d’un grand nombre de sources distribuées différentes sont, généralement, des informations brutes qui, sans interprétation, peuvent être dénuées de sens. En se basant sur des ontologies, il est possible de construire des modèles sémantiques qui seront alimentés par ces informations brutes et ainsi non seulement d’augmenter leur niveau de représentation sémantique mais surtout de pouvoir les utiliser pour prendre des décisions automatiques d’adaptation d’applications basées sur le contexte au runtime. La démocratisation des périphériques conduit à ce qu’un usager dispose actuellement de plusieurs périphériques incluant postes fixes, téléphones, tablettes, box, etc. pour son usage personnel. Il est souhaitable que cet ensemble de ressources lui soit accessible en tout point et à tout moment. De même des ressources publiques (stockage, services, etc.) peuvent lui être offertes. En revanche, la protection de la vie privée et les risques d’intrusion ne peuvent être négligés. Notre proposition est de définir, pour chaque utilisateur, un domaine d’adaptation qui contient l’ensemble des ressources auxquelles il peut accéder sans limite. Ces ressources sont celles qu’il a accepté de rendre disponibles sur ses machines pour lui-même et celles que les autres utilisateurs ont accepté de partager. Ainsi la notion de contexte est liée à celle d’utilisateur et inclut la totalité des ressources auxquelles il a accès. C’est la totalité de ces ressources qui sera exploitée pour faire en sorte de lui offrir les services adaptés à ses choix, ses dispositifs, sa localisation, etc. Nous proposons un middleware de gestion de contexte Kali2Much afin de fournir des services dédiés à la gestion du contexte distribué sur le domaine. Ce middleware est accompagné du module Kali-Reason permettant la construction de chaînes de raisonnement en BPMN afin d’offrir des fonctionnalités de raisonnent sur les informations de contexte dans le but d’identifier des situations nécessitant éventuellement une reconfiguration soit de l’application soit de la plateforme elle-même. C’est ainsi qu’est introduit l’aspect autonomique lié à la prise de décision. Les situations ainsi détectées permettent d’identifier le moment où déclencher les adaptations ainsi que les services d’adaptation qu’il sera nécessaire de déclencher. La conséquence étant d’assurer la continuité de service et d’ainsi s’adapter en permanence au contexte du moment. Le travail de reconfiguration d’applications est confié au service Kali-Adapt dont le rôle est de mettre en oeuvre les adaptations par déploiement/redéploiement de services de l’application et/ou de la plateforme. Un prototype fonctionnel basé sur la plateforme Kalimucho vient valider ces propositions / The ubiquitous applications development is not a trivial task. Beyond the dynamic aspect of suchapplications, the evolution of computer science toward the proliferation of mobile devices does not make things easier. A solution to simplify the development and operation of such applications is to use software platforms dedicated to deployment and adaptation of applications and managing heterogeneous devices. Such platforms allow designers to focus on business issues and facilitate reuse. Context management is a key element for making context-aware pervasive applications. Contextual information comes from many different distributed sources. It is generally raw information with no interpretation. It may be meaningless. Based on ontologies, it is possible to construct semantic models that would be powered by the raw information. This does not only increase the level of semantic representation but it can also be used to make automatic decisions for adapting context-based applications at runtime. Devices’ democratization allows a user to have multiple devices including personal computer, mobile phones, tablets, box, etc. for his personal use. It is desirable that the set of resources will be available to him from everywhere and at any time. Similarly, public resources (storage, services, etc.) would also be accessible to him. However, protection of privacy and intrusion risks cannot be ignored. Our proposal is to define, for each user, an adaptation domain that contains all his resources. Users can access their resources without limits. Users can agree on sharing resources with other users. Thus the notion of context is related to the user and includes all the resources he can access. All these resources will be exploited to offer him services adapted to his preferences, his features, his location, etc.We propose a context management middleware Kali2Much to provide services dedicated to the management of distributed context on the domain. This middleware is accompanied by Kali-Reason module for building reasoning chains in BPMN. The reasoning chains provide context information reasoning functionality. They reason about context information in order to identify situations that might require a reconfiguration of the application or of the platform itself. Thus the autonomic aspect related to decision making is introduced. Situations detected allow to identify when there is a need to trigger adaptation. The consequence is to ensure continuity of service and thus constantly adapt to the current context. The reconfiguration applications work is dedicated to Kali-Adapt service whose role is to implement the adaptations deployment/redeployment of application services and/or platform. A working prototype based on Kalimucho-A platform validates the proposals.

Cette thèse concerne la modélisation des Systèmes d'Information Coopératifs (SICo). Les techniques de modélisation proposées par les langages actuels ne donnent pas de réponses directes aux différents problèmes posés par la modélisation des SICo. Pour mieux contrôler la complexité de ces derniers, il est nécessaire d'avoir un niveau d'abstraction élevé et de disposer de modèles qui s'approchent du modèle de raisonnement du développeur. Nous avons choisi la solution des architectures logicielles pour organiser l'ingénierie des SICo. Une telle approche offre au concepteur des techniques et des langages de modélisation permettant d'exprimer les propriétés des systèmes composants et de leurs interactions. La solution que nous proposons repose sur un guide méthodologique permettant de capitaliser, organiser et réutiliser des modèles d'architectures logicielles adaptés aux SICo. Ce guide méthodologique traite quatre aspects complémentaires. Premièrement, il propose des patrons produit capitalisant des familles d'architectures de coopération. Deuxièmement, il offre une représentation graphique et textuelle des solutions modèles en utilisant respectivement un langage semi-formel et un langage formel. Ensuite, il facilite la classification des SICo en se basant sur différents modes de coopération entre des systèmes composants. Enfin, il propose des patrons processus formalisant la démarche méthodologique. Patrons produits et patrons processus constituent le système de Patrons pour les Architectures COopératives (PACO).

Dans cette thèse, nous explorons les diverses contributions que les systèmes multi-agents (SMA) et les architectures à base de composants (CBSA) peuvent mutuellement et complémentairement s'apporter l'un à l'autre. Dans un premier temps, nous définissons, illustrons, analysons et discutons une méthodologie du développement des SMA, un modèle de composants (SpeAD), un langage de description d'architecture (SpeADL) et une méthode de conception (SpEArAF) qui facilitent et guident la description et l'implémentation des SMA. Cette réponse complète au développement des SMA est assistée par un outil (MAY) et a été appliquée à un grand nombre d'applications. Dans un second temps, nous explorons à travers divers expériences l'aide que peuvent apporter les SMA auto-adaptatif aux CBSA. Les agents et leur réorganisation continuelle jouent à la fois le rôle de moteur de la construction et de l'adaptation dynamique de l'architecture, mais aussi du conteneur qui connecte ses éléments en pratique.

L'essor de l'Internet et l'évolution des dispositifs communicants ont permis l'intégration du monde informatique et du monde réel, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux types d'applications, tels que les applications ubiquitaires et pervasives. Ces applications doivent s'exécuter dans des contextes hétérogènes, distribués et ouverts qui sont en constante évolution. Dans de tels contextes, la disponibilité des services et des dispositifs, les préférences et la localisation des utilisateurs peuvent varier à tout moment pendant l'exécution des applications. La variabilité des contextes d'exécution fait que l'exécution d'une application dépend, par exemple, des services disponibles ou des dispositifs accessibles à l'exécution. En conséquence, l'architecture d'une telle application ne peut pas être connue statiquement à la conception, au développement ou au déploiement, ce qui impose de redéfinir ce qu'est une application dynamique : comment la concevoir, la développer, l'exécuter et la gérer à l'exécution. Dans cette thèse, nous proposons une approche dirigée par les modèles pour la conception, le développement et l'exécution d'applications dynamiques. Pour cela, nous avons défini un modèle de composants à services permettant d'introduire des propriétés de dynamisme au sein d'un modèle de composants. Ce modèle permet de définir une application en intention, par un ensemble de propriétés, de contraintes et de préférences de composition. Une application est ainsi spécifiée de façon abstraite ce qui permet de contrôler la composition graduelle de l'application lors de son développement et de son exécution. Notre approche vise à effacer la frontière entre les activités effectuées avant et pendant l'exécution des applications. Pour ce faire, le même modèle et les mêmes mécanismes de composition sont utilisés de la conception jusqu'à l'exécution des applications. A l'exécution, le processus de composition considère, en plus, les services disponibles dans la plate-forme d'exécution permettant la composition opportuniste des applications ; ainsi que la variabilité du contexte d'exécution permettant l'adaptation dynamique des compositions. Nous avons mis en oeuvre notre approche à travers le prototype nommé COMPASS, qui s'appuie sur les plates-formes CADSE pour la réalisation d'environnements logiciels de conception et de développement, et APAM pour la réalisation d'un environnement d'exécution d'applications à services dynamiques.