L'intelligence ambiante est considérée comme l'une des évolutions majeures de l'informatique ubiquitaire. Elle vise la mise en œuvre des environnements ambiants ou des espaces intelligents permettant d'améliorer la vie quotidienne des utilisateurs, leur bien-être et leur sécurité. Un environnement ambiant dispose d'une multitude d'équipements (capteurs, actionneurs), fournissant des services ubiquitaires atomiques qui sont distribués et de nature hétérogène. Ces services atomiques disponibles dans ce type d'environnement, ne répondent pas directement ou complètement à toutes les exigences et les besoins des utilisateurs. Par ailleurs, ces services de haut niveau peuvent impliquer l'interaction de services ubiquitaires appartenant et/ou contrôlés par différentes structures ou domaines (i.e. environnement multi-domaine). Dans ces travaux de thèse, on a étudié les problématiques reliées à l'agrégation des services ubiquitaires atomiques dans des coopérations et des compositions dans un environnement ambiant multi-domaine afin de répondre à des besoins utilisateurs. Cette étude concerne l'interopérabilité sémantique et comportementale des compositions de services ainsi que leurs spécifications dans un modèle formel basé sur la logique constructive BCDL0. Cette thèse a contribuée par la réalisation d'un canevas sémantique permettant la conception et la vérification formelles des processus coopératifs dans l'assistant à la preuve Isabelle/HOL. Le canevas sémantique proposé consiste en une ontologie de coopération extensible et un langage de spécification de services fiable (Sound) ainsi que des modules de mise en correspondance vers des infrastructures cibles / Ambient Intelligence is considered as the major application domain of ubiquitous computing. It aims at implementing intelligent environments to improve the daily activities, the well-being and the safety of users. An ambient environment has a multitude of devices (sensors, actuators), providing atomic ubiquitous services which are distributed and heterogeneous. These atomic services available in these environments, do not directly or fully meet all the requirements and the needs of users. Moreover, these high-level services may involve the interaction of ubiquitous services owned and/or controlled by different structures or domains (i.e. multi-domain environment). In this work, we studied the problems related to the aggregation of atomic ubiquitous services in cooperations and compositions in an ambient multi-domain environment in order to meet users' needs. This study concerns the semantic and behavioral interoperability of high-level composite services and their formal specification. This latter, is based on the Basic Constructive Description Logic, namely, BCDL0 formal model. This work contributes by realizing a semantic framework for the design and formal verification of cooperative processes in the interactive theorem prover Isabelle/HOL. The proposed semantic framework consists of an extensible cooperation ontology, a sound formal specification language of ubiquitous services and a components for mapping the formally proved cooperatives processes to the targeted infrastructures

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes de découverte, de sélection et de composition de services. L'objectif est de satisfaire une requête complexe d'un demandeur de services. Pour ce faire, nous proposons une approche multi-agents fondée sur la confiance et les réseaux sociaux. Nous définissions un modèle de confiance en tant que concept compositionnel formé de quatre composantes: une composante sociale, une composante d'expertise, une composante de recommandation et une composante de coopération. La composante sociale juge s'il est intéressant de suivre un fournisseur avant d'utiliser ses services. La composante d'expertise estime si un service se comporte bien et comme prévu. La composante de recommandation vérifie si un agent est pertinent ou pas et si l'on peut compter sur ses recommandations. La composante de coopération permet aux agents de décider avec qui interagir dans une composition de services. Nous proposons un algorithme distribué pour la découverte de services utilisant la confiance entre les agents ainsi que les systèmes de références dans les réseaux sociaux. Nous développons également une nouvelle méthode s'appuyant sur un modèle probabiliste pour inférer la confiance entre les agents non adjacents tout en tenant compte des rôles des agents intermédiaires. Finalement, nous présentons un processus original de formation de coalitions qui est incrémental, dynamique et recouvrant pour une composition de services dans les réseaux sociaux. Les résultats expérimentaux montrent que nos approches multi-agents sont efficaces, plus performants que les approches similaires existantes et peuvent offrir des résultats plus dignes de confiance à faible coût de communications. / This thesis deals with service discovery, selection and composition problems. The aim is to fulfill a complex requester query. To do that, we propose a multi-agent approach based on trust and social networks. We define a trust model as a compositional concept that includes social, expert, recommender and cooperation-based component. The social-based component judges whether or not the provider is worthwhile pursuing before using his services. The expert-based component estimates whether or not the service behaves well and as expected. The recommender-based component checks whether or not an agent is reliable and if we can rely on its recommendations. The cooperation-based component allows agents to decide with whom to interact in a service composition. We propose a distributed algorithm for service discovery using trust between agents and referral systems in social networks. We also develop a new method based on a probabilistic model to infer trust between non adjacent agents while taking into account roles of intermediate agents. Finally, we present an original coalition formation process which is incremental, dynamic and overlapping for service composition in social networks. %In particular, our coalition formation process engaging self-interested agents is incremental, dynamic and overlapping. Experimental results show that our multi-agents approaches are efficient, outperforms existing similar ones and can deliver more trustworthy results at low cost of communications.

A l'heure du numérique, la quantité d'objets connectés ne cesse de croître et de se diversifier. Afin de supporter cette complexité croissante, nous avons souhaité apporter un maximum d'automatismes à l'Internet des Objets de manière à garantir une qualité de service (QoS) de bout en bout. Pour ce faire, un composant de service autocontrôlé est proposé pour intégrer l'objet dans l'écosystème digital. Grâce à la calibration de chaque service, qui permet la connaissance du comportement, une composition automatisée devient possible. Nous avons illustré la faisabilité de notre approche à travers un cas d'étude. Nous avons également montré comment les objets connectés peuvent s'assembler eux-mêmes, coopérant pour atteindre un objectif commun, tout en répondant aux exigences de QoS globales. / In the digital era, the number of connected objects continues to grow and diversify. To support this increasing complexity, we wanted to bring a maximum of automatisms to the Internet of Things in order to guarantee end-to-end quality of service (QoS). To do this, a self-controlled service component is proposed to integrate the object into the digital ecosystem. Thanks to the calibration of each service, which makes it possible to know the behaviour, an automated composition becomes possible. We have illustrated the feasibility of our approach on a case study. We also have shown how connected objects can assemble themselves, cooperating to achieve a common objective, while meeting global QoS requirements.

L'utilisation des technologies du web dans les métiers de la formation permet d'envisager de nouvelles approches d'apprentissage. Toutefois la qualité de ces approches dépend de leur capacité à fournir aux apprenants, des contenus et des parcours pédagogiques adaptés à leurs besoins. La solution présentée propose de mettre à la disposition des apprenants un ensemble de services pédagogiques. Un service fournit un fragment de processus pour répondre à un certain objectif pédagogique. C'est en composant des services de manière dynamique que l'on peut construire des parcours adaptés. L'approche POPS (Process-Oriented Pedagogic Service) est un cadre conceptuel qui définit un modèle pour décrire les services pédagogiques et un processus de composition de services pour construire des parcours personnalisés. Des ontologies du domaine enseigné et de la pédagogie sont proposées pour, d'une part, décrire les services et d'autre part, en faciliter la recherche et la composition. L'approche a été appliquée pour l'enseignement du langage UML dans le cadre d'un projet Campus Numérique.

Simplifier notre interaction avec les entités informatiques interconnectées de notre environnement et faciliter l'exploitation des informations générées par celles-ci est l'objectif des environnements et des applications ubiquitaires. Le comportement des applications ubiquitaires dépend de l'état et de la disponibilité des entités (logiciels ou dispositifs) qui composent l'environnement ubiquitaire dans lequel elles évoluent, ainsi que des préférences et localisations des utilisateurs. Développer et exécuter des applications ubiquitaires est un véritable défi que notre approche essaie de relever au travers de l'environnement d'exécution ApAM. Considérant que l'environnement d'exécution est imprévisible, nous partons du principe qu'une application ubiquitaire doit disposer d'une grande flexibilité dans le choix de ses composants et que cette composition doit être automatique. Nous proposons une description abstraite et implicite de la composition (où les composants et les liens entre eux ne sont pas décrits explicitement), ce qui permet de construire l'application incrémentalement pendant la phase d'exécution. La plate-forme d'exécution ApAM implémente ces mécanismes de composition incrémentale et s'en sert pour conférer aux applications ubiquitaires la capacité de " résister " et de s'adapter aux changements imprévisibles de l'environnement d'exécution. Cette propriété dite de résilience est au coeur de notre approche car elle permet aux programmeurs de développer " simplement " des applications " résilientes " sans avoir à décrire les diverses adaptations à réaliser et même sans connaître toutes les perturbations de l'environnement auxquelles elles seront soumises. Notre proposition offre le moyen de développer et d'exécuter des applications ayant un haut niveau de résilience vis-à-vis des évolutions de leur contexte d'exécution, grâce à des mécanismes automatiques capables de construire et de modifier à l'exécution l'architecture logicielle des applications ubiquitaire. Les mécanismes fournis sont génériques mais peuvent être étendus et spécialisés pour s'adapter plus finement à certaines applications ou à des domaines métiers spécifiques.