Les technologies de l’information et des communications (TIC) sont de plus en plus utilisées dans les écoles canadiennes. Lorsque présentes en nombre important, comme dans le cas d’un déploiement massif d’ordinateurs portables en salle de classe, les enseignants nécessitent un appui. Le Conseil scolaire francophone (CSF) de la Colombie-Britannique a effectué un tel déploiement et s’est allié d’une équipe de cyberpédagogues afin d’aider les enseignants dans leur tâche d’intégration des technologies. Ce travail de recherche présente une approche méthodologique mixte à dominante qualitative et est structuré selon quatre questions de recherche qui nous permettent (1) de comprendre le rôle des cyberpédagogues, (2) les changements apportés par l’implantation du postes des cyberpédagogues, (3) les formations offertes aux enseignants et (4) le soutien technique lié aux TIC. Les questionnaires distribués aux deux groupes de répondants (26 enseignants et 12 cyberpédagogues) nous ont permis de constater des opinions très partagées entre les deux groupes. Par contre, la majorité des répondants s’entendent sur la nécessité des cyberpédagogues ainsi que le besoin de modifier leur rôle. La formation continue semble essentielle, mais serait un point à améliorer selon les enseignants (et plusieurs cyberpédagogues).

Avec la multiplication des objets connectés, les systèmes multi-échelles sont de plus en plus répandus. Ces systèmes sont fortement répartis, hétérogènes, dynamiques et ouverts. Ils peuvent être composés de centaines de composants logiciels déployés sur des milliers d'appareils.Le déploiement est un processus complexe qui a pour objectif la mise à disposition puis le maintien en condition opérationnelle d'un système logiciel. Pour les systèmes multi-échelles, l'expression du plan de déploiement ainsi que la réalisation et la gestion du déploiement sont des tâches humainement impossibles du fait de l'hétérogénéité, de la dynamique, du nombre, mais aussi parce que le domaine de déploiement n'est pas forcément connu à l'avance. L'objectif de cette thèse est d'étudier et de proposer des solutions pour le déploiement de systèmes répartis multi-échelles. Nous proposons tout d'abord une mise à jour du vocabulaire relatif au déploiement, ainsi qu'un état de l'art sur le déploiement automatique des systèmes logiciels répartis. Le reste de la contribution réside dans la proposition : d'un processus complet pour le déploiement autonomique de systèmes multi-échelles ; d'un langage dédié (DSL), MuScADeL, qui simplifie la tâche du concepteur du déploiement et permet d'exprimer les propriétés de déploiement ainsi que des informations concernant la perception de l'état du domaine de déploiement ; d'un middleware, MuScADeM, qui assure la génération automatique d'un plan de déploiement en fonction de l'état du domaine, sa réalisation puis le maintien en condition opérationnelle du système. / Due to increased connected objects, multiscale systems are more and more widespread. Those systems are highly distributed, heterogeneous, dynamic and open. They can be composed of hundreds of software components deployed into thousands of devices. Deployment of software systems is a complex post-production process that consists in making software available for use and then keeping it operational. For multiscale systems, deployment plan expression just as deployment realization and management are tasks impossible for a human stakeholder because of heterogeneity, dynamics, number, and also because the deployment domain is not necessarily known in advance. The purpose of this thesis is to study and propose solutions for the deployment of distributed multiscale software systems. Firstly, we provide an up-to-date terminology and definitions related to software deployment, plus a state of the art on automatic deployment of distributed software systems. The rest of the contribution lies in the proposition of: a complete process for autonomic deployment of multiscale systems ; a domain specific language, MuScADeL, which simplifies the deployment conceptor task and allows the expression of deployment properties such as informations for the domain state probing ; and a middleware, MuScADeM, which insures the automatic generation of a deployment plan according the domain state, its realization and finally the maintenance in an operational condition of the system.

La prolifération de petits équipements ouverts tels que les dispositifs personnels de confiance a favorisé l'essor des environnements d'exécution dynamiquement adaptables. Ainsi, de nouveaux logiciels peuvent être déployés à la volée après que les équipements soient délivrés à leurs porteurs. Par nos travaux, nous aspirons à garantir que chaque nouveau logiciel, dont le déploiement aboutit, est en mesure de délivrer les réponses aux requêtes qui lui sont adressées dans un délai maximal préalablement établi. Les garanties apportées sont cruciales tant en terme de sûreté de fonctionnement que de sécurité. À cet effet, nous avons proposé de distribuer le calcul du temps d'exécution au pire cas à la manière des approches de codes porteurs de preuve. Le fournisseur de code se voit attribuer les calculs gourmands en ressources matérielles ne supposant aucune connaissance préalable de l'environnement d'exécution sur lequel s'exécutera son logiciel, en l'occurrence la détermination des bornes des boucles. Quant au consommateur, il vérifie grâce à la preuve les bornes inférées par le fournisseur et calcule le temps d'exécution au pire cas. Nous avons évalué expérimentalement le bien-fondé de notre démarche sur une architecture matérielle et logicielle répondant aux exigences des dispositifs personnels de confiance. Enfin, nous nous sommes préoccupés du cas où plusieurs logiciels, émanant d'entité différentes, coexistent. Nous avons mis l'accent sur l'impact de l'interaction entre ces logiciels sur les garanties préalablement apportées par le système sur le temps d'exécution au pire cas et nous avons ébauché une solution basée sur les contrats pour maintenir ces garanties. / The proliferation of small and open objects such as personal trusted devices has encouraged the spread of dynamically adaptable runtime environments. Thus, new software can be deployed on the fly after the devices are delivered to their holders. Through our work, we aim to ensure that each new software, whose deployment is successful, will be able to deliver responses within a maximum delay previously established. These guarantees are crucial in terms of safety and security. To this end, we propose to distribute the computation of worst case execution time. Our solution embraces a proof carrying code approach making distinction between a powerful but untrusted computer used to produce the code, and a safe but resource constrained code consumer. The producer does not assume any prior knowledge of the runtime environment on which its software will be executed. The code is statically analyzed to extract loop bounds and a proof containing this information is joint to the software. By a straightforward inspection of the code, the consumer can verify the validity of the proof and compute the global worst case execution time. We experimentally validate our approach on a hardware and software architecture which meets the requirements of trusted personal devices. Finally, we address the challenges raised when software from different service providers potentially untrusted can coexist and interact in a single device. We focus on the impact of the interaction between different software units on the guarantees previously given by the system on the worst case execution time and we outline a solution based on contracts to maintain these guarantees.

Dans le cycle de vie logiciel nous avons principalement les activités (1) de pré-développement (l'analyse des besoins, les spécifications, la conception architecturale et la conception détaillée), (2) de développement (l'implémentation, le prototypage, les tests unitaires et les tests d'intégration) et (3) de post-développement (déploiement). Le déploiement de logiciel couvre l'ensemble des activités post-développement. Les activités de déploiement permettent de rendre une application utilisable. Elles sont identifiées comme cycle de vie de déploiement couvrant l'archivage des logiciels, leur chargement, leur installation sur les sites clients, leur configuration, leur activation ainsi que leur mise à jour. Le développement de systèmes à composants a permis de mieux identifier cette partie du cycle de vie global du logiciel, comme le montrent de nombreux travaux industriels et académiques. Cependant ces travaux sont en général développés de manière ad' hoc, spécifiques à une plate-forme donnée. Peu flexibles, ils s'adaptent difficilement aux stratégies des entreprises. Les systèmes de déploiement comme le montrent ceux supportés par les environnements de type intergiciel CCM, .Net, EJB développent de manière spécifique les mécanismes et outils de déploiement et introduisent des choix prédéfinis et figés de stratégies de déploiement. Nos travaux se situent dans le contexte de logiciels à base de composants distribués et portent sur la proposition d'un environnement générique pour supporter leur déploiement. C'est une nouvelle génération de systèmes proposée essentiellement par le monde académique de génie logiciel qui s'est approprié la problématique de déploiement à large échelle. Dans ce contexte, nous proposons une approche basée sur l'ingénierie dirigée par les modèles où nous introduisons les abstractions nécessaires pour décrire les logiciels à déployer, les infrastructures de déploiement, les stratégies de déploiement ainsi que le processus de déploiement avec l'identification et l'ordonnancement des activités à accomplir et le support pour leur exécution.

Intégrés dans un projet de développement d'un système multit-robots de neurochirurgie mini-invasive pour l'ablation de tumeurs, ces travaux ont pour objectif la conception et modélisation d'un robot déployable dans le cerveau, selon des trajectoires curvilignes, sans espace libre autour de sa structure et sans guide naturel pour aider à sa progression. Après définition de la tâche de déploiement, un état de l'art recense un large panel de concepts et une évaluation sélectionne un concept continu bio-inspiré des trompes d'éléphant. La solution modulaire du robot est définie et modélisée géométriquement en associant une chaîne cinématique aux mobilités continues du robot. Une statégie de déploiement, reposant sur une succession ordonnée d'extensions/rétractions locales pour une élongation itérative du robot est formalisée pour le cas générique à N modules, puis validée par des plans de simulations de robots ayant 1 à 3 modules (erreur de suivi inférieure à un mm). Sur un modèle d'étude de gels d'agar (texture proche du cerveau), les efforts de pénétration du robot dans le cerveau sont estimés, puis la conception CAO et la programmation d'un démonstrateur à ressorts sont réalisées. Une interface homme/machine, simulant et commandant le robot, est programmée et des tests sont effectués pour valider certains aspects du déploiement. Un deuxième démonstrateur actionné pneumatiquement est à finaliser pour procéder à une étude comparative des deux prototypes. Même si des perspectives d'amélioration restent à explorer, les résultats obtenus sont encourageants. Un travail collaboratif entre spécialistes de différents domaines devrait conduire à l'optimisation de ce robot de déploiement.

Dans le cycle de vie logiciel nous avons principalement les activités (1) de pré-développement (l’analyse des besoins, les spécifications, la conception architecturale et la conception détaillée), (2) de développement (l’implémentation, le prototypage, les tests unitaires et les tests d’intégration) et (3) de post-développement (déploiement). Le déploiement de logiciel couvre l’ensemble des activités post-développement. Les activités de déploiement permettent de rendre une application utilisable. Elles sont identifiées comme cycle de vie de déploiement couvrant l'archivage des logiciels, leur chargement, leur installation sur les sites clients, leur configuration, leur activation ainsi que leur mise à jour. Le développement de systèmes à composants a permis de mieux identifier cette partie du cycle de vie global du logiciel, comme le montrent de nombreux travaux industriels et académiques. Cependant ces travaux sont en général développés de manière ad’ hoc, spécifiques à une plate-forme donnée. Peu flexibles, ils s'adaptent difficilement aux stratégies des entreprises. Les systèmes de déploiement comme le montrent ceux supportés par les environnements de type intergiciel CCM, .Net, EJB développent de manière spécifique les mécanismes et outils de déploiement et introduisent des choix prédéfinis et figés de stratégies de déploiement. Nos travaux se situent dans le contexte de logiciels à base de composants distribués et portent sur la proposition d'un environnement générique pour supporter leur déploiement. C'est une nouvelle génération de systèmes proposée essentiellement par le monde académique de génie logiciel qui s'est approprié la problématique de déploiement à large échelle. Dans ce contexte, nous proposons une approche basée sur l’ingénierie dirigée par les modèles où nous introduisons les abstractions nécessaires pour décrire les logiciels à déployer, les infrastructures de déploiement, les stratégies de déploiement ainsi que le processus de déploiement avec l’identification et l’ordonnancement des activités à accomplir et le support pour leur exécution. / In the software life cycle we have mainly (1) the pre-development (requirements, specification and design), (2) the development (implementation, prototyping, testing) and (3) the post-development (deployment) activities. Software deployment encompasses all post-development activities that make an application operational. These activities, identified as deployment life cycle, include: i) software packaging, ii) loading and installation of software on client sites, iii) instance creation, iv) configuration and v) updating. The development of system-based components made it possible to better highlight this part of the global software lifecycle, as illustrated by numerous industrial and academic studies. However these are generally developed ad hoc, and consequently platform-dependent. Deployment systems, such as supported by middleware environments (CCM, .Net and EJB), specifically develop mechanisms and tools related to pre-specified deployment strategies. Our work, related to the topic of distributed component-based software applications, aims at specifying a generic deployment framework independent of the target environments. Driven by the meta-model approach, we first describe the abstractions used to characterize the deployed software. We then specify the deployment infrastructure and processes, highlighting the activities to be carried out and the support for their execution.Keywords

Le marché des passerelles domestiques évolue vers un nouveau modèle économique, où de multiples acteurs sont amenés à fournir des services vers nos domiciles : multimédia à la demande, domotique, télésécurité, aide aux personnes âgées ou handicapées\ldots<br /><br />Ce nouveau modèle économique a des répercussions techniques sur les passerelles domestiques. Ces équipements à ressources limitées doivent alors supporter le déploiement, l'exécution et la gestion de plusieurs éléments logiciels (modules), en provenance de fournisseurs différents. Ceci se traduit par des besoins en terme d'isolation d'exécution locale, de gestion à distance, d'infrastructure de déploiement et de modèle de programmation.<br /><br />Dans ces travaux, nous proposons de répondre à ces quatre familles de besoins en nous appuyant sur deux types d'environnements d'exécution : Java/OSGi et C/Linux.<br /><br />Nous proposons de combler les fonctionnalités manquantes à ces deux environnements, afin d'obtenir un système conforme au modèle multi-services.

Cette recherche est consacrée à l’étude du déploiement d’un dispositif de gestion logistique chez un constructeur automobile français. La théorie de la mise en acte des outils de gestion est utilisée pour analyser le processus du déploiement du dispositif de gestion MAF mutualisés. Celle-ci considère qu’il y a un processus d’adaptation par les utilisateurs lors de la mise en place du dispositif appelé « appropriation ». Notre proposition établit que cette appropriation se réalise « chemin faisant », sans planification et par la volonté des utilisateurs, trois caractéristiques de l’improvisation identifiées dans la littérature. A la suite des travaux de Ciborra, nous faisons appel au concept d’improvisation organisationnelle afin de caractériser les actions réalisées par les utilisateurs pour « faire avec » le dispositif de gestion. Notre démarche est fondée sur un aller-retour entre littérature et terrain qui nous a permis d’affiner les questions de recherche et la méthode d’analyse suite à la période d’observation participante d’un an (juillet 2009 à août 2010) au sein de l’équipe chez le constructeur automobile. Nous avons ainsi élaboré trois grilles de lecture pour identifier les difficultés rencontrées lors du déploiement du dispositif, caractériser les boucles prescription-improvisation lors de la mise en place du dispositif et les comparer. Notre étude nous emmène à proposer une définition de l’improvisation comme compétence à « faire avec » les outils de gestion et à construire un modèle du processus d’improvisation. / This research studies the implementation of a management device at a French car manufacturer. Implementation theory is use for analyzing the device’s implementation process called « mutualized MAF ». This theory considers that an adaptation process is realized by the users during the device implementation. This process is called "appropriation". Our findings propose that this appropriation is realized «making path», without planning and voluntarily by the users, three improvisation characteristics identified by the literature. Following Ciborras’s work, we use organizational improvisation concept to characterize the actions performed by users to "make do" with the management device. Our approach is based on a going-and-coming process between literature and research ground which helped us to suit better our research questions and our analyzing method after one year observation period (July 2009 to August 2010) within the team at the automaker. We have developed three reading grids to identify difficulties encountered during the device, characterize prescription-improvisation loops during the implementation of the device and compare loops between them. Our study leads us to propose a definition of improvisation as a skill to "make do" with the management tools and to build a model of improvisation.

L'évolution des télécommunications amené aujourd'hui à un foisonnement des appareils connectés et une massification des services multimédias. Face à cette demande accrue de service, les opérateurs ont besoin d'adapter le fonctionnement de leurs réseaux, afin de continuer à garantir un certain niveau de qualité d'expérience à leurs utilisateurs. Pour ce faire, les réseaux d'opérateur tendent vers un fonctionnement plus cognitif voire autonomique. Il s'agit de doter les réseaux de moyens d'exploiter toutes les informations ou données à leur disposition, les aidant à prendre eux-mêmes les meilleures décisions sur leurs services et leur fonctionnement, voire s'autogérer. Il s'agit donc d'introduire de l'intelligence artificielle dans les réseaux. Cela nécessite la mise en place de moyens d'exploiter les données, d'effectuer surelles de l'apprentissage automatique de modèles généralisables, apportant l’information qui permet d'optimiser les décisions. L'ensemble de ces moyens constituent aujourd'hui une discipline scientifique appelée science des données. Cette thèse s'insère dans une volonté globale de montrer l'intérêt de l'introduction de la science des données dans différents processus d'exploitation des réseaux. Elle comporte deux contributions algorithmiques correspondant à des cas d'utilisation de la science des données pour les réseaux d'opérateur, et deux contributions logicielles, visant à faciliter, d'une part l'analyse, et d'autre part le déploiement des algorithmes issus de la science des données. Les résultats concluants de ces différents travaux ont démontré l'intérêt et la faisabilité de l'utilisation de la science des données pour l'exploitation des réseaux d'opérateur. Ces résultats ont aussi fait l'objet de plusieurs utilisations par des projets connexes. / The evolution of telecommunications has led today to a proliferation of connected devices and a massification of multimedia services. Faced with this increased demand for service, operators need to adapt the operation of their networks, in order to continue to guarantee a certain level of quality of experience to their users. To do this, operator networks tend towards a more cognitive or autonomic functioning. It is about giving the networks the means to exploit all the information or data at their disposal, helping them to make the best decisions about their services and operations,and even self-manage. It is therefore a questionof introducing artificial intelligence into networks. This requires setting up means to exploit the data, to carry out on them the automatic learning of generalizable models, providing information that can optimize decisions. All these means today constitute a scientific discipline called data science. This thesis fits into a global desire to show the interest of the introduction of data science in different network operating processes. It inlcudes two algorithmic contributions corresponding to use cases of data science for the operator networks, and two software contributions, aiming to facilitate,on the one hand, the analysis, and on the other hand the deployment of the algorithms produced through data science. The conclusive results of these various studies have demonstrated the interest and the feasibility of using data science for the exploitation of operator networks. These results have also been used by related projects.

La mutualisation des ressources physiques réparties dans les universités, les instituts et les entreprises a permis l'émergence des grilles de calcul. Ces infrastructures dynamiques sont bien adaptées aux applications scientifiques ayant de grands besoins en puissance de calcul et en espace de stockage. L'un des défis majeur pour les grilles de calcul reste la simplification de leur utilisation. Contrairement au déploiement d'applications sur une infrastructure centralisée, le déploiement sur une grille nécessite de nombreuses tâches pénibles pour l'utilisateur. La sélection des ressources, le transfert des programmes ainsi que la surveillance de l'exécution sont en effet laissés à sa charge. Aujourd'hui, de nombreux travaux proposent d'automatiser ces étapes dans des cas simples. En revanche très peu permettent de prendre en charge des déploiements plus complexes, comme par exemple le redéploiement d'une partie de l'application pendant son exécution ou encore le déploiement coordonné de plusieurs applications. <br /><br />Dans cette thèse, nous proposons un modèle pour prendre en charge le déploiement dynamique des applications sur les grilles de calcul. Ce modèle vise à offrir deux fonctionnalités principales. La première consiste en la traduction d'actions de haut niveau, spécifiques aux applications, en opérations de bas niveau, relatives à la gestion des ressources sur la grille. La deuxième consiste en la pré-planification des déploiements, redéploiements et codéploiements d'applications sur les ressources physiques. <br /><br />Le modèle satisfait trois propriétés. Il rend transparent la gestion des ressources à l'utilisateur. Il offre des actions spécifiques aux besoins de l'application. Enfin, il est non-intrusif en limitant les contraintes sur le modèle de programmation de l'application. <br /><br />Une proposition d'architecture nommée CORDAGE vient illustrer ce modèle pour le co-déploiement et le redéploiement d'applications. CORDAGE a été développé en lien avec l'outil de réservation OAR et l'outil de déploiement ADAGE. La validation du prototype s'est effectuée avec la plate-forme pair-à-pair JXTA, le service de partage de données JUXMEM ainsi que le système de fichiers distribué GFARM. Notre approche a été évaluée sur la grille expérimentale GRID' 5000.<br /><br />http://cordage.gforge.inria.fr/