Le standard UML est un langage visuel de modélisation pour spécifier, construire et documenter des systèmes logiciels. Une des faiblesses importantes d’UML identifiées par les études de la pratique réelle d’UML concerne la difficulté à spécifier le contexte pour un diagramme donnée ou à l’enrichir pour améliorer sa valeur communicationnelle. En effet, UML ne dispose pas de mécanismes efficaces pour exprimer ce genre de données (exp. les indicateurs de gestion de projets, les indicateurs de qualité). Pour les exprimer dans un langage visuel donné, le framework des dimensions cognitives propose d’utiliser sa notation secondaire : les variables visuelles que le langage n’emploie pas. Malheureusement pour UML, cette notation secondaire n’est pas régulée. La première contribution de la thèse a montré - à travers une étude empirique - que ceci résulte en une grande variété d’utilisation de ces variables et, dans de nombreux cas, de manière non efficace. Elle a aussi montré l’importance de la notation secondaire dans le quotidien des experts UML tout en confirmant leur manque de connaissance sur les bonnes pratiques associées. Dans cette thèse, nous nous basons sur la sémiologie graphique afin de viser une utilisation optimale de la notation secondaire d’UML. Le framework SoG-UML est le résultat de notre adaptation de la sémiologie à UML via 61 directives pour l’utilisation de variations visuelles dans ce langage. Nous avons réalisé une première expérimentation pour valider une partie de ces directives. Enfin, nous proposons Fliplayers et la légende interactive, deux plugins Papyrus proposant respectivement un mécanisme de calques et la construction de légendes "efficaces". / UML is a visual modeling language for specifying, constructing, and documenting software intensive systems. UML diagrams play a central role in the whole software engineering process, starting from early analysis, through implementation, to maintenance. One of the main weaknesses of UML, pointed out by surveys of UML use in industry, is the difficulty to express the context of a particular diagram or to enrich it to enhance its communication value. In fact, UML does not specify effective ways to express contextual information (e.g., project management indicators, quality indicators). To express this kind of information in a particular visual language, the Cognitive Dimensions framework proposes to use its secondary notation: the visual variables that are not used by the language. Unfortunately, in UML, this secondary notation is not controlled. The first contribution of this thesis showed - via an empirical study - that this results in a big variety of usages of these visual variables and mostly, in not effective ways. It also showed that UML practitioners acknowledge the importance of the secondary notation in their practice while confirming their lack of knowledge about the associated effective practices. In this thesis, we refer to the Semiology of Graphics (SoG) in order to target an optimal use of the UML secondary notation. The framework SoG-UML is the result of our adaptation of the SoG to UML via 61 guidelines about the use of the visual variables in this language. We have realized a first experiment to validate a part of these guidelines. Finally, we propose Fliplayers and an interactive keys, two Papyrus plug-ins that respectively implement the layers mechanism and the construction of "effective" keys.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la gestion des modèles de lignes de produits logiciels complexes. L’ingénierie des lignes de produits logiciels a pour objectif de modéliser et développer une famille de produits logiciels présentant un ensemble de similarités plutôt que de modéliser et développer des produits logiciels individuels au cas par cas. La modélisation, cependant, peut se révéler une tâche difficile voir même infaisable quand il s’agit de modéliser des lignes de produits logiciels complexes et à grande échelle. Pour résoudre un tel problème, la tâche de modélisation est distribuée sur différents intervenants. Les modèles développés séparément doivent alors être composés pour obtenir le modèle global de la ligne de produits logiciels. Toutefois, la composition des modèles de lignes de produits logiciels n’est pas une tâche triviale car elle doit prendre en compte l’information de variabilité des éléments de modèles, les contraintes de variabilité, la structure des modèles manipulés et la sémantique ciblée par la composition. L’objectif de cette thèse est de fournir des mécanismes de composition des modèles de lignes de produits logiciels. Pour cela, deux mécanismes sont proposés : la fusion et l’agrégation. La fusion a pour objectif de combiner des modèles présentant des similarités au niveau de leurs éléments structurels. Alors que l’agrégation vise à composer des modèles ne possèdent pas de similarités mais plutôt d’éventuelles contraintes transversales reliant leurs éléments structurels. Les modèles utilisés sont représentés sous une vue de structures composites d’UML et incluent des annotations spécifiques des éléments variables. Les mécanismes que nous proposons traitent l’information de variabilité des éléments structurels manipulés, les contraintes de variabilités associées aux éléments annotés variables ainsi que l’aspect structurel des modèles à composer. Les mécanismes de composition proposés sont définis selon des propriétés sémantiques bien précises décrivant le but de la composition. Ces propriétés sémantiques doivent alors être vérifiées tout au long du processus de composition. A la fin, une évaluation du travail effectué permet de montrer la capacité à composer des modèles de lignes de produits logiciels en un temps raisonnable ainsi que l’importance de la consolidation des modèles structurels dans la réduction du nombre de produits structurellement incomplets. / The Software Product Line (SPL) engineering aims at modeling and developing a set of software systems with similarities rather than individual software systems. Modeling task can be, however, tedious or even infeasible for large scale and complex SPLs. To address such a problem, the modeling task is distributed among different stakeholders. At the end, the models separately developed have to be composed in order to obtain the global SPL model. Composing SPL models is not a trivial task; variability information of model elements has to be treated during the composition, as well as the variability constraints. Similarly, the model structure and the composition semantics are key points that have to be considered during the composition. This thesis aims at providing specific mechanisms to compose SPL models. Therefore, we propose two composition mechanisms: the merge and the aggregation mechanisms. The merge mechanism aims at combining models including structural similarities. The aggregation mechanism, however, intends to compose models without any structural similarity but having eventual constraints across their structural elements. We focus on UML composite structures of SPLs and use specific annotations to identify variable elements. Our composition mechanisms deal with the variability information of structural elements, the variability constraints associated with the variable elements as well as the structures of the manipulated models. We also specify a set of semantic properties that have to be considered during the composition process and show how to preserve them. At the end, we have carried out an assessment of the proposals and have showed their ability to compose SPL models in a reasonable time. We have also showed how model consolidation is important in reducing le number of products having incomplete structure.