Un Data Center (DC) est un bâtiment dont le but est d'héberger des équipements informatiques pour fournir différents services Internet. Pour assurer un fonctionnement constant de ces équipements, le système électrique fournit de l'énergie, et pour les maintenir à une température constante, un système de refroidissement est nécessaire. Chacun de ces besoins doit être assuré en permanence, car la conséquence de la panne de l'un d'eux entraîne une indisponibilité de l'ensemble du système du DC, ce qui peut être fatal pour une entreprise.A notre connaissance, il n'existe pas de travaux d'étude sur l'analyse de sûreté de fonctionnement et de performance, prenant en compte l'ensemble du système du DC avec les différentes interactions entre ses sous-systèmes. Les études d'analyse existantes sont partielles et se concentrent sur un seul sous-système, parfois deux. L'objectif principal de cette thèse est de contribuer à l'analyse de sûreté de fonctionnement d'un Data Center. Pour cela, nous étudions, dans un premier temps, chaque sous-système (électrique, thermique et réseau) séparément, afin d'en définir ses caractéristiques. Chaque sous-système du DC est un système de production qui transforment les alimentations d'entrée (énergie pour le système électrique, flux d'air pour le système thermique, et paquets pour le réseau) en sorties, qui peuvent être des services Internet. Actuellement, les méthodes d'analyse de sûreté de fonctionnement existantes pour ce type de systèmes sont inadéquates, car l'analyse de sûreté doit tenir compte non seulement de l'état interne de chaque composant du système, mais également des différents flux de production qui circulent entre ces composants. Dans cette thèse, nous considérons une nouvelle technique de modélisation appelée Arbres de Production (AP) qui permet de modéliser la relation entre les composants d'un système avec une attention particulière aux flux circulants entre ces composants.La technique de modélisation en AP permet de traiter un seul type de flux à la fois. Son application sur le sous-système électrique est donc appropriée, car il n'y a qu'un seul type de flux (le courant électrique). Toutefois, lorsqu'il existe des dépendances entre les sous-systèmes, comme c'est le cas pour les sous-systèmes thermiques et les sous-systèmes de réseaux, différents types de flux doivent être pris en compte, ce qui rend l'application de la technique des APs inadéquate. Par conséquent, nous étendons cette technique pour traiter les dépendances entre les différents types de flux qui circulent dans le DC. En conséquence, il est facile d'évaluer les différents indicateurs de sûreté de fonctionnement du système global du DC, en tenant compte des interactions entre ses sous-systèmes. De plus, nous faisons quelques statistiques de performance. Nous validons les résultats de notre approche en les comparant à ceux obtenus par un outil de simulation que nous avons implémenté et qui est basé sur la théorie des files d'attente.Jusqu'à présent, les modèles d'arbres de production n'ont pas d'outils de résolution. C'est pourquoi nous proposons une méthode de résolution basée sur la Distribution de Probabilité de Capacité (Probability Distribution of Capacity - PDC) des flux circulants dans le système du DC. Nous implémentons également le modèle d'AP en utilisant le langage de modélisation AltaRica 3.0, et nous utilisons son simulateur stochastique dédié pour estimer les indices de fiabilité du système. Ceci est très important pour comparer et valider les résultats obtenus avec notre méthode d'évaluation. En parallèle, nous développons un outil qui implémente l'algorithme de résolution des APs avec une interface graphique basée qui permet de créer, éditer et analyser des modèles d'APs. L'outil permet également d'afficher les résultats et génère un code AltaRica, qui peut être analysé ultérieurement à l'aide du simulateur stochastique de l'outil AltaRica 3.0. / A Data Center (DC) is a building whose purpose is to host IT devices to provide different internet services. To ensure constant operation of these devices, energy is provided by the electrical system, and to keep them at a constant temperature, a cooling system is necessary. Each of these needs must be ensured continuously, because the consequence of breakdown of one of them leads to an unavailability of the whole DC system, and this can be fatal for a company.In our Knowledge, there exists no safety and performance studies’, taking into account the whole DC system with the different interactions between its sub-systems. The existing analysis studies are partial and focus only on one sub-system, sometimes two. The main objective of this thesis is to contribute to the safety analysis of a DC system. To achieve this purpose, we study, first, each DC sub-system (electrical, thermal and network) separately, in order to define their characteristics. Each DC sub-system is a production system and consists of combinations of components that transform entrance supplies (energy for the electrical system, air flow for the thermal one, and packets for the network one) into exits, which can be internet services. Currently the existing safety analysis methods for these kinds of systems are inadequate, because the safety analysis must take into account not only the internal state of each component, but also the different production flows circulating between components. In this thesis, we consider a new modeling methodology called Production Trees (PT) which allows modeling the relationship between the components of a system with a particular attention to the flows circulating between these components.The PT modeling technique allows dealing with one kind of flow at once. Thus its application on the electrical sub-system is suitable, because there is only one kind of flows (the electric current). However, when there are dependencies between sub-systems, as in thermal and network sub-systems, different kinds of flows need to be taken into account, making the application of the PT modeling technique inadequate. Therefore, we extend this technique to deal with dependencies between the different kinds of flows in the DC. Accordingly it is easy to assess the different safety indicators of the global DC system, taking into account the interactions between its sub-systems. Moreover we make some performance statistics. We validate the results of our approach by comparing them to those obtained by a simulation tool that we have implemented based on Queuing Network theory.So far, Production Trees models are not tool supported. Therefore we propose a solution method based on the Probability Distribution of Capacity (PDC) of flows circulating in the DC system. We implement also the PT model using the AltaRica 3.0 modeling language, and use its dedicated stochastic simulator to estimate the reliability indices of the system. This is very important to compare and validate the obtained results with our assessment method. In parallel, we develop a tool which implements the PT solution algorithm with an interactive graphical interface, which allows creating, editing and analyzing PT models. The tool allows also displaying the results, and generates an AltaRica code, which can be subsequently analyzed using the stochastic simulator of AltaRica 3.0 tool.

A l'époque où l'Internet est devenu la plateforme par défaut pour offrir de la valeur ajoutée, des nouveaux fournisseurs de services multimédia ont saisi cette opportunité en définissant les services Over-The-Top (OTT). Cependant, Internet n'étant pas un réseau de distribution fiable, il nécessaire de garantir de haut niveau de Qualité d'Expérience (QoE), ainsi que les revenues des Fournisseurs de Services d'Internet (ISP) et des OTTs.Le travail présenté dans ce document va au-delà de l'état de l'art, en proposant une solution qui prend en compte cet objectif. Les principaux apports qui y sont présentés peuvent être synthétisées en quatre contributions.En premier lieu, l'inclusion des paramètres liés aux modèles d'affaires dans l'analyse de la QoE a demandé un nouveau cadre pour calculer la QoE d'un service OTT. Ce cadre est basé sur le formalisme mathématique des Machines Étendues à États Finis (EFSM), ce qui profite de deux avantages des EFSMs~: les traces des machines suivent les décisions de l'utilisateur et les variables du contexte utilisés comme indicateurs de qualité, seront utilisées ultérieurement pour computer la QoE.La deuxième contribution consiste à mettre en œuvre deux algorithmes. Le premier fait le calcul d'une forme équivalent, ayant la forme d'un arbre qui représente les traces de la machine. Le deuxième utilise les traces et fait le calcul de la QoE pour les états terminaux de chaque trace. Les deux algorithmes peuvent être utilisés comme base d'un outil de monitorage capable de prévoir la valeur de la QoE d'un utilisateur. De plus, une mise en œuvre concrète des ces deux algorithmes comme une extension de l'Outil de Monitorage de Montimage (MMT) est aussi présentée.La troisième contribution présente la validation de l'approche avec un double objectif. D'une part, l'inclusion de paramètres du modèle d'affaires est validée et on détermine leur impact sur la QoE. D'autre part, le modèle de la QoE proposé est validé par la mise en œuvre d'une plateforme d'émulation d'un service OTT qui montre des vidéos perturbés. Cette implémentation est utilisée pour obtenir des valeurs estimées par utilisateurs réels qui sont utilisés pour dériver un modèle approprié de la QoE.La dernière contribution se base sur le cadre donné et fournit un analyse statique d'un service OTT. Cette procédure est réalisé par un troisième algorithme qui calcule la quantité des configurations contenues dans le modèle. En analysant à l'avance touts les scénarios possibles qu'un utilisateur peut rencontrer, le fournisseur des services OTT peut détecter des défauts dans le modèle et le service à une stade précoce du développement / At a time when the Internet has become the de facto platform for delivering value, the new multimedia providers took advantage of this opportunity to define Over-The-Top (OTT) services. Considering that Internet is not a reliable distribution network, it is necessary to ensure high levels of Quality of Experience (QoE) and revenues for Internet Service Providers (ISP) and OTTs. The work presented in this dissertation goes beyond the state of the art by providing a solution having this goal in mind. The main contributions presented here can be summarized in four main points.First, the inclusion of business-model related parameters in the QoE analysis required a new framework for calculating the QoE of an OTT service.This framework is based on the Extended Finite States Machine (EFSM) mathematical formalism, which takes advantage of two features of the EFSMs: (1) the traces of the machines that keep track of the user's decisions and; (2) the context variables used as quality indicators, correlated later with the QoE.The second contribution is the design and the implementation of two algorithms. The first computes the $l$-equivalent, a version in the form of a tree of the model that exposes the traces of the machine. The second uses the traces and computes the QoE at the final stages of each trace. Both algorithms can be used to design a monitoring tool that can predict a user’s QoE value. In addition, a concrete implementation is given as an extension of the Montimage Monitoring Tool (MMT).The third contribution presents the validation of the approach, having two objectives in mind. On the one hand, the inclusion of business-model related parameters was validated by determining the impact of such variables on the QoE. On the other hand, the proposed QoE model is validated by the implementation of an OTT emulation platform showing disrupted videos. This implementation is used to obtain QoE values evaluated from real users, values used to derive an appropriate QoE model.The last contribution uses the framework to perform a static analysis of an OTT service. This is done by a third algorithm that computes the amount of configurations contained in the model. By analyzing in advance all the possible scenarios a user can face -- and their respective QoE, the OTT provider can detect flaws in the model and the service from the early stages of development

Les cadres interactionnels actuels pour les communications entre agents (protocoles, stratégies de conversation, jeux de dialogue, . . . ) garantissent la cohérence structurelle des conversations tenues. Pourtant, ce n'est pas tant l'habilité des agents à structurer leurs conversations qui nous intéresse que leurs aptitudes à tenir des conversations utiles quant à leurs objectifs individuels et collectifs. Pour traiter cette problématique, nous avons défini et implanté un modèle complet de la communication entre agents qui couvre les quatre dimensions classiques de la communication : syntaxe, structure, sémantique et pragmatique. Au niveau syntaxique, nous proposons le langage DIAGAL[DIAlogue Game based Agent communication Language] qui se présente comme un ensemble de jeux de dialogue qui permettent la manipulation conjointe d'engagements sociaux. Du point de vue de la structuration des dialogues, les jeux de dialogue que nous proposons offrent une alternative à la rigidité des protocoles tout en capturant les aspects conventionnels de la communication, absents des approches considérant des actes de langages isolés. Dans notre approche, le niveau sémantique de la communication repose, quant à lui, sur les engagements sociaux qui capturent les interdépendances contractées par les agents lors des communications. Dans ce contexte, notre contribution principale concerne les aspects cognitifs de la pragmatique. À cet effet, nous proposons une théorie cognitive de l'utilisation de ce cadre interactionnel basée sur la notion de cohérence cognitive et fondée sur des résultats non encore formalis és de sciences cognitives. Issue d'une unification de la théorie de la dissonance cognitive (une des théories majeures de psychologie cognitive) avec la théorie de cohérence cognitive (développée en philosophie de l'esprit), notre approche est formulée en termes d'éléments et de contraintes, notions familières en informatique. La théorie motivationnelle résultante est ensuite étendue afin de traiter la communication entre agents cognitifs. Sous les hypothèses de notre théorie, nous définissons alors une métrique de l'utilité des conversations entre agents. Nous montrons comment cette théorie permet de résoudre en pratique de nombreux problèmes fondamentaux des aspects cognitifs de la pragmatique des communications entre agents. En particulier, nous proposons une première application de notre théorie pour l'utilisation automatique par des agents de type BDI [Beliefs, Desires and Intentions] des jeux de dialogue du langage DIAGAL. Ce faisant, nous introduisons un certain nombre d'outils techniques pour l'automatisation des communications entre agents tout en précisant quels sont nos apports théoriques pour les SMAs et plus généralement pour les sciences cognitives. / Different approaches have investigated the syntax and semantics of agent communication languages. However, these approaches have not indicated how agents should dynamically use communications. Instead of filling this pragmatics gap, most approaches have mainly focused on the "structure" of dialogues even though developers are more interested in agents' capabilities of having "useful" automated conversations with respect to their goals rather than in their abilities to structure dialogues. We addressed this problem that requires re-inquiring the four main dimensions of (agent) communication : syntax, structure, semantics and pragmatics (the theory of the use of language). At the syntactic level, we have developed an agent communication language called DIAGAL [DIAlogue Game based Agent communication Language] which consists of a set of dialogue games that allows for the grounded manipulation of social commitments. At the structural level, DIAGAL dialogue games offer a good compromise between the lack of flexibility of protocols while taking into account the conventional aspects of dialogue which were missing in isolated speech acts approaches. At the semantics level, we provide a social commitments model that captures the inter-dependencies contracted by the agents toward each other during dialogues. In that context, our main contribution concerns the cognitive aspects of pragmatics. To this end, we develop in this thesis a motivational theory for the use of such a conventional and social agent communication framework. Our approach is based on cognitive science results that have not been formalized yet. Our theory consists of a formalisation and a unification of the cognitive dissonance theory (one of the major theories of cognitive psychology) with the coherence theory issuing from philosophy of mind. Our approach is formulated in terms of elements and constraints which allow making it computational. This theory allows formally defining and exploiting the notion of utility of dialogues. We show in this thesis how this approach allows solving many theoretical and practical problems in agent communication. As a validation of this approach, we extend classical BDI [Beliefs, Desires and Intentions] agents to allow them to automatically use DIAGAL dialogue games. The resulting framework provides the necessary theoretical and practical elements for implementing our theory. In doing so, it brings in a general scheme for automatizing agents' communicational behaviour.

La virtualisation est une technologie dont la popularité ne cesse d’augmenter dans le monde de l’entreprise, et ce pour l’efficacité et la facilité de gestion qu’elle apporte. Cependant, le problème majeur de cette technologie est la sécurité. Dans cette thèse, nous proposons de renforcer la sécurité des systèmes virtualisés et nous introduisons de nouvelles approches pour répondre aux différents besoins en sécurité de cette technologie et aussi aux aspects liés à à son fonctionnement et son déploiement. Nous proposons une nouvelle architecture de supervision qui permet de contrôler la totalité de la plateforme virtualisée en temps réel. L’idée est de simuler une supervision décentralisée (plusieurs postes) sur un seul poste physique. Nous étudions les avantages et les limites de cette approche et nous montrons que cette solution est incapable de réagir é à un certain nombre d’attaques nouvelles. Comme remède, nous introduisons une nouvelle procédure qui permet de sécuriser les ressources critiques d’un système virtualisé pour s’assurer que des familles d’attaques ne peuvent être exécutées en ayant accès à ces ressources. Nous introduisons une variante de LTL avec de nouveaux opérateurs de passé et nous démontrons comment des politiques de sécurité formulées à l’aide de ce langage peuvent être facilement traduites en signatures d’attaques qui sont indispensables à la détection des intrusions dans le système. Nous analysons aussi l’impact d’une communication réseau non sécurisée entre machines virtuelles sur la sécurité globale du système virtualisé. Nous proposons un modèle d’une politique de sécurité multi-niveaux qui couvre la majorité des opérations liées au réseau et qui peuvent être exécutées par une machine virtuelle. Notre modèle couvre aussi des opérations de gestion de l’infrastructure virtualisée et étudie les contraintes de sécurité qui doivent être satisfaites. / Virtual machine technology is rapidly gaining acceptance as a fundamental building block in enterprise data centers. It is most known for improving efficiency and ease of management. However, the central issue of this technology is security. We propose in this thesis to enforce the security of virtualized systems and introduce new approaches that deal with different security aspects related not only to the technology itself but also to its deployment and maintenance. We first propose a new architecture that offers real-time supervision of a complete virtualized architecture. The idea is to implement decentralized supervision on one single physical host. We study the advantages and the limits of this architecture and show that it is unable to react according to some new stealthy attacks. As a remedy, we introduce a new procedure that permits to secure the sensitive resources of a virtualized system and make sure that families of attacks can not be run at all. We introduce a variant of the LTL language with new past operators and show how policies written in this language can be easily translated to attack signatures that we use to detect attacks on the system. We also analyse the impact that an insecure network communication between virtual machines can have on the global security of the virtualized system. We propose a multilevel security policy model that covers almost all the network operations that can be performed by a virtual machine. We also deal with some management operations and introduce the related constraints that must be satisfied when an operation is performed.

Cette thèse apporte plusieurs contributions dans le domaine des langages formels. Notre premier travail a été de montrer la pertinence des grammaires de graphes comme outil de démonstration de résultats fondamentaux sur les langages algébriques. Nous avons ainsi reformulé avec un point de vue géométrique les démonstrations du lemme des paires itérantes et du lemme de Parikh. Nous avons ensuite étendu aux graphes réguliers des algorithmes de base sur les graphes finis, notamment pour calculer des problèmes de plus court chemin. Ces extensions ont été faites par calcul de plus petits points fixes sur les grammaires de graphes. Enfin, nous avons caractérisé des familles générales de systèmes de récriture de mots dont la dérivation préserve la régularité ou l’algébricité. Ces familles ont été obtenues par décomposition de la dérivation en une substitution régulière suivie de la dérivation du système de Dyck / Pas de résumé en anglais

Cette thèse porte sur l'exploitation des connaissances de domaine dans un processus de découvertes de sources de données biologiques sur le Web. Tout d'abord, des ontologies de domaine sont utilisées pour représenter un ensemble de connaissances qui reflètent le contenu et la qualité des sources de données. Ensuite, en s'appuyant sur ces connaissances, les sources sont organisées dans un treillis de concepts en fonction de leurs caractéristiques communes. Le treillis de concept constitue le support de la découverte qui peut être effectuée de deux manières différentes et complémentaires : par navigation et par interrogation. Dans les deux cas la découverte peut être guidée par des connaissances de domaines. Lors d'une découverte par navigation, les connaissances sont utilisées soit pour réduire l'espace de recherche soit pour orienter la navigation vers des concepts plutôt que d'autres. Lors d'une découverte par interrogation les connaissances de domaine sont soit exprimées sous la forme de préférences entre mots clés dans la requête soit utilisées pour l'enrichissement (ou reformulation) de la requête. Pour assurer une meilleure prise en compte des connaissances de domaine nous avons introduit les treillis de concepts multivalués. L'organisation des sources sous la forme d'un treillis de concepts multivalués permet de contrôler la taille de l'espace de recherche et d'augmenter la flexibilité et les performances du processus de découverte dans ses deux modes. La navigation peut être effectuée dans des treillis de différents niveaux de précision avec la possibilité d'effectuer des zooms dynamiques permettant le passage d'un treillis à l'autre. L'interrogation bénéficie d'une augmentation de l'expressivité dans les requêtes.

Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la vérification des logiciels et plus particulièrement du test à partir de spécifications algébriques. La soumission d'un jeu de tests exhaustif pour trouver toutes les erreurs d'un programme est généralement impossible. Il faut donc sélectionner un jeu de tests le plus judicieusement possible. Nous avons donc donné une méthode de sélection de tests par dépliage des axiomes de spécifications conditionnelles positives (clauses de Horn pour la logique équationnelle). Celle-ci permet de partitionner le jeu exhaustif des tests. Nous utilisons pour cela un critère de sélection qui utilise les axiomes de la spécification et qui peut être appliqué plusieurs fois de suite. Pour garantir de bonnes propriétés sur ce critère de sélection, nous avons également donné un cadre général pour la normalisation d'arbre de preuve. Il fonctionne pour n'importe quel système formel, et permet d'unifier un grand nombre de résultats en logique.

Depuis vingt ans, la capacité d'intégration des technologies MOS double tous les dix-huit mois. Une approche prometteuse pour exploiter cette progression a été introduite récemment par l'invention des “circuits analogiques cellulaires”, qui sont composés de l'assemblage régulier de milliers de cellules analogiques identiques. L'objectif de cette thèse est de contribuer à la conception de ces circuits, en étudiant ceux pour lesquels sont possibles une modélisation statistique à l'aide de Réseaux de Neurones Formels (RNF) et des applications à la reconnaissance des formes. Elle porte plus particulièrement sur la machine de Boltzmann, qui est un modèle de RNF booléen et stochastique, à temps discret. Au chapitre I, je présente les Réseaux de Reurones Formels et les algorithmes de la Machine de Boltzmann Synchrone, qui est un modèle adapté au parallélisme matériel. Au chapitre II, je présente l'état de l'art des réalisations de Machine de Boltzmann et des techniques analogiques utilisées pour les RNF. Au chapitre III, je présente une architecture originale de circuits dédiés aux réseaux multi-couches exécutant la Machine de Boltzmann. Au chapitre IV, je présente la conception et la simulation des cellules et des circuits nécessaires : convertisseurs tension-courant et courant-tension, comparateur, fonction sigmoïde... Ce modèle étant stochastique, je présente aussi deux réalisations originales de générateurs aléatoires : le premier est optoélectronique et tire partie des propriétés du speckle optique, le second est électronique et à base d'automates cellulaires. Le chapitre V est consacré à la description des mesures effectués sur des circuits prototypes de chacune des cellules. En conclusion, je présente les évolutions de ces travaux vers des circuits analogiques à temps continu et à états de neurones continus.

Nous avons présenté dans cette thèse deux contributions au problème de la synthèse de contrôleur pour les<br />systèmes à événements discrets modélisés par des Grafcets.<br />La théorie de la supervision des systèmes à événements discrets (SED) initiée par les travaux de Ramadge et<br />Wonham, n'est pas directement implantable sous la forme d'une commande opérationnelle. Nous pouvons<br />trouver dans la littérature diverses extensions de l'approche RW dans lesquelles le superviseur peut forcer des<br />événements, parmi celles-ci il y a la commande supervisée proposée par François charbonnier dans sa thèse<br />(1996). Nous avons fait une extension de cette approche, dans le cas où le langage des spécifications n'est pas<br />contrôlable par rapport au langage du procédé étendu. Pour implanter l'automate de superviseur obtenu, nous<br />avons proposé une méthode systématique de passage de l'automate superviseur vers le Grafcet superviseur de<br />manière structurelle. Cependant dans cette approche, le Grafcet final de superviseur obtenu contient un<br />nombre important d'étapes qui est identique à l'automate synthétisé. Donc la complexité des superviseurs reste<br />toujours prohibitive. C'est pourquoi nous avons proposé une approche de synthèse structurelle, dans laquelle<br />la taille de Grafcet obtenu est réduite et implantable sur les automates programmables. Cette méthode est basée<br />sur les invariants de marquage qui permettent de déterminer un certain nombre d'étapes à ajouter au modèle<br />initial pour faire respecter les spécifications de commande. Nous avons établi des propriétés générales qui ont<br />permis de trouver l'ensemble des contraintes linéaires à partir de l'ensemble des états interdits. La solution<br />obtenue donne un contrôleur optimal. Cette optimalité provient de l'équivalence entre l'ensemble des<br />situations autorisées et l'ensemble des contraintes linéaires. Elle a été prouvée grâce au caractère booléen du<br />marquage d'un Grafcet.

Les travaux présentés ici s'intéressent aux coloriages du plan discret. Ce modèle d'inspiration géométrique est intrinsèquement lié aux modèles de calcul, et son étude se décline ici suivant deux axes complémentaires: calculabilité et combinatoire. Nous montrons en particulier ici comment de nombreux résultats récents s'expriment naturellement à travers le concept de bases, propriétés vérifiées par au moins un point de tout ensemble de coloriages, et d'antibases, contre-exemples à ce concept. Nous examinons ensuite les différents codages du calcul par des jeux de tuiles et exhibons en particulier un nouveau codage épars, permettant de caractériser les degrés Turing des ensembles de coloriages. Enfin nous revenons aux origines en étudiant les pavages du point de vue de la logique. Nous caractérisons ainsi les grandes familles d'ensembles de coloriages par des fragments de la logique monadique du second ordre.