L’essor du Cloud Computing, permettant de partager les coûts et les ressources au travers de la virtualisation, présage une interconnexion dynamique et flexible entre entreprises et fournisseurs. Cependant, cette mise en commun de ressources, données et savoir-faire implique de nouvelles exigences en termes de sécurité. En effet, le manque de confiance dans les structures du Cloud est souvent vu comme un frein au développement de tels services. L’objectif de cette thèse est d’étudier les concepts d’orchestration de services, de confiance et de gestion des risques dans le contexte du Cloud. La contribution principale est un framework permettant de déployer des processus métiers dans un environnement Cloud, en limitant les risques de sécurité liés à ce contexte. La contribution peut être séparée en trois partie distinctes qui prennent la forme d'une méthode, d'un modèle et d'un framework. La méthode catégorise des techniques pour transformer un processus métier existant en un modèle sensibilisé (ou averti) qui prend en compte les risques de sécurité spécifiques aux environnements Cloud. Le modèle formalise les relations et les responsabilités entre les différents acteurs du Cloud. Ce qui permet d'identifier les différentes informations requises pour évaluer et quantifier les risques de sécurité des environnements Cloud. Le framework est une approche complète de décomposition de processus en fragments qui peuvent être automatiquement déployés sur plusieurs Clouds. Ce framework intègre également un algorithme de sélection qui combine les information de sécurité avec d'autres critère de qualité de service pour générer des configuration optimisées. Finalement, les travaux sont implémentés pour démontrer la validité de l'approche. Le framework est implémenté dans un outil. Le modèle d'évaluation des risques de sécurité Cloud est également appliqué dans un contexte de contrôle d'accès. La dernière partie présente les résultats de l'implémentation de nos travaux sur un cas d'utilisation réel. / Nowadays service ecosystems rely on dynamic software service chains that span over multiple organisations and providers. They provide an agile support for business applications, governments of end-users. This trend is reinforced by the Cloud based economy that allows sharing of costs and resources. However, the lack of trust in such cloud environments, that involve higher security requirements, is often seen as a braking force to the development of such services. The objective of this thesis is to study the concepts of service orchestration and trust in the context of the Cloud. It proposes an approach which supports a trust model in order to allow the orchestration of trusted business process components on the cloud. The contribution is threefold and consists in a method, a model and a framework. The method categorizes techniques to transform an existing business process into a risk-aware process model that takes into account security risks related to cloud environments. The model formalizes the relations and the responsibilities between the different actors of the cloud. This allows to identify the different information required to assess and quantify security risks in cloud environments. The framework is a comprehensive approach that decomposes a business process into fragments that can automatically be deployed on multiple clouds. The framework also integrates a selection algorithm that combines security information with other quality of service criteria to generate an optimized configuration. Finally, the work is implemented in order to validate the approach. The framework is implemented in a tool. The security assessment model is also applied over an access control model. The last part presents the results of the implementation of our work on a real world use case.

Il est désormais devenu naturel pour les entreprises de faire coexister des systèmes d'informations, des services ou des processus différents étant donné que celles-ci passent d'architectures centralisées à des architectures distribuées en vue de mener à bien des projets communs. Dans ce contexte, l'interopérabilité, c'est-à-dire la capacité qu'ont deux ou plusieurs composants (applications, sources de données, services mais aussi processus métier) de communiquer et de coopérer en dépit des différences (l'hétérogénéité) dues au langage d'implantation, à l'environnement d'exécution (applicatif métier) ou au modèle d'abstraction choisi (niveau d'abstraction choisi pour représenter une information), est devenue de plus en plus importante. Dans mes travaux, je me suis intéressé à différents problèmes autour de l'interopérabilité, en étudiant respectivement les problèmes liés à l'intégration de données afin de prendre compte l'hétérogénéité au niveau données, les problèmes liés à la distribution et à l'autonomie des processus interentreprises, et enfin les problèmes liés la fiabilité des compositions de services dans les architectures orientées services. Ce sont ces dimensions que je présente dans ce document, ainsi que quelques perspectives.

L'évolution rapide dans les environnements métier d'aujourd'hui impose de nouveaux défis pour la gestion efficace et rentable des processus métiers. Dans un tel environnement très dynamique, la conception des processus métiers devient une tâche fastidieuse, source d'erreurs et coûteuse. Par conséquent, l'adoption d'une approche permettant la réutilisation et l'adaptabilité devient un besoin urgent pour une conception de processus prospère. Les modèles de processus configurables récemment introduits représentent l'une des solutions recherchées permettant une conception de processus par la réutilisation, tout en offrant la flexibilité. Un modèle de processus configurable est un modèle générique qui intègre de multiples variantes de procédés d'un même processus métier à travers des points de variation. Ces points de variation sont appelés éléments configurables et permettent de multiples options de conception dans le modèle de processus. Un modèle de processus configurable doit être configuré selon une exigence spécifique en sélectionnant une option de conception pour chaque élément configurable.Les activités de recherche récentes sur les modèles de processus configurables ont conduit à la spécification des langages de modélisation de processus configurables comme par exemple configurable Event-Driven Process Chain (C-EPC) qui étend la notation de l'EPC avec des éléments configurables. Depuis lors, la question de la conception et de la configuration des modèles de processus configurables a été étudiée. D'une part, puisque les modèles de processus configurables ont tendance à être très complexe avec un grand nombre d'éléments configurables, de nombreuses approches automatisées ont été proposées afin d'assister leur conception. Cependant, les approches existantes proposent de recommander des modèles de processus configurables entiers qui sont difficiles à réutiliser, nécessitent un temps complexe de calcul et peuvent confondre le concepteur du processus. D'autre part, les résultats de la recherche sur la conception des modèles de processus configurables ont mis en évidence la nécessité des moyens de soutien pour configurer le processus. Par conséquent, de nombreuses approches ont proposé de construire un système de support de configuration pour aider les utilisateurs finaux à sélectionner les choix de configuration souhaitables en fonction de leurs exigences. Cependant, ces systèmes sont actuellement créés manuellement par des experts du domaine qui est sans aucun doute une tâche fastidieuse et source d'erreurs .Dans cette thèse, nous visons à automatiser le soutien de la variabilité dans les modèles de processus configurables. Notre objectif est double: (i) assister la conception des processus configurables d'une manière à ne pas confondre les concepteurs par des recommandations complexes et (i) assister la création des systèmes de soutien de configuration afin de libérer les analystes de processus de la charge de les construire manuellement. Pour atteindre le premier objectif, nous proposons d'apprendre de l'expérience acquise grâce à la modélisation des processus passés afin d'aider les concepteurs de processus avec des fragments de processus configurables. Les fragments proposés inspirent le concepteur du processus pour compléter la conception du processus en cours. Pour atteindre le deuxième objectif, nous nous rendons compte que les modèles de processus préalablement conçus et configurés contiennent des connaissances implicites et utiles pour la configuration de processus. Par conséquent, nous proposons de bénéficier de l'expérience acquise grâce à la modélisation et à la configuration passées des processus afin d'aider les analystes de processus dans la construction de leurs systèmes de support de configuration. / Today's fast changing environment imposes new challenges for effective management of business processes. In such a highly dynamic environment, the business process design becomes time-consuming, error-prone, and costly. Therefore, seeking reuse and adaptability is a pressing need for a successful business process design. Configurable reference models recently introduced were a step toward enabling a process design by reuse while providing flexibility. A configurable process model is a generic model that integrates multiple process variants of a same business process in a given domain through variation points. These variation points are referred to as configurable elements and allow for multiple design options in the process model. A configurable process model needs to be configured according to a specific requirement by selecting one design option for each configurable element.Recent research activities on configurable process models have led to the specification of configurable process modeling notations as for example configurable Event-Driven Process Chain (C-EPC) that extends the EPC notation with configurable elements. Since then, the issue of building and configuring configurable process models has been investigated. On the one hand, as configurable process models tend to be very complex with a large number of configurable elements, many automated approaches have been proposed to assist their design. However, existing approaches propose to recommend entire configurable process models which are difficult to reuse, cost much computation time and may confuse the process designer. On the other hand, the research results on configurable process model design highlight the need for means of support to configure the process. Therefore, many approaches proposed to build a configuration support system for assisting end users selecting desirable configuration choices according to their requirements. However, these systems are currently manually created by domain experts which is undoubtedly a time-consuming and error-prone task.In this thesis, we aim at automating the support of the variability in configurable process models. Our objective is twofold: (i) assisting the configurable process design in a fin-grained way using configurable process fragments that are close to the designers interest and (ii) automating the creation of configuration support systems in order to release the process analysts from the burden of manually building them. In order to achieve the first objective, we propose to learn from the experience gained through past process modeling in order to assist the process designers with configurable process fragments. The proposed fragments inspire the process designer to complete the design of the ongoing process. To achieve the second objective, we realize that previously designed and configured process models contain implicit and useful knowledge for process configuration. Therefore, we propose to benefit from the experience gained through past process modeling and configuration in order to assist process analysts building their configuration support systems. Such systems assist end users interactively configuring the process by recommending suitable configuration decisions.

Les organisations adoptent de plus en plus les Systèmes (PAIS) pour gérer leurs processus métiers basés sur les services en utilisant les modèles de processus appelés «modèles de processus métiers». Motivés par l’adaptation aux exigences commerciales et par la réduction des coûts de maintenance, les organisations externalisent leurs processus dans le Cloud Computing. Selon l'Institut NIST, Cloud Computing est un modèle qui permet aux fournisseurs de partager leurs ressources et aux utilisateurs d’y accéder de manière pratique et à la demande. Dans un tel environnement multi-tenant, l'utilisation de modèles de processus configurables permet aux fournisseurs de processus Cloud de fournir un processus personnalisable qui peut être configuré par différents tenants en fonction de leurs besoins.Un processus métier peut être spécifié par plusieurs perspectives tel que la perspective de flux de contrôle, la perspective des ressources, etc. Plusieurs approches ont été proposées au niveau des premières perspectives, notamment le flux de contrôle. Cependant, la perspective ressource, qui est d'une importance égale, était négligée et pas explicitement définie. D’un côté, la gestion de la perspective ressource spécifiquement l’allocation des ressources Cloud est un thème d’actualité qui implique plusieurs recherches. La modélisation et la configuration des ressources sont une tâche sensible nécessitant un travail intensif. Malgré l’existence de différentes approches, elles traitent principalement les ressources humaines plutôt que des ressources Cloud. D’un autre côté, malgré le fait que le concept des modèles de processus configurables est très complémentaire au Cloud, la manière dont comment les ressources sont configurées et intégrées est à peine manipulée. Les approches proposées travaillant sur l’extension de la configuration de ressources, ne couvrent pas les propriétés Cloud notamment l’élasticité et le partage.Pour répondre à ces lacunes, nous proposons une approche pour supporter la modélisation et la configuration de l’allocation des ressources Cloud dans les modèles de processus configurables. Nous visons à (1) définir une description unifiée et formelle pour la perspective ressource, (2) assurer une allocation de ressource correcte, sans conflits et optimisée, (3) Aider les fournisseurs de processus à concevoir leur allocation de ressources configurable de manière fine afin d'éviter des résultats complexes et importants, et (4) Optimiser la sélection des ressources Cloud par rapport aux exigences liées aux propriétés Cloud (élasticité et partage) et propriétés QoS.Pour ce faire, nous proposons d'abord un cadre sémantique pour une description de ressources sémantiquement enrichies dans les processus métiers visant à formaliser les ressources Cloud consommées à l'aide d'une base de connaissances partagée. Ensuite, nous nous basons sur les processus métiers sociales pour fournir des stratégies afin d'assurer une allocation de ressources contrôlée sans conflits en termes de ressources. Par la suite, nous proposons une nouvelle approche qui étend les modèles de processus configurables pour permettre une allocation de ressources Cloud configurable. Notre objectif est de déplacer l'allocation de ressources Cloud du côté des tenants vers le côté du fournisseur de processus Cloud pour une gestion centralisée des ressources. Après, nous proposons des approches génétiques qui visent à choisir une configuration optimale des ressources d'une manière efficace sur le plan énergétique en améliorant les propriétés QoS.Afin de montrer l'efficacité de nos propositions, nous avons développé concrètement (1) une série de preuves de concepts, en tant que partie de validation, pour aider à concevoir des modèles de processus et remplir une base de connaissances de modèles de processus hétérogènes avec des ressources Cloud et (2) ont effectué des expériences sur des modèles de processus réels à partir de grands ensembles de données / Organizations are recently more and more adopting Process-Aware Information Systems (PAIS) for managing their service-based processes using process models referred to as business process models. Motivated by adapting to the rapid changing business requirements and reducing maintenance costs, organizations are outsourcing their processes in an important infrastructure which is Cloud Computing. According to the NIST Institute, Cloud Computing is a model that enables providers sharing their computing resources (e.g., networks, applications, and storage) and users accessing them in convenient and on-demand way with a minimal management effort. In such a multi-tenant environment, using configurable process models allows a Cloud process provider to deliver a customizable process that can be configured by different tenants according to their needs.A business process could be specified from various perspectives such as the control-flow perspective, the organizational perspective, the resource perspective, etc. Several approaches have been correctly proposed at the level of the first perspectives, in particular the control-flow, i.e., the temporal ordering of the process activities. Nevertheless, the resource perspective, which is of equal importance, has been neglected and poorly operated. The management of the resource perspective especially the Cloud resource allocation in business processes is a current interesting topic that increasingly involves many researches in both academics and industry. The design and configuration of resources are undoubtedly sensitive and labor-intensive task. On the one hand, the resource perspective in process models is not explicitly defined. Although many proposals exist in the literature, they all targeted human resources rather than Cloud resources. On the other hand, despite of the fact that the concept of configurable process models is highly complementary to Cloud Computing, the way in how resources can be configured and integrated is hardly handled. The few proposals, which have been suggested on extending configuration to resources, do not cover required Cloud properties such as elasticity or multi-tenancy.To address these limitations, we propose an approach for supporting the design and configuration of Cloud resource Allocation in configurable business process models. We target to (1) define a unified and formal description for the resource perspective, (2) ensure a correct, free-of-conflict and optimized use of Cloud resource consumption, (3) assist process providers to design their configurable resource allocation in a fine-grained way to avoid complex and large results, and (4) optimize the selection of Cloud resources with respect to the requirements related to Cloud properties (elasticity and shareability) and QoS properties.To do so, we first suggest a semantic framework for a semantically-enriched resource description in business processes aiming at formalizing the consumed Cloud resources using a shared knowledge base. Then, we build upon social business processes to provide strategies in order to ensure a controlled resource allocation without conflicts in terms of resources. Next, we propose a novel approach that extends configurable process models to permit a configurable Cloud resource allocation. Our purpose is to shift the Cloud resource allocation from the tenant side to the Cloud process provider side for a centralized resource management. Afterwards, we propose genetic-based approaches that aim at selecting optimal resource configuration in an energy efficient manner and to improve non-functional properties.In order to show the effectiveness of our proposals, we concretely developed (i) a set of proof of concepts, as a validation part, to assist the design of process models and populate a knowledge base of heterogeneous process models with Cloud resources, and (ii) performed experiments on real process models from large datasets

L’internet des objets est au coeur desprocessus industriels intelligents grâce à lacapacité de détection d’évènements à partir dedonnées de capteurs. Cependant, beaucoup resteà faire pour tirer le meilleur parti de cettetechnologie récente et la faire passer à l’échelle.Cette thèse vise à combler le gap entre les fluxmassifs de données collectées par les capteurs etleur exploitation effective dans la gestion desprocessus métier. Elle propose une approcheglobale qui combine le traitement de flux dedonnées, l’apprentissage supervisé et/oul’utilisation de règles sur des évènementscomplexes permettant de prédire (et doncéviter) des évènements indésirables, et enfin lagestion des processus métier étendue par cesrègles complexes.Les contributions scientifiques de cette thèse sesituent dans différents domaines : les processusmétiers plus intelligents et dynamiques; letraitement d’évènements complexes automatisépar l’apprentissage de règles; et enfin et surtout,dans le domaine de la fouille de données deséries temporelles multivariéespar la prédiction précoce de risques.L’application cible de cette thèse est le transportinstrumenté d’oeuvres d’art / Internet of things is at the core ofsmart industrial processes thanks to its capacityof event detection from data conveyed bysensors. However, much remains to be done tomake the most out of this recent technologyand make it scale. This thesis aims at filling thegap between the massive data flow collected bysensors and their effective exploitation inbusiness process management. It proposes aglobal approach, which combines stream dataprocessing, supervised learning and/or use ofcomplex event processing rules allowing topredict (and thereby avoid) undesirable events,and finally business process managementextended to these complex rules. The scientificcontributions of this thesis lie in several topics:making the business process more intelligentand more dynamic; automation of complexevent processing by learning the rules; and lastand not least, in datamining for multivariatetime series by early prediction of risks. Thetarget application of this thesis is theinstrumented transportation of artworks.