Les organisations actuelles se structurent et agissent en s'appuyant sur leurs systèmes d'information. Malgré les progrès considérables réalisés par la technologie informatique, on constate que les acteurs restent très souvent critiques par rapport à leur systèmes d'information. Une des causes de cet écart entre les espoirs et la réalité trouve sa source dans la difficulté à produire un cahier des charges suffisamment détaillé pour les opérationnels et interprétable par les spécialistes des systèmes d'information. Notre proposition vise à surmonter cet obstacle en organisant l'expression des besoins dans un langage commun aux opérationnels et aux experts techniques. Pour cela, le langage proposé pour exprimer les besoins est basé sur la notion de but. L'ensemble de cette démarche repose sur l'ingénierie dirigée par les modèles. Celle-ci a aujourd'hui montré la majorité de ces résultats dans la phase de développement logiciel et tout particulièrement avec l'approche MDA. Tandis que cette phase est grandement étudiée par la communauté IDM, la phase de spécification et d'expression du besoin est, aujourd'hui, peu approfondie. Notre proposition repose sur la mise en œuvre de l'ingénierie dirigée par les modèles dans cette phase, qui semble être l'une des plus importantes dans le processus de développement logiciel, avec pour objectif d'améliorer la qualité de la spécification des besoins et ainsi apporter une information plus fiable et plus claire aux étapes suivantes. Cette proposition repose sur un méta-modèle de spécification du besoin fonctionnel et d'un mécanisme d'interprétation à l'aide de transformations de modèles.

Cette thèse propose une approche pour intégrer l'utilisation des propriétés temporisées stochastiques dans un processus continu de design fondé sur des modèles à l'exécution. La spécification temporelle de services est un aspect important des architectures à base de composants, par exemple dans des réseaux distribués volatiles de nœuds informatiques. L'approche models@runtime facilite la gestion de ces architectures en maintenant des modèles abstraits des archi- tectures synchronisés avec la structure physique de la plate-forme d'exécution distribuée. Pour les systèmes auto-adaptatifs, la prédiction de délais et de débit d'un assemblage de composants est primordial pour prendre la décision d'adaptation et accepter les évolutions qui sont conformes aux spécifications temporelles. Dans ce but, nous définissons une extension du métamodèle fondée sur les réseaux de Petri stochastiques comme un modèle temporisé interne pour la prédiction. Nous concevons une bibliothèque de patrons pour faciliter la spécification et la prédiction des propriétés temporisées classiques de modèles à l'exécution et rendre la synchronisation des comportements et des changements structurels plus facile. D'autre part, nous appliquons l'approche de la modélisation par aspects pour tisser les modèles temporisés internes dans les modèles temporisés de comportement du composant et du système. Notre moteur de prédiction est suffisament rapide pour effectuer la prédiction à l'exécution dans un cadre réaliste et valider des modèles à l'exécution.

La modernisation logicielle est un domaine en plein essor du fait du vieillissement des technologies datant des années 1960, tel que COBOL ou FORTRAN. Aujourd'hui, bon nombre de ces applications sont toujours en service du fait de leur criticité. Ce sont elles qui continuent d'assurer le bon fonctionnement du système d'information de l'entreprise. Face à l'arrivée en force de technologies récentes de type Cloud ou Mobile, il devient urgent de les moderniser. Toutefois, près de deux projets de modernisation sur trois échouent à cause du manque ou la perte de documentation de l'application, la complexité du logiciel (qui lui n'a cessé de grandir avec le temps), la perte des connaissances techniques (les jeunes développeurs n'ont jamais étudié ces anciennes technologies), tout cela couplé à un manque d'outils et de méthodes industrielles. Face à ce constat implacable, cette thèse suggère une solution pour l'industrialisation du processus de modernisation à travers l'utilisation de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM), notamment en prenant pour base les métamodèles issus de l'initiative Architecture Driven Modernisation de l'OMG. Nous montrons qu'il est ainsi possible d'automatiser une majorité du processus du fait de l'utilisation de métamodèles pivots technologiquement neutres, ainsi que l'utilisation d'une série d'outils permettant d'obtenir une automatisation des tâches de migration de l'application. Nous proposons également de rendre cette solution adaptable à n'importe quel langage légataire au travers d'une chaîne de modernisation paramétrable via l'utilisation d'un moteur de transformation dédié offrant des mécanismes d'extensibilité et de réutilisabilité. Pour terminer, nous illustrons l'ensemble des idées développées dans cette thèse sur l'exemple concret d'une application codée en COBOL. / Software modernization is a fast-growing sector due to the aging technologies from the 1960s, such as COBOL or FORTRAN. Nowadays, many of these applications are still being used because of their criticality. These applications allow companies to maintain their information system. But to face the arrival of newer technologies and platforms, like Cloud or Mobile, companies must modernize their systems to deliver the same services and also develop new ones in order to compete. However, nearly two out of three modernization projects fail because of the lack or the loss of applications documentation, the complexity of the software (that has continued to grow over time), the loss of technical knowledge (the junior developers have never studied these ancient technologies), plus a lack of tools and industrial methods. Faced with this relentless observation, this thesis suggests a solution to the industrialization process of modernization through the use of Model Driven (IDM) Engineering, especially by using metamodels base from Driven Architecture Modernization of the OMG. We therefore demonstrate that it is possible to automate the process thanks to technologically neutral metamodels and by using a set of tools to get the automation of application migration tasks. We also propose to have this solution adapted to any languages through a configurable chain of modernization by using a dedicated processing engine that provides scalability and reusability mechanisms. Finally, we illustrate the ideas developed in this thesis in the concrete case of a coded COBOL application.

L'interaction et l'interopérabilité entre différentes sources de données sont une préoccupation majeure dans plusieurs organisations. Ce problème devient plus important encore avec la multitude de formats de données, APIs et architectures existants. L'ingénierie dirigée par modèles (IDM) est un paradigme relativement nouveau qui permet de diminuer ces problèmes d'interopérabilité. L'IDM considère toutes les entités d'un système comme un modèle. Les plateformes IDM sont composées par des types de modèles différents. Les modèles de transformation sont des acteurs majeurs de cette approche. Ils sont utilisés pour définir des opérations entre modèles. Par contre, il y existe d'autres types d'interactions qui sont définies sur la base des liens. Une solution d'IDM complète doit supporter des différents types de liens. Les recherches en IDM se sont centrées dans l'étude des transformations de modèles. Par conséquence, il y a beaucoup de travail concernant différents types des liens, ainsi que leurs implications dans une plateforme IDM. Cette thèse étudie des formes différentes de liens entre les éléments de modèles différents. Je montre, à partir d'une étude des nombreux travaux existants, que le point le plus critique de ces solutions est le manque de généricité, extensibilité et adaptabilité. Ensuite, je présente une solution d'IDM générique pour la gestion des liens entre les éléments de modèles. La solution s'appelle le tissage de modèles. Le tissage de modèles propose l'utilisation de modèles de tissage pour capturer des types différents de liens. Un modèle de tissage est conforme à un métamodèle noyau de tissage. J'introduis un ensemble des définitions pour les modèles de tissage et concepts liés. Ensuite, je montre comment les modèles de tissage et modèles de transformations sont une solution générique pour différents problèmes d'interopérabilité des données. Les modèles de tissage sont utilisés pour générer des modèles de transformations. Ensuite, je présente un outil adaptive et générique pour la création de modèles de tissage. L'approche sera validée en implémentant un outil de tissage appelé

Les administrateurs, les développeurs, les concepteurs logiciels ont besoin de nouvelles approches pour faire face à la complexité croissante des systèmes informatiques. Afin de libérer les administrateurs de tâches répétitives et d'améliorer la réactivité des systèmes, ces systèmes, alors appelés systèmes autonomiques, tendent à être dotés de capacités d'auto-gestion telles que l'auto-configuration et l'auto-réparation. Ces capacités d'auto-gestion sont fortement couplées à la capacité du système à s'auto-adapter, c.-à-d. à modifier sa structure et son comportement alors qu'il est en cours d'exécution. Les approches se sont jusqu'alors concentrées sur l'auto-adaptation structurelle des systèmes à base de composants logiciels en remaniant les liaisons entre les composants. Dans notre approche, nous nous focalisons sur l'adaptation comportementale. Nous avons défini le modèle de composants MOCAS (Model Of Components for Adaptive Systems) pour permettre la réalisation de systèmes autonomiques à base de composants logiciels auto-adaptatifs. MOCAS repose sur une approche uniforme exploitant l'ingénierie des modèles : les capacités d'adaptation et les propriétés autonomiques de chaque composant reposent sur l'usage qui est fait par MOCAS du langage de modélisation UML. La structure d'un composant MOCAS repose sur les éléments natifs du langage MOCAS. Le comportement du composant est décrit avec une machine à états MOCAS. Cette machine est ensuite exécutée par le composant pour réaliser son comportement. Pour devenir adaptable, le composant est déployé dans un conteneur respectant ce même modèle. Une boucle de contrôle à base de composants MOCAS permet de réaliser des composants auto-adaptables de façon décentralisée et de les doter de propriétés autonomiques. Les politiques autonomiques exploitent alors les modèles de machines à états afin d'auto-configurer et d'auto-réparer les composants.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation et le suivi des évolutions d'un SI impliqué dans la mise en œuvre d'une activité biomédicale. Dans le domaine biomédical, la prise en compte conjointe des aspects scientifiques et industriels de l'activité influe de manière importante sur les évolutions des SI. Pour suivre les évolutions d'un SI, nous proposons une démarche, fondée sur l'IDM, qui repose sur la définition, au sein des modèles, de points d'extension qui contiennent les informations pour assurer la modélisation et le suivi des évolutions. En mettant en œuvre ces points d'extension au niveau d'un cadre d'application spécifique, nous proposons de suivre les évolutions d'un SI et d'extraire des profils d'évolution propres aux différents acteurs du SI. À partir de la prise en compte des liens de traçabilité présents, de manière explicite, au niveau des éléments des points d'extension nous définissons une matrice de traçabilité pour quantifier les évolutions. La pondération des coefficients de cette matrice selon le type des liens de traçabilité nous permet de calculer une valeur qui sera associée au profil d'évolution. / This thesis concerns the monitoring of information systems, which are related to biomedical activity. In the biomedical field, taking into account both scientific and industrial activity significantly influences on the evolution of SI. To follow the developments of information systems, we propose a model-driven approach, which is based on the definition of extension points. By implementing these extension points on a specific framework, we propose to follow the evolution of an IS and to extract user's profile. To extract user's profile, we consider explicit traceability links to define a matrix of traceability to quantify the evolution of SI. The weighting coefficients of the traceability matrix depend on traceability links type. Between two evolutions, we track evolution profile for a particular actor.

Les lignes de produits logiciels ont pour objectif la réutilisation des documents, codes sources, architectures, et plus généralement tout artefact créé durant le développement de logiciels d'un même domaine. Pour cette réutilisation, on utilise aujourd'hui des ``modèles de caractéristiques''. L'approche consiste à décrire dans ce modèle les caractéristiques des artefacts créés et les contraintes permettant de les assembler, puis à sélectionner les caractéristiques représentatives d'un nouveau produit en le générant en tout ou partie. Dans certaines situations, une caractéristique représente un artefact associé à un élément du contexte que le produit doit gérer. Une telle caractéristique, et les contraintes relatives à sa mise en œuvre, peuvent être clonées pour chaque occurrence de l'élément dans le contexte. Dans le cadre de cette thèse, nous cherchons à déterminer l'impact du contexte d'exécution d'un futur produit sur les caractéristiques d'une ligne de produits logiciels. Nous explorons tout d'abord les différentes manières de représenter un modèle de caractéristiques et le contexte d'un produit. Nous proposons ensuite une méthode générique pour adapter un modèle de caractéristiques aux éléments d'un contexte. Cette thèse a été réalisée dans le contexte du projet RIDER (Reasearch for ITDriven EneRgy efficiency). Ce projet a pour objectif la réduction des pertes énergétiques subies à cause d'une gestion inappropriée des sources et des besoins énergétiques des bâtiments. La variété des équipements et les spécificités de chaque bâtiment nécessitent une adaptation au cas par cas des logiciels d'optimisation énergétique. Nous proposons donc d'appliquer à ce projet une approche par lignes de produits logiciels, et plus particulièrement, notre méthode d'adaptation de modèles de caractéristiques au contexte, pour adapter les logiciels d'optimisation énergétique au contexte spécifique de chaque bâtiment. / Software product lines aim at reusing documents, source code, architectures, and, all artefact created during software development achieved in a given domain. Nowadays, we use ``feature models'' to facilitate the reuse of such elements. The approach consists in describing, in this feature model, artefacts and their usage constraints, and then to identify representative features for creating a new product. In some situations, a feature represents an artefact associated to a context element that must be handled by the product. Such a feature, and its related constraints, can be cloned for each occurrence of instances of this element in a given context. In this thesis, we are try to determine the impact of a product execution context on a future product features. We first explore different ways for representing feature models and a product context. Then, we propose a generic method to adapt a feature model to context elements. This thesis has been achieved in the context of the RIDER project (Research for IT Driven EneRgy efficiency). This project aims at reducing energy waste due to an inappropriate management of energy sources and needs. The heterogeneousness of building equipments and each building specificities require to adapt energy optimisation software. We propose to apply a software product line approach to this project. More precisely, we propose to apply to this project our feature model context adaptation methodology, in order to adapt energy optimisation software to each building specific context.

Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de l'interaction des processus multiples nécessaires à la réalisation d'un projet d'ingénierie.<br />L'approche retenue repose sur l'idée qu'il existe une solution générique aux problèmes d'ingénierie. Notre proposition est de formaliser cette solution pour permettre de l'adapter ensuite à des domaines d'activités et à des projets précis par des opérations de transformation de modèles. Pour cela, nous nous reposons sur les concepts de l'IDM et les appliquons dans le cadre de l'ingénierie système. Les étapes de notre proposition sont :<br />• la formalisation d'un processus générique à partir d'un standard de l'ingénierie système (EIA-632) sous la forme d'un modèle SPEM/UML,<br />• sa spécialisation pour l'adapter au contexte d'application d'un projet,<br />• son enrichissement pour en préparer l'exploitation et la conduite. La formalisation des processus est la base d'une démarche nouvelle d'application de l'ingénierie système.<br />Cette démarche assure une cohérence globale et locale dans l'organisation et le déroulement des projets. En se reposant sur des règles de bonnes pratiques issues des standards internationaux elle s'assure d'un comportement global cohérent du projet. En laissant les acteurs du projet libres d'adapter leurs pratiques à leur environnement de travail elle permet à chacun de travailler de manière optimale avec l'assurance que les processus spécifiques qu'il emploie s'insèrent au mieux dans le projet.<br />La démarche que nous proposons répond à la problématique d'application concrète des processus d'ingénierie système posée par l'industrie et, plus généralement, à celle de l'amélioration continue des méthodes et des produits.

Méthodologie pour la dérivation comportementale de produits dans une ligne de produit logicielle

À la conjonction de l'Information Géographique et de l'Informatique, la recherche menée relève du domaine Géomatique. Elle traite de l'apport de l'ingénierie des modèles à la conception et au développement de Systèmes d'Information Géographique (SIG). Le domaine d'application géomatique, une capitalisation des connaissances déficiente au cours du processus de développement et une qualité des connaissances capturées en séance d'analyse insuffisante ont conduit à se fixer comme objectif de réaliser un outil d'aide à la conception de Systèmes d'Information Géographique adapté à un processus de développement permettant le prototypage rapide en séance d'analyse et assurant la capitalisation des connaissances. La dichotomie Information Géographique / Informatique a nécessité de mobiliser des connaissances de ces deux domaines et structure le contenu de la recherche. La première contribution porte sur la modélisation des SIG. Suite à un balayage rapide de la bibliographie sur les méthodes et formalismes de conception de SIG existants, le besoin de comparer les propriétés spatiales et temporelles mise en ½uvre par les méthodes et les formalismes a conduit à entreprendre une étude terminologique s'appuyant sur la théorie des ensembles. Cette étude a donné lieu à une taxinomie générale de la terminologie utilisée. La proximité conceptuelle entre cette taxinomie et les diagrammes de classes UML a permis de définir une méthode de dérivation de cette taxinomie pour obtenir un métamodèle SIG et un Patron de Conception SIG. Ce dernier sera généré automatiquement par les transformations définies en ingénierie des modèles. L'étude terminologique a aussi permis d'identifier les relations entre les concepts thématiques, les propriétés spatiales et temporelles, etc. Ces relations ont contribué à définir les transformations de modèles de la seconde contribution. La seconde contribution relève de l'ingénierie des modèles. L'objectif relatif au processus de développement permettant le prototypage rapide en séance d'analyse a conduit à définir la méthode Continuous Integration Unified Process qui superpose un cycle de prototypage rapide en phase d'analyse de la méthode Unified Process. L'objectif de capitalisation des connaissances a nécessité de concevoir une généralisation de l'approche MDA appelée Software Development Process Approach (SDPA) fondée sur le constat que la capitalisation des connaissances est une problématique qui se pose au cours de tout le processus de développement. Un artefact multimodèle, appelé Software Development Process Model (SDPM), a été conçu pour résoudre ce problème. Il associe un sous-modèle à chacune des phases du cycle de développement. Une transformation de diffusion fondée sur le clonage des concepts permet de transférer, de sous-modèle en sous-modèle, les concepts du sous-modèle d'analyse jusqu'au(x) sous-modèle(s) d'implémentation. Une transformation de rétrodiffusion permet le transfert inverse. La cohérence du SDPM est assurée par une architecture de liens de traçabilité qui relie tout concept à son clone et par des prétraitements et/ou post-traitements aux transformations de diffusion et de rétrodiffusion. Quatre transformations de nature géomatique permettent d'une part, la saisie des propriétés spatiales et/ou temporelles des entités référencées sous forme d'annotations et, d'autre part, la conversion de ces annotations en éléments de modélisation UML exploitables par les générateurs de code de l'atelier de génie logiciel. Enfin, les trois transformations effectuées sur le modèle d'implémentation SQL adaptent le modèle diffusé au générateur de code de l'atelier de génie logiciel utilisé. La méthode Continuous Integration Unified Process et la démarche Software Development Process Approach ont été instrumentées au sein de l'atelier de génie logiciel