La définition d'un produit fait appel à l'utilisation d'un langage établi entre les acteurs intervenant dans le cycle de vie du produit : concepteur, fabricant et métrologue. Il peut s'agir d'un langage commun, c'est le cas de la norme ISO, ou spécifique. Il permet de définir la manière dont doivent être spécifiées une cote, la ou les tolérances, ainsi que les défauts géométriques de forme, position et orientation. La production des pièces ne pouvant être parfaite, il est nécessaire de trouver un compromis entre le besoin du concepteur et les procédés de fabrication. La maîtrise des variations admissibles de la géométrie réelle autour de la géométrie cible est un enjeu du tolérancement géométrique. Les modèles définissant ces variations sont nombreux mais restent incomplets pour caractériser le défaut de forme. L'objet des travaux présentés dans ce mémoire est de définir un nouveau paramétrage des formes à partir duquel nous construisons un modèle de tolérancement de forme. Nommé paramétrage modal, il modélise un élément géométrique dans un espace de formes géométriques, issues de la mécanique vibratoire. Dans un premier temps, le paramétrage modal est utilisé pour visualiser les défauts géométriques des surfaces et fait l'objet d'une méthode d'expertise des surfaces en métrologie, la Métrologie Modale des Surfaces (MemoSurf®). Au delà de la visualisation, la métrologie est également une étape de vérification des spécifications géométriques. C'est pourquoi dans un deuxième temps, nous développons une méthode permettant d'estimer la précision d'un assemblage avec défauts de forme. La définition des exigences fonctionnelles est indispensable à tout modèle de tolérancement. Nous proposons donc, dans la dernière partie de ce document, de définir un langage de spécification à travers le paramétrage modal. Deux démarches sur des problématiques industrielles sont présentées dans l'optique d'estimer les variations admissibles des paramètres modaux relatives à la maîtrise d'un procédé et à la spécification d'un besoin.

Le sujet global de cette thèse est l'étude d'automates cellulaires probabilistes. Elle est divisée en deux grandes parties.<br /><br />Au cours de la première, nous définissons la notion de chaîne partiellement ordonnée qui généralise celle d'automate cellulaire probabiliste. Cette définition se fait par l'intermédiaire de spécification partiellement ordonnée de la même façon que les mesures de Gibbs sont définies à l'aide de spécifications. Nous obtenons des résultats analogues sur l'espace des phases : caractérisation des mesures extrêmes, construction/reconstruction en partant des noyaux sur un seul site, critères d'unicité. Les résultats sont appliqués tout au long du texte à des automates déjà connus.<br /><br />La deuxième partie est essentiellement vouée à l'étude d'automates cellulaires unidimensionnels à deux voisins et deux états. Nous donnons deux décompositions des configurations spatio-temporelles en flot d'information. Ces flots ont une signification géométrique. De cela nous tirons deux critères d'unicité.<br /><br />En annexe, nous donnons une démonstration de transition de phase d'un automate cellulaire défini par A. Toom, le modèle NEC. Tout au long du texte, des simulations sont présentées.

Ce document présente une méthode de dérivation automatique des spécifications algébriques vers un langage impératif. Par langage impératif nous désignons un langage de programmation ``traditionnel'' avec déclarations des variables (état) et dont les programmes sont des suites d'instructions qui modifient l'état. L'instruction caractéristique est l'affectation destructrice d'une valeur à une variable. Une spécification algébrique est composée de sortes, de constructeurs qui définissent l'ensemble des valeurs atteignables (que l'on peut dénoter), et d'opérateurs axiomatisés par des équations conditionnelles orientées. Nous définissons un lien d'implémentation entre les objets du domaine abstrait des spécifications algébriques et ceux du domaine concret des programmes impératifs. Ce lien permet de paramétrer la dérivation d'une spécification. L'implémentation des opérateurs respecte le choix de la forme de dérivation et celui de la bibliothèque importée. Elle résout les conflits d'accès aux variables et minimise les coûts en recopies de valeurs engendrées par le passage du fonctionnel à l'impératif. De manière analogue au lien d'implémentation entre une spécification algébrique et un programme impératif, nous définissons un lien d'implémentation dite abstraite entre les sortes et constructeurs de deux spécifications algébriques. Nous proposons pour les constructeurs, soit d'effectuer une dérivation systématique en un type de donnée impératif, soit de calculer les liens d'implémentation abstraite potentiels vers les sortes dont les implémentations des constructeurs sont réutilisables. Une méthode de transformation de la spécification algébrique est enfin proposée, qui favorise les modifications ``en-place'' de données, dans une variante de la méthode de dérivation précédente.

Ce travail de recherche est centré sur une proposition pour l'intégration de différents formalismes dans la modélisation soit de modèles de méthodes orientées objets, soit de modèles de systèmes d'information. Pour remplir cet objectif nous avons établi et expérimenté un méta-modèle. Une originalité de notre méta-modèle est son organisation en vues pour décrire des modèles selon des aspects statiques, dynamiques mais aussi semi-formels, formels et informels. Nos propositions sont précédées d'une étude de différents langages et formalismes qui caractérisent les approches actuelles de modélisation. Ce cadre de méta-modélisation est étendu pour favoriser une multi-modélisation de systèmes. D'une manière classique, la multi-modélisation est limitée à l'utilisation de diagrammes complémentaires pour décrire un système. Nous complétons cette forme de multi-modélisation par une étude de relations nécessaires entre différents fragments de modèles décrits avec des formalismes variés : semi-formels, formels ou informels. Pour concrétiser notre proposition nous avons réalisé un premier prototype d'atelier pour illustrer et expérimenter les services que nous attendons d'un atelier de modélisation adapté à des modélisations plus rigoureuses de systèmes d'information. Ce prototype est en réalité un générateur d'ateliers de modélisation basé sur l'utilisation de trois logiciels différents de type générateur d'éditeurs graphiques, générateur d'éditeurs syntaxiques et éditeur paramètre de documents structurés. Notre prototype a été utilisé dans plusieurs situations : méta-modélisation de sous-ensembles des méthodes OMT et OOA, proposition d'un noyau de référentiel de comparaison de modèles de méthodes, multi-modélisation d'un système d'information spécifique (modèle STORM d'applications multimédias) et guidage d'une multi-modélisation au travers d'un canevas standard de dossier de spécifications de systèmes.

La complexité des réseaux de télécommunications et des applications qui les gérent a conduit à la définition de plusieurs modèles de gestion tels OSI, ODP, etc. La simulation des spécifications des applications permet de valider et de mettre au point leurs fonctions et leurs architectures avant la phase d'implantation. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés plus particuliérement à la validation de la dynamique des applications (egalement appelée comportement), et donc à la modélisation de cette derniére. La technique de formalisation des comportements que nous avons étudiée permet d'étendre les langages de spécifications existants en intégrant le schéma classique d'invariants et de couples de pré/post-conditions définis par un langage d'assertions simple. La simulation des spécifications d'une application doit permettre de définir ses états successifs. Cependant, l'ambiguité des assertions peut engendrer une explosion combinatoire dans le test de toutes les successions d'états possibles. Le but de cette thèse n'est pas de traiter les ambiguités mais de mettre en évidence les parties non ambigues des assertions ceci afin de faciliter la simulation. Pour cela, nous avons introduit dans les langages d'assertions un prédicat intégrant du déterminisme explicite. Nous avons mis en oeuvre notre solution dans le langage Q-GDMO-GRM, langage de spécifications du point de vue information du modéle TINA (application du modéle ODP pour les télécommunications). Nous avons développé le simulateur QG2S prenant en compte la sémantique opérationnelle relative au déterminisme explicite présenté dans cette thése.

Cette thèse a pour cadre la spécification et la vérification de systèmes informatiques distribués, concurrents ou réactifs au moyen de graphes infinis associés à des spécifications de Thue et à certaines machines. Nous montrons que la classe des graphes des spécifications de Thue est fermée par produit synchronisé. Nous établissons aussi ce fait pour la classe des graphes des machines de Turing et pour certaines de ses sous-classes. Nous nous intéressons également à la conservation par produit synchronisé de la décidabilité de la théorie du premier ordre de graphes infinis. Nous montrons que le produit synchronisé de graphes de machines à pile restreint à sa partie accessible depuis un sommet donné à une théorie du premier ordre qui n'est pas décidable. Cependant, le produit synchronisé de graphes sans racine distinguée et dont la théorie du premier oordre est décidable a une théorie du premier ordre qui est décidable. Enfin nous mettons en évidence des liens qui unissent les graphes des machines de Turing à ceux des spécifications de Thue.

L'objectif de notre travail, qui émane d'une demande de la sous-direction Assurance Qualité du CNES (Centre National d'Études Spatiales), est d'augmenter la clarté des spécifications techniques rédigées par les ingénieurs préalablement à la réalisation de systèmes spatiaux. L'importance des spécifications (et en particulier des exigences qui les composent) pour la réussite des projets de grande envergure est en effet désormais largement reconnue, de même que les principaux problèmes liés à l'utilisation de la langue naturelle (ambiguïtés, flou, incomplétude) sont bien identifiés. Dès lors, de nombreuses solutions, plus ou moins formalisées, ont été proposées et développées pour limiter les risques d'interprétation erronée – dont les conséquences potentielles peuvent se révéler extrêmement coûteuses – lors de la rédaction des exigences.Nous voudrions définir une langue contrôlée pour la rédaction des exigences en français au CNES. L’originalité de notre démarche consiste à systématiquement vérifier nos hypothèses sur un corpus d’exigences (constitué à partir d’authentiques spécifications de projets spatiaux) à l’aide de techniques et d’outils de traitement automatique du langage existants, dans l’optique de proposer un ensemble cohérent de règles (nouvelles ou inspirées de règles plus anciennes) qui puissent ainsi être vérifiées semi-automatiquement lors de l’étape de spécification et qui soient conformes aux pratiques de rédaction des ingénieurs du CNES. Pour cela, nous nous appuyons notamment sur l’hypothèse de l’existence d’un genre textuel, que nous tentons de prouver par une analyse quantitative, ainsi que sur les notions de normalisation et normaison. Notre méthodologie combine les approches corpus-based et corpus-driven en tenant compte à la fois des règles imposées par deux autres langues contrôlées (dont l’adéquation avec des données réelles est discutée au travers d’une analyse plus qualitative) et des résultats offerts par des outils de text mining. / The aim of this work is to improve the clarity and precision of the technical specifications written in French by the engineers at CNES (Centre National d’Études Spatiales / National Centre for Space Studies) prior to the realization of space systems. The importance of specifications (and particularly of the requirements that are part of them) for the success of large-scale projects is indeed widely acknowledged; similarly, the main risks associated with the use of natural language (ambiguity, vagueness, incompleteness) are relatively well identified.In this context, we would like to propose a solution that would be used by the engineers at CNES (who are currently not asked to follow specific writing rules): in that respect, we believe that this solution should be both effective (i.e. it should significantly limit the above-mentioned risks) and not too disruptive (which would make it counterproductive). A Controlled Natural Language (CNL) – i.e. a set of linguistic rules constraining the lexicon, the syntax and the semantics – seems to be an interesting option, provided that it remains close enough to natural language. Unfortunately, the CNLs for technical writing that we have examined are not always relevant from a linguistic point of view.Our methodology for developping a CNL for requirements writing in French at CNES relies on the hypothesis of the existence of a textual genre; besides, we make use of existing Natural Language Processing tools and methods to validate the relevance of the rules on a corpus of genuine requirements written for former projects.

Cette thèse traite de l'intégration de bases de données topographiques qui consiste à expliciter les relations de correspondance entre bases de données hétérogènes, de sorte à permettre leur utilisation conjointe. L'automatisation de ce processus d'intégration suppose celle de la détection des divers types d'hétérogénéité pouvant intervenir entre les bases de données topographiques à intégrer. Ceci suppose de disposer, pour chacune des bases à intégrer, de connaissances sur leurs contenus respectifs. Ainsi, l'objectif de cette thèse réside dans la formalisation, l'acquisition et l'exploitation des connaissances nécessaires pour la mise en œuvre d'un processus d'intégration virtuelle de bases de données géographiques vectorielles. Une première étape du processus d'intégration de bases de données topographiques consiste à apparier leurs schémas conceptuels. Pour ce faire, nous proposons de nous appuyer sur une source de connaissances particulière : les spécifications des bases de données topographiques. Celles-ci sont tout d'abord mises à profit pour la création d'une ontologie du domaine de la topographie. Cette ontologie est utilisée comme ontologie de support, dans le cadre d'une première approche d'appariement de schémas de bases de données topographiques, fondée sur des techniques d'appariement terminologiques et structurelles. Une seconde approche, inspirée des techniques d'appariement fondées sur la sémantique, met en œuvre cette ontologie pour la représentation des connaissances sur les règles de sélection et de représentation géométrique des entités géographiques issues des spécifications dans le langage OWL 2, et leur exploitation par un système de raisonnement / This PhD thesis deals with topographic databases integration. This process aims at facilitating the use of several heterogeneous databases by making the relationships between them explicit. To automatically achieve databases integration, several aspects of data heterogeneity must be detected and solved. Identifying heterogeneities between topographic databases implies comparing some knowledge about their respective contents. Therefore, we propose to formalise and acquire this knowledge and to use it for topographic databases integration. Our work focuses on the specific problem of topographic databases schema matching, as a first step in an integration application. To reach this goal, we propose to use a specific knowledge source, namely the databases specifications, which describe the data implementing rules. Firstly, they are used as the main resource for the knowledge acquisition process in an ontology learning application. As a first approach for schema matching, the domain ontology created from the texts of IGN's databases specifications is used as a background knowledge source in a schema matching application based on terminological and structural matching techniques. In a second approach, this ontology is used to support the representation, in the OWL 2 language, of topographic entities selection and geometry capture rules described in the databases specifications. This knowledge is then used by a reasoner in a semantic-based schema matching application

Ce travail est une étude algorithmique et mathématique préparant une axiomatisation ou une spécification de la géométrie dynamique. Le comportement dynamique des intersections de courbes, dans le cas où elles sont multiples, et la gestion algorithmique d'objets géométriques sous-déterminés posent problème. Il est connu depuis peu que la continuité des déplacements et le déterminisme des comportements dynamiques ne sont pas entièrement compatibles ; ce travail précise ce point essentiel : par des procédés globaux qui sortent du cadre de la géométrie discrète, il est montré que le comportement dynamique des intersections de cercles présente des singularités inévitables, qui sont énumérées. Une tentative est faite pour étendre ce résultat aux intersections de coniques. Des propositions pour unifier le traitement algorithmique d'objets sous-déterminés, comme les points sur objet, sont présentées, depuis le cadre mathématique jusqu'à l'implémentation effective. Ce travail montre aussi qu'il existe des concepts mathématiques de base, comme la notion d'aire non signée, dont la justification ultime ne supporte pas le mouvement, au contraire de la notion d'aire signée. En permettant la spécification des algorithmes traitant du comportement dynamique des intersections de cercles, ce travail établit un premier niveau de qualité pour les logiciels de géométrie dynamique, permettant de juger leur cohérence mathématique. Plusieurs des implémentations réalisées sont présentes dans Cabri2 Plus, logiciel largement diffusé par l'entreprise Cabrilog. Au niveau théorique, ce travail repose différemment la question de la nature des figures dynamiques, en particulier de la nature mathématique précise des lieux géométriques en géométrie dynamique.

Les spécifications formelles et la modélisation par objets sont considérés comme deux champs ayant un fort potentiel d'influence sur l'avenir du génie logiciel. Dans un premier temps, nous étudions cette affirmation en dégageant les caractéristiques essentielles du développement du logiciel. L'intersection des deux champs est un domaine nouveau et prometteur. Nous en étudions les différents variantes et nous synthétisons les choix faits dans les méthodes formelles à objets actuelles. Dans ce contexte, cette thèse propose une méthode de spécification et de conception de composants logiciels destinée à faciliter la formalisation, automatiser partiellement le processus de conception, permettre le contrôle et la réutilisation des classes avant implantation. L'accent est mis sur la séparation entre les niveaux de description pour clarifier le processus de conception et sur l'uniformisation à l'intérieur des niveaux de description pour assurer la cohérence. Deux modèles sont décrits. Le premier modèle, dit des types abstraits graphiques, définit les composants suivant un axe dynamique et suivant un axe fonctionnel. La modélisation dynamique, naturelle pour des objets est donnée en termes d'automates d'états finis gardés. Outre sa lisibilité, le modèle dynamique a pour intérêt majeur la construction guidée de spécifications algébriques, support de l'axe fonctionnel. Le second modèle, dit des classes formelles, est un modèle général, formel et abstrait pour la conception à objets. Basé sur les types abstraits algébriques, il permet le raisonnement abstrait et ma mise en oeuvre dans différents langages de programmation à objets. Les modèles présentés sont indépendants et sont adaptables dans d'autres méthodes de développement. Nous proposons une méthode de transition entre ces deux modèles, qui favorise le contrôle et la réutilisation des spécifications. Plusieurs outils d'écriture et de preuve sont communs aux deux modèles et nous insistons sur l'ouverture vers d'autres environnements de spécification.