L'accroissement de la complexité des systèmes, des architectures matérielles et de la façon de les programmer a donné lieu à l'utilisation de nouveaux paradigmes pour simplifier leurs développements. Dans ce cadre, l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) propose de monter en abstraction pour aider le concepteur à se concentrer sur les fonctionnalités de son système plutôt que sur les détails d'implémentation. Dans ce cadre, les transformations de modèles et plus particulièrement les chaînes de compilation IDM proposent de soulager le concepteur en générant automatiquement le code d'une application à partir de modèles de conception. Néanmoins, l'application générée ne possède pas toujours le comportement ou les performances adéquates. Dans cette thèse, nous avons proposé deux approches pour la correction et l'optimisation de modèles reposant sur l'utilisation de la trace de transformations de modèles. Ces travaux reposent sur l'hypothèse forte d'une chaîne de transformations digne de confiance. Afin de construire une telle chaîne, il est important de tester les différentes transformations la composant. Afin d'aider au mieux les développeurs de chaînes lors des phases de test, nous avons fourni un moyen de localiser les erreurs dans une transformation et une chaîne de transformation. Nous avons aussi proposé un assistant afin d'aider à la mise en oeuvre de la technique d'analyse de mutation, technique en grande partie manuelle. Ces travaux ont été implémentés dans l'environnement Gaspard, un environnement de co-design de systèmes embarqués reposant sur l'utilisation de chaînes de compilations IDM. / The increasing complexity of systems, hardware architectures and how to program them, leads to new paradigms in order to simplify developments. In this context, model-driven engineering (MDE) proposes to work with abstract representation of a system to help the designers to focus on the features of their systems rather than on implementation details. In this context, model transformations, and especially MDE compilation chain, offers to relieve the designers by offering them an automatic code generation from high-level models. However, the generated application does not always have the expected behavior or performance. In this thesis, we propose two approaches for the correction and optimization models based on model traceability. This work is based on the strong assumption that the transformation chain is trustworthy. To build such a chain, it is important to test the transformations that composed it. In order to help the chain developers when building an MDE compilation chain, we provide a way to locate errors in transformations and transformation chains. We also propose an assistant to help the developers during the mutation analysis technique which remains manual. This work was implemented in Gaspard, a co-design environment of embedded systems based on MDE compilation chain.

Le travail collaboratif fait participer des équipes qui doivent partager et échanger l'information sur le produit tout en travaillant avec différents outils métiers. Les processus complexes de conception du produit exigent l'utilisation d'un ensemble d'outils métiers hétérogènes tels que les outils de CAO et de FAO. Notre travail de thèse propose une approche fédérée basée sur l'Ingénierie Dirigé par les Modèles pour l'interopérabilité des outils métiers. Dans ce travail nous utilisons le modèle PPO (Produit Processus Organisation) comme modèle de fédération pour l'échange et le partage d'informations. Ce travail décrit comment nous structurons la synchronisation entre outils métiers hétérogènes. Un cas d'étude est appliqué à l'outil de FAO EspritTM lui permettant d'interopérer avec l'outil de CAO SolidWorksTM à travers l'environnement collaboratif PPO.

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.

L’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est une approche populaire pour le développement logiciel qui favorise l’utilisation de modèles au sein des processus de développement. Dans un processus de développement logiciel base sur l’IDM, le logiciel est développé en créant des modèles qui sont transformés successivement en d’autres modèles et éventuellement en code source. Quand l’IDM est utilisée pour le développement de logiciels complexes, la complexité des modèles et des transformations de modèles augmente, risquant d’affecter la fiabilité du processus de développement logiciel ainsi que le logiciel en résultant.Traditionnellement, la fiabilité des logiciels est assurée au moyen d’approches pour la vérification de logiciels, basées sur l’utilisation de techniques pour l’analyse formelle de systèmes et d’approches pour le test de logiciels. Pour assurer la fiabilité du processus IDM de développement logiciel, ces techniques ont en quelque sorte été adaptées pour essayer de s’assurer la correction des modèles et des transformations de modèles associées. L’objectif de cette thèse est de fournir de nouveaux mécanismes améliorant les approches existantes pour la vérification de modèles statiques, et d’analyser comment ces approches peuvent s’avérer utiles lors du test des transformations de modèles. / Model-Driven Engineering (MDE) is a popular approach to the development of software which promotes the use of models as first-Class citizens in the software development process. In a MDE-Based software development process, software is developed by creating models to be successively transformed into another models and eventually into the software source code. When MDE is applied to the development of complex software systems, the complexity of models and model transformations increase, thus risking both, the reliability of the software development process and the soundness of the resulting software. Traditionally, ensuring software correctness and absence of errors has been addressed by means of software verification approaches, based on the utilization of formal analysis techniques, and software testing approaches. In order to ensure the reliability of MDE-Based software development processes, these techniques have some how been adapted to try to ensure correctness of models and model transformations. The objective of this thesis is to provide new mechanisms to improve the landscape of approaches devoted to the verification of static models, and analyze how these static model verification approaches can be of assistance at the time of testing model transformations.

Notre thèse s’inscrit dans le cadre des langages contrôlés pour le génie logiciel. Elle a pour but de faciliter l’adoption de l’approche par règles métier (ARM) par les entreprises en créant un langage contrôlé en vue d’aider à la spécification des règles métier par les experts métier. Notre solution va permettre de réduire la distance sémantique entre les experts métier et les experts système afin de répondre non seulement au besoin d’intercompréhension entre ces derniers mais aussi pour réaliser un transfert automatique de la description des règles métier vers les systèmes d’information (SI). Ce langage contrôlé que nous avons créé permettra d’assurer en plus la consistance et la traçabilité de ces règles avec leur implantation / Our thesis focuses on controlled natural languages (CNL) for software engineering. It aims at facilitating the adoption of the business rule approach (BRA) by companies by creating a CNL in order to help business experts in the specification of their business rules. Our solution will allow reducing the semantic gap between business experts and system experts to meet not only the need for mutual understanding between them but also to achieve an automatic transfer of the description of business rules to information systems (IS). The CNL that we have created will also ensure the consistency and the traceability of these rules together with their implementation

L’ingénierie dirigée par les modèles (IDM) est un paradigme d’ingénierie du logiciel bien établi, qui préconise l’utilisation de modèles comme artéfacts de premier ordre dans les activités de développement et de maintenance du logiciel. La manipulation de plusieurs modèles durant le cycle de vie du logiciel motive l’usage de transformations de modèles (TM) afin d’automatiser les opérations de génération et de mise à jour des modèles lorsque cela est possible. L’écriture de transformations de modèles demeure cependant une tâche ardue, qui requiert à la fois beaucoup de connaissances et d’efforts, remettant ainsi en question les avantages apportés par l’IDM. Afin de faire face à cette problématique, de nombreux travaux de recherche se sont intéressés à l’automatisation des TM. L’apprentissage de transformations de modèles par l’exemple (TMPE) constitue, à cet égard, une approche prometteuse. La TMPE a pour objectif d’apprendre des programmes de transformation de modèles à partir d’un ensemble de paires de modèles sources et cibles fournis en guise d’exemples. Dans ce travail, nous proposons un processus d’apprentissage de transformations de modèles par l’exemple. Ce dernier vise à apprendre des transformations de modèles complexes en s’attaquant à trois exigences constatées, à savoir, l’exploration du contexte dans le modèle source, la vérification de valeurs d’attributs sources et la dérivation d’attributs cibles complexes. Nous validons notre approche de manière expérimentale sur 7 cas de transformations de modèles. Trois des sept transformations apprises permettent d’obtenir des modèles cibles parfaits. De plus, une précision et un rappel supérieurs à 90% sont enregistrés au niveau des modèles cibles obtenus par les quatre transformations restantes. / Model-driven engineering (MDE) is a well-established software engineering paradigm that promotes models as main artifacts in software development and maintenance activities. As several models may be manipulated during the software life-cycle, model transformations (MT) ensure their coherence by automating model generation and update tasks when possible. However, writing model transformations remains a difficult task that requires much knowledge and effort that detract from the benefits brought by the MDE paradigm. To address this issue, much research effort has been directed toward MT automation. Model Transformation by Example (MTBE) is, in this regard, a promising approach. MTBE aims to learn transformation programs starting from a set of source and target model pairs supplied as examples. In this work, we propose a process to learn model transformations from examples. Our process aims to learn complex MT by tackling three observed requirements, namely, context exploration of the source model, source attribute value testing, and complex target attribute derivation. We experimentally evaluate our approach on seven model transformation problems. The learned transformation programs are able to produce perfect target models in three transformation cases, whereas, precision and recall higher than 90% are recorded for the four remaining ones.

Dans l’industrie de l’avionique, les Générateurs Automatiques de Code (GAC) sont de plus en plus utilisés pour produire des parties du logiciel embarqué. Puisque le code généré fait partie d’un logiciel critique, les standards de sûreté exigent une vérification approfondie du GAC: la qualification. Dans cette thèse en collaboration avec AdaCore, nous cherchons à réduire le coût des activités de test par des méthodes automatiques et efficaces.La première partie de la thèse aborde le sujet du test unitaire qui assure une exhaustivité élevée mais qui est difficile à réaliser pour les GACs. Nous proposons alors une méthode qui garantit le même niveau d’exhaustivité en n’utilisant que des tests d’intégration de mise en œuvre plus facile. Nous proposons tout d’abord une formalisation du langage ATL de définition du GAC dans la théorie des Transformations Algébriques de Graphes. Nous définissons ensuite une traduction de postconditions exprimant l’exhaustivité du test unitaire en des préconditions équivalentes qui permettent à terme de produire des tests d’intégration assurant le même niveau d’exhaustivité. Enfin, nous proposons d’optimiser l’algorithme complexe de notre analyse à l’aide de stratégies de simplification dont nous mesurons expérimentalement l’efficacité.La seconde partie du travail concerne les oracles de tests du GAC, c’est à dire le moyen de valider le code généré par le GAC lors d’un test. Nous proposons un langage de spécification de contraintes textuelles capables d’attester automatiquement de la validité du code généré. Cette approche est déployée expérimentalement à AdaCore pour le projet QGen, un générateur de code Ada/C à partir de Simulink®. / In the avionics industry, Automatic Code Generators (ACG) are increasingly used to produce parts of the embedded software. Since the generated code is part of critical software, safety standards require a thorough verification of the ACG called qualification. In this thesis in collaboration with AdaCore, we seek to reduce the cost of testing activities by automatic and effective methods.The first part of the thesis addresses the topic of unit testing which ensures exhaustiveness but is difficult to achieve for ACGs. We propose a method that guarantees the same level of exhaustiveness by using only integration tests which are easier to carry out. First, we propose a formalization of the ATL language in which the ACG is defined in the Algebraic Graph Transformation theory. We then define a translation of postconditions expressing the exhaustiveness of unit testing into equivalent preconditions that ultimately support the production of integration tests providing the same level of exhaustiveness. Finally, we propose to optimize the complex algorithm of our analysis using simplification strategies that we assess experimentally.The second part of the work addresses the oracles of ACG tests, i.e. the means of validating the code generated by the ACG during a test. We propose a language for the specification of textual constraints able to automatically check the validity of the generated code. This approach is experimentally deployed at AdaCore for a Simulink® to Ada/C ACG called QGen.