Architectures réseaux pour le partage de contenus multimédias avec garantie de qualité de service

Le succès des services de partage de contenus multimédias sur internet témoigne de l'intérêt des utilisateurs à partager leurs expériences personnelles à travers des fichiers multimédias (photo, vidéo, musique). Les solutions actuelles sont basées essentiellement sur des serveurs web et souffrent d'un manque de QoS, de sécurité et de confidentialité. Plusieurs travaux de recherche ont été menés pour proposer des architectures réseaux d'accès à distance pour de tels services. Ils sont soit trop complexes pour être utilisés par des services dédiés au grand public, soit inadaptés au contexte de partage de contenus. Dans cette thèse nous présentons un système de mise en relation réseau entre équipements distants pour permettre l'échange de contenus multimédias, ceci en garantissant à la fois la sécurité, la confidentialité et la qualité de service. Étant donné que ces contenus sont gourmands en ressources réseaux, le système proposera une garantie de QoS de bout en bout pour les sessions établies. Il offrira également une sécurisation de la mise en relation et des échanges. Nous avons défini une architecture générique de notre système. Ensuite, nous avons proposé deux déclinaisons techniques, leur conception et leur implémentation, une première utilisant le Framework IMS (IP Multimédia Subsystem) et une deuxième adaptée au déploiement sur internet. Le système conçu constitue la brique réseau du service de partage de contenus à distance étudié dans le cadre du projet européen Feel@Home (" Full Extended Experience of living at Home ").The success of multimedia content sharing services on the Internet attests the users' interest to share their personal experiences through media files (photo, video, music). Current solutions are mainly based on web servers and suffer from a serious lack of security and privacy. Several research studies have been conducted to provide network remote access architectures for this service. They are either very complicated to use by services dedicated to the public, or inappropriate for the context of content sharing. This thesis presents a set of architectures and systems for network session establishment between remote devices to exchange multimedia content, which guarantees security, confidentiality and QoS. As the multimedia contents can be greedy in network resources, the system will guaranteed an end to end QoS for session established. It will also secure the session establishment and content exchange. We have defined two generic architectures for such a system. Then we have proposed two technical realizations for these architectures, one using the Framework IMS (IP Multimedia Subsystem) and a second one adapted to the deployment on the Internet. Our system was integrated to the remote content sharing service studied in the european project Feel@Home ("Full Extended Experience of Living at Home")

Architectures des réseaux pour le contrôle de la QoS

La qualité de service dans les réseaux téléphoniques a toujours tenu une place importante, voire prépondérante, dans la conception des architectures de télécommunication. Si elle est implicitement supportée dans le réseau téléphonique commuté (RTC) classique, il n'en est pas de même dans les réseaux en mode paquet que sont l'ATM et l'IP. Ce mémoire d'habilitation à diriger des recherches synthétise le travail de recherche effectué sur un ensemble d'architectures pour contrôler la QoS dans les réseaux en mode paquets. De l'espacement dans le plan de transfert, jusqu'à la négociation des contrats avec l'utilisateur en passant par le plan de contrôle, les contributions forment à la fois une continuité et une complémentarité permettant de dégager des règles d'urbanisme à suivre pour la gestion de la QoS. A partir de ces règles, une solution globale de gestion de la QoS depuis le réseau local jusqu'à l'inter-domaine est proposée. Elle suit également une découpe temporelle séparant ce qui procède de l'approvisionnement du réseau et de l'invocation permettant à la solution d'être extensible et applicable à grande échelle et dont les fondements principaux sont : ° Une gestion des files d'attentes et du multiplexage par espacement comme discipline de service universel garantissant un délai, une gigue et un taux de perte faible tout en respectant la caractéristique temporelle intrinsèque de chaque application, ° Une gestion par classes de services approvisionnées par MPLS-DiffServ-TE à l'intra et à l'inter domaine durant le processus de commande / livraison, ° Une admission d'appel pour protéger les ressources affectées aux classes de services durant le processus d'invocation, ° Et une intégration de la gestion de la QoS multiservices dans une architecture multi technologies

Déploiement d'IMS et provisionnement de la QoS dans le nuage informatique

Le IP Multimedia Subsystem (IMS) est un framework technologique révolutionnaire de réseaux de nouvelle génération basée sur une architecture standardisée qui fournit une variété de services multimédia. Parmi ces services on trouve la communication téléphonie, la messagerie, les photos, les vidéos, l’Internet ou la combinaison entre eux sur un même réseau IP. Cette architecture est adoptée par la plupart des opérateurs téléphoniques partout dans le monde comme une entité prenante de leurs réseaux ce qui leur permet de conquérir d’autres marchés de clientèles potentiels grâce aux services standardisés qui sont évolutifs, accessibles et crédibles. Cependant, avec l’évolution rapide des technologies de l’information et de la communication (TIC), les opérateurs sont confrontés à de nombreux défis pour mieux comprendre l’exigence du marché de clientèle de téléphones mobiles et intégrer davantage de nouveaux services et d’apporter de nouvelles solutions informatiques concomitantes avec l’évolution du marché de l’information. Ces défis à relever sont dus particulièrement, à l’architecture complexe des réseaux des opérateurs téléphoniques et la difficulté du processus de déploiement des services, au manque des services de télécommunications à valeur ajoutée avec une lourde charge pour les CAPEX et OPEX nécessaires pour l’intégration de ces nouveaux services, à la croissance rapide et sans cesse de la demande des services réseaux ainsi qu’au périphérique connectés sur ces derniers qui est étroitement lié au nombre élevé des abonnées téléphoniques, aussi la capacité limitée des équipements réseaux de l’opérateur téléphonique proscrivant une gestion de qualité équitable de service entre les utilisateurs de réseau. Aujourd’hui, le nuage informatique est en train de changer les manières de fournir les services sur le protocole internet. Avec les caractéristiques attrayantes de l’informatique en nuage comme l’accès via le réseau, à la demande et en libre service à des ressources informatiques virtualisées et mutualisées, un pool partagé des ressources configurables comprenant les réseaux, les serveurs, des applications et des services qui peuvent être fournis rapidement à la fois évolutives et élastique avec le minimum d’intervention d’utilisateurs. Il a apporté des nouvelles opportunités pour les opérateurs de télécommunications avec la migration des applications et des services Telco aux environnements de nuages informatiques. Dans cette thèse, notre objectif était de déployer l’application Telco IMS dans l’écosystème du nuage informatique. À travers, la cloudification d’IMS, les opérateurs auront plus de flexibilité et de facilité de déployer de nouveaux services informatiques ou des services déjà existants à fin d’apporter une nouvelle valeur ajoutée à leurs réseaux avec les meilleures performances et à moindre coût. Étant donné que la qualité de service (QoS) est l’un des éléments clés liés à l’IMS et qu’elle se trouve très rationnel pour les services en temps réel fourni par ce système et il se trouve à l’encontre que l’insuffisance de ressources informatiques dégrade cette QoS et affecte la perception du service demandé d’où la non satisfaction de l’utilisateur. Partant de cette controverse nous avons proposé un modèle de provisionnement de la QoS pour les architectures d’IMS déployé dans l’environnement de nuage informatique. Le modèle proposé "IMS QoS Provisionning" nous a permis d’automatiser le processus de provisionnement des ressources d’IMS pour fournir une meilleure qualité de service aux utilisateurs finaux. Pour justifier la possibilité de la cloudification d’IMS, nos recherches ont été axées sur l’utilisation des produits IMS open source. Ainsi, nous avons déployé deux bancs d’essai dans le nuage on utilisant des solutions IMS open source dans le nuage : Open Source IMS Core (FOKUS, 2006) et Clearwater IMS (Metaswitch, 2013). Nous avons également exploité une solution open source comme infrastructure en tant que Service (IaaS) OpenStack (Rackspace, 2013). Pour comparer les systèmes IMS dans le nuage informatique avec le système IMS fixe nous avons implémenté un troisième banc d’essai sur des serveurs physiques là où nous avons utilisé Open Source IMS Core solution (FOKUS, 2006). Le test de fonctionnement des deux bancs d’essai d’IMS dans le nuage et de la solution IMS traditionnelle a été mené avec succès. Le test est effectué en utilisant plusieurs logiciels gratuits de base sur SIP comme des clients d’IMS. Les résultats de performance montrent que les deux solutions virtualisées IMS donnent des performances similaires sinon meilleures que celle de la solution IMS traditionnelle déployée dans des hôtes physiques. Cependant, “IMS Cloud Clearwater” a toujours donné des résultats meilleurs que les deux autres solutions. En général les mesures ont montré que la variation des deux délais d’enregistrement (RRD) et le délai d’établissement d’une session (SRD) sont liés au nombre d’utilisateurs connectés aux réseaux d’opérateurs. De même pour les ressources virtuelles (CPU et mémoire) utilisées par les entités d’IMS qui sont hébergées sur des machines virtuelles. En augmentant le nombre d’appels téléphoniques sur le réseau IMS, nous aurons une augmentation des valeurs de métriques du plan de contrôle (RRD, SRD, IMD) et plan de données (RTP delay, Inter arrival jitter). Cette augmentation du nombre d’utilisateurs procrée une croissance semi-linéaire des ressources requises par chaque machine virtuelle

Applications multimédia et gestion de qualité de service dans l'environnement du World Wide Web

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Gestion de la mobilité dans les réseaux denses de cinquième génération (5G)

Les réseaux de communications mobiles ont connu de profondes avancées technologiques au cours des deux dernières décénnies. La croissance du nombre d’abonnés mobiles ainsi que l’accès à des forfaits de données illimitées, souvent à des tarifs préférentiels, ont engendré une demande de bande passante, de vidéo et de données en forte croissance. Ces progrès significatifs ont favorisé le déploiement de nouveaux services et de nouveaux cas d’utilisation tels que l’Internet-des-objets (IoT), la réalité augmentée et virtuelle, les réseaux de villes intelligentes, les véhicules autonomes et l’automatisation industrielle. Aux technologies existantes, s’ajouteront de nouveaux modes de communication dans le but de répondre à plusieurs cas d’utilisation des réseaux mobiles qui sont encore difficiles à satisfaire à ce jour. Le résultat à long terme de cette nouvelle tournure dans le monde de la réseautique mobile est désigné sous le vocable de réseaux de cinquième génération (5G). Au-delà du déploiement d’applications avancées, les réseaux 5G offriront de nouvelles opportunités de revenus aux fournisseurs de services lorsqu’ils seront combinés aux fonctionnalités avancées telles que l’analyse de données, l’apprentissage automatique et à l’intelligence artificielle. Dans ce contexte, un large consensus est aujourd’hui établit sur la nécessité d’accroître la capacité du réseau par un déploiement massif de cellules de petite taille (Small Cell, SCs), d’un rayon de couverture réduit et à faible puissance. On parle alors d’une ultra-densification du réseau dont le but essentiel est de favoriser la proximité des points d’accès des utilisateurs finaux. Cependant, la densification du réseau implique des relèves fréquentes des usagers mobiles (MNs) entre les SCs et les zones de service. En effet, le rayon de couverture réduit des SCs rend plus complèxe la phase de sélection des relèves en plus d’accroître la fréquence de celles-ci. Ces relèves entraînent des dégradations, des perturbations et des déconnexions qui peuvent entraver l’objectif d’un accès transparent aux services du réseau. En outre, la fréquence des relèves engendre une latence et une charge de signalisation élevées dans le reseau. De plus, l’omniprésence d’applications temps réel exige une latence faible du réseau. Dans ce contexte, la gestion de la mobilité demeure encore un enjeux et il s’avère donc indispensable de concevoir de nouveaux protocoles de gestion de la mobilité capables répondre aux exigences de performances strictes des réseaux 5G.----------ABSTRACT : Mobile communications networks have experienced tremendous technological advances in the last two decades. The growth of the number of mobile subscribers and access to unlimited data plans, often at very affordable prices, have led to an increased demand for bandwidth, video and high-growth data. These significant advances have facilitated the deployment of new services and use cases such as Internet-of-things (IoT), augmented and virtual reality, smart city networks, autonomous vehicles, and industrial automation. On top of the existing technologies, new communication modes will arise to respond to several uses cases of mobile systems that are still difficult to meet today. The long-term result of this new trend in the world of mobile networking gives birth to a new paradigm called the fifth generation networks (5G). Beyond deploying advanced applications, 5G networks will offer new revenue opportunities to service providers, when combined with advanced features such as data analytics, machine learning, and artificial intelligence. In this context, a broad consensus is now established on the need to increase the network capacity through a massive deployment of small cells (Small Cell, SCs), with reduced coverage and low power. This requirement led to the ultra-densification of the network whose primary purpose is to promote the proximity of access points to the end-users. However, the densification of the cellular networks involves many mobile nodes (MNs) going through several handovers between the SCs and the service areas. The shorter SC’s radius makes the handover selection phase more complex while increasing its frequency. These handovers lead to service disruptions and disconnections that may hinder the provision of seamless mobility of network services. Moreover, the frequency of the handovers generates a high latency and signaling load in the network. Besides, the ubiquity of real-time applications requires low network latency. In this context, mobility management is still an issue, and it is, therefore, essential to design new mobility management protocols that can meet the stringent performance requirements of 5G networks

Mesures techniques de protection des oeuvres et DRMS : un état des lieux

Etat de l\u27art des mesures techniques et systèmes numériques de gestion des droits dans le cadre de la transposition de la directive européenne n° 2001/29 du 22 mai 2001 sur l\u27harmonisation de certains aspects du droit d\u27auteur et des droits voisins dans la société de l\u27information

Protocoles de support IPv6 pour réseaux de capteurs sur courant porteur en ligne

This thesis demonstrate the relevance of Powerline Communication (PLC) usage for sensor networks applications. We focus in particular on the low power and low data rate PLC technol- ogy "Watt Pulse Communication" (WPC) developed by the Watteco company and justify its usage for sensor network applications. We situate the WPC technology in the PLC landscape and define compatible protocols. We then describe the WPC module and the PLC media im- plementation in the COOJA network simulator. This allows us to propose a network solution over this technology, leveraging on the adaptation of the 802.15.4 standard over the WPC tech- nology. We then demonstrate the benefit of media convergence at the network layer level, with the use of the IPv6 standard that we adapted over our PLC solution thanks to the 6LoWPAN protocol. We justify the usage of standards protocols over our PLC solution and show that a routing solutions must be developed over WPC. We show through experiments that our PLC solution match low power and lossy network (LLNs) criterions for which the RPL standard pro- tocol has been designed. We justify the usage of this routing protocol over our PLC solution, and validate its implementation through 2 experiments conducted in tertiary types buildings. Respectively composed of 7 and 26 PLC nodes, results show that the routing topology created by RPL enable the coverage an entire floor of a tertiary building with a tree based topology and 3 hops maximum path length. We also show that the WPC technology exhibits a high connectivity between nodes and that the link quality is highly dynamic. Though, we observed that the routing topology was able to handle these variations. We point out the limitations of our PLC solution, which presents high delays and low throughput, creating high constraints on applications. Our sensor network solution over PLC relies on the IP standard, enabling packets exchanges with other technologies using the same protocol. In particular, we study the possi- bility to create heterogeneous networks mixing the WPC technology with 802.15.4 radio. We show that our protocol stack used over PLC enable to create this type of network, in order to benefit from the best of these 2 worlds. We purpose an architecture of a hybrid Radio / PLC node enabling to transfer packets between these 2 media. Then, we show that the combined usage of these 2 media increase the number of available paths and facilitate the routing, while diminishing the number of hops and possible unreachability of nodes. We then demonstrate that the addition of PLC and Radio/PLC nodes in a RF based battery powered sensor network enable to relieve their routing charge in order to expand their lifetime. We then continue the energy study with a power consumption optimization of a wireless sensor network platform from the hardware and software standpoint. We first determine the operating frequency, the wake up frequency and the mode of operation of the micro controller offering the lowest power consump- tion. We then conduct an energy study of 4 different radio transceivers using the 2.4 GHz and 868 MHz frequency band, in order to determine the most efficient architecture. We determine the protocols parameters and the software optimization to reach the lower power consumption of this architecture. Finally, we realize the energy study of several probes than can be embedded on the node, according to their nature and functioning mode. Our final architecture exhibits a total power consumption that is lower than 17 μW, with an applicative reporting each 10 minutes and the maintenance of the reachability with the network. We also mention in annex parts our implication in standards developments organizations such as the IETF a the IPSO alliance, that allow us to validate the implementation of our solution through interoperability events.Cette thèse démontre la pertinence de l’utilisation du Courant Porteur en Ligne (CPL) pour des applications de réseaux de capteurs. Nous nous focalisons sur la technologie basse consomma- tion et bas débit "WPC" développée par la société Watteco et nous montrons que son utilisation est justifiée pour des applications de réseaux de capteurs. Nous situons la solution WPC dans le paysage du CPL et déterminons les protocoles compatibles. Nous décrivons ensuite l’implé- mentation du module WPC et du média CPL dans le simulateur de réseau COOJA afin de proposer une solution réseau reposant sur l’adaptation du standard 802.15.4 sur la technologie WPC. Nous démontrons ensuite l’intérêt de la convergence des médias au niveau réseau par l’utilisation du standard IPv6, que nous adaptons sur notre solution CPL grâce au protocole 6LoWPAN. Nous justifions l’utilisation des protocoles standards de l’IETF sur notre solution CPL et nous montrons qu’une solution de routage sur CPL doit être développée. Nous montrons par des expérimentations que notre solution CPL correspond aux critères des réseaux basse puis- sance et supportant les pertes de transmissions (LLNs) pour lesquels le protocole standard RPL a été conçu. Nous justifions l’utilisation de ce protocole sur CPL, et validons son implémenta- tion dans le cadre de 2 expérimentations. Formées respectivement de 7 puis 26 noeuds CPL, les résultats montrent que le routage créé par RPL permet de couvrir un étage d’un bâtiment avec une topologie de type arbre et une profondeur de 3 sauts maximum. Nous montrons également que la technologie WPC permet une connectivité importante entre les noeuds du réseau et que la qualité des liens est fortement dynamique, mais que le routage permet de s’adapter à ces variations. Nous pointons également les limites de notre solution CPL qui présente des délais importants et des débits faibles, générant de contraintes fortes sur les applications. Notre solu- tion de réseau de capteur sur CPL repose sur le standard IP, permettant des échanges de paquets avec d’autres technologies. Nous étudions ainsi la possibilité de créer des réseaux hétérogènes mélangeant la technologie WPC et radio 802.15.4. Nous montrons que notre pile protocolaire permet la création de ce type de réseau, afin de profiter du meilleur des 2 mondes. Nous décri- vons ainsi l’architecture d’un noeud hybride Radio Fréquence (RF) / CPL permettant de faire transiter les paquets entre ces 2 médias. Nous montrons ensuite que l’utilisation combinée de ces 2 médias augmente le nombre de chemins disponibles et permet de faciliter le routage, en diminuant le nombre de sauts et le risque que certains noeuds du réseau soient inaccessibles. Nous démontrons ensuite que l’injection de noeuds CPL et RF/CPL dans un réseau formé de noeuds RF sur batterie permet de les délester de leur charge de routage afin de prolonger leur durée de vie. Nous présentons ensuite une optimisation énergétique matérielle et logicielle d’un noeud radio. Nous déterminons les paramètres des protocoles et les optimisations logicielles per- mettant de tirer au mieux partie de cette architecture et nous réalisons l’étude énergétique de la sonde embarquée sur le noeud. Au final, notre architecture présente une consommation totale inférieure à 17 μW. Nous indiquons dans les annexes nos implications dans les organismes de standardisation qui ont permis de valider l’implémentation

Système de gestion de flux pour l'Internet des objets intelligents

The Internet of Things (IoT) is currently characterized by an ever-growing number of networked Things, i.e., devices which have their own identity together with advanced computation and networking capabilities: smartphones, smart watches, smart home appliances, etc. In addition, these Things are being equipped with more and more sensors and actuators that enable them to sense and act on their environment, enabling the physical world to be linked with the virtual world. Specifically, the IoT raises many challenges related to its very large scale and high dynamicity, as well as the great heterogeneity of the data and systems involved (e.g., powerful versus resource-constrained devices, mobile versus fixed devices, continuously-powered versus battery-powered devices, etc.). These challenges require new systems and techniques for developing applications that are able to (i) collect data from the numerous data sources of the IoT and (ii) interact both with the environment using the actuators, and with the users using dedicated GUIs. To this end, we defend the following thesis: given the huge volume of data continuously being produced by sensors (measurements and events), we must consider (i) data streams as the reference data model for the IoT and (ii) continuous processing as the reference computation model for processing these data streams. Moreover, knowing that privacy preservation and energy consumption are increasingly critical concerns, we claim that all the Things should be autonomous and work together in restricted areas as close as possible to the users rather than systematically shifting the computation logic into powerful servers or into the cloud. For this purpose, our main contribution can be summarized as designing and developing a distributed data stream management system for the IoT. In this context, we revisit two fundamental aspects of software engineering and distributed systems: service-oriented architecture and task deployment. We address the problems of (i) accessing data streams through services and (ii) deploying continuous processing tasks automatically, according to the characteristics of both tasks and devices. This research work lead to the development of a middleware layer called Dioptase, designed to run on the Things and abstract them as generic devices that can be dynamically assigned communication, storage and computation tasks according to their available resources. In order to validate the feasability and the relevance of our work, we implemented a prototype of Dioptase and evaluated its performance. In addition, we show that Dioptase is a realistic solution which can work in cooperation with legacy sensor and actuator networks currently deployed in the environment.L'Internet des objets (ou IdO) se traduit à l'heure actuelle par l'accroissement du nombre d'objets connectés, c'est-à-dire d'appareils possédant une identité propre et des capacités de calcul et de communication de plus en plus sophistiquées : téléphones, montres, appareils ménagers, etc. Ces objets embarquent un nombre grandissant de capteurs et d'actionneurs leur permettant de mesurer l'environnement et d'agir sur celui-ci, faisant ainsi le lien entre le monde physique et le monde virtuel. Spécifiquement, l'Internet des objets pose plusieurs problèmes, notamment du fait de sa très grande échelle, de sa nature dynamique et de l'hétérogénéité des données et des systèmes qui le composent (appareils puissants/peu puissants, fixes/mobiles, batteries/alimentations continues, etc.). Ces caractéristiques nécessitent des outils et des méthodes idoines pour la réalisation d'applications capables (i) d'extraire des informations utiles depuis les nombreuses sources de données disponibles et (ii) d'interagir aussi bien avec l'environnement, au moyen des actionneurs, qu'avec les utilisateurs, au moyen d'interfaces dédiées. Dans cette optique, nous défendons la thèse suivante : en raison de la nature continue des données (mesures physiques, évènements, etc.) et leur volume, il est important de considérer (i) les flux comme modèle de données de référence de l'Internet des objets et (ii) le traitement continu comme modèle de calcul privilégié pour transformer ces flux. En outre, étant donné les préoccupations croissantes relatives à la consommation énergétique et au respect de la vie privée, il est préférable de laisser les objets agir au plus près des utilisateurs, si possible de manière autonome, au lieu de déléguer systématiquement l'ensemble des tâches à de grandes entités extérieures telles que le cloud. À cette fin, notre principale contribution porte sur la réalisation d'un système distribué de gestion de flux de données pour l'Internet des objets. Nous réexaminons notamment deux aspects clés du génie logiciel et des systèmes distribués : les architectures de services et le déploiement. Ainsi, nous apportons des solutions (i) pour l'accès aux flux de données sous la forme de services et (ii) pour le déploiement automatique des traitements continus en fonction des caractéristiques des appareils. Ces travaux sont concrétisés sous la forme d'un intergiciel, Dioptase, spécifiquement conçu pour être exécuté directement sur les objets et les transformer en fournisseurs génériques de services de calcul et de stockage.Pour valider nos travaux et montrer la faisabilité de notre approche, nous introduisons un prototype de Dioptase dont nous évaluons les performances en pratique. De plus, nous montrons que Dioptase est une solution viable, capable de s'interfacer avec les systèmes antérieurs de capteurs et d'actionneurs déjà déployés dans l'environnement

Composition dynamique de services sensibles au contexte dans les systèmes intelligents ambiants

With the appearance of the paradigms of the ambient intelligence and ubiquitaire robotics, we attend the emergence of new ambient intelligent systems to create and manage environments or intelligent ecosystems in a intuitive and transparent way. These environments are intelligent spaces characterized in particular by the opening, the heterogeneousness, the uncertainty and the dynamicité of the entities which establish(constitute) them. These characteristics so lift(raise) considerable scientific challenges for the conception(design) and the implementation of an adequate intelligent system. These challenges are mainly among five: the abstraction of the representation of the heterogeneous entities, the management of the uncertainties, the reactivity in the events, the sensibility in the context and the auto-adaptationAvec l'apparition des paradigmes de l'intelligence ambiante et de la robotique ubiquitaire, on assiste à l'émergence de nouveaux systèmes intelligents ambiants visant à créer et gérer des environnements ou écosystèmes intelligents d'une façon intuitive et transparente. Ces environnements sont des espaces intelligents caractérisés notamment par l'ouverture, l'hétérogénéité, l'incertitude et la dynamicité des entités qui les constituent. Ces caractéristiques soulèvent ainsi des défis scientifiques considérables pour la conception et la mise en œuvre d'un système intelligent adéquat. Ces défis sont principalement au nombre de cinq : l'abstraction de la représentation des entités hétérogènes, la gestion des incertitudes, la réactivité aux événements, la sensibilité au contexte et l'auto-adaptation face aux changements imprévisibles qui se produisent dans l'environnement ambiant. L'approche par composition dynamique de services constitue l'une des réponses prometteuses à ces défis. Dans cette thèse, nous proposons un système intelligent capable d'effectuer une composition dynamique de services en tenant compte, d'une part, du contexte d'utilisation et des diverses fonctionnalités offertes par les services disponibles dans un environnement ambiant et d'autre part, des besoins variables exprimés par les utilisateurs. Ce système est construit suivant un modèle multicouche, adaptatif et réactif aux événements. Il repose aussi sur l'emploi d'un modèle de connaissances expressif permettant une ouverture plus large vers les différentes entités de l'environnement ambiant notamment : les dispositifs, les services, les événements, le contexte et les utilisateurs. Ce système intègre également un modèle de découverte et de classification de services afin de localiser et de préparer sémantiquement les services nécessaires à la composition de services. Cette composition est réalisée d'une façon automatique et dynamique en deux phases principales: la phase offline et la phase online. Dans la phase offline, un graphe global reliant tous les services abstraits disponibles est généré automatiquement en se basant sur des règles de décision sur les entrées et les sorties des services. Dans la phase online, des sous-graphes sont extraits automatiquement à partir du graphe global selon les tâches à réaliser qui sont déclenchées par des événements qui surviennent dans l'environnement ambiant. Les sous-graphes ainsi obtenus sont exécutés suivant un modèle de sélection et de monitoring de services pour tenir compte du contexte d'utilisation et garantir une meilleure qualité de service. Les différents modèles proposés ont été mis en œuvre et validés sur la plateforme ubiquitaire d'expérimentation du laboratoire LISSI à partir de plusieurs scénarii d'assistance et de maintien de personnes à domicil

Coopération asynchrone colocalisée dans l'habitat intelligent en santé

Le Québec vit un vieillissement marqué de sa population et doit faire face aux problèmes que cela engendre. Cette situation soulève des enjeux sociaux et économiques liés à la santé comme l'augmentation des problèmes chroniques de santé en fin de vie, le maintien de la qualité des soins à la population et plus généralement le financement du domaine de la santé. Le Centre de recherche sur les habitats intelligents (CRHI) de l'Université de Sherbrooke cherche à développer une solution technologique socialement acceptable à ces enjeux. Les travaux qui y sont faits visent à favoriser l'autonomie de personnes atteintes de troubles cognitifs afin de leur permettre de demeurer à domicile le plus longtemps possible. Cette recherche doctorale porte spécifiquement sur l'utilisation des technologies de l'habitat intelligent pour soutenir le travail coopératif entre les professionnels de la santé, les intervenants sociaux et les proches aidants. On y aborde la problématique du travail "même lieu/temps différents" dans l'équipe hétérogène sous l'angle du travail coopératif assisté par ordinateur (TCAO). Un collecticiel asynchrone distribué dans l'habitat intelligent a été développé à titre de preuve de concept. Des activités de communication, de coordination et de production des intervenants ont été scénarisées afin de démontrer le fonctionnement du prototype. Le collecticiel C4C intègre notamment des outils de travail éprouvés comme le système de mesure de l'autonomie fonctionnelle (SMAF) qui est utilisé pour déterminer et suivre le niveau de service à offrir à une personne en perte d'autonomie. Notre recherche a permis d'élaborer : - une infrastructure distribuée de services sous l'approche par réseau de pairs pour un habitat intelligent ; - un modèle de gestion de l'information dans une perspective historique et spatiale intérieure tridimensionnelle ; - un modèle de gestion de la coopération en mode "pousser de l'information" basé sur le contexte de travail. Ensemble, ces contributions structurent et définissent le mode de travail dans l'équipe de soins et de maintien à domicile. En facilitant la coopération dans l'habitat intelligent, notre recherche vise la continuité accrue des soins pour permettre à plus de personnes souffrant de limitations cognitives ou physiques de vivre à la maison dans leur communauté