Nouveau support de visualisation spatio-temporelle pour faciliter l'exploration et le partage de données environnementales : SFMN GeoSearch : un outil pour la recherche en foresterie au Canada

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

E-CARe (une méthode d'ingénierie des systèmes d'information ubiquitaires)

L'apparition des Systèmes d'Information ubiquitaires ou pervasifs est issue de l'émergence de nouvelles technologies fournissant au système une vision de son environnement, de l'environnement de ses utilisateurs ainsi que de leurs profils. Grâce à ces données formant le contexte de l'application, il est possible de fournir des services personnalisés, pertinents et ciblés. Mais, le problème qui se pose à ce niveau concerne le degré d'adaptation, de prise de décision à la place de l'utilisateur et de l'identification des données contextuelles nécessaires et suffisantes pour ces services. Ceci est dû à un déséquilibre entre les avancées des technologies et de leurs applications (qui reçoivent un grand intérêt de la part de la recherche et de l'industrie) et les méthodes et démarches de développement et d'ingénierie spécifiques aux systèmes ubiquitaires. Notre objectif dans ce travail de thèse est de proposer une méthode d'ingénierie des SI ubiquitaires en considérant les différentes exigences reliées à la nature mobile et grande échelle de ces systèmes. Cette méthode est basée sur une démarche de développement qui fait usage d'un ensemble de métamodèles et de langages génériques favorisant la spécification complète de ces systèmes. Cette démarche sépare les spécifications fonctionnelles, techniques et ubiquitaires. Les spécifications ubiquitaires permettent de définir des modèles structurels et événementiels du contexte respectant les exigences des utilisateurs et les contraintes de sécurité et supportant les fonctionnalités d'adaptation et de sensibilité au contexte. Cette approche orientée évènements est consolidée par l'adoption d'une architecture de traitement des évènements. Notre démarche E-CARe est une intégration des spécifications ubiquitaires dans une démarche classique de conception des SI pour garantir la couverture des spécifications fonctionnelles et techniques. Les applications d'assistance représentent un cas d'étude idéal pour cette démarche qui s'intéresse au domaine des transports, fortement dépendant de l'environnement et des évènements ambiants.Ubiquitous Information Systems appeared as a consequence to emerging and evolving communication and mobile technologies providing the system with information on its environment, the environment of its users and their profiles. These data constitute the application context and are used to provide personalized, targeted and relevant services. However, ubiquitous services face some difficulties and challenges concerning specially needed contextual data, adaptation degree and computerized decision making. This is due to the gap between advanced ubiquitous services and their applications, and methods and processes for developing and engineering ubiquitous systems. Our goal in this thesis is to propose an engineering method for ubiquitous Information Systems considering different requirements resulting from the mobile and high scalable nature of these systems. The proposed method is based on a development process and a set of generic metamodels and languages facilitating a complete system specification and implementation. The proposed process separates functional, technical and ubiquitous specifications. Ubiquitous specifications enable the structural and event based context models definition while considering user requirements and security requirements. Adaptation and context awareness functionalities are supported by structural and dynamic context models. The proposed event oriented approach is enhanced by the adoption of an event processing architecture. Ubiquitous specifications are integrated into a classical information systems engineering process to constitute the E-CARe process including functional and technical specifications. Our propositions are used to design a user assistance application in the transport domain, highly dependent on the ambient environment and events.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Ingénierie et Architecture d’Entreprise et des Systèmes d’Information - Concepts, Fondements et Méthodes

L'ingénierie des systèmes d'information s'est longtemps cantonnée à la modélisation du produit (objet) qu'est le système d’information sans se préoccuper des processus d'usage de ce système. Dans un environnement de plus en plus évolutif, la modélisation du fonctionnement du système d’information au sein de l'entreprise me semble primordiale. Pendant les deux dernières décennies, les pratiques de management, d’ingénierie et d’opération ont subi des mutations profondes et multiformes. Nous devons tenir compte de ces mutations dans les recherches en ingénierie des systèmes d’information afin de produire des formalismes et des démarches méthodologiques qui sauront anticiper et satisfaire les nouveaux besoins, regroupés dans ce document sous quatre thèmes:1) Le système d’information est le lieu même où s’élabore la coordination des actes et des informations sans laquelle une entreprise (et toute organisation), dans la diversité des métiers et des compétences qu’elle met en œuvre, ne peut exister que dans la médiocrité. La compréhension des exigences de coopération dans toutes ses dimensions (communication, coordination, collaboration) et le support que l’informatique peut et doit y apporter deviennent donc un sujet digne d’intérêt pour les recherches en système d’information.2) Le paradigme de management des processus d’entreprise (BPM) est en forte opposition avec le développement traditionnel des systèmes d’information qui, pendant plusieurs décennies, a cristallisé la division verticale des activités des organisations et favorisé ainsi la construction d’îlots d’information et d’applications. Cependant, les approches traditionnelles de modélisation de processus ne sont pas à la hauteur des besoins d’ingénierie des processus dans ce contexte en constant changement, que ce dernier soit de nature contextuelle ou permanente. Nous avons donc besoin de formalismes (i) qui permettent non seulement de représenter les processus d’entreprise et leurs liens avec les composants logiciels du système existant ou à venir mais (ii) qui ont aussi l’aptitude à représenter la nature variable et/ou évolutive (donc parfois éminemment décisionnelle) de ces processus.3) Les systèmes d’information continuent aujourd’hui de supporter les besoins classiques tels que l’automatisation et la coordination de la chaîne de production, l’amélioration de la qualité des produits et/ou services offerts. Cependant un nouveau rôle leur est attribué. Il s’agit du potentiel offert par les systèmes d’information pour adopter un rôle de support au service de la stratégie de l’entreprise. Les technologies de l’information, de la communication et de la connaissance se sont ainsi positionnées comme une ressource stratégique, support de la transformation organisationnelle voire comme levier du changement. Les modèles d’entreprise peuvent représenter l’état actuel de l’organisation afin de comprendre, de disposer d’une représentation partagée, de mesurer les performances, et éventuellement d’identifier les dysfonctionnements. Ils permettent aussi de représenter un état futur souhaité afin de définir une cible vers laquelle avancer par la mise en œuvre des projets. L’entreprise étant en mouvement perpétuel, son évolution fait partie de ses multiples dimensions. Nous avons donc besoin de représenter, a minima, un état futur et le chemin de transformation à construire pour avancer vers cette cible. Cependant planifier/imaginer/se projeter vers une cible unique et, en supposant que l’on y arrive, croire qu’il puisse exister un seul chemin pour l’atteindre semble irréaliste. Nous devons donc proposer des formalismes qui permettront de spécifier des scenarii à la fois pour des cibles à atteindre et pour des chemins à parcourir. Nous devons aussi développer des démarches méthodologiques pour guider de manière systématique la construction de ces modèles d’entreprise et la rationalité sous-jacente.4) En moins de cinquante ans, le propos du système d’information a évolué et s’est complexifié. Aujourd’hui, le système d’information doit supporter non seulement les fonctions de support de manière isolée et en silos (1970-1990), et les activités appartenant à la chaîne de valeur [Porter, 1985] de l’entreprise (1980-2000) mais aussi les activités de contrôle, de pilotage, de planification stratégique ainsi que la cohérence et l’harmonie de l’ensemble des processus liés aux activités métier (2000-201x), en un mot les activités de management stratégique et de gouvernance d’entreprise. La gouvernance d'entreprise est l'ensemble des processus, réglementations, lois et institutions influant la manière dont l'entreprise est dirigée, administrée et contrôlée. Ces processus qui produisent des ‘décisions’ en guise de ‘produit’ ont autant besoin d’être instrumentalisés par les systèmes d’information que les processus de nature plus opérationnels de l’entreprise. De même, ces processus stratégiques (dits aussi ‘de développement’) nécessitent d’avoir recours à des formalismes de représentation qui sont très loin, en pouvoir d’expression, des notations largement adoptées ces dernières années pour la représentation des processus d’entreprise.Ainsi, il semble peu judicieux de vouloir (ou penser pouvoir) isoler, pendant sa construction, l’objet “système d’information” de son environnement d’exécution. Si le sens donné à l’information dépend de la personne qui la reçoit, ce sens ne peut être entièrement capturé dans le système technique. Il sera plutôt appréhendé comme une composante essentielle d’un système socio-technique incluant les usagers du système d’information technologisé, autrement dit, les acteurs agissant de l’entreprise. De mon point de vue, ce système socio-technique qui mérite l’intérêt scientifique de notre discipline est l’entreprise. Les recherches que j’ai réalisées, animées ou supervisées , et qui sont structurées en quatre thèmes dans ce document, visent à résoudre les problèmes liés aux contextes de l'usage (l'entreprise et son environnement) des systèmes d’information. Le point discriminant de ma recherche est l'intérêt que je porte à la capacité de représentation :(i) de l'évolutivité et de la flexibilité des processus d'entreprise en particulier de ceux supportés par un système logiciel, d’un point de vue microscopique (modèle d’un processus) et macroscopique (représentation et configuration d’un réseau de processus) : thème 2(ii) du système d’entreprise dans toutes ses dimensions (stratégie, organisation des processus, système d’information et changement) : thème 3Pour composer avec ces motivations, il fallait :(iii) s’intéresser à la nature même du travail coopératif et à l’intentionnalité des acteurs agissant afin d’identifier et/ou proposer des formalismes appropriés pour les décrire et les comprendre : thème 1(iv) se questionner aussi sur les processus de management dont le rôle est de surveiller, mesurer, piloter l’entreprise afin de leur apporter le soutien qu’ils méritent du système d’information : thème

Conception et mise en œuvre de multichronia, un cadre conceptuel de simulation visuelle interactive

Cette thèse présente Multichronia, un cadre conceptuel de simulation interactive fournissant une représentation visuelle du cheminement d'un utilisateur dans l'exploration des simulations d'un système complexe. En complément aux méthodes formelles d'analyse, Multichronia vise à aider ses utilisateurs à comprendre un système sous étude en fournissant quatre boucles interactives. La boucle d'exploration de l'espace des paramètres permet à un utilisateur de modifier des paramètres de simulation afin de tester des hypothèses. La boucle d'exploration de l'espace des simulations lui permet de manipuler les données correspondant à des instances de simulation. Notamment, elle rend disponible des opérations de sélection et d'alignement via une interface graphique. La boucle d'exploration de l'espace des données lui permet de transformer les flots de données. Finalement, la boucle d'exploration de l'espace visuel lui permet d'afficher des données et de manipuler leur aspect visuel. Afin de représenter le cheminement d'un utilisateur dans son exploration de l'espace des paramètres, une interface graphique a été développée. Il s'agit de Varbre multichro-nique, une vue formelle donnant une représentation informative de l'état de l'analyse d'un problème ainsi que la possibilité d'exécuter une foule d'opérations interactives. D'autre part, le cadre conceptuel Multichronia forme un pipeline de données générique allant d'un simulateur jusqu'à un logiciel d'analyse. Un modèle conceptuel peut être extrait de ce pipeline de même que le flux de données correspondant. Dans cette thèse, il a été spécialisé avec la technologie XML. Cette dernière permet entre autres de définir une méthodologie de conception du modèle de données associé à un simulateur. La mise en oeuvre de Multichronia a permis de vérifier la validité des concepts proposés. L'architecture logicielle adoptée est un cadre d'application, de sorte que de nouveaux simulateurs puissent être facilement exploités. Deux applications concrètes ont été implantées, soit la simulation tactique et stratégique de l'attaque de convois militaires. Des modifications mineures aux simulateurs ont été nécessaires afin qu'ils rencontrent certains critères établis dans cette thèse. Somme toute, ces applications ont montré que Multichronia peut être déployé pour des applications quelconques

Ingénierie pédagogique des systèmes d'enseignement supérieur

Our works are set in the field of higher-education systems pedagogical engineering. Our early works deal with the modeling of university practices. We expressed a conceptual framework for the evolution of acquiring knowledge modules to integrate the acquisition of high-level cognitive skills and professional competencies. Next, we have defined a frame to help define pedagogical scenarios more formally. The challenge was to get pedagogical scenarios that favored a higher pedagogical expressiveness compared to existing standards such as IMS-Learning Design (IMS-LD), while begin formal enough to be implemented, at least semi-automatically, on different e-learning platforms. This approach was validated thanks to the Assistance for Contextualized MoDeling of learning systems (ACoMoD) method. Finally, we developed a project-based learning pedagogical method, Multi-Role Project, applied to the teaching of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). One goal is to project our results in Massive Open Online Courses (MOOC), which raise challenges of their ownNos travaux s'inscrivent dans le domaine de l'ingénierie pédagogique des systèmes d'enseignement supérieur. Nos premiers travaux se sont portés sur la modélisation des pratiques universitaires. Nous avons ainsi dégagé un cadre conceptuel d’évolution d’acquisition de connaissances disciplinaires en vue d'intégrer l’acquisition de compétences cognitives professionnelles et de haut niveau. Ensuite, nous avons travaillé à définir un cadre de définition de scénarios pédagogiques plus formel. L'enjeu était d'obtenir des scénarios pédagogiques qui permettent une expressivité pédagogique qui dépasse celle des standards existants tels IMS-Learning Design (IMS-LD) tout en étant suffisamment formalisé pour se prêter à un traitement informatique et être implémenté, au moins semi automatiquement, dans différentes plateformes de e-learning. Cette approche a été validée en utilisant la méthode Assistance for Contextualized MoDeling of learning systems (ACoMoD). Enfin nous développons une méthode de pédagogie par projet, Multi-Rôles Project, autour des problématiques de l'enseignement en Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). Un des buts est de projeter nos résultats dans l'implémentation des Massive Open Online Courses (MOOC) qui pose des défis particuliers

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Impact et facteurs clés de l'introduction d'équipements miniers innovants : le cas d'une mine souterraine

Les entreprises minières naviguent dans un environnement économique cyclique influencé par les prix du marché. À cela, s'ajoute une pression sociale accrue au niveau des conditions de travail et de la sécurité des travailleurs. C'est donc à un contexte hautement concurrentiel que les entreprises de ce secteur sont confrontées. Afin de demeurer compétitives, l'une des solutions qu'elles privilégient est l'acquisition d'équipements innovants. Toutefois, l'introduction d'équipements innovants ne se fait pas sans heurts. Plusieurs études ont en effet démontré que l'arrivée de nouveaux équipements plus gros, plus puissants et plus sophistiqués a également entraîné des effets négatifs. Parmi ceux-ci notons, les périodes d'adaptation plus longues que prévues. Mais encore, ces équipements sont aussi en cause dans bon nombre d'accidents et de décès, et ce, tant à l'échelle internationale que chez les mines québécoises. Devant ces constats de succès mitigés, il appert fondamental de mieux comprendre les facteurs de succès lors de l'implantation d'équipements miniers innovants. Dans cette thèse nous proposons l'étude approfondie de ce sujet par une étude de cas réalisée dans une mine aurifère souterraine témiscabitibienne. Dans un premier temps, notre démarche vise à mesurer l'impact de dix projets innovants sur des indicateurs de performance en productivité et en santé et sécurité du travail (SST). Dans un deuxième temps, nous proposons l'utilisation d'un outil d'aide à la décision, l'approche des ensembles approximatifs basés sur la dominance, afin d'identifier les facteurs clés favorisant l'implantation de ces équipements innovants. Parmi les résultats obtenus, deux facteurs ont été identifiés comme les plus pertinents sur l'ensemble des indicateurs de performance étudiés, soit le niveau d'habileté requis pour maîtriser la technologie et le niveau d'acceptation de cette dernière par les opérateurs. En plus de ces deux facteurs, la qualité du siège et l'expérience des opérateurs ont également été identifiées comme pertinentes pour expliquer les résultats en SST, alors que le niveau de standardisation du nouvel équipement s'est montré pertinent pour expliquer ceux en productivité. Nos travaux permettent ainsi à notre partenaire industriel de cibler et de prioriser ses besoins pour que l'implantation d'équipements innovants entraîne dorénavant une amélioration de la performance en productivité et en SST. Bien que nos résultats proviennent et se limitent à une étude de cas, l'approche innovante et rigoureuse que nous proposons à la communauté scientifique et industrielle peut être mise en application à chaque entreprise minière souterraine désirant identifier ses propres facteurs de succès inhérents à son propre environnement. D'autres limites et perspectives offrent des pistes de recherches potentielles sur lesquelles se conclue notre thèse. À ce titre, nous proposons des indicateurs de performance supplémentaires, tels que le nombre de tonnes transportées par les camions et le taux de sévérité des blessures. De plus, une étude similaire, mais prenant en considération les accidents touchant les employés d'entrepreneurs miniers, de même que les accidents survenus lors de réparation ou de maintenance, ajouterait des connaissances complémentaires et intéressantes sur le sujet développé dans cette thèse

MODÉLISATION DE PROCÉDÉS LOGICIELS À BASE DE PATRONS RÉUTILISABLES

This thesis investigates the reuse of software processes by an approach based on process patterns. The objective of our work is to make process patterns directly applicable in process modeling. The concept of process pattern is used to capture and reuse the proven solutions for recurring process problems. However, this attractive concept has still been poorly exploited due to the inadequate formalization and the lack of supporting methodology and tools. To promote the use of process patterns and reduce the modelling effort, we broaden the concept of process pattern for capturing various types of process knowledge at different abstract levels, and propose ways to reuse (semi-)automatically process patterns in process modelling. We define the process meta-model UML-PP to formalize the process pattern concept and the ways to apply patterns in process models. UML-PP allows describing the internal structure of a process pattern as well as the relations between process patterns, and enables the explicit representation of process patterns' applications in process models. We propose the meta-process PATPRO defining the modelling steps to elaborate a process model in UML-PP by reusing process patterns. To allow automated applications of process patterns, we define an operational semantics for the patterns reuse operators who carry out some tasks of the meta-process. We have developed the prototype PATPRO-MOD allowing to create and manage process patterns catalogues, and to elaborate process models in UML-PP by reusing (semi-)automatically process patterns.Cette thèse est consacrée à la réutilisation de procédés par une approche à base de patrons de procédé. Le concept de patron de procédé a été introduit pour capitaliser et réutiliser des solutions éprouvées des problèmes de procédés récurrents. Cependant cette approche est encore peu exploitée à cause du champ de définition limité, du manque de formalisation, de méthodologie et d'outils support. Pour promouvoir l'utilisation de patrons de procédé et réduire l'effort de modélisation, nous considérons le concept de patron de procédé à différents niveaux d'abstraction pour capturer divers types de connaissances sur les procédés, et proposons des moyens pour réutiliser de façon (semi-)automatique ces patrons dans la modélisation des procédés. Nous avons défini le méta-modèle de procédé UML-PP pour formaliser le concept de patron de procédé et la manière d'appliquer les patrons dans la modélisation de procédés. UML-PP permet de décrire la structure interne d'un patron de procédé ainsi que les relations entre patrons, et permet d'exprimer explicitement l'utilisation de patrons dans les modèles de procédé. Nous proposons le méta-procédé PATPRO définissant une démarche de modélisation pour élaborer un modèle de procédé UML-PP en réutilisant des patrons de procédé. Pour permettre une automatisation de l'application de patrons de procédé, nous définissons une sémantique opérationnelle des opérateurs de réutilisation de patrons qui réalisent l'imitation de patrons. Nous avons réalisé le prototype PATPRO-MOD permettant de créer et gérer des catalogues de patrons de procédé et d'élaborer des modèles de procédé UML-PP en réutilisant semi-automatiquement des patrons prédéfinis