Ontologies, web sémantique et elearning : vers la composition automatique des objets d'apprentissage fondée sur les ontologies et les théories pédagogiques

Un des grands défis de l'apprentissage en ligne est la difficulté de composition des scénarios de formation à partir des objets d'apprentissages sémantiquement référencés pour répondre aux besoins spécifiques de formation. Un tel travail demande l'acquisition des connaissances du domaine qui repose généralement sur des experts humains du domaine et sur un processus d'explicitation de leurs connaissances. Il en est de même pour les principes devant guider la composition des scénarios afin de garantir leur qualité (valeurs pédagogiques). Répondre rapidement à ces besoins d'apprentissage par la proposition d'un contenu approprié ainsi qu'un cheminement d'apprentissage efficace et pédagogiquement valide est une nécessité, tant dans la formation classique en ligne que dans la formation en milieu industriel. L'offre d'une solution permettant d'atteindre un tel objectif contribuerait à une économie de coûts liés à la formation. Ce mémoire rend compte d'un travail visant à proposer une solution novatrice pour générer un contenu sur mesure (selon un besoin précis) et ainsi qu'un parcours pédagogiquement valide de celui-ci. La méthode s'appuie essentiellement sur une ontologie du domaine pour sélectionner les éléments de contenus appropriés (ou objets d'apprentissage) et sur un ensemble de principes pédagogiques explicites pour les structurer. Après un état de l'art conséquent qui met en perspectives l'ensemble des domaines en jeu (elearning, web sémantique et ingénierie ontologique), les standards disponibles dans le domaine du elearning pour la gestion des contenus d'apprentissage, et les problèmes de composition automatique (fondée ou non sur les ontologies) des objets d'apprentissage, une architecture générale de l'approche proposée est présentée, illustrant clairement les éléments qui soutiennent le processus de composition. Ce dernier comporte essentiellement trois (3) étapes : la sélection des ressources pertinentes, leur organisation (par la prise en compte des contraintes de référencement sémantique réalisé à partir de l'ontologie du domaine) et la scénarisation pédagogique qui prend en compte les principes de la théorie pédagogique sélectionnée. Un modèle définissant les opérateurs essentiels est proposé ainsi que des algorithmes qui implémentent les différents services. Un outil a été réalisé et testé avec des contenus d'un cours de programmation en Java.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : elearning, web sémantique, ontologies, objets d'apprentissage, théories pédagogiques, composition automatique des objets d'apprentissage

Élaboration d'un système de maintien de vérité : une approche orientée objet

Le but de ce mémoire est de présenter une approche orientée objet pour l’élaboration d’un Système de Maintien de Vérité à base de Justifications à Négation et Non Monotone (SMVJNNM). Un SMV est un module utilisé dans les systèmes à base de connaissances pour réviser des croyances. On distingue trois principaux types de SMV: à base de justifications, à base logique et à base d'assomptions. Ils utilisent des structures en réseau pour enregistrer les instances d'un ensemble de règles et tous s'inscrivent dans un paradigme orienté listes. Nous proposons un paradigme objet pour l’élaboration d’un SMV. Les étapes de la démarche suivie sont: étude des SMV existants, modélisation d’un SMV au niveau des connaissances, conception par patrons, implémentation et tests. Deux exemples tirés de la documentation scientifique montrent que notre système offre des fonctionnalités équivalentes à celles des SMV étudiés. Notre système a aussi été utilisé comme mini-moteur de recherche.The objective of this master’s degree dissertation is to propose an object oriented approach for the design of negated non-monotonic justifications-based truth maintenance systems (NNMJTMS). A truth maintenance system (TMS) is a module assisting knowledge-based systems to conduct belief revision. There are three main types of TMS: justification-based, logical-based and assumption-based. All of these systems use network structures to register instances of a set of production rules according to a list-oriented paradigm. We propose in our work to adopt an object-oriented approach for the design of a TMS. We went through the following steps: review of existing TMS, modeling a TMS at the knowledge level, design and implementation using patterns and testing. To test the TMS in conjunction with a client system, two examples borrowed from scientific literature indicate that our system offers functionalities equivalent to those of the TMS found in the literature. In the first example, we validate some textbook cases. And in the second one, we test the load capacity of the TMS system while assisting a tiny search engine

Contribution à la spécification et à l'élaboration d'une plateforme de maintenance orientée connaissances

Le maintien en condition opérationnelle des équipements industriels est un des enjeux importants de l'entreprise, et a fait passer la maintenance d'un centre de coût à un centre de profit, ce qui a eu pour conséquence une éclosion de logiciels d'aide à la maintenance allant de la GMAO aux plateformes de e-maintenance. Ces systèmes d'aide fournissent aux différents acteurs de la maintenance, un support à la décision et un ensemble de services permettant une gestion informatisée d'activités de base appartenant au processus de maintenance (exemple l'intervention, la planification, le diagnostic, etc.). Toutefois, les besoins des utilisateurs évoluent dans le temps en fonction de nouvelles contraintes, de leur expertise, des nouvelles connaissances. Par contre les services fournis n'évoluent pas et nécessitent une réactualisation. Afin de tenir compte de l'évolution de ces connaissances, pour que ces systèmes d'aide puissent répondre aux besoins des utilisateurs et puissent proposer des services à la demande et des services évolutifs nous avons fait le point dans cette thèse sur les avantages et limites des systèmes informatiques d'aide existants notamment les plateformes de e-maintenance (systèmes les plus avancés aujourd'hui en maintenance). Pour pallier le manque des systèmes existants, nous avons proposé le concept de s-maintenance qui est caractérisé principalement par les échanges collaboratifs entre applications et utilisateurs, par des connaissances communes du domaine de maintenance. Pour mettre en œuvre ce concept, nous avons proposé une plateforme orientée connaissances assurant des fonctionnalités auto-x (auto-traçabilité, auto-apprentissage, autogestion) qui permettent de répondre aux caractéristiques de la s-maintenance. L'architecture à base de composants de cette plateforme prend appui sur une base de connaissances partagée entre les différents composants qu'elle intègre au profit de l'interopérabilité sémantique ainsi que de la capitalisation des connaissances. Nous avons par ailleurs développé une ontologie du domaine de maintenance sur laquelle s'appuie cette base de connaissances. Finalement, afin de développer les fonctionnalités auto-x assurées par la plateforme nous avons proposé un système à base de traces exploitant la base de connaissances et l'ontologie associéeOperational condition maintenance of industrial equipment is a principal challenge for the firm production. This fact transfer the maintenance from the cost center to the profit center which has lead to massif development of maintenance support system starting from the GMAO to the e-maintenance platform. These systems provide to the maintenance agent, decision-support, and set of services allowing a computerized management of core activities for maintenance process. (e.g. intervention, planning, diagnostic,...). However, the user request continues evolving in time with respect of their expertise, their renewed knowledge and new constraints. On the other hand, the existing services are not following their requirements and they need to be updated. In this thesis, an overview on the advantage and drawback of existing computerized support system, in particular the e-maintenance platform (the most advanced maintenance system) is presented in order to meet the users needs and propose scalable and on-demand services. To overcome the existing system shortage, we propose the s-maintenance concept characterized by the collaborative exchange between users and applications and the common knowledge of the maintenance field. Thus, to implement this concept, a knowledge-oriented platform is proposed providing the auto-x functionalities (auto-traceability, auto-learning and auto-management) and meeting the s-maintenance characteristics. The architecture based on components of this platform, is also based on shared knowledge between integrated components for the benefit of the semantic interoperability as well as for the knowledge capitalization. Maintenance domain ontology is also developed on which the knowledge base is rested. Finally, in order to develop the auto-x functionalities, provided by the platform, a trace-based system is proposed by exploiting the knowledge base and the associated ontology.BESANCON-Bib. Electronique (250560099) / SudocSudocFranceF

Proposition d'une approche à base de cas pour la réutilisation des unités de programmes

L'amélioration constante de la qualité des logiciels et des processus de développement logiciel est depuis plusieurs décennies, au coeur des préoccupations et de nombreux travaux de recherche dans le domaine de l'ingénierie des systèmes d'information. Parmi les multiples solutions proposées, la réutilisation apparaît pour bien des chercheurs comme l'une des pistes les plus prometteuses pour la réduction du coût de production et l'amélioration de la qualité de systèmes [MILl 1999]. Plusieurs formes de réutilisation ont été introduites: la réutilisation des spécifications, la réutilisation des composants, la réutilisation des codes, la réutilisation des expériences, etc. [R.P. Diaz, 87], [Kruger 92], [NKambou et al. 2003, 2004]. Le but du projet CIAO-SI est de construire et de maintenir une mémoire d'expérience pour l'organisation pouvant supporter tout le cycle de développement. À ce jour, les travaux du projet CIAO-SI [NKambou et al. 2003, 2004] initié par le Groupe Infotel Inc et le laboratoire GDAC se sont limités aux phases d'analyse et de conceptions. Nous nous proposons dans notre travail de recherche d'étendre la réflexion à la phase d'implantation ('codage'). Ce volet vise à doter le système CIAO-SI d'un module permettant de rechercher et d'indexer les unités de programmes éprouvées, validées et stockées dans le but de leur réutilisation pour des nouveaux projets de développement logiciel. La plupart des outils recensés utilisent des approches d'indexation qui se limitent à l'aspect descriptif du problème (caractéristique du problème, le contexte d'élaboration pour filtrer les résultats, utilisation des concepts pour définir les ontologies) et non à l'intégration de la solution proposée; ce qui n'est pas approprié dans la réutilisation des codes. Nous avons proposé et implémenté une approche de réutilisation des unités de programmes basée sur le CBR et la classification à facettes. L'implantation de cette approche dans le contexte de CIAO-SI, une plateforme de réutilisation dans les phases en aval de la réalisation, nous a permis d'obtenir des résultats encourageants. Finalement nous avons effectué une évaluation expérimentale par la méthode de Salton et cela nous a permis d'évaluer la pertinence de nos résultats. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Réutilisation des codes, Développement logiciel, Indexation des codes, Ontologie, CIAO-SI, Raisonnement à base de cas

Un environnement sémantique à base d'agents pour la formation à distance (E-Learning)

Aujourd’hui, les établissements d’enseignement, tels que les universités, de plus en plus offrent des contenus d’E -Learning. Certains de ces cours sont utilisés avec l'enseignement traditionnel (face à face ou présentiel), tandis que d'autres sont utilisés entièrement en ligne. La création de contenu d'apprentissage est une tâche principale dans tous les environnements d'apprentissage en ligne. Les contraintes de réduire au minimum le temps nécessaire pour développer un contenu d'apprentissage, d'augmenter sa qualité scientifique et de l'adapter à de nombreuses situations (contenu adaptatif), ont été un principal objectif et donc plusieurs approches et méthodes ont été proposées. En outre, les caractéristiques intellectuelles et sociales, ainsi que les styles d'apprentissage des individus, peuvent être très différents. Ces différences conduisent les personnes à adapter le contenu d'apprentissage en tenant compte des profils des apprenants et de leurs objectifs et caractéristiques. Cette recherche ouvre des portes pour les systèmes d'apprentissage avancées, qui fournissent aux apprenants immédiatement, des contenus d’apprentissage adaptés selon plusieurs critères de chaque apprenant. Alors que, il ne peut pas être pratique si nous n'avons pas plus d'informations sur l'apprenant et le contenu d'apprentissage (objectifs d'apprentissage, les prérequis, préférences, niveaux ...etc). Par conséquent, nous développons un système collaboratif, où plusieurs auteurs travaillent en collaboration, pour créer et annoter le contenu éducatif en utilisant le système multi-agents. La contribution de notre système est l'hybridation des techniques d'adaptation avec celles de la collaboration et du Web sémantique (ontologie, annotation). Nous représentons les profils des apprenants et le contenu d'apprentissage en utilisant des ontologies et des annotations pour répondre à la diversité et aux besoins individuelles des apprenants. Nous utilisons le paradigme agent, dans notre système, pour bénéficier des points forts de ce paradigme tels que la modularité, autonomie, flexibilité... etc

Un cadre d'évaluation systématique pour les outils d'intégration de systèmes d'information

Au fil des dernières années, le développement d'applications Internet et le développement rapide des technologies mobiles ont provoqué, dans les organisations publiques et privées, la mise en place d'un mécanisme capable d'intégrer ces nouveaux développements aux systèmes d'information existants. Ce mécanisme doit être en mesure d'intégrer différentes structures et des technologies hétérogènes par le partage des données. C'est pourquoi il est important de faire un choix éclairé lorsqu'il faut sélectionner l'outil approprié pour l'intégration de ces systèmes. Dans ce projet de recherche, on propose le développement d'un cadre d'évaluation systématique pour les outils d'intégration de systèmes d'information par l'approche par médiateur, en focalisant l'évaluation sur trois critères : le temps d'implémentation, la performance et la complexité d'implémentation. (1) Le critère du temps porte sur l'évaluation du temps que prend l'implémentation d'un outil depuis l'étude bibliographique jusqu'à l'implémentation dans un prototype qui implémente différentes structures de données. (2) Le critère de performance consiste en la vitesse avec laquelle l'outil peut traiter différents jeux de données. (3) Le critère de complexité correspond à l'évaluation de la complexité d'implémentation de l'outil de manière quantitative basée sur l'application de différentes métriques logicielles. Ce dernier critère permet, en ajoutant une partie quantitative, de renforcer le premier critère qui donne une évaluation plus qualitative de la complexité d'implémentation de l'outil. Les résultats obtenus avec l'application du cadre d'évaluation pour les outils d'intégration ont permis de proposer un système de médiation comme mécanisme d'intégration de systèmes hétérogènes capable de traiter différentes structures de données, de faire le stockage de ces données et de les partager entre les systèmes intégrés en privilégiant la facilité d'implémentation, la performance ou encore la maintenabilité

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