Vers Université 4.0 : Une méthode d'Ingénierie basée sur les Modèles pour Concevoir des Systèmes Cyber-Physiques Éducatifs

L'Internet of Everything (IoE), extension du paradigme Internet of Things (IoT), est de plus en plus étudié et utilisé par la communauté scientifique et industrielle. Plusieurs domaines ont connu une évolution notable en matière de transformation numérique grâce à l'intégration de ce dernier, comme par exemple l'Industrie 4.0, mais il reste encore beaucoup à faire dans le domaine de l'éducation, notamment à l'université. La conception pédagogique est une préoccupation majeure de la communauté EIAH (Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain). La crise sanitaire de la covid-19 a fait ressortir plusieurs défis à cet égard. L'objectif de l'Industrie 4.0 est de permettre l'intégration de machines et de dispositifs physiques complexes (Systèmes Cyber-Physiques (CPS) basés sur le paradigme IoT). Un ensemble de capteurs, actionneurs et composants logiciels sont alors utilisés pour monitorer, analyser et contrôler des usines intelligentes, en appliquant des boucles de contrôles autonomiques (MAPE: Monitor, Analyze, Plan, Execute). Ces boucles de contrôles permettent d'automatiser tout ou partie des processus métiers. Dans cette thèse, nous étudions comment les concepts utilisés dans l'Industrie 4.0 pourraient contribuer à l'ingénierie de la prochaine révolution numérique universitaire (Université 4.0). Pour ce faire, nous menons une approche exploratoire afin de définir ce que nous appelons les Systèmes Cyber Physiques Educatifs (ECPS) en nous appuyant sur des travaux de la littérature. Nous appliquons ce concept à différents niveaux d'enseignement (séance pédagogique, module, curriculum). Ensuite, nous proposons une méthode de conception de ces systèmes basée sur un processus de modélisation (ModelECPS) et trois Langages de modélisation Spécifiques au Domaine (DSL). La modélisation suit un processus en Y, issu des normes de l'Object Managament Group (OMG). Elle se base sur trois modèles piliers de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) : le modèle indépendant de la plateforme (PIM) qui représente le méta-modèle éducatif, appelé EML4.0; le modèle de définition de la plateforme (PDM), qui est le méta-modèle d'environnement connecté (CPSML), et qui étend la modélisation des "Things" à la modélisation de "Everything"; enfin, le modèle ECPSML qui définit le méta-modèle qui décrit l'environnement connecté éducatif et donc la plateforme spécifique au domaine (PSM). La conception du modèle ECPSML est basée sur un alignement des concepts entre les modèles PDM et PIM et est semi-automatiquement générée par l'application de règles ATL définies pour mettre en place une transformation de modèle à modèle. Pour finir, un processus d'utilisation de la méthode est proposé afin de guider les différentes parties prenantes dans la conception de tels systèmes (ECPS). Pour illustrer notre proposition, nous avons réalisé une étude de cas sur une activité de travaux pratiques pendant la crise sanitaire. Nous décrivons l'ensemble des modèles correspondants à cette activité, ainsi que les boucles MAPE utilisées afin de monitorer et superviser les étudiants pendant la réalisation des travaux pratiques.The Internet of Everything (IoE) is gaining a growing interest in scientific and industrial communities to have expanded the Internet of Things (IoT) paradigm. In fact, several domains have been through a digital transformation evolution, for instance Industry 4.0, however, a lot still needs to be done regarding the educational domain especially at university. Instructional design is a major concern among the TEL (Technology Enhanced Learning) community. The covid-19 health crisis has dug deeper into several of its challenges. The objective of Industry 4.0 is to foster the integration of complex physical machinery and devices based on Cyber Physical Systems (CPS) and IoT. A set of sensors, actuators and software components are used to monitor, analyze, and control smart factories through control loops (MAPE). In this thesis, we investigate how these concepts could contribute in shaping and engineering the next revolution at university (University 4.0). To do so, we have conducted an exploratory approach in order to, first give a definition of what we call Educational Cyber Physical Systems (ECPS) to build it upon ideas from the literature. This concept is barely addressed in the TELE domain. We apply this concept and its utilization in different educational levels (Classroom, Course, Curriculum). Then, we propose a model-driven method (ModelECPS) to design these systems founded on a modeling process and three Domain Specific Languages (DSL). The modeling process is issued from the Object Management Group (OMG) standards that define the Y process based on three modeling pillars of the MDE method. The platform Independent Model (PIM) represents the educational meta-model, called EML4.0. The Platform Definition Model (PDM) is the connected environment meta-model, called CPSML, that extends the modeling “things” into modeling “everything”. Finally, the ECPSML defines the meta-model that describes the educational connected environment and thus the Platform Specific Model (PSM). Its design is based on concept alignment between both PDM and PIM models and is semi-automatically generated through applying ATL rules (Model-to-Model transformation). A utilization modeling process for the method is given in order to guide the different stakeholders in designing such systems (ECPS). To illustrate our proposal, we conducted a case study on a real-life ECPS classroom during the covid-19 health crisis. We describe the required models designed in this process and supervise students' progress during the practical sessions

Vers Université 4.0 : Une méthode d'Ingénierie basée sur les Modèles pour Concevoir des Systèmes Cyber-Physiques Éducatifs

The Internet of Everything (IoE) is gaining a growing interest in scientific and industrial communities to have expanded the Internet of Things (IoT) paradigm. In fact, several domains have been through a digital transformation evolution, for instance Industry 4.0, however, a lot still needs to be done regarding the educational domain especially at university. Instructional design is a major concern among the TEL (Technology Enhanced Learning) community. The covid-19 health crisis has dug deeper into several of its challenges. The objective of Industry 4.0 is to foster the integration of complex physical machinery and devices based on Cyber Physical Systems (CPS) and IoT. A set of sensors, actuators and software components are used to monitor, analyze, and control smart factories through control loops (MAPE). In this thesis, we investigate how these concepts could contribute in shaping and engineering the next revolution at university (University 4.0). To do so, we have conducted an exploratory approach in order to, first give a definition of what we call Educational Cyber Physical Systems (ECPS) to build it upon ideas from the literature. This concept is barely addressed in the TELE domain. We apply this concept and its utilization in different educational levels (Classroom, Course, Curriculum). Then, we propose a model-driven method (ModelECPS) to design these systems founded on a modeling process and three Domain Specific Languages (DSL). The modeling process is issued from the Object Management Group (OMG) standards that define the Y process based on three modeling pillars of the MDE method. The platform Independent Model (PIM) represents the educational meta-model, called EML4.0. The Platform Definition Model (PDM) is the connected environment meta-model, called CPSML, that extends the modeling “things” into modeling “everything”. Finally, the ECPSML defines the meta-model that describes the educational connected environment and thus the Platform Specific Model (PSM). Its design is based on concept alignment between both PDM and PIM models and is semi-automatically generated through applying ATL rules (Model-to-Model transformation). A utilization modeling process for the method is given in order to guide the different stakeholders in designing such systems (ECPS). To illustrate our proposal, we conducted a case study on a real-life ECPS classroom during the covid-19 health crisis. We describe the required models designed in this process and supervise students' progress during the practical sessions.L'Internet of Everything (IoE), extension du paradigme Internet of Things (IoT), est de plus en plus étudié et utilisé par la communauté scientifique et industrielle. Plusieurs domaines ont connu une évolution notable en matière de transformation numérique grâce à l'intégration de ce dernier, comme par exemple l'Industrie 4.0, mais il reste encore beaucoup à faire dans le domaine de l'éducation, notamment à l'université. La conception pédagogique est une préoccupation majeure de la communauté EIAH (Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain). La crise sanitaire de la covid-19 a fait ressortir plusieurs défis à cet égard. L'objectif de l'Industrie 4.0 est de permettre l'intégration de machines et de dispositifs physiques complexes (Systèmes Cyber-Physiques (CPS) basés sur le paradigme IoT). Un ensemble de capteurs, actionneurs et composants logiciels sont alors utilisés pour monitorer, analyser et contrôler des usines intelligentes, en appliquant des boucles de contrôles autonomiques (MAPE: Monitor, Analyze, Plan, Execute). Ces boucles de contrôles permettent d'automatiser tout ou partie des processus métiers. Dans cette thèse, nous étudions comment les concepts utilisés dans l'Industrie 4.0 pourraient contribuer à l'ingénierie de la prochaine révolution numérique universitaire (Université 4.0). Pour ce faire, nous menons une approche exploratoire afin de définir ce que nous appelons les Systèmes Cyber Physiques Educatifs (ECPS) en nous appuyant sur des travaux de la littérature. Nous appliquons ce concept à différents niveaux d'enseignement (séance pédagogique, module, curriculum). Ensuite, nous proposons une méthode de conception de ces systèmes basée sur un processus de modélisation (ModelECPS) et trois Langages de modélisation Spécifiques au Domaine (DSL). La modélisation suit un processus en Y, issu des normes de l'Object Managament Group (OMG). Elle se base sur trois modèles piliers de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) : le modèle indépendant de la plateforme (PIM) qui représente le méta-modèle éducatif, appelé EML4.0; le modèle de définition de la plateforme (PDM), qui est le méta-modèle d'environnement connecté (CPSML), et qui étend la modélisation des "Things" à la modélisation de "Everything"; enfin, le modèle ECPSML qui définit le méta-modèle qui décrit l'environnement connecté éducatif et donc la plateforme spécifique au domaine (PSM). La conception du modèle ECPSML est basée sur un alignement des concepts entre les modèles PDM et PIM et est semi-automatiquement générée par l'application de règles ATL définies pour mettre en place une transformation de modèle à modèle. Pour finir, un processus d'utilisation de la méthode est proposé afin de guider les différentes parties prenantes dans la conception de tels systèmes (ECPS). Pour illustrer notre proposition, nous avons réalisé une étude de cas sur une activité de travaux pratiques pendant la crise sanitaire. Nous décrivons l'ensemble des modèles correspondants à cette activité, ainsi que les boucles MAPE utilisées afin de monitorer et superviser les étudiants pendant la réalisation des travaux pratiques

Une méthode dirigée par les modèles pour concevoir les systèmes cyber physiques éducationnels

International audienc

Ressources hydriques sous tension et enjeux de développement durable dans la wilaya de Sidi Bel Abbes (Algérie occidentale)

À l’instar des wilayas du département de l’Ouest algérien, la wilaya de Sidi Bel Abbès souffre de pénurie d’eau. Dans cette région, où les écoulements sont caractérisés par une irrégularité saisonnière et interannuelle importante, les potentialités en eau sont faibles. Les ressources en eau souterraines et superficielles sont insuffisantes à satisfaire les besoins et ne répondent pas aux demandes croissantes de la population qu’elle soit urbaine ou rurale. La wilaya de Sidi Bel Abbès n’a pu supporter le déficit en eau et faire face aux aléas climatiques récents. C’est dans cette optique que les organismes gestionnaires ont fait appel à des transferts d’eau des wilayas limitrophes pour couvrir le manque enregistré ces dernières années. L’étude présentée ici contribue à la mise en place d’une base de données participant à la compréhension des modalités de gestion intra et extra-wilaya. Elle permet par la suite d’analyser les enjeux de cet élément crucial, nécessaire à toute vie et à tout développement socio-économiqueLike the wilayas of west Algerian department, wilaya of Sidi Bel Abbes suffers from water shortage. In this region, where the flows are characterized by a considerable seasonal and irregularity, the water potentials are low. Water resources in ground or surface are insufficient to meet the needs and growing demands of the urban or rural population. The wilaya of Sidi Bel Abbes couldn’t withstand this water deficit and facing the hazards climate changment recently. In this regard the administrative bodies called for water transfer from neighboring wilayas to cover the registered lack in the last years. The study is contributing to make a data base participating to understand ways of intra and extra wilayas water management. so it allows analyzing the issue of this critical factor necessary for the whole life and for socio- economic development

Towards Autonomic Educational Cyber Physical Systems

International audienceUniversity is faced with the growing challenge posed by information technology. The various learning resources supported by this latter in a connected environment have to be provided to learners according to their performances and backgrounds in the right place at the right time. In our work, we are interested in investigating key Research Questions about the next generation of university (University 4.0) relying on both the Autonomic Computing perspectives and Industry 4.0 fundamentals. The aim of our research is to build Educational Cyber Physical Systems (ECPS) where learning and teaching could occur in both virtual and physical connected spaces. In this paper, we deliver our vision of what is a University 4.0 and propose a generic layered architecture of Educational Cyber Physical System, as a key element to shape the new generation of education. The provided architecture is operational in different levels of granularity

Enseignement à Distance en Situtation d'Urgence : Retour d'Experiences du Premier Confinement

International audienc

Carbonylmetallates as versatile 2-, 4- or 6-Electron Donor Metalloligands in Transition-Metal Complexes and Clusters: A Global Approach

International audienceCarbonylmetallates [m]-, such as [MoCp(CO)3]-, [Mn(CO)5]-, [Co(CO)4]-, have long been successfully used in the preparation of hundreds of metal carbonyl complexes and clusters, in particular of the heterometallic type. We focus here on situations where [m]- can be viewed as a terminal, doubly- or even triply-bridging metalloligand, developing metal-metal interactions with one, two or three metal centres M, respectively. With metals M from the groups 10-12, is not straightforward or even impossible to rationalize the structure of the resulting clusters by applying the well-known Wade-Mingos rules. A very simple but global approach is presented to rationalize structures not obeying usual electron-counting rules by considering the anionic building blocks [m]- as metalloligands behaving formally as potential 2, 4 or 6 electron donors, similarly to what is typically encountered with e.g. halido ligands. Qualitative and theoretical arguments using DFT calculations highlight similarities between seemingly unrelated metal complexes and clusters and also entails a predicting power with high synthetic potential

Admixture and local breed marginalization threaten Algerian sheep diversity

Due to its geo-climatic conditions, Algeria represents a biodiversity hotspot, with sheep breeds well adapted to a patchwork of extremely heterogeneous harsh habitats. The importance of this peculiar genetic reservoir increases as climate change drives the demand for new adaptations. However, the expansion of a single breed (Ouled-Djellal) which occurred in the last decades has generated a critical situation for the other breeds; some of them are being subjected to uncontrolled cross-breeding with the favored breed and/or to marginalization (effective size contraction). This study investigated genetic diversity within and among six of the nine Algerian breeds, by use of 30 microsatellite markers. Our results showed that, in spite of the census contraction experienced by most of the considered breeds, genetic diversity is still substantial (average gene diversity ranging 0.68 to 0.76) and inbreeding was not identified as a problem. However, two breeds (Rembi and Taadmit) appeared to have lost most of their genetic originality because of intensive cross-breeding with Ouled-Djellal. Based on the above evidence, we suggest Hamra, Sidaoun, and D'man as breeds deserving the highest priority for conservation in Algeria

Scatterplot of the first two principal components of DAPC using breeds as prior clusters.

<p>Breeds are labeled inside their 95% inertia ellipses and dots represent individuals. The inset indicates the eigenvalues of the first five principal components.</p

Pair-wise F_ST among Algerian breeds (a) and Italian breeds (b), calculated with a common set of 15 microsatellites^* (with confidence intervals at 95%).

<p>Ba, Bagnolese; Co, Comisana; Ge, Gentile Di Puglia; La, Laticauda; Le, Leccese; Sa, Sarda.</p><p>*the common set of microsatellites was: MAF65, MAF214, OARFCB304, ILST11, OARAE129, OARFCB193, MAF209, OARJMP58, ILST5, OARFCB128, INRA63, BM1824, MAF33, MCM140, BM8125.</p><p>Pair-wise F_ST among Algerian breeds (a) and Italian breeds (b), calculated with a common set of 15 microsatellites^{<a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0122667#t003fn002" target="_blank">*</a>} (with confidence intervals at 95%).</p