Méthodologie de génération d’applications auto-adaptatives grâce à un cadre de développement dirigé par les ontologies

Bhérer, Louis (2021). Méthodologie de génération d’applications auto-adaptatives grâce à un cadre de développement dirigé par les ontologies. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette thèse présente trois applications qui ont été conçues, développées et déployées dans des cas d’utilisation réels pour Hydro-Québec, le producteur, transporteur et fournisseur d’électricité provincial du Québec. Ces applications ont été créées de façon à présenter des propriétés d’auto-adaptabilité à l’évolution des connaissances de l’entreprise. L’objectif de cette recherche appliquée était d’évaluer la faisabilité de l’utilisation des technologies du Web sémantique pour créer de telles applications Web qui soient utilisables par des utilisateurs débutants.

Le développement de ces trois applications a entrainé des contributions propres à chacune d’elle. La première application est un navigateur sémantique textuel et elle a permis de démontrer qu’il était possible d’atteindre l’indépendance conceptuelle grâce aux technologies du Web sémantique. La deuxième application est un constructeur de requêtes visuelles SPARQL. Son développement a principalement permis d’explorer la transposition des fonctionnalités associées à la construction de requêtes SQL au langage SPARQL. La troisième application est un constructeur de vues tirant profit des leçons apprises lors de la réalisation des deux applications précédentes. Les contributions associées à cette application comprennent : 1. Une composante logicielle inédite d’exploration ontologique; 2. Une liste de recommandations de modélisation ontologique permettant aux modèles d’être utilisés par des applications adoptant cette méthodologie; 3. Une ontologie de visualisation qui est une première tentative vers la création d’un standard afin de guider et personnaliser les interfaces utilisateurs par des annotations faites à même les ontologies de domaine; 4. Un jeu de préinférence permettant la réconciliation du concept d’héritage dans les paradigmes orienté-objets avec le concept de classification du paradigme de la logique de premier ordre; et 5. Une approche permettant de croiser des données d’ontologies OWL de manière ad hoc.

Les expérimentations présentées dans cette thèse ont permis de développer une méthodologie pour générer des applications auto-adaptatives manoeuvrables par des néophytes, comblant ainsi un manque de la littérature. La faisabilité d’une telle approche a été prouvée par la mise en production de la troisième application, générée grâce à cette méthodologie, dans les systèmes de l’entreprise. Cette recherche permet de croire que de telles applications pourront entraîner une réduction des coûts de développement et de maintenance des logiciels. De plus, la généricité et l’auto-adaptabilité des outils développés font de cette approche une candidate de choix pour le développement des applications de l’Industrie 4.0.

Résumé traduit

This thesis presents three applications that have been designed, developed and deployed in real use cases for Hydro-Quebec, the Quebec provincial producer, carrier and supplier of electricity. These applications were created in such a way as to exhibit properties of selfadaptability to the evolution of knowledge of the company. The objective of this applied research was to assess the feasibility of using semantic web technologies to create such web applications that are usable by novice users.

The development of these three applications resulted in contributions specific to each of them. The first application is a textual semantic browser and it has demonstrated that it is possible to achieve conceptual independence thanks to semantic web technologies. The second application is a SPARQL visual query builder. Its development has mainly enabled the exploration of the transposition of functionalities associated with the construction of SQL queries to the SPARQL language. The third application is a view builder taking advantage of the lessons learned during the realization of the two previous applications. The contributions associated with this application include: 1. A unique software component for ontological exploration; 2. A list of ontological modeling recommendations allowing models to be used by applications applying this methodology; 3. A visualization ontology which is a first attempt towards the creation of a standard in order to guide and personalize user interfaces by annotations made within domain ontologies; 4. A set of pre-inferences allowing reconciliation of the concept of inheritance in object-oriented paradigms with the concept of classification of the paradigm of first-order logic; and 5. An approach for crossing data from OWL ontologies in an ad hoc manner.

The experiments presented in this thesis made it possible to develop a methodology to generate self-adaptive applications maneuverable by neophytes, thus filling a gap in the literature. The feasibility of such an approach has been proven by the release of the third application, generated using this methodology, into the company's systems. This research suggests that such applications could lead to reduced software development and maintenance costs. In addition, the genericity and self-adaptability of the tools developed make this approach a prime candidate for the development of Industry 4.0 applications.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 271-280).
Mots-clés libres:	application auto-adaptative, génération d’applications, Web sémantique, RDF, OWL, Industrie 4.0, ingénierie dirigée par les ontologies
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Desrosiers, Christian
Codirecteur:	Codirecteur Vouligny, Luc
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	02 juin 2021 13:09
Dernière modification:	02 juin 2021 13:09
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2725

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