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Thèmes de Recherche

Mon thème de recherche s'inscrit dans l'action 2 : Algorithmique Distribuée pour Téléapplications Collaboratives. de l'équipe de Recherches CARTOON

J'ai soutenu mon Habilitation à Diriger des Recherches le 18 décembre 2002 "Coopération : de la gestion transparente à la régulation explicite".

Dans la suite de ce paragraphe sont présentés les thèmes de la recherche fondamentale menée au sein l'Equipe. Pour la partie applicative de ces travaux, nous avons choisi une orientation biomédiale : en effet, ce domaine très contraint au niveau besoin de Qualité de Service, besoin de sécurité et besoin de cohérence est très approprié à la validation, à la valorisation de nos travaux et à leur transfert.

Un logiciel collaboratif, appelé également collecticiel (logiciel de groupware), est un système à base d'ordinateurs qui supporte des groupes de personnes réalisant en commun une tâche ou un but et qui fournit une interface pour accéder à un environnement commun. Tous les collecticiels utilisent les mêmes mécanismes qui sont : la distribution, le partage d'environnement, l'interaction entre les individus, l'interface de groupe. Afin de développer efficacement et rapidement ce type d'applications, nous avons créé une plateforme collaborative appelée CALIF (Collaborative Application Framework). Elle permet de prendre en compte à la fois la gestion d'applications distribuées, le partage d'objets, la cohérence des différentes copies, la collaboration de groupe, la qualité de service des communications et les nécessités de performances liées au multimédia.

L'évolution de la plateforme CaliF s'est orientée ces dernières années suivant quatre directions de recherche :

Niveau middleware :

L'intergiciel CAliF a migré vers une version intégrant les Webservices. L'utilisation de média continus pour des applications distribuées sur Internet nécessite le respect de nouvelles contraintes liées à l'hétérogénéité des platesformes et à la sécurité comme le franchissement de firewalls. C'est pourquoi nous avons proposé une nouvelle version de notre plate-forme générique nommée CAliFWeb qui utilise les Web-services. CAliFWeb est structurée en trois classes d'outils~: les outils constituant le noyau, les outils communs à toutes les téléapplications, et les outils spécifiques qui permettront l'adaptation de la plateforme au domaine de travail concerné. A chacun des outils correspond un service dédié intégré à CAliFWeb. Le noyau contient des outils permettant d'établir les connexions, de trouver, référencer et décrire les services accessibles. La classe des outils génériques est composée des services qui permettront l'échange des média et la gestion des accès concurrents : gestion du multimédia, de la Qualité de Service, de la cohérence, de la communication de groupe. Enfin la classe des outils spécifiques intègre les services propres à chaque télé-application. La couche application mettra les API adaptés à la disposition des portails Web des différentes plates-formes. Si dans cette plateforme les flux discrets sont transportés via SOAP, nous avons étudié la possibilité de faire cohabiter les trois configurations suivantes du service multimédia pour gérer efficacement le transport des flux continus : soit par RTSP, la plus performante, si les contraintes liées à la sécurité le permettent, soit par le streaming HTTP, moins performante mais permettant de passer les firewalls, soit enfin par les "attachments" DIME de SOAP, solution légèrement plus lente mais respectant les contraintes liées à la sécurité. Travaux de thèse de J. HENRIET.

 

Niveau des protocoles de gestion de la concurrence :

Une partie importante de nos recherches s'est employée à la validation et à l'évaluation des protocoles utilisés en version optimiste pour les services de cohérence et de communication. L'une des contraintes des collecticiels est de permettre aux utilisateurs d'accéder de manière concurrente à certaines données. Malheureusement, les protocoles classiques de contrôle de concurrence ne conviennent généralement pas aux collecticiels. Dans les premières version de CAliF, le contrôle de concurrence était géré exclusivement par un protocole pessimiste : les accès concurrents sont gérés en exclusion mutuelle stricte très contraignante. L'inadéquation de ce dernier à certaines catégories de collecticiels nous a amené à mettre au point un protocole optimiste de gestion de la concurrence en utilisant les notions d'atomisation et de multiversion.

Pour valider et évaluer ces nouvelles versions de nos protocoles, nous les avons modélisées à l'aide des réseaux de pétri. En effet, Les RdP permettent l'étude des systèmes dynamiques à évènements discrets. Dans un système informatique distribué, ils permettent de représenter fidèlement les aspects de synchronisation, de parallélisme et d'attente. Fournissant une représentation mathématique des systèmes modélisés, les RdP permettent aussi de les vérifier moyennant différentes méthodes d'analyse. L'analyse par RdP permet d'avoir des caractéristiques importantes sur la structure des systèmes et sur leur comportement. L'extension RdP de haut niveau permet d'avoir des résultats quantitatifs qui, après analyse, peuvent donner lieu à une modification ou une amélioration du système réel. Travaux de thèse de J. HENRIET.

Dans ce domaine, il est important de pouvoir estampiller les données de manière à pouvoir travailler sur l'ordonnancement des écritures sur ces dernières. Dans ce cadre, les Thèses en co-tutelle avec l'Université de Sfax contribuent à l'ajout d'informations surles images médicales (tatouage fragile ou robuste ou encore multiple). Travaux des Thèses en coursI. FOURATI, M. KALLEL et C. CHEMAK.

Niveau adaptation :

Un axe fort a été l'adaptabilité aux terminaux et aux réseaux pour offrir une transparence à l'utilisateur. Les données continues doivent s'adapter aux terminaux et aux réseaux. Le but de notre travail a été d'adapter à la volée des données discrètes et continues. Pour réaliser cette opération sans que la qualité des données soit altérée, nous avons proposé une plateforme légère utilisant des processeurs sous-chargés et un réseau garantissant une Qualité de Service suffisante. Au niveau système, nous développons un environnement de machines distribuées collaboratives. Dans les couches réseaux nous utilisons des techniques de réseaux actifs intégrant des propriétés de qualité de service. L'ensemble -réseau et système- nous permet d'adapter en temps réel
le flux qui circule entre un serveur et des clients. Les terminaux peuvent être des PC, des PDA ou des téléphones
portables. Thèses F. RENARD.


Niveau des Interfaces Distribuées et de la prise de conscience ou Awareness :

L'un des aspects importants du travail collaboratif est de réunir plusieurs acteurs en temps réel dans un même environnement dit interactif. Nous parlons aussi de l'espace de travail collaboratif qui offre plusieurs possibilités et outils aux différents collaborateurs pour la réalisation de plusieurs tâches : service mail, tableau blanc, partage de documents, ... La représentation 3D de la scène collaborative permet d'améliorer le mécanisme de la mise en réunion d'une part et de l'exploitation des ressources et outils offerts par l'espace de travail d'autre part. L'interactivité se présente comme l'un des éléments fondamentaux dans l'environnement créé. Elle permet de simplifier le rapport Homme/Machine dans le cadre d'une réunion virtuelle.Notre démarche est centrée sur la prise de conscience des collaborateurs qui sont en liaisons afin d'offrir le support adéquat pour partager plusieurs informations (particulièrement dans le cadre du temps réel). Travaux de Thèse en cours de N. ELMARZOUQI.


Perspectives de recherche

Tout en conservant le domaine de recherche dans lequelle mon équipe est compétente, je souhaite faire prendre une orientation qui nous permettra de nous rapprocher des préoccupations dites du continuum (Femto-ST (UMR CNRS)) et de celle du PRES Bourgogne/Franche-Comté.

Dans cette optique, les deux thématiques qui se dégagent, et sur lesquelles nous mettrons nos principaux efforts dans les années à venir sont les interactions distantes collaboratives, et les protocoles fiables d'équilibrage de l'adaptation dans les environnements distribués collaboratifs synchrones.

Interactions distantes collaboratives :

Dans un environnement global de télétravail, il est important de pouvoir intégrer des outils de manipulation à distance comme par exemple :

Dans ce cadre plusieurs domaines sont convergents :

Ces orientations préparent des collaborations potentielles avec l'axe Ingénierie biomédicale et en particulier le thème Micro-nanosystèmes pour les biotechnologies(pour la manipulation et la caractérisation de cellules biologiques) de Femto-ST, et s'inscrivent également dans les travaux liés au PRES Bourgogne/Fanche-Comté.

En effet, j'ai la co-responsabilité du volet 2 du PRES Bourgogne/Franche-Comté intitulé "imagerie pour le vivant", qui permet également de développer ces nouvelles thématiques grâce aux 4 sous-projets :

Protocoles fiables d'équilibrage de l'adaptation dans les environnements distribués collaboratifs synchrones :

Une nouvelle variété d'applications particulièrement dédiées aux environnements pervasifs voit le jour. Dans ce cadre, l'accroissement de l'hétérogénéité des réseaux et des terminaux nous conduit à trouver une solution toujours utilisable : appelée adaptabilité, elle consiste à harmoniser les données avec leur environnement. La localisation de l'adaptation représente un autre aspect important de cette technique. Dans le cadre des téléapplications, les données traitées sont des données non locales. Utiliser un ensemble d'intermédiaires constituant un "overlay network" pour réaliser l'adaptation pendant la transmission semble donc être la démarche la plus appropriée. Cette approche a été étudiée dans le cadre de la Thèse de Fabien RENARD et se poursuit actuellement. En particulier, sont étudiées les méthodes d'adaptation : raffinement, dégradation, algorithmes distribués pour le travail collaboratif et l'adaptation dans les différents "overlay network". Nous travaillons également sur la modélisation de méthode de distribution de l'adaptation sur une plateforme ainsi que sur la spécification et validation de ces nouveaux protocoles : "model checker", ainsi que de Réseaux de Petri colorés et stochastiques. Cette orientation est un axe fort facteur commun à toutes nos recherches.

Collaborations

Participation à des GDRs

Groupe RGE du GDR ARP

Depuis 1995, je participe aux réunions du groupe RGE (Réseaux Grand Est).Nous recevons le groupe sur Besançon environ tous les 2 ans. Ce groupe rassemble les laboratoires de Recherche en informatique de Nancy, de Strasbourg, de Colmar, de Reims, de Dijon, de Besançon... RGE fait est une action transversale du GDR ARP (Architectures Réseaux et systèmes Parallèles). L'ensemble de l'Equipe Systèmes Distribués et Réseaux du LIFC participe à cette action.

Groupe de travail collecticiels du GDR I3

Depuis 6 ans, je participe au groupe de travail 4.2 Collecticiels du GDR I3 (Information, interaction, intelligence) qui est l'un des 5 GDR d'animation du département STIC du CNRS. Les préoccupations de ce groupe sont principalement l'Interface Homme/Machine et les problématiques qui en découlent : régulation, coordination et flexibilité dans les collecticiels. Cet aspect
m'est apparu comme très intéressant comme base de réflexion aux travaux de Fabien Renard sur les interfaces flexibles ainsi qu'aux travaux de Nabil Elmarzouqi sur la prise de conscience et les IHM 3D.

Cet échange est très productif : nous apportons un aspect plustechnique (niveau intergiciel), et nous apprenons à prendre en compte l'aspect humain et ergonomique des applications. Les travaux que nous effectuons sur la régulation utilisent ces deux compétences.

PPF Neuroscience
Depuis 2004, je suis membre d'un Projet Pluri-Formation PPF qui regroupe plusieurs disciplines : Neurologie, Imagerie médicale, Sciences humaines et Informatique... Le thème principal est l'imagerie fonctionelle cérébrale, les processus mentaux et l'adaptation fonctionnelles (aspects normaux et pathologiques). Nous avons participé (Prof. Hervé Guyennet et moi-même) à la mise en place de la plateforme de diagnostic médical qui permet aux différents acteurs impliqués de travailler de manière cohérente.

Collaborations internationales

Université Sains Malaysia

Nous travaillons sur les spécifications de services pour un ORB temps réel qui intègre des flux continus. En effet, l'équipe de
Recherche de Penang développe une application dont la gestion de la concurrence est centralisée, alors que notre système CAliF offre une gestion totalement distribuée et tolérante aux pannes. Il s'agit de définir une gestion hybride dont les services topologie virtuelle et gestion des connexions seraient distribués et le service de flux continus serait centralisé. Chaque année des échanges sont effectués
entre nos Laboratoires (étudiants, chercheurs).

Depuis février 2005 nous co-organisons la conférence IEEE Internationale DFMA (Distributed Framework for Multimedia Applications) qui se déroule chaque année alternativement à Besançon et à Penang.

J'ai effectué 10 heures de cours "Concurrency Problems in Cooperative Work"à Penang, en anglais en Master en Septembre 2002 ainsi qu'en Juin 2006,

Depuis 2006, avec mon collègue le Docteur Ramadass, nous portons l'accord cadre entre nos Universités.

Université de SFAX

Depuis 2004, j'ai entamé les premiers contacts avec l'Equipe SETIT de l'Université de SFAX. Cette Equipe travaille sur des aspects traitement d'images pour la télé-médecine.

Les trois thèmes de recherche sont l'utilisation des tatouages pour l'estampillage d'images (unité SETIT) pour la gestion de la cohérence (LIFC), la compression JPEG2000 (unité SETIT) pour l'adaptation des flux continus aux réseaux (LIFC) et enfin la segmentation d'images médicales (unité SETIT) pour une aide au télé-diagnostic coopératif (LIFC).

Cette collaboration se traduit par :

L'organisation de conférences

Les collaborations pour l'organisation de conférences :

La conférence internationale IEEE DFMA

DFMA est une nouvelle conférence internationale issue de la collaboration entre le groupe de recherche de réseau de l'université Sains Malaisie et notre Laboratoire. DFMA est techniquement co-sponsorisée IEEE. Elle est organisée alternativement en France et en Malaisie. Cette série de conférences Franco-Malaise sur des multimédia a été lancée en 2005 à Besançon, puis en 2006 à Penang en Malaisie et s'est tenue en 2007 à Paris. Elle fournit un forum pour des chercheurs en informatique des deux pays et elle favorise également l'interaction avec des chercheurs d'autres pays (23 nations représentées en 2006).

Afin d'encourager une interaction plus étroite entre l'universitaire et les communautés industrielles de recherches de gestion de réseau, nous sollicitons des papiers de recherches d'universitaire et des contributions industrielles.

La conférence internationale IEEE E-medisys

e-Medisys est une nouvelle conférence internationale, très novatrice, sur le thème de la télémédecine.

Cette conférence est née de la collaboration de nos trois équipes de recherche réparties entre Sfax(Tunisie), Besançon (France) et Fès(Maroc : Ecole d'ingénieur ESISA avec laquelle nous échangeons des étudiants de Master et dans laquelle j'ai donné des cours).

e-Medisys, de par son thème transdisciplinaire, a pour vocation de réunir les chercheurs, mais aussi les industriels, qui sont acteurs de la télémédecine tant du point de vue médical que du point de vue informatique. C'est ce qui en fait un évènement unique : la réunion des acteurs qui permettront de traiter la télémédecine "de bout en bout". Cette conférence s'est tenue en français et en anglais. Les papiers ont été sélectionnés par un comité de lecture mixte regroupant des spécialistes de renommer dans le domaine de la télémédecine.

Action de Transfert, Création d'Entreprise

Depuis janvier 2006, je suis co-porteur du projet d'incubation d'entreprise innovante UbiFrame/Covalia : projet deux fois lauréat du concours national d'aide à la création d'entreprises innovantes dans la catégorie "émergence" en 2006 et "création" en 2007.

La SARL Covalia interactive issue de ce projet a été créée en juillet 2007 : Eric Garcia, Maître de Conférence dans l'action de Recherche algorithmique distribuée pour téléapplications collaboratives est placé en délégation, à la création de la Société Anonyme je serai membre du Conseil d'Administration (statut dit de 25.3). Début Mars 2008, 2 ingénieurs contractuels seront financés par un contrat de recherche externe entre Covalia Interactive et le LIFC. L'idée de travailler sur les innovtions de Covalia dans les années à venir : Interface intégrant l'awareness et adpatabilité pour une informatique pervasive. Covalia ({\em http://www.covalia.com}) propose un noyau collaboratif pour applications dites "contraintes"~: diagnostic médical, télé-expertise...

Ce noyau intègre :

 

Responsabilités et Encadrements

Responsabilités Recherche

Encadrements depuis 2004

Thèses en cours

Bibliographie