TÍCH hợp và HIỂN THỊ các dữ LIỆU từ dự án IDEX IDENTITÉS COMPLEXES của TRƯỜNG đại học STRASBOURG

A travers notre système, un acteur est capable de voir toutes les structures de l'Université de Strasbourg ainsi que les différentes relations existantes entre ces structures.. Chapitre

UNIVERSITE NATIONALE DU VIETNAM, HANOI INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL

NGUYỄN THỊ QUỲNH

INTÉGRATION ET VISUALISATION DE DONNÉES

ISSUES DU PROJET IDEX IDENTITÉS COMPLEXES

UNIVERSITE NATIONALE DU VIETNAM, HANOI

INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL

NGUYỄN THỊ QUỲNH

INTÉGRATION ET VISUALISATION DE DONNÉES ISSUES

DU PROJET IDEX IDENTITÉS COMPLEXES DE

L’UNIVERSITÉ DE STRASBOURG

TÍCH HỢP VÀ HIỂN THỊ CÁC DỮ LIỆU TỪ DỰ ÁN IDEX

IDENTITÉS COMPLEXES CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC

STRASBOURG Spécialité: Réseaux et Système Communicants (RSC) Code: Programme pilote

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES DU MASTER INFORMATIQUE

Sous la direction de:

Mme Cecilia ZANNI-MERK

Maître de conférences Hors Classe HDR en Informatique à l'INSA de Strasbourg Responsable Adjointe de l'équipe SDC «Sciences de Données et Connaissances du laboratoire ICUBE » Mme Amira ESSAID-FARHAT

ATER en informatique à l’INSA de Strasbourg

Affiliée à l’ICUBE (équipe SDC), Université de Strasbourg

Affiliée au laboratoire LARODEC

HANOI - 2016

ATTESTATION SUR L’HONNEUR

J’atteste sur l’honneur que ce mémoire a été réalisé par moi-même et que les données et les résultats qui y sont présentés sont exacts et n’ont jamais été publiés ailleurs La source des informations citées dans ce mémoire a été bien précisée

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Fait à Hanoi, le 31 Juillet 2016

Hà Nội, ngày 31 tháng 07 năm 2016

Nguyễn Thị Quỳnh

Table des matières

Table des matières ii

Remerciements iv

Résumé v

Abstract vi

Liste des figures vii

Liste des tableaux viii

Introduction 1

Chapitre 1: Présentation du stage 3

1.1 Introduction 3

1.2 Présentation de l’organisme d’accueil et du laboratoire: 3

1.2.1 Présentation de la Faculté des Arts - organisme d’accueil : 3

1.2.2 Présentation du laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie - ICUBE (UMR 7357) 4

1.3 Problématique 7

1.4 Description du stage 8

1.5 Conclusion 9

Chapitre 2: Phase d’analyse 10

2.1 Introduction 10

2.2 Nouveau langage visuel de l'université de Strasbourg 10

2.3 Spécification des besoins fonctionnels 12

2.4 Diagramme de cas d'utilisation 12

2.5 Conclusion 14

Chapitre 3: Phase de Conception 15

3.1 Introduction 15

3.2 Notions du diagramme de classes 15

3.3 Diagramme de classes de l'Université de Strasbourg 17

3.4 Conclusion 23

Chapitre 4 : Implémentation et résultats 24

4.1 Introduction 24

4.2 État de l'art 24

4.2.1 Construction des ontologies 24

4.2.1.1 Théorique 24

4.2.1.2 Outils : 29

4.2.1.2.1 Apollo 30

4.2.1.2.2 OntoStudio 31

4.2.1.2.3 Protégé 31

4.2.1.2.4 Swoop 33

4.2.1.2.5 TopBraid Composer Free Edition 34

4.2.1.2.6 Comparaison des outils 35

4.2.2 Visualisation des ontologies 35

4.2.2.1 Théorique 35

4.2.2.2 Outils : 35

4.2.2.2.1 OWLViz 36

4.2.2.2.2 OntoSphere 37

4.2.2.2.4 WebVOWL 39

4.2.2.2.5 D3.layout.tree 40

4.2.2.2.6 Comparaison des outils 42

4.3 Implémentation du système 43

4.3.1 Conception de l'ontologie par l'outil Protégé 43

4.3.2 Visualisation de l'ontologie avec WebVOWL 49

4.3.3 Visualisation des individus dans l'ontologie par WebVOWL 53

4.3.4 Récupération des données de la base de thèses de l’Université de Strasbourg 55

4.3.5 Visualisation les liens entre des composantes et des unités de recherche 59

4.4 Conclusion 61

Conclusion et Perspectives 62

Conclusion 62

Perspectives 63

Références : 64

Je remercie aussi tous les professeurs de l’Institut Francophone International (IFI) pour tout ce qu’ils m’ont apporté pendant le Master 1 et aussi le Master 2 Je remercie également Monsieur NGUYEN Hong Quang, le responsable de la spécialité RSC pour son aide pendant les six mois de mon stage et aussi pendant mes deux années d’études à l’IFI

Je tiens à remercier chaleureusement Mademoiselle Faustine NAJMAN, Mademoiselle Laurie CHAPOTTE, et Monsieur Olivier KOHTZ pour les conseils, l’inspiration et l’idée lorsqu’il y a des difficultés, les nombreuses discussions à propos de la compréhension des problématiques

Je souhaite remercier Monsieur Pierre LITZLER, - le Directeur de la Faculté des Arts, Responsable du Master Design, Université de Strasbourg pour son accueil et son aide à plusieurs reprises

Je remercie également toute l'équipe IDEX Identités Complexes pour leur accueil, leurs aides pendant mon stage

Enfin, j’adresse mes plus sincères remerciements à ma famille, mes amis, qui m’ont toujours soutenue et encouragée au cours de la réalisation de ce mémoire NGUYEN Thi Quynh

Résumé

Le projet "Identités Complexes" a pour objectif de contribuer à la compréhension de l'Université de Strasbourg Notre équipe conçoit dans ce cadre une plate-forme d'aide à la compréhension qui accueillera différents outils, dont deux sont actuellement en conception : un dictionnaire d'acronyme et un catalogue des structures présentes au sein de l'Université

Dans ce mémoire, nous proposons un modèle ontologique pour l'intégration des données issues de ce projet qui a été réalisé suivant plusieurs étapes

Tout d'abord, nous effectuons une analyse des données des cartographies du projet, suivie par un pré-traitement dans le but de les normaliser

Ensuite, nous développons une ontologie pour l'intégration sous forme de structures de ces données normalisées, à l'aide de l'outil Protégé-4.3

Puis, nous utilisons des technologies de fouille de données dans le but d'identifier des liens existants entre les composantes et les unités de recherche à partir des données contenues dans les thèses

Enfin, nous utilisons l'outil WebVOWL pour visualiser notre modèle ontologique, en ayant au préalable apportés des modifications à cet outil pour répondre aux besoins de notre système

Mots-clés: cartographie du savoir, ontologie de l’université, intégration des

données, visualisation des données, intelligibilité

Abstract

The "Identités Complexes" project aims to help the comprehension of the University of Strasbourg In this context, our team develops a platform supporting understanding, which will integrate different tools, having two of them currently under development: an acronym dictionary and an index of all the structures present in the University

In this report, we propose an ontological model to integrate data belonging from this project, achieved following several steps

First of all, we analyze data from the knowledge mappings of the project, pursued by a pre-processing in order to normalize data

Next, we develop an ontology to integrate the resulting data in structures, using Protege-4.3

Then, we take advantage data mining technologies to identify existing links among components and research units using data contained in a PhD theses database

Finally, we use the WebVOWL tool to visualize our ontological model but not without modifying it previously to meet needs of our system

Keywords: Knowledge mapping, Ontology, Data integration, Data Visualisation,

Comprehension

Liste des figures

Figure 1: Organisation de laboratoire ICUBe 5

Figure 2: Lexicographe de l'Université de Strasbourg 10

Figure 3: Le catalogue de structures de Lexicographe 11

Figure 4: Le traducteur d’acronymes de Lexicographe 12

Figure 5: Le diagramme de cas d'utilisation 13

Figure 6: La relation Association 15

Figure 7: La relation Généralisation 15

Figure 8: La relation Agrégation et la relation Composition 16

Figure 9: Les structures de la vie dans les campus de l’université (Partie 1) 17

Figure 10: Les structures de la formation et les diplômes délivrés 19

Figure 11: Les structures de la formation doctorale 21

Figure 12: Les services 22

Figure 13: Exemple de classe en OWL 25

Figure 14: Exemple d’une hiérarchie taxinomique en OWL 25

Figure 15: Exemple d’un individu en OWL 25

Figure 16: Un Object Property en OWL 26

Figure 17: Un Data Property en OWL 26

Figure 18: Exemple de restriction en OWL 26

Figure 19: Écran d’Apollo 30

Figure 20: Écran d’OntoStudio 31

Figure 21: Écran de Protégé 32

Figure 22: Écran de Swoop 33

Figure 23: Écran de TopBraid Compositeur (SE) 34

Figure 24: Écran de OWLViz 36

Figure 25: Écran de OntoSphere 37

Figure 26: Écran de VOWL 38

Figure 27: Écran de WebVOWL 39

Figure 28: Écran de D3.layout.tree (Partie 1) 40

Figure 29: Écran de D3.layout.tree (Partie 2) 41

Figure 30: Création d'une nouvelle classe dans Protégé 44

Figure 31: Ajout des Object property 45

Figure 32: Ajout des Data Property 46

Figure 33: Définition du domaine et du rang des object property dans Protégé 46

Figure 34: Création un nouvel individu dans Protégé 47

Figure 35: Création une relation entre deux individus dans Protégé 48

Figure 36: Statistique de l'ontologie 49

Figure 37: Visualisation de l'ontologie dans WebVOWL 50

Figure 38: Visualisation de l'ontologie sous forme d'un arbre en deux niveaux (Partie 1) 51

Figure 39: Visualisation de l'ontologie sous forme d'un arbre en deux niveaux (Partie 2) 52

Figure 40: Visualisation de l'individu Campus Esplanade 54

Figure 41: Visualisation de l'individu Amphi Athena 54

Figure 42: Informations sur une thèse 55

Figure 43: Occurrences de personnes 56

Figure 44:Composante et unité de recherche pour chaque enseignant chercheur 57

Figure 45: Occurrences de composantes et des unités de recherche 58

Figure 46: Les liens entre des composantes et des unités de recherche 59

Figure 47: Les liens entre des composantes et des unités de recherche (partie 2) 60

Figure 48: Les liens entre des composantes et des unités de recherche (partie 3) 61

Liste des tableaux Table 1: Comparaison des outils de visualisation de l'ontologie 42

Introduction

L'histoire de l'université épouse celle de sa ville et de sa région C'est ainsi à l'appel de la ville de Strasbourg que Jean Sturm crée, en 1538, le Gymnase protestant, élevé au rang d'Académie en 1556 avant d'être transformé successivement en Université (1621), puis en Université royale (1631)

distinctes :

Strasbourg I (Université Louis Pasteur) pour les disciplines scientifiques

Strasbourg II (Université Marc Bloch en 1998) regroupant les lettres et les sciences humaines

Strasbourg III (Université Robert Schuman en 1987) réunissant les enseignements des domaines juridique, politique, social et technologique

Cette situation perdurera jusqu'en 2009, date à laquelle, dans un souci de visibilité à l'international et d'interdisciplinarité dans les formations et la recherche, les trois universités fusionnent et redeviennent l'Université de Strasbourg

L’Université de Strasbourg abonde de formations, composantes, services, ressources humaines et matérielles Bien qu’inhérente au système, cette complexité demeure à l’heure actuelle illisible Les informations existent, mais sont éparses et inaccessibles

Face à ce constat, le projet Identités Complexes a été lancé par l’Université de Strasbourg L'objectif du projet est de "Rendre lisible la particularité du savoir cultivé, conservé et transmis à l’Université de Strasbourg, à contribuer à l’interdisciplinarité par le graphisme, en rendant visible l’invisible ainsi qu'à élaborer une cartographie du savoir" Ce projet est composé de plusieurs phases Phase 1 est « Recherche-Action » de Janvier 2015 à Janvier 2016 Phase 2 est « Implémentation » de Janvier 2016 – Juin 2016

Dans ce projet, nous vous proposons ici de découvrir une nouvelle interface numérique d’aide à la compréhension de l’université, appelé lexicographe

1 http://www.unistra.fr

Trois outils intégrés composent le lexicographe D’abord, le catalogue des structures a pour vocation de recenser en un même endroit toutes les structures de l’université Ensuite, le traducteur d’acronymes et de logos, est de traduire les codes, abréviations, sigles, logos, acronymes rencontrés à l’université, afin de rendre leurs contenus lisibles Enfin, avec la participation du laboratoire ICUBE2pour construire l’outil de cartographie de l’université, qui permettra de visualiser les composants de l’université de Strasbourg et ses relations entre eux En plus, il permet de visualiser aussi tous les instances de chaque composant et ses relations

À travers cet outil, les utilisateurs peuvent voir les structures de l’université de façon graphique et les comprendre plus facilement Dans ce mémoire, nous allons présenter l’outil de cartographie de l’université de Strasbourg que nous avons développé

2 http://icube.unistra.fr

Chapitre 1: Présentation du stage

1.1 Introduction

Dans ce chapitre, nous décrivons le contexte de notre stage Tout d’abord, nous présentons l’organisme d’accueil ainsi que le laboratoire de recherche qui a dirigé ce travail de mastère Ensuite nous présentons le stage et nous exposons la problématique du projet

1.2 Présentation de l’organisme d’accueil et du laboratoire:

1.2.1 Présentation de la Faculté des Arts 3 - organisme d’accueil :

Créé en 1986, la Faculté des Arts rassemble les départements des Arts Visuels, des Arts du Spectacle, de la Musique et du Centre de formation des musiciens intervenants (CFMI) Elle est l’une des composantes de l’Université de Strasbourg et membre du Collégium ALL (arts, langues, lettres)

Les départements de la Faculté des Arts sont:

o Le département des arts visuels (arts plastiques, arts appliqués/design, multimédia): L'enseignement et la recherche en arts visuels (arts plastiques et design) ont été introduits à l'Université de Strasbourg en 1971 (à l'initiative de l'Institut d'Histoire de l'Art) Cette discipline, entièrement nouvelle dans sa conception, se définit par l'articulation d'enseignements théoriques (histoire et sciences de l'art) et pratiques (ateliers techniques et de création)

o Le département des arts du spectacle (cinéma, danse, théâtre): Il existe depuis

2005 Il comporte des cursus complets en cinéma, danse et théâtre depuis la licence, le master, et jusqu'au doctorat

o Le département de la musique (musique et musicologie): L’histoire du département

de Musique de l’Université de Strasbourg remonte à la fin du XIXe siècle, avec la première chaire d’enseignement de Musicologie et d’Histoire de la musique créée

en 1872, à l’époque de la Kaiser-Wilhelms-Universität de Strasbourg Le département de Musique de Strasbourg s’inscrit ainsi dans l’histoire aussi bien française qu’allemande des disciplines musicologiques Depuis sa création, plusieurs générations de musicologues s’y sont succédées, parmi lesquels Gustav Jacobsthal, Friedrich Ludwig, Théodore Gérold, Marc Honegger ou encore François-Bernard Mâche

o Le département de l'intervention musicale en milieu scolaire ou social et culturel:

3 https://arts.unistra.fr

§ Le Centre de formation de l’Université de Strasbourg est installé dans les locaux de l’Institut Universitaire de Formation des Maîtres, site de Sélestat, depuis 1987

§ C'est un département de l’UFR Arts de l’Université de Strasbourg, placé sous la double tutelle du ministère de la Culture et du ministère de l’Éducation nationale Il est en réseau avec les 9 autres CFMI répartis sur le territoire national

§ Le CFMI de Strasbourg travaille en collaboration avec

- Le département de musique et musicology

- Le Centre de formation des enseignants de la musique et de la danse (CEFEDEM) de Lorraine

- Le Pôle Alsace d’enseignement supérieur des Arts (EPCC)

J’ai effectué mon stage dans le département des arts visuels

1.2.2 Présentation du laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie - ICUBE (UMR 7357) 4

Créé en 2013, le laboratoire regroupe les forces de recherche du site universitaire de Strasbourg dans le domaine des sciences de l'ingénieur et de l'informatique avec l'imagerie comme thème fédérateur Les champs d'application privilégiés sont l'ingénierie pour la santé, l'environnement et le développement durable

4 http://icube.unistra.fr

Figure 1: Organisation de laboratoire ICUBE

Le laboratoire ICUBE est composé de quatre départements comme la figure 1.15

o Département Informatique Recherche (D-IR) : Il est Composé de cinq équipes et couvre de grands champs disciplinaires de la recherche en informatique et en sciences et technologies de l'information et de la communication Il fait des recherches dans de nombreux domaines de l’informatique : réseaux, internet du futur et des objets, informatique géométrique et graphique, spécifications, contraintes et preuves en géométrie, traitement d’images, calcul scientifique haute performance, compilation, cloud-computing, bioinformatique, fouille de données, ingénierie des connaissances, optimisation stochastique et systèmes complexes

o Département Imagerie, Robotique, Télédétection & Santé (D-IRTS) : Les chercheurs de ce département développent des recherches dans les domaines suivants des Sciences et Technologies de l'information : acquisition et traitement

du signal et des images, vision, automatique, robotique, télédétection, neurosciences et biophysique A travers ses quatre équipes, le D-IRTS met plus spécifiquement son expertise au service des nouvelles technologies pour la santé (imagerie et robotique médicale, clinique et pré-clinique), l'astronomie et l’observation de la Terre

o Département Électronique du Solide, Systèmes & Photonique (D-ESSP) : Les recherches développées par les trois équipes du département couvrent un large spectre, de la physique et technologie des composants élémentaires à la conception

de systèmes instrumentaux électroniques et photoniques, en passant par le développement de procédés innovants Le D-ESSP contribue ainsi au développement des connaissances dans des disciplines à fort impact sociétal, comme les technologies de l’information (composants nano-électroniques et photoniques), les énergies renouvelables (cellules photovoltạques) et l’instrumentation médicale (systèmes instrumentaux intégrés)

o Département Mécanique (D-M): Ce département est composé de trois équipes Ses activités de recherche et de valorisation concernent la mécanique des fluides dans ses composantes d’hydraulique, de théologie et de turbulence, les transferts réactifs avec des applications en traitement des effluents, la biomécanique et les relations entre imagerie médicale et propriétés mécaniques, la mécanique des matériaux multi échelles et leurs évolutions de microstructures, le génie civil et ses applications en géothermie et éco-conception

5 http://icube.unistra.fr

Dans le cadre de ce projet, mon stage a été effectué en collaboration avec l'équipe SDC6 (sciences des données et des connaissances) dans le département informatique Les travaux de recherche dans cette équipe couvrent principalement la science des données et les technologies sémantiques pour la représentation des connaissances

1.3 Problématique

L’Université de Strasbourg est née en 2009 suite à la fusion de trois universités strasbourgeoises: Louis Pasteur, Marc Bloch et Robert Schuman Cette fusion a permis à l'Université de Strasbourg de devenir la deuxième plus grande université en France Chacune de ces trois universités s’intéressait à de différentes disciplines En effet, les formations à l'Université Louis Pasteur se focalisaient sur les sciences naturelles, la technologie et la médecine L'Université Marc Bloch s’intéressait aux sciences humaines

et sociales tandis qu’à l'Université Robert Schuman on pouvait avoir des formations dans

le domaine du droit, de la politique et des relations internationales

Foisonnant de formations, composantes, services, ressources humaines, matérielles

et immatérielles, l’Université de Strasbourg est une institution complexe Elle contient

46627 étudiants, 2778 enseignants-chercheurs, 2003 personnels, 37 unités de formation et

de recherche, 67 bibliothèques, 79 laboratoires et 35 services, etc

La fusion a fait de l’université de Strasbourg une université pluridisciplinaire ó les formations couvrent essentiellement cinq domaines: Arts, lettres, langues ; Droit, économie, gestion et sciences politiques et sociales ; Sciences humaines et sociales ; Sciences, technologies ; Santé A cela s’ajoute que cette fusion a permis à l’université de Strasbourg d’avoir une meilleure visibilité à l’échelle internationale; en effet l’université

de Strasbourg fait partie de plusieurs réseaux universitaires en Europe tel que “EUCOR

-le campus européen7” regroupant les universités de Bâle, Fribourg-en-Brisgau, Karlsruhe

et Haute-Alsace ou encore la ligue européenne des universités de recherche (LERU)8 qui regroupe 21 prestigieuses universités européennes et dont elle est l'un des 12 membres fondateurs

L’Université de Strasbourg regroupe une multitude d’entités, de disciplines et de connaissances ó les savoirs se cơtoient et se relient Donc ses structures sont très compliquées À cause de cette complexité, les gens rencontrent les difficultés lorsqu’ils veulent chercher à comprendre un certain composant, même pour ceux qui travaillent dans l'université Pour résoudre ce problème, il faut avoir un outil qui peut fournir une vue

6 http://icube-sdc.unistra.fr/en/index.php/Home

7 http://www.unistra.fr/index.php?id=eucor

8 http://www.leru.org/index.php/public/home/

globale pour tous les structures de l'université et une vue spécifique pour chaque composant

1.4 Description du stage

Ce stage a été réalisé dans le cadre du projet IDEX (initiative d’excellence)9

"Identités Complexes" de l'Université de Strasbourg IDEX fait partie des investissements d’avenir dont le but est de créer en France des ensembles pluridisciplinaires d'enseignement supérieur et de recherche qui soient de rang mondial

Le projet "Identités Complexes" est supporté par Ruedi Baur un designer et Vivien Philizot un maître de conférences associé, en collaboration avec le Service de la Communication de l’Université et Pierre Litzler, directeur de la Faculté des Arts L'objectif du projet est de "Rendre lisible la particularité du savoir cultivé, conservé et transmis à l’Université de Strasbourg, à contribuer à l’interdisciplinarité par le graphisme,

en rendant visible l’invisible ainsi qu'à élaborer une cartographie du savoir" Ce projet est

de grande échelle C’est pour cette raison, il a été prévu en plusieurs phases La première phase du projet, intitulé "Recherche – action" a duré une année de Janvier 2015 jusqu’à Janvier 2016), a permis d’élaborer et de réaliser les 3 axes demandés par la présidence et

le comité de pilotage et de répondre au Cahier des charges :

o La confection d’un « lexique-graphique » permettant d’identifier et de définir les concepts utilisés dans l'université de Strasbourg Ce lexique doit constituer un socle commun de référence et aider à une meilleure compréhension mutuelle Il est pensé comme un vecteur fort d’identité pour l'université et peut devenir un élément facilitant le sentiment d’appartenance à une communauté

o L’élaboration d’un « système visuel » permettant de prendre en compte la diversité de l'université (composantes, équipes de recherche, services) Pour cela,

il faut trouver un vocabulaire graphique qui puisse être accepté par tous et reconnaître en même temps la pluralité inhérente à l'établissement L’identité visuelle ne se résume pas à un logo, il s'agit de travailler aux éléments intrinsèques

de cette identité autour de deux mots : cohérence et pluralité Il s’agit de passer d’un logo d’appartenance à un langage visuel, à un système d’identité et d’identification, représentant les relations entre les différentes entités et l’université

o Création d’une « typographie » est liée au dernier point mais répond à un besoin plus spécifique Cette étape a consisté à créer un caractère typographique qui identifie l'université et permet d’imaginer les premiers usages qui puissent faciliter

9

http://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/cid51351/initiatives-d-excellence.html#qu_est_ce_qu_un_campus_d_excellence

son appropriation La conception d'une typographie dédiée et unique permet à l'université de se singulariser dans un environnement au sein duquel le texte et l'écriture sont omniprésents

La deuxième phase (Janvier 2016 – Juin 2016) complémentaire d’application a permis de mettre en œuvre le système élaboré et de le développer sur l’université voire sur des institutions partenaires Il conviendra également d’orienter la recherche sur la cartographie des savoirs, de développer des gabarits de thèses et de mémoires, d’élaborer

un outil de génération de signatures institutionnelles (sous réserve des possibilités de développement par la Direction Informatique (DI) ou le service de communication de l’Université), de finaliser la recherche et de promouvoir le nouveau savoir constitué par la publication d'un livret pédagogique et l'organisation d'un colloque international également accompagné d'une publication Mon stage est dans cette phase Nous avons participé pour développer une cartographie des savoirs de l'université

1.5 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté : la Faculté des Arts, l'organisme d’accueil qui a lancé ce projet et le laboratoire ICUBE qui a collaboré dans la deuxième phase du sujet "Identités Complexes" pour construire la cartographie du savoir de l'université Nous avons présenté aussi la problématique et la description du stage

Dans le chapitre 2, nous présentons la phase d'analyse du nouveau langage visuel : une vue générale sur ce langage, les différents besoins fonctionnels du système

Chapitre 2: Phase d’analyse

2.1 Introduction

L'objectif de ce chapitre est de présenter le nouveau langage visuel de l'université de Strasbourg En un premier temps, nous donnons une vue générale de ce langage Ensuite, nous déterminons les différents besoins fonctionnels du système que nous devons développer Enfin, nous établissons le diagramme de cas d'utilisation

2.2 Nouveau langage visuel de l'université de Strasbourg

L'Université de Strasbourg est une institution complexe Elle est composée de plusieurs structures Chacune de ces structures a un langage particulier comme logotypes, signalétique, affiches, etc Cette hétérogénéité fait la richesse de l'université, mais cela la rend aussi illisible et inintelligible Les informations, éparses et inaccessibles, sont brouillées par des acronymes, abréviations, sigles, logos, etc Chaque signe opère individuellement, sans jamais exprimer son appartenance à l’Université de Strasbourg, ni réellement rendre compte de la spécificité des entités qu’il pourrait exprimer Nous n'avons ni une correcte compréhension, ni une vision d’ensemble de toutes les parties de l'université

Figure 2: Lexicographe de l'Université de Strasbourg

Pour rendre lisible et intelligible l'université de Strasbourg, il faut construire un nouveau langage visuel qui s'accompagne d'un lexicographe (figure 2), socle commun de référence destiné à offrir une lecture exhaustive et optimisée de l’ensemble des structures

et des savoirs de l'université Cette interface numérique permet de centraliser l’information tout en assurant une visualisation multiple des données via trois dispositifs complémentaires : le catalogue des structures, le traducteur d’acronymes et la cartographie des savoirs

Figure 3: Le catalogue de structures de Lexicographe

Le catalogue des structures (figure 3) a pour vocation de recenser en un même endroit toutes les structures de l’université Sous forme de liste simple, cette interface permet de nommer et de visualiser les différentes structures de l’université ainsi que d’accéder en un clic aux informations recherchées

Figure 4: Le traducteur d’acronymes de Lexicographe

Véritable outil de compréhension du langage universitaire, la fonction principale du traducteur d’acronymes et de logos (figure 4) est de traduire les codes, les abréviations, les sigles, les logos et les acronymes rencontrés à l’université, afin de rendre leurs contenus lisibles

L’outil de cartographie de l’université permet de visualiser les composants de l'université de Strasbourg et ses relations entre eux En plus, il visualisera les instances de chaque composant C'est le système que nous allons développer et décrire en suite

2.3 Spécification des besoins fonctionnels

Dans notre système, il y a plusieurs types d’acteurs : les personnes qui appartiennent

à l'université (des professeurs, des étudiants, des administrateurs, etc.) ou encore toute personne externe qui aime avoir des informations sur l'université A travers notre système,

un acteur est capable de voir toutes les structures de l'Université de Strasbourg ainsi que les différentes relations existantes entre ces structures Le système permet à l'utilisateur d'avoir des détails pour chaque structure

L’université est composée de plusieurs structures Avec notre système, l'utilisateur est capable de visualiser les structures et d'avoir les détails d'une structure donnée

2.4 Diagramme de cas d'utilisation

Les diagrammes de cas d'utilisation sont des diagrammes UML [2] Ils donnent une vision globale du comportement fonctionnel d'un système logiciel À travers les diagrammes de cas d’utilisation, nous pourrons savoir : les utilisateurs interagissent avec

le système, les cas d’utilisation du système

Dans notre cas, les acteurs qui interagissent avec le système ont principalement les professeurs, les étudiants, les personnes travaillant à l'université, les personnes externe etc

Les cas d'utilisation :

o Voir les composants de l'université : L’université est composée de plusieurs composants Chaque fois de visualisation les structures de l’université, notre système permet l'acteur de choisir un composant Il visualise les structures sous la forme un arbre avec deux niveaux Cette forme a une racine qui est en plus haute, des branches et des feuilles qui sont en bas selon son niveau Chaque fois, nous choisissons un composant qui devient la racine de l’arbre que nous afficherons D’abord, la racine est en plus haute avec niveau 0 Ensuite, les composants qui ont des relations avec la racine sont en bas de la racine avec niveau 1 En fin, les composants qui ont des relations avec les composants dans niveau 1 sont en plus bas avec niveau 2

o Voir la liste des instances de chaque composant : Quand l'acteur choisira un composant de l'université, il pourra voir sa liste des instances

o Voir les relations d'une instance : Quand l'acteur choisira une instance, notre système visualisera cette instance et ses relations entre elle avec les autres instances de l’université

Figure 5: Le diagramme de cas d'utilisation

2.5 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons décrit les besoins fonctionnels et les cas d'utilisations

de notre système Ce système permet de visualiser les différentes structures de l'université

de Strasbourg ainsi que le détail de chaque structure Dans le chapitre suivant, nous décrivons la structure interne de notre système à travers l'élaboration du diagramme de classes

Chapitre 3: Phase de Conception

3.1 Introduction

Dans ce chapitre, nous présentons la structure interne de l’Université de Strasbourg

à travers l’élaboration d’un diagramme de classes Tout d’abord, nous présentons des notions de diagramme de classes Ensuite, nous donnons le diagramme de classes de l’université Vu le nombre important des classes et des relations, nous avons divisé le diagramme en sous diagrammes Le langage UML [2] est utilisé pour l’élaboration des diagrammes de classes

3.2 Notions du diagramme de classes

Le diagramme de classes représente une vue statique de la structure interne du système Il présente les classes du système et les différentes relations entre celles-ci Dans

un diagramme de classes on trouve des classes et des associations entre ces classes

o Une classe est une description d’un ensemble d’objets partageant les mêmes

attributs et les mêmes méthodes

Figure 6: La relation Association

o Une association est une relation entre au moins deux classes Une association peut

avoir un nom et une multiplicité Considérons la figure 6 ó les deux classes Bibliothèque et Domaine sont reliées par une association En effet, une bibliothèque peut avoir 1 ou plusieurs domaines et dans un domaine donné, on peut avoir plusieurs bibliothèques

Figure 7: La relation Généralisation

o La généralisation met en relation une classe plus générale à une classe plus

spécifique La classe fille hérite les propriétés et les méthodes de la classe mère comme le montre la figure 7 En effet, la classe Composante est une généralisation des classes IUT, Faculté, École et Institut Inversement, ces classes sont une spécialisation de la classe Composante

Figure 8: La relation Agrégation et la relation Composition

o Agrégation est une forme spéciale d’association Elle représente une relation de

type "ensemble / élément" Elle est par un “diamant” blanc Cette association est utilisée quand la durée de vie des composants est indépendante de celles du conteneur Dans la figure 8, nous donnons un exemple d’agrégation ó le Campus est composé de 1 ou plusieurs Bâtiments Si le campus est détruit, les bâtiments continuent à exister

o La composition est une association forte Un élément ne peut faire partie que d’un

seul ensemble La destruction du conteneur entraỵne la destruction des composants Dans la figure 8, la relation entre Université de Strasbourg et Campus est une relation de composition le campus ne peut pas exister si l'université disparaỵt

3.3 Diagramme de classes de l'Université de Strasbourg

L'université de Strasbourg est une institution complexe avec un nombre important d’associations, de campus, d’écoles doctorales, de formations, etc Lors de la construction

du diagramme de classes, nous avons eu recours à des discussions fructueuses avec des

responsables à l’Université de Strasbourg pour mener à bien notre proposition A

l’université de Strasbourg, on peut distinguer principalement deux grandes parties

o La vie dans les campus qui décrit les différents campus et les différentes facilités offertes par l’université (bibliothèques, associations, musées, )

o La formation et la recherche au sein de l’université En effet, on s’intéresse aux:

§ Les différentes facultés, écoles, instituts ainsi qu’aux unités de recherche

§ Les formations dispensées par l’Université de Strasbourg et les diplômes délivrés

§ La formation doctorale, notamment les thèses soutenues et les informations associées à ces thèses (doctorant, directeur de thèse, comité de jury, etc…)

§ Les services centraux de l’Université de Strasbourg

Vu la complexité et le nombre assez important de classes et d’associations, nous présentons dans ce qui suit un diagramme de classes relatif à chacune des parties précédemment citée

La vie dans les campus de l’université est représentée par la figure 9

Figure 9: Les structures de la vie dans les campus de l’université (Partie 1)

L'Université de Strasbourg contient plusieurs associations qui ont pour local soit un bâtiment sous la direction de l'université ou en dehors de l’université Chaque association appartient à un domaine bien particulier

L’université est composée aussi de plusieurs campus et antennes composés de un ou plusieurs bâtiments L'antenne est un site de l'université n’appartenant pas à un campus

Dans un bâtiment, on peut trouver des associations, des mussés, des bibliothèques, des départements, des équipes de recherche, etc

L'université a plusieurs partenaires sur le plan national et international En effet, l’université fait partie du:

o Contrat du site: l’université s’est associée avec 3.5 établissements pour coordonner

la politique d’enseignement et de recherché formant ainsi le contrat du site composé de l’Université de Haute-Alsace (UHA), l’Institut national des sciences appliquées de Strasbourg (INSA), la Bibliothèque nationale et universitaire de Strasbourg (BNU), L’Ecole nationale du génie de l’eau et de l’environnement de Strasbourg (ENGEES) et l’Ecole nationale supérieure d’architecture de Strasbourg (ENSAS)

o Cluster Alsace

o Eucor le campus européen regroupe, en plus de l’université de Strasbourg, des universités allemandes, françaises et suisse Les Universités de Bâle, Fribourg-en-Brisgau, Haute-Alsace et le Karlsruher Institut für Technologie

o La Ligue des universités de recherche européennes (LERU) est une association de

21 universités leaders en recherche qui dispensent une formation de haut niveau s’inscrivant dans un environnement de compétition internationale

o Région métropolitaine trinationale du Rhin supérieur

L'université contient plusieurs des musées et collections qui sont divisées aux les musées universitaires et les collections L'Université de Strasbourg possède de nombreuses collections scientifiques qui témoignent des activités d'enseignement, de recherche et de diffusion de la connaissance qu'elle a développées au cours de son histoire Tous les musées et collections sont responsabilité de Jardin des Sciences et des composantes

Les composantes de formation et les unités de recherche

Comme le montre la figure 9, l'université contient des collégiums Le collégium est

un organe de coordination entre la présidence et les composantes Chaque collégium a un

ou plusieurs domaines Un collégium a des composantes et des unités de recherche

o Une unité de recherche peut être rattachée à plusieurs écoles doctorales Différents types d’unités de recherche existent: unité mixte de recherche, unité de service et

de recherche, équipe d'accueil, unité propre de recherche et structure fédérative Elles sont sous la responsabilité de l'université de Strasbourg, du Centre National

de la Recherche Scientifique (CNRS) ou encore sous la responsabilité des deux (l’université et le CNRS) La gestion technique, financière et administrative des unités de recherche est assurée par des unités de service qui peuvent être des unités

propres de service ou des unités mixtes de service Une unité de recherche est composée d’équipes de recherche

o Une composante peut être un institut universitaire de technologie (IUT), une faculté, une école ou encore un institut Chacune de ces composantes a des départements Une composante est associée aux observatoires Un observatoire peut être une faculté, une unité mixte de recherche ou encore une école

Figure 10: Les structures de la formation et les diplômes délivrés

La formation à l’Université de Strasbourg et les diplômes délivrés

La formation dispensée par l'Université de Strasbourg se caractérise par une très

grande richesse disciplinaire La formation répartie sur 37 IUT, facultés, écoles et instituts

couvre plusieurs domaines Il existe des formations dotées de mentions (Formation - Mention) et dans une mention, l’université peut offrir 0 ou plusieurs parcours (Formation

- Mention - Parcours) Les formations peuvent déboucher sur un diplôme On parle ainsi

de formations diplômantes comme elles peuvent être des formations non diplômantes Les formations non diplômantes permettent aux étudiants de se former pour améliorer leurs compétences et de s'adapter aux nouvelles technologies Ce sont généralement des formations basées sur des préparations aux concours comme Préparation aux concours de l'administration et formations juridiques, Préparation aux

concours de l'enseignement et formations des enseignants, Première année santé, Concours programme grandes écoles

Les diplômes délivrés lors des formations diplômantes sont divisés aux diplômes universitaires et diplômes nationaux Le diplôme universitaire est un diplôme d'établissement (non national) dont l'université de Strasbourg est la seule initiatrice Dans cette catégorie de diplôme, on trouve le diplôme d'université, le diplôme d'université du secteur santé ou diplôme d'établissement Quant aux diplômes nationaux, ils sont délivrés

le plus souvent au nom du ministère de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur

et de la Recherche Les formations de l’enseignement supérieur universitaire (hors certaines spécialités médicales) sont découpées en trois cycles5

o Le premier cycle de trois ans est ouvert à tous les titulaires du baccalauréat Ce cycle permet à l’étudiant d’obtenir une Licence ou une Licence professionnelle Au cours des deux premières années et dépendant de la composante d’étude, l’étudiant peut obtenir le diplôme d'études universitaires scientifiques et techniques (DEUST), ou encore le diplôme universitaire de technologie (DUT) Ces deux diplômes répondent aux attentes des employeurs et visent l'employabilité immédiate des diplômés à l'issue de la formation

o Le deuxième cycle permet aux étudiants ayant obtenus leur licence de continuer leurs études supérieures, d’approfondir leurs connaissances et de s’initier à la recherche scientifique Ce cycle dure deux ans et débouche sur le diplôme de master Dans une école d'ingénierie et suite à 5 ans d’études supérieurs, l’étudiant obtient son diplôme d’ingénieurs

o Le troisième cycle correspond à la formation doctorale Différents diplômes peuvent être délivrés comme le doctorat de la recherche, le doctorat d'exercice, Habilitation à diriger des recherches, Diplôme d'études spécialisées du secteur santé

Figure 11: Les structures de la formation doctorale

La formation doctorale

On s’intéresse dans cette partie à donner le diagramme de classes relatif aux thèses

et les différentes informations associées à ces thèses tel que l’étudiant qui a réalisé la thèse, son directeur de thèse, les différents membres du jury, etc…

L’école doctorale participe à la formation des doctorants qui préparent leur thèse de doctorat au sein d’une ou plusieurs unités de recherche Le jour de la soutenance, le doctorant présente ses travaux de recherche devant un comité composé de deux rapporteurs, un président de jury ainsi que son directeur de thèse et son co-directeur de thèse s’il y en a Les membres de jury doivent avoir au moins le grade de maître de conférences Les rapporteurs ainsi que le président de jury peuvent être du personnel de l’université de Strasbourg ou appartenant à une autre université

Ce diagramme de classes montre aussi les différentes catégories du personnel enseignant dans l’université de Strasbourg En effet, il existe 3 types d’enseignants:

Enseignant Chercheur (EC), Enseignant Non Chercheur (ENC) et Vacataire Les EC peuvent être des EC associés ou des EC titre principal Dans la caétgorie des EC associés, on trouve les Professeurs des universités associés, les Maîtres de Conférences associés et les Attachés temporaires de recherche (ATER) Tandis que dans la catégorie

des EC titre principal, on trouve les Professeurs des universités, les Maître de Conférences (avec HDR ou sans HDR).

Chaque enseignant chercheur est attaché à une unité de recherche mais peut éventuellement avoir un rattachement à un autre laboratoire

Figure 12: Les services

L'université a un grand système des Unités des directions et des services qui divisent Services rattachés à la Présidence et à la Direction générale des services, Domaine d’appui aux missions et Domaine de gestion des ressources Domaine de gestion des ressources fournit des Outils numériques qui peuvent être Services pédagogiques, Gestion vie universitaire, Services d'infrastructures, Gestion finances, etc…

3.4 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons décrit en détail les différentes structures de l’université

de Strasbourg A travers les différents modèles nous pouvons souligner la complexité de l’université de Strasbourg Dans le chapitre suivant, nous proposons les solutions pour rendre l'université de Strasbourg lisible et intelligible Les outils d’implémentation ainsi que les résultats obtenus seront présentés

Chapitre 4 : Implémentation et résultats

4.1 Introduction

Dans le cadre de ce stage, le développement de la cartographie des savoirs de l'université de Strasbourg est fondé sur la construction d'une ontologie Nous avons utilisé

WebVOWL pour visualiser la cartographie Dans ce chapitre, nous présentons l'état de

l’art des différents outils de construction des ontologies et de visualisation Ensuite, nous exposons les différentes étapes de construction de la cartographie et nous présentons les

différentes extensions et améliorations apportées à l'outil de visualisation WebVOWL.

Une ontologie est définie comme une "spécification formelle explicite de termes d'un domaine et de relations entre elles" [6] ou "une compréhension partagée de certains domaines d'intérêt" [13]

Dans [12] les auteurs considèrent que la construction d'une ontologie est une tâche importante pour:

o Partager la compréhension commune de la structure de l’information entre les personnes ou les fabricants de logiciels

o Permettre la réutilisation du savoir sur un domaine

o Expliciter ce qui est considéré comme implicite sur un domaine

o Distinguer le savoir sur un domaine du savoir opérationnel

o Analyser le savoir sur un domaine

Dans ce projet, l'utilisation d'une ontologie pour la construction de la cartographie des savoirs a deux avantages: elle permet d'avoir un vocabulaire intégré, compréhensible

et partagé par tous les utilisateurs de l'université de Strasbourg et de trouver les incohérences entre les différentes structures de l'université s'il y a

Une ontologie est composée essentiellement de classes, d'individus, d’attributs et des restrictions sur les attributs Il existe plusieurs langages de représentation des

connaissances, parmi lesquels le langage OWL10 qui fournit un nombre de constructeurs pour représenter les classes, les individus, etc

o Les classes décrivent l'ensemble des concepts pour un domaine Par exemple, dans notre système, une classe Composante représente toutes les composantes de l'université (Figure 13) Ces concepts sont organisés selon une hiérarchie taxinomique En effet, une classe peut avoir des sous-classes qui représentent des concepts plus spécifiques que la super-classe (ou classe supérieure) Par exemple, une Faculté est une sous classe de la classe Composante (Figure 14)

Figure 13: Exemple de classe en OWL

Figure 14: Exemple d’une hiérarchie taxinomique en OWL

o Les individus correspondent aux instances d'une classe Par exemple la Faculté des arts est un individu, une instance de la classe Composante (Figure 15)

Figure 15: Exemple d’un individu en OWL

o Les attributs décrivent les relations entre des classes ou entre des individus Il y a

deux types d’attributs: Object Property et Data Property Object Property est la

relation entre deux classes ou deux individus Par exemple, estDansCampus est

un Object property qui relie les deux classes Campus et Bâtiment (Figure 16)

10 www.w3.org/TR/owl-ref/

Par conséquent, les individus de la classe Bâtiment peuvent être reliés aux

individus de classe Campus par la relation estDansCampus Data Property est la

relation entre une classe ou un individu avec un type de données primitif

(primitive data type) comme String, int, etc Par exemple, estDansLaDuree est un Data Property qui relie la classe Enseignant avec un type de données primitif String Ce type de données primitif String peut être de1 an ou 3 ans Chaque

individu de la classe Enseignant est défini pour une durée de contrat qui peut durer de 1 an ou 3 ans (Figure 17)

Figure 16: Un Object Property en OWL

Figure 17: Un Data Property en OWL

o Des restrictions11 sur les attributs (facettes (appelées parfois restrictions de rôles)) est un type spécial de description de classe Elles décrivent une classe anonyme qui contient tous les individus satisfaisant la restriction Par exemple, un Collégium pourra contenir plusieurs Composantes mais il faut qu’il y ait au moins une Composante dans chaque Collégium (Figure 18)

Figure 18: Exemple de restriction en OWL

Il n’existe pas qu’un seul mode ou qu’une seule méthodologie « correcte » pour développer des ontologies Un certain nombre de règles [12] fondamentales dans la conception des ontologies:

o Il n’y a pas qu’une seule façon correcte pour modéliser un domaine - il y a toujours des alternatives viables La meilleure solution dépend de l’application que vous voulez mettre en place et des évolutions que vous anticipez

o Le développement d’une ontologie est nécessairement un processus itératif

11 http://www.w3.org/TR/owl-ref/#Restriction

o Les concepts dans une ontologie doivent être très proches des objets (physiques

ou logiques) et des relations dans votre domaine d’intérêt Fort probablement ils sont des noms (objets) ou verbes (relations) dans des phrases qui décrivent votre domaine

Pour construire une ontologie, il faut définir les classes dans l’ontologie, arranger les classes en une hiérarchie taxinomique (sous-classe – supérieur-classe), définir les attributs

et décrire les valeurs autorisées pour ces attributs

Dans le cadre du projet nous avons suivi la méthodologie présentée par Noy [12] Les étapes principales pour construire une ontologie sont :

o Étape 1: Définir le domaine et la portée de l'ontologie

Pour définir le domaine et la portée de l'ontologie, il faut répondre les questions dessous:

ci-§ Quel est le domaine que va couvrir l’ontologie?

§ Dans quel but utiliserons-nous l’ontologie?

§ À quels types de questions l’ontologie devra-t-elle fournir des réponses?

§ Qui va utiliser et maintenir l’ontologie?

Les réponses à ces questions pourront changer au cours du processus de la conception

de l’ontologie, mais à chaque moment donné, elles aident à limiter la portée du modèle

o Étape 2 : Envisager une éventuelle réutilisation des ontologies existantes

Dans chaque domaine, il existe toujours des ontologies que d’autres ont faites Nous pouvons l’examiner, apprendre pour construire notre ontologie En plus, nous pouvons la réutiliser pour économiser le temps Dans quelques cas, si notre système

a besoin d’interagir avec d’autres applications qui utilisent déjà des ontologies spécifiques ou des vocabulaires contrôlés, nous devons réutiliser les ontologies existes pour construire notre ontologie Maintenant avec des outils de construire ontologie, nous pouvons importer facilement les existes ontologies pour examiner et réutiliser

o Étape 3 : Énumérer les termes importants dans l’ontologie

Pour énumérer les termes importants dans l’ontologie, nous allons répondre les questions: Sur quels termes souhaiterons- nous discuter? Quels sont les propriétés de ces termes? Que veut- on dire sur ces termes? Une liste tous les termes est utile pour traiter ou expliquer à utilisateur D’abord, il est important d’établir une liste de termes et de ne pas se soucier de tous les autres comme l’éventuel chevauchement entre les concepts ou les relations entre les termes, etc… Nous allons nous y intéresser dans les étapes suivantes