Soutenance mémoire
Contexte de la thèse
Contexte scientifique
Le web sémantique est une évolution coordonnée du web (lancée entre autre par le W3C). L’objectif principal du Web sémantique est de fournir aux utilisateurs finaux des services plus intelligents basés sur l’utilisation par la machine de connaissances représentées en utilisant des ontologies et des bases de connaissances [Berners Lee, et al., 2001]. Les ontologies sont des tentatives pour modéliser plus précisément une partie du monde pour, entre autres, permettre des interactions entre les données disponibles dans différents formats. Depuis que Tim Berners-Lee a proposé cette idée en 1994, il y a eu de nombreux efforts impulsés par le Consortium World Wide Web (W3C). La plupart de ces tentatives visent à spécifier, développer et déployer des langages pour le partage de connaissances (RDF, OWL, …).
Le nombre d’ontologies qui sont développées et utilisées pour différentes applications ne cesse d’augmenter. Mais un des problèmes majeurs avec les ontologies est leur changement ou leur évolution. Les ontologies peuvent changer pour des raisons diverses, par exemple lorsque les besoins des utilisateurs changent, nécessitant une conceptualisation différente. Mais aussi un défaut de conception peut avoir été remarqué dans la conceptualisation d’origine, en appliquant des corrections de modélisation, ou bien encore il peut s’avérer nécessaire d’élargir la représentation du domaine. Les changements dans une ontologie peuvent causer des problèmes sérieux pour les données instanciées, les applications et les services qui sont dépendants de l’ontologie, ainsi que pour toutes les ontologies qui importent cette ontologie modifiée [Maedche et al., 2003]. Par conséquent, cela nécessite l’invention de méthodes pour gérer les changements afin de réduire au minimum les effets négatifs sur l’ontologie elle-même et sur les applications déployées depuis le début de leur cycle de vie.
Ces dernières années, la gestion du changement au sein des ontologies est étudié de telle sorte que ces mises à jour puissent être enregistrées et utilisées pour fournir une meilleure maintenance et une meilleure accessibilité. La plupart des travaux à ce jour a porté sur les moyens offerts à la personne qui maintient l’ontologie, pour l’aider à gérer le changement au sein d’une ontologie avec différents aspects, tels que la caractérisation de changement [Maedche et al., 2003], l’évolution d’ontologie [Noy et al., 2004], [Luong, 2007], [Rogozan, 2008], le versioning d’ontologie [Huang et al., 2005], la maintenance et la cohérence [Noy et al., 2002] [Djedidi, 2009], [Klein et al., 2002], [Haase et al., 2005]. La caractérisation commune de la plupart de ces travaux est que leurs efforts sur la gestion des changements d’ontologie sont mis sur l’identification et la manipulation du changement de l’ontologie ellemême. Mais l’impact que le changement peut avoir aussi sur les artefacts dépendants de l’ontologie (annotations sémantiques basées sur l’ontologie, d’autres applications, …) peut être très important. Par conséquent, réexaminer la question de la gestion du changement dans une ontologie à partir du moment où le changement se produit est nécessaire en s’intéressant tout particulièrement à certaines conséquences de ces changements.
Aujourd’hui, l’évolution et la maintenance des ontologies sont mal maîtrisées et soulèvent des problèmes peu abordés. Beaucoup de difficultés sont identifiées : difficulté de trouver et de caractériser les connaissances à modifier pour que l’ontologie réponde au mieux à un besoin particulier, difficulté d’évaluer l’impact et la pertinence d’une modification sur la structure conceptuelle de l’ontologie et, finalement, difficulté à traiter les effets de la modification sur les artéfacts dépendants de cette ontologie.La maintenance régulière de l’ontologie et des artéfacts associés devient une nécessité afin de conserver leur validité et leur pertinence. Cette dynamique des connaissances touche alors, en cascade, toutes les utilisations de ces ontologies, en particulier les annotations sémantiques déjà produites à l’aide de celles-ci, qui doivent être mises à jour en conséquence.
Évolution d’ontologie : gestion du changement
Définition
Une des définitions les plus connues et sans doute la plus utilisée de la notion d’ontologie est celle de [Gruber, 1993] : “une ontologie est une spécification formelle explicite d’une conceptualisation partagée d’un domaine”. Cette définition insiste sur l’aspect consensuel des connaissances de l’ontologie, sans indiquer si l’ontologie est figée ou non. Or, ni les données, ni l’ontologie elle-même ne sont stables dans le temps. Pour tenir compte de cette instabilité, Fensel considère une ontologie comme un réseau dynamique de significations, dans lequel un consensus est atteint à l’intérieur d’un processus continu de changements d’informations et de significations [Fensel, 2001]. Dans un environnement dynamique, les ontologies doivent être modifiées régulièrement tout en maintenant leur cohérence, pour s’adapter à l’évolution du domaine sur lequel elles portent. L’évolution d’ontologie fait l’objet de plusieurs définitions dans la littérature.
Définition 1 : [Klein, 2004] définit l’évolution d’une ontologie comme un processus offrant la capacité de gérer les changements apportés à une ontologie en créant et en maintenant différentes versions de cette ontologie. Cette capacité consiste à identifier et à différencier les versions, à les modifier, à spécifier des relations qui rendent explicites les différences entre ces versions. “We will combine ontology evolution and versioning into a single concept defined as the ability to manage ontology changes and their effects by creating and maintaining different variants of the ontology. This ability consists of methods to distinguish and recognize versions, specifications of relationships between versions, update and change procedures for ontologies, and access mechanisms that combine different versions of an ontology and the corresponding data. ” .
Définition 2 : [Stojanovic, 2004] définit l’évolution d’une ontologie comme une adaptation opportune de cette ontologie aux changements se produisant dans son environnement d’utilisation et la propagation consistante de ces changements aux artefacts dépendant de l’ontologie : “Ontology Evolution is the timely adaptation of an ontology to the arisen changes and the consistent propagation of these changes to dependent artefacts.”.
Origines des changements d’une ontologie
Formellement, si nous retenons qu’une ontologie est une spécification explicite d’une conceptualisation d’un domaine, alors, une modification de l’un des trois éléments de cette définition peut causer des changements dans une ontologie : (1) des changements dans le domaine, (2) des changements de conceptualisation ou (3) des changements de spécification explicite [Klein, 2004].
Pour mieux comprendre les changements dans le domaine décrit par une ontologie, tout d’abord, prenons l’exemple simple suivant où deux départements universitaires avec des structures administratives différentes fusionnent. L’ontologie décrivant le domaine correspondant à une des deux structures administratives doit être mise à jour pour refléter ce changement. Dans ce cas, l’ontologie, comme n’importe quelle structure contenant des informations d’un domaine particulier, a besoin d’être changée tout simplement parce que le domaine d’intérêt a changé [Stojanovic et al., 2003].
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Table des matières
Chapitre 1 : INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 Contexte de la thèse
1.1.1 Contexte scientifique
1.1.2 Contexte applicatif
1.2 Problématique posée
1.3 Contributions apportées
1.4 Organisation du manuscrit
Chapitre 2 : ÉVOLUTIONS
2.1 Introduction
2.2 Évolution d’ontologie : gestion du changement
2.2.1 Définition
2.2.2 Origines des changements d’une ontologie
2.2.3 Une méthode de référence pour la gestion des changements
2.2.3.1 Modèle d’une ontologie
2.2.3.2 Évolution d’ontologie selon Stojanovic
2.2.4 Autres approches d’évolution d’ontologie
2.2.4.1 Evolution et gestion de versions
2.2.4.2 Evolution d’une ontologie dans un contexte d’annotation [Rogozan et Paquette, 2005] et [Rogozan, 2008]
2.2.4.3 Evolution d’ontologie adaptée de la méthode KAON [Djedidi et Aufaure, 2008a], [Djedidi, 2009] et [Djedidi et Aufaure, 2009]
2.2.4.4 Tracer les évolutions [Luong, 2007], [Luong et Dieng-Kuntz, 2007]
2.2.4.5 Evolution d’ontologie à partir de données multimédia [Castano, 2006], [Castano et al., 2007]
2.2.4.6 Approches logiques de l’évolution d’ontologie
2.2.5 Représentation des changements
2.2.5.1 Représentation des changements selon Klein [Klein et Noy, 2003] et [Klein, 2004]
2.2.5.2 Représentation des changements dans l’ontologie CHAO [Noy et al., 2006]
2.2.5.3 Modélisation formelle des changements [Luong, 2007] [Luong et Dieng-Kuntz, 2007]
2.2.5.4 Représentation des changements selon Rogozan [Rogozan, 2008] [Rogozan et Paquette, 2005]
2.2.6 Effets des changements
2.3 Gestion de la dynamique des annotations sémantiques
2.3.1 Dynamique des annotations dans la plateforme NEON [Maynard et al., 2007]
2.3.2 CoSWEM : évolution d’annotations suite à l’évolution d’ontologie [Luong, 2007] [Luong et Dieng-Kuntz, 2007]
2.3.3 SAM : modifier les annotations à partir d’un journal d’évolution [Rogozan et Paquette, 2005] [Rogozan, 2008]
2.4 Logiciels d’aide à l’évolution d’ontologie
2.4.1 Gestion des évolutions dans les éditeurs d’ontologie
2.4.2 Logiciels dédiés à l’évolution d’ontologie
2.4.2.1 Gestion des évolutions dans KAON [Stojanovic et al., 2002a], [Maedche et Staab, 2003] et [Gabel et al., 2004]
2.4.2.2 EVOLVA [Zablith, 2011], [Zablith et al., 2010], [Zablith et al., 2010], [Zablith et al., 2009]} et [Zablith, 2009]
2.4.2.3 ONTO-EVOAL [Djedidi et Aufaure, 2008a], [Djedidi, 2009], [Djedidi et Aufaure, 2009] et [Djedidi et Aufaure, 2010]
2.5 Logiciels gérant l’évolution d’annotations sémantiques
2.5.1 TextViz [Reymonet et al., 2007], [Reymonet et al., 2009] et [Reymonet et al., 2010]
2.5.2 Éditeur ECCO et outil CoSWEM [Luong et al., 2007], [Luong et Dieng-Kuntz, 2007] et [Luong, 2007]
2.6 Discussion
2.7 Conclusion
Chapitre 3 : LE PROJET DYNAMO : ONTOLOGIES DYNAMIQUES POUR L’ANNOTATION SÉMANTIQUE
3.1 Introduction
3.2 Le projet Dynamo
3.2.1 Contexte
3.2.2 Caractère novateur
3.2.3 Les applications dans Dynamo
3.3 Le Méta-modèle de RTO dans Dynamo
3.3.1 Les méta-classes du méta-modèle
3.3.2 La représentation d’un concept
3.3.3 La représentation d’un terme
3.3.4 Représentation d’une occurrence de terme
3.3.5 La modélisation des liens terme-concept
3.4 Le processus d’annotation sémantique dans Dynamo
3.4.1 Représentation des annotations
3.4.2 Pose des annotations
3.4.3 Génération des graphes d’annotations
3.5 TextViz : éditeur d’ontologie et d’annotation
3.6 Conclusion
Chapitre 4 : CONCLUSION GÉNÉRALE
