Université de Nice Sophia Antipolis Ecole Doctorale STIC

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Université de Nice Sophia Antipolis
Ecole Doctorale STIC
Sujets de Thèses mention Informatique 2005
Sujet de thèse 1
Title : Compilation des programmes qui préservent les ressources des machines qui les exécutent.
Encadreur : Manuel Serano, INRIA Sophia-Antipolis
Sujet : Les nouvelles plateformes d'exécution imposent des contraintes inédites sur l'exécution des
programmes. En effet, les programmes ne doivent plus seulement s'exécuter vite, ils doivent aussi
préserver, les ressources des machines qui les exécutent. Par exemple, les applications embarquées
sur les téléphones doivent impérativement économiser aux maximum batteries de ces derniers. Ces
nouvelles contraintes ont un fort impact sur le code que doivent produire les compilateurs. Cette
thèse portera sur l'étude de la compilation des langages de haut niveau dans de tels contextes.
Sujet de thèse 2
Titre : Algorithmes Evolutionnaires Cellulaires pour l’optimisation dynamique
Encadreur : Philippe Collard , Laboratoire I3S - UNSA/CNRS UMR 6070
Sujet : Les Algorithmes Evolutionnaires (AE) sont des techniques d’optimisation conçues pour la
recherche de solutions optimales dans des espaces complexes. Dans cette thèse on traitera du
problème général de la gestion du compromis exploration/exploitation lors de la recherche de
solutions optimales. On se placera dans le cadre de problèmes dynamiques et on utilisera des
algorithmes évolutionnaires cellulaires. On pourra explorer et développer l’idée d’introduire le
concept de voisinage flou et de sélection anisotrope afin de promouvoir la diversité lors d’une
recherche. Dans la plupart des travaux sur les AEc, la taille et la forme du voisinage, ou la forme de
la grille sont utilisées comme paramètre pour régler ou contrôler le processus de recherche. Modifier
dynamiquement ce type de paramètres structurels entraîne de profonds changements dans la façon
de traiter le problème. Par exemple, il n’existe pas de méthode canonique pour “passer” d’une grille
rectangulaire à une grille carrée qui préserve la relation de voisinage. Cette nouvelle solution, initiée
dans le cadre du stage de Master2 recherche de David Simoncini, devrait permettre de contrôler le
compromis exploration/exploitation sans effet néfaste, ni sur la topologie de la grille, ni sur la forme
du voisinage.
Sujet de thèse 3
Titre : Extraction de motifs séquentiels dans les data streams.
Encadreurs : Florent Masseglia, Brigitte Trousse. INRIA Sophia-Antipolis
Sujet : Les techniques de data mining, quand elles sont appliquées sur des données statiques ou
évoluant faiblement, sont aujourd'hui relativement stables. Un nouveau type de données représente
cependant un défi pour ces méthodes : les data streams. Dans ce contexte, les données évoluent à
une très grande vitesse et dans des volumes qui ne permettent pas de les stocker. Cela implique de
revisiter l'ensemble des techniques de data mining afin de les adapter à ces contraintes. Le travail
proposé consiste à étudier l'extraction des motifs séquentiels (et leurs sous problèmes comme les
contraintes de temps par exemple) dans les data streams. Le champ d'application d'une telle étude se
place alors dans des objectifs comme la compréhension des usages d'un site Web, l'amélioration
d'un système d'information en temps réel, la détection d'anomalie dans un flux de données réseau,
etc.
Sujet de thèse 4
Titre : Spécification et vérification d'assertions adaptées aux composants logiciels hiérarchiques et
aux architectures orientées services
Encadreur : Philippe Collet, Laboratoire I3S - UNSA/CNRS UMR 6070
Sujet : L'expressivité des langages de spécification par assertions pour les systèmes à objets a été
récemment étendue pour prendre en compte la spécification par modèle, des contraintes temporelles
et les problèmes de modification. Des techniques complémentaires de vérification, statiques et
dynamiques, ont été proposées. Dans le cadre émergent du développement à base de composants
logiciels hiérarchiques et d'architectures orientées services, l'objectif de cette thèse est d'adapter et
d'étendre à ce nouveau contexte, ces méthodes de spécification et les techniques de vérification
associées.
Sujet de thèse 5
Titre : Validation formelle de composants système
Encadreur : Gilles Barthe, INRIA Sophia-Antipolis
Sujet : Les petits objets portables de sécurité (POPSs) sont largement utilisés pour fournir à
l'usager une représentation électronique de leur identité dans un système informatique plus vaste, et
doivent ainsi fournir le support d'exécution nécessaire à un vaste panel d'applications embarquées.
Toutefois, leur faibles ressources ne permettent pas de pré-installer toutes les abstractions du
matériel que ces applications peuvent solliciter.
Afin de répondre à ces besoins en extensibilité, il s'avère important de pouvoir charger
dynamiquement des composants système. Dans un tel scénario, il devient possible à une application
d'utiliser un composant système malicieux. Le problème posé est donc celui de la validation de
composants système. Dans le contexte des systèmes d'exploitation, une telle validation doit porter
sur la fonctionnalité d'un composant, mais aussi sur ses interactions avec l' environnement et les
garanties qu'il lui apporte. Il doit d'une part assurer aux applications les propriétés pour lesquelles il
a été déployé et d'autre part, ne pas remettre en cause les propriétés existantes du système.
L'objectif de ce doctorat est d'adresser le problème de la validation des systèmes embarqués
extensibles sous l'angle de la validation de fonctionnalités. Un certain nombre de composants
système ont des fonctionnalités propres qui peuvent/doivent être validées en fonction du degré
de confiance que l'on souhaite obtenir. On peut par exemple vouloir valider la politique
d'ordonnancement d'un ordonnanceur temps réel et valider la fonction d'élection des tâches en
fonction des tâches en attente et du contexte.
Il s'agit ici d'une part de développer un outil permettant la validation de composants système
Java, et d'autre part d'appliquer cet outil à des composants issus d'une machine virtuelle
modulaire 100% Java, comme le "bytecode vérifier", le contrôleur d'accès, le gestionnaire de
transactions et de mémoire, ou l'ordonnanceur.
Sujet de thèse 6
Titre: Performances du trafic de données dans les réseaux mobiles et ad hoc
Laboratoire d'accueil : Projet MAESTRO de l'INRIA Sophia Antipolis
(http://www-sop.inria.fr/maestro/)
Directeurs de thèse : Eitan Altman (HDR, INRIA, [email protected]) et Merouane Debbah
(MdC Eurecom, [email protected]
Sujet : Le transfert du trafic de données en général, et le fonctionnement du protocole de
transport TCP/IP en particulier, ont été beaucoup étudiés dans le contexte des réseaux câblés.
Cependant, les dernières années ont vu une importante utilisation des réseaux sans fil pour
accéder à
l'Internet (<<surfer>> le Web sur son téléphone portable). Les réseaux sans fil présentent de
nouvelles caractéristiques, d'où la nécessité de développer des modèles analytiques adaptés. En
particulier, les délais de transmission ainsi que la bande passante disponible sont beaucoup
plus variables que dans les réseaux câblés. Dans cette thèse on étudiera l'impact de ces nouvelles
caractéristiques sur le débit des données, ainsi que l'impact des protocoles opérant dans la
couche physique (contrôle de puissance) et dans la couche liaison (ajout de la redondance,
codage, ordonnancement et des retransmissions pour réduire le taux de perte des paquets). On
étudiera également l'interaction de la couche MAC (Medium Access Control) des réseaux locaux
sans fil (norme IEEE802.11) et des protocoles de routage dans les réseaux ad hoc sur le
comportement du transfert des données.
Références :
C. Barakat and E. Altman, Bandwidth tradeoff between TCP and link-level FEC, Communication
Networks, vol. 39, no. 2, pp. 133-150, June 2002.
D. Tuninetti and G. Caire, The optimal throughput of some wireless multiaccess systems
IEEE Trans. on Inform. Theory, Vol. 48, No. 10, pp. 2773 -2785, October 2002.
S. Sesia, G. Caire and G. Vivier, Incremental redundancy Hybrid ARQ schemes based on lowdensity parity-check codes, IEEE Trans. on Communications, February 2003.
Sujet de thèse 7
Titre: Service de gestion de données médicales numériques réparties.
Laboratoire d'accueil : Equipe RAINBOW du Laboratoire I3S (UMR 6070 CNRS) à Sophia
Antipolis (http://rainbow.essi.fr/)
Directeurs de thèse: Michel Riveill (HDR, Prof. UNSA. [email protected]) et
Johan Montagnat (CR CNRS)
Sujet: La plupart des modalités d'acquisition d'images médicales produisent des images numériques
2D et 3D qu'il est indispensable d'archiver à long terme pour garantir aux médecins l'accès au
dossier de chaque patient et permettre des études médicales à grande échelle. Les images produites
dans les centres de radiologie représentent des quantités considérables de données (plusieurs
dizaines de To par an et par hôpital) accompagnées d'informations semi structurées sur le patient,
les conditions d'acquisition et les centres de radiologie (métadonnées associées à l'image). Garantir
l'accès transparent à ces données en utilisant le contenu sémantique des métadonnées à des fins
d'assistance au diagnostic médical et à la mise en oeuvre d'étude épidémiologiques est un défit que
la capacité de stockage des matériels et le débit des réseaux actuels permettent de relever. Ce travail
de thèse a pour objectif le développement de stratégies d'indexation et de répartition d'images
médicales pour atteindre cet objectif.
Le résultat de ce travail sera une architecture orientée service pour un composant de gestion de
données médicales numériques. Un prototype sera implémenté et expérimenté en collaboration avec
des partenaires médicaux du Centre Antoine Lacassagne à Nice. Ce travail apportera une
contribution aux domaines de l'indexation et la distributions d'images médicales numériques et de la
conception de services par composants.
Sujet de thèse 8
Titre: Conception de réseaux dynamiques tolérants aux pannes.
Laboratoire d'accueil: Equipe MASCOTTE commune I3S/INRIA a Sophia Antipolis
(http://www-sop.inria.fr/mascotte/).
Directeurs de thèse : Jean-Claude Bermond
(HDR, DR CNRS, [email protected]) et David Coudert
(CR INRIA, [email protected]).
Sujet: L'évolution des réseaux, tant au niveau technologique qu'au niveau des protocoles et des
services, pose de nouveaux problèmes de conception et de dimensionnement. De plus, la
disponibilité de réseaux d'accès haut débit et potentiellement volatiles, ainsi que l'introduction de
nouveaux services, amplifient la dynamique des volumes de trafic et rendent incertaine la demande
de disponibilité des réseaux d'infrastructure. De ce fait, certains mécanismes développés dans les
réseaux existants deviennent inadaptés et la conception d'architectures insensibles ou s'adaptant aux
fluctuations de la demande devient une nécessité. Cette problématique est d'ailleurs au coeur du
projet européen IST FET AEOLUS (2005-2009) auquel participe activement les membres du projet
Mascotte.
Au niveau de l'architecture protocolaire, la nouveauté essentielle vient de l'évolution de la
commande des couches de transport et des couches clientes qui rendent possible une plus grande
synergie. L'introduction de protocoles de commande unifiés, communs à plusieurs couches de
réseau (contexte de l'architecture G-MPLS, Generalized Multi Protocol Label Switching, par
exemple) devrait permettre de mettre en place, sur les réseaux d'infrastructure optiques, des
topologies virtuelles répondant à des critères de qualité de service difficiles à fournir actuellement.
Les critères de tolérance aux pannes sont l'objet d'une collaboration, dans le cadre de l'ACI
Sécurité Informatique PRESTO, entre le projet Mascotte, le LIMOS de Clermont-Ferrand et l'ENST
de Paris, et du CRC CORSO avec France Télécom R&D.
L'objet de cette thèse est d'étudier les propriétés combinatoires et algorithmiques des topologies
virtuelles s'adaptant à des modifications de trafic, de manière à optimiser la conception et
l'exploitation des réseaux d'infrastructure dynamiques. Il faut alors prévoir des mécanismes de
réservation ou de préemption pour garantir l´établissement de communications prioritaires prévues
(chirurgie à distance, synchronisation récurrentes de bases de données, ...) ou inattendues
(applications militaires, de sécurité civile, ...).
L'approche retenue pour ces travaux est l'utilisation de méthodes algorithmiques et d'optimisation
combinatoire (programmation linéaire, algorithmique aléatoire,...). Ceci afin de combiner le
développement d'un cadre d'étude théorique au développement de logiciels prototypes. Ceux-ci
seront intégrés au logiciel d'optimisation de réseau, Mascopt, développé au sein du projet.
Sujet de thèse 9
Titre: Conception et analyse de politiques de partage des ressources dans l'Internet basé sur le
volume de données transmis.
Laboratoire d'accueil: Projet MAESTRO de l'INRIA Sophia Antipolis
(http://www-sop.inria.fr/maestro/).
Directeurs de thèse: Philippe Nain (HRD, DR INRIA, [email protected])
et Konstantin Avratchenkov (CR INRIA, [email protected])
Sujet: Près de 90% des sessions dans l'Internet sont de courte durée, correspondant typiquement à la
transmission de quelques paquets IP. En présence de sessions de longue durée, les sessions de
courte durée sont pénalisées par la politique d'ordonnancement (ou de service) premier-arrivépremier-arrivée utilisée par la quasi totalité des routeurs IP. Récemment des disciplines de service
visant à rendre plus équitable le traitement des courtes sessions ont été proposées. Celles qui sont
basées sur le volume de données déjà transmis sont particulièrement prometteuses et faciles à
implanter. Toutefois, avant qu'elles ne puissent être déployées à grande échelle dans l'Internet,
il reste de nombreuses questions à résoudre qui seront abordées dans cette thèse, comme l'impact de
ces nouveaux mécanismes sur la stabilité du réseau, le choix optimal des seuils et l'interaction entre
ces méchanismes et ceux existants dans l'Internet.
[1] Avrachenkov, K., Ayesta, U., Brown, P. and Nyberg, E.
"Differentiation between Short and Long TCP flows: Predictability of the Response Time",
Proceeding of IEEE Infocom 2004 Conference, Hong Kong, 2004.
Sujet de thèse 10
Titre: Mesures distribuées et collecte d'information
Laboratoire d'accueil: Projet PLANETE de l'INRIA Sophia Antipolis
(http://www.inrialpes.fr/planete/)
Directeurs de thèse: Walid Dabbous (DR INRIA, [email protected])
et Chadi Barakat (CR INRIA, [email protected])
Sujet: Un problème qui se pose dans les réseaux est la prise de mesures en plusieurs points du
réseau, ainsi que leur collecte. En effet, de nombreux phénomènes "réseau" nécessitent de réaliser
des mesures simultanées en plusieurs points du réseau, puis de transmettre ces mesures vers un ou
plusieurs serveurs centraux où elles seront traitées. On peut citer comme exemple la détection des
anomalies et des attaques, le trafic total qui s'écoule entre une source et une destination, la qualité de
réception aux récepteurs dans le cas d'une transmission multimédia multipoint, les réseaux de
capteurs, etc.
L'objectif de la thèse est de proposer des procédures de réalisation et de collecte des mesures qui
minimisent les ressources consommées (bande passante, puissance de la batterie dans le cas d'un
réseau de capteurs) tout en garantissant une bonne qualité des estimateurs recherchés.
Pour mener ce travail à bien, il faudra tout d'abord classer les différentes applications suivant leurs
besoins et contraintes. Ensuite, etpour chaque application, il faudra élaborer le meilleur schéma de
mesure et de collecte. La partie collecte d'information nécessitera une étude approfondieafin
d'élaborer un protocole de collecte qui évite la congestion du réseau et qui soit équitable avec le
trafic existant. Les schémas et protocoles développés feront ensuite l'objet d'une implémentation
pour évaluer leurs performances dans un réseau réel à grande échelle.
Sujet de thèse 11
Titre : Protocoles de Sécurité Pour les Systèmes Auto-organisants
Laboratoire d'accueil : Institut EURECOM, Sophia Antipolis (http://www.eurecom.fr/).
Directeur de thèse : Refik Molva (Full Prof. Eurecom,
http://www.eurecom.fr/people/molva.fr.htm).
Sujet : Le terme systèmes auto-organisants englobe l'ensemble des mécanismes de
communication et de systèmes distribués qui sont caractérisés par l'absence de contrôle centralisé et
d'infrastructure préétablie et par l'autonomie des composants qui prennent en charge l'exécution
coopérative des fonctions de l'ensemble. Les exemples les plus connus de tels systèmes sont les
réseaux ad hoc et les applications peer-to-peer. Ces systèmes posent des
problèmes de sécurité spécifiques dûs en particulier à l'absence de centralisation et
d'infrastructure. Les problèmes de sécurités deviennent assez complexes dans le cas d'utilisation
des communications sans fil et de la mobilité qui sont deux facteurs non-essentiels mais assez
communs à ces systèmes. Les thèmes de recherche qui seront abordés dans cette thèse sont :
• l'établissement de confiance sans connaissance à priori :contrairement aux systèmes
classiques où la confiance entre les entités peut être établie par le biais de
l'authentification en établissant le lien avec une structure de confiance existante, dans les
systèmes auto-organisants l'authentification n'est pas suffisante et de nouveaux modèles
doivent être définis. Parmi les pistes qui seront explorées on peut citer des protocoles
cryptographiques permettant de prouver l'historique des interactions passées, les schémas de
•
•
réputation ou les mécanismes inspirés de la monnaie électronique.
La distribution de clés sans infrastructure : il s'agit de concevoir des mécanismes de géneration
ou d'échange de clés coopératifs afin de remédier à l'absence de tierce parties de confiance
qui sont primordiales pour les protocoles de gestion de clés classiques. La recherche dans ce
domaine se concentrera sur les applications des mécanismes de partage de secrets et de la
cryptographie à seuil dans les systèmes auto-organisants.
Le renforcement de la coopération : contrairement à un système classique où les fonctions
critiques comme le routage réseau, la distribution des contenus ou des services sont
assurées par des composants dédiés, le bon fonctionnement des systèmes auto-organisants où
aucun composant n'a un rôle dédié requiert un mécanisme nouveau pour assurer la
participation de chacun aux tâches communes. Les schémas de réputation et les
mécanismes inspirés de la monnaie électronique constituent également le principal axe de
recherche pour résoudre ce problème. Afin de démontrer leur efficacité, les mécanismes de
sécurité et de coopération seront intégrés dans une application peer-to-peer.
Sujet de thèse 12
Titre: Exceptions, Gestion d'Erreurs, et Terminaison pour Objets Asynchrones.
Laboratoire d'accueil: Equipe OASIS, commune I3S CNRS/INRIA/UNSA
(http://www-sop.inria.fr/oasis/).
Directeur de thèse : Denis Caromel
(HDR, Professeur UNSA, IUF, [email protected]).
Sujet: Gérer les exceptions et les erreurs dans des systèmes répartis à objets n'est pas une tache
facile, mais des solutions pragmatiques opérationnelles ont été définies et sont effectivement
utilisées (voir ce qu'il en est par exemple avec la bibliothèque Java RMI). Avec l'émergence de
systèmes basés sur des objets répartis, mais qui plus est, asynchrones, de nouveaux défis sont levés.
Tout d'abord, sur exécution d'un appel asynchrone (cad où l'appelant n'est pas bloqué en attendant la
réponse), si une exception est levée, où et comment doit-t-elle etre propagée ? En effet, le fil de
l'exécution peut à présent etre passé en dehors de la portée du gestionnaire qui doit ou sait traiter
d'exception.
En fait, il semble que différentes solutions doivent pouvoir s'appliquer simultanément, et ce en
fonction de la nature et du moment où l'exception a lieu:
• au moment de la transmission de la requete
• au moment du service de la requete (par exemple, si une précondition sur les paramètres n'est
pas respectée)
• au moment de la transmission de la réponse (par exemple, si une postcondition applicable au
résultat n'est pas respectée),
• au moment de la réception de la réponse
• au moment de l'utilisation de cette réponse.
Un aspect important à prendre en compte est la nature contextuelle de l'exception: en effet, ce qui
apparaît comme étant une exception dans une situation donnée peut n'être qu'un comportement
normal dans un autre cadre. Par exemple, si un objet distant ne peut pas être joint dans un système
réparti, une exception est en général signalée. Mais, si le système doit pouvoir gérer un mode de
communication déconnecté (par exemple, un portable ou un assistant personnel qui peuvent ne pas
être connectés au serveur en permanence), cela n'est plus une erreur mais juste un cas spécial qui
doit être considéré par le système (par exemple, en conservant les messages et en tentant de les
retransmettre plus tard).
Par analogie avec les technologies à composants qui exhibent des propriétés non fonctionnelles
(comme la sécurité, la persistence, les transactions, etc), on pourra parler ici d'exceptions non
fonctionnelles : les exceptions ne sont pas gérées au niveau applicatif, mais peuvent l'etre au niveau
du déploiement. De cette manière, la gestion des exceptions peut etre sujette à différentes
configurations et potentiellement se voir appliquer différentes politiques, de manière dynamique.
Pour résumer, l'objectif général de ce travail de doctorat est de :
• proposer, définir et expérimenter des mécanismes flexibles permettant de prendre en compte les
exceptions fontionnelles et non fonctionnelles dans des environnement à objets asynchrones,
répartis, mobiles.
• proposer, définir et expérimenter des mécanismes flexibles pour prendre en compte les erreurs et
la terminaison. Il peut s'avérer utile de définir des nouveaux protocoles de ramasse-miettes
répartis dans le but de gérer correctement les terminaisons enclenchées sur erreur
• d'étudier comment les mécanismes proposés sont valides pour des opérations qui s'exécutent au
sein de transactions. Si besoin est, il faudra étendre ou revoir ces mécanismes.
Des techniques de meta-programmation et de réflexion constituent evidemment des bases de
réponse à ces problèmes.
Les expérimentations seront réalisées dans le cadre de ProActive, une bibliothèque 100% Java
offrant des caractéristiques qui illustrent concrètement la problématique abordée dans ce sujet:
• la création à distance d'objets actifs
• des appels asynchrones avec futurs transparents, vers ces objets
• la mobilité des objets actifs avec suivi automatique des requetes et des réponses.
La bibliothèque elle-meme est extensible par programmation, ce qui rend le système ouvert pour
des adaptationes et donc des expérimentations.
Sujet de thèse 13
Titre : Transfert de données sur une architecture pairs-à-pairs.
Laboratoire d'accueil: Projet PLANETE de l'INRIA Sophia Antipolis
(http://www.inrialpes.fr/planete/)
Directeurs de thèse : Walid Dabbous (DR, INRIA, [email protected]) et
Arnaud Legout (CR, INRIA, [email protected]).
Sujet : Depuis les débuts de l'internet, du courrier électronique au Web,l'architecture client-serveur
a toujours été utilisée pour le transfert de données. Cependant, en quelques années, l'architecture
pairs-à-pairs a révolutionné les communications dedonnées. Actuellement, le trafic dû aux
communications pairs-à-pairs représente entre 60% et 80% du trafic total de l'internet.
Cependant, cette révolution a suivi un modèle très rare dans le domaine des réseaux. Alors que,
traditionnellement, tout déploiement d'un nouveau protocole donne lieu à de nombreuses études
préalables, le déploiement des protocoles pairs-à-pairs a suivi le modèle opposé. Les premiers
protocoles et réseaux pairs-à-pairs (Napster, Gnutella, etc.) ont été déployés de manière purement
empirique, leur évaluation académique ayant suivie bien plus tard.
Une caractéristique majeure de ce type de réseaux et le très grand débit agrégé que peut atteindre
une session pairs-à-pairs. Cependant les mécanismes responsables de ces débits ne sont que
partiellement connus. Le but de cette thèse est d'étudier des protocoles pairs-à-pairs pour en
comprendre les mécanismes. Des solutions originales, basées sur cette compréhension, seront
proposées.
Sujet de thèse 14
Titre: Diagnostiquer l'Internet par une approche pair-à pair.
Laboratoire d'accueil : Institut EURECOM, Sophia Antipolis
(http://www.eurecom.fr/).
Directeurs de thèse : Ernst Biersack (HDR, Full Prof. Eurecom, [email protected])
et Guillaume Urvoy-Keller (MdC Eurecom, [email protected]).
Sujet: L'Internet est devenu un medium de communication critique, à tel point que des pannes
même de courtes durées ne sont plus tolérables. A l'heure actuelle, la plupart des ISPs atteignent des
niveaux de performances élévés [1], mais néanmoins incomparables à ceux du réseau téléphonique
filaire (i.e. une disponibilité supérieure à 99,999%). On appelle problème de connectivité tout
évènement par lequel un utilisateur final (particulier ou entreprise) perd sa connectivité à l'Internet.
Il peut s'agir d'une défaillance d'un équipement, d'un problème de routage [2] ou d'un problème au
niveau applicatif.
L'objectif de cette thèse est la mise au point de techniques automatiques d'identification de problème
de connectivité en s'appuyant sur une approche collaborative (pair-à-pair) [3]. Un tel
outil permettrait aux utilisateurs de diagnostiquer leurs problèmes de connectivité, mais également
de remonter aux ISPs les alarmes liées à des problèmes de routage ou de configuration de leurs
équipements. Il y a deux raisons importantes pour lesquelles c'est au niveau de l'utilisateur final et
non de l'ISP lui-même que ce type d'outil peut être déployé. Premièrement, c'est essentiellement le
client final qui peut juger de la qualité de sa connectivité et deuxièmement seule une approche pairà-pair permet de dépasser les frontières d'un ISP (alors que les collaborations entre ISPs sont biaisés
et rendus difficiles par leurs accords commerciaux). L'outil de diagnostic qui sera développé dans la
thèse combinera mesures passives et mesures actives. Les mesures passives seront nécessaires pour
garder un historique de la connectivité (savoir comment fonctionnait le réseau avant le problème de
connectivité) et les mesures actives permettront une localisation plus fine des problèmes une fois
ceux-ci déclarés.
Les différentes étapes de la thèse seront :
• La collection de données: où et à quelle fréquence ?
• Méthode d'inférence: il faudra développer une méthode d'inférence de la localisation des sources
des problèmes et l'influence des paramètres fondamentaux du systèmes (nombre de pairs, leur
localisation géographique) dans la qualité de l'inférence
• Prototypage : l'objectif final est un outil d'inférence des problèmes de connectivité qui soit le
moins intrusif possible. La validation du concept se fera sur un réseau de machines représentatif
mais néanmoins de taille limité, comme par exemple la plate-forme Planetlab [4].
Références :
[1] D. Newman, "ISP backbones stand up in grueling 30-day performance
test", Network World, December 2002
[2] A. Feldmann, O. Maennel, Z. M. Mao, A. Berger, and B. Maggs,
"Locating Internet Routing Instabilities," in Proc. ACM SIGCOMM,
September 2004
[3] M. Zhang, C. Zhang, V. Pai, L. Peterson, and R. Wang, "PlanetSeer:
Internet Path Failure Monitoring and Characterization in Wide-Area
Services," in Proc. USENIX OSDI, December 2004.
[4] http://www.planetlab.org
Sujet de thèse 15
Titre : Détection locale d'intrusions par le biais de connaissances globales contextuelles
Laboratoire d'accueil : Institut EURECOM, Sophia Antipolis
(http://www.eurecom.fr/).
Directeur de thèse : Marc Dacier (Full Professeur, Eurecom, [email protected]).
Sujet: Depuis près d'un an, l'institut Eurécom a déployé un système distribué de collectes
d'informations sur les attaques ayant lieu sur l'Internet. A ce jour, grâce à la collaboration de
partenaires bénévoles, près d'une trentaine de pots de miel configurés de façon identique ont été
déployés dans une vingtaine de pays différents, couvrant les cinq continents.
Les données collectées sur toutes ces machines sont rapatriées dans une base de données
centralisée située à SOphia Antipolis. Elles ont fait l'objet d'études et d'analyses publiées dans
plusieurs conférences internationales. La liste complète des articles et rapports sur le sujet est
disponible en ligne [1].
De ces premiers résultats, il ressort que les données collectées sur un ensemble diversifié de pots de
miel offre un point de vue unique sur les attaques Internet. Elles nous permettent non seulement de
mieux comprendre ce qui se passe mais, mieux encore, elles devraient permettre de détecter ou de
prédire des phénomènes nouveaux. C'est là tout l'objet de la thèse proposée.
Dans le cadre de ce travail, il sera nécessaire d'étudier la faisabilité d'utiliser ces plateformes
distribuées comme autant de détecteur à même de détecter des phénomènes globaux difficilement
visibles du seul point de vue local. Le cas échéant des algorithmes seront proposés pour permettre
de prédire, sur base des observations faites sur un sous ensemble de plateformes, la probabilité que
d'autres soient l'objet d'attaques similaires. Les fondements théoriques devront être soigneusement
considérés et les modèles proposés validés expérimentalement.
Le candidat idéal aura une connaissance approfondie des protocoles TCP/IP ainsi que des problèmes
de sécurité informatique. Une solide formation en algorithmique ainsi qu'en mathématiques
constitueront des avantages importants. Une première expérience avec des bases de données
relationnelles ou des algorithmes de data mining constituerait un plus. Le sens de l'initiative et de
l'autonomie feront partie de ses qualités. Il aimera le travail en équipe et aura le sens des relations
pour les nombreux contacts avec les équipes partenaires réparties dans le monde. Une très bonne
connaissance de l'anglais, tant écrit que parlé, est impérative.
Références:
[1] La liste complète des articles publiés sur les travaux préliminaires à ce sujet est disponible à
l'URL suivante: http://www.eurecom.fr/~pouget/papers.htm
Sujet de thèse 16
Titre : Analyse et optimisation de l'accès au canal du protocole IEEE 802.11
Laboratoire d'accueil : MAESTRO, http://www-sop.inria.fr/maestro
Directeurs de thèse : Philippe Nain (HDR, DR INRIA, [email protected])
et Sara Alouf (CR INRIA, [email protected]).
Sujet: Les réseaux sans-fil font d'ores et déjà partie intégrante de notre paysage technologique. Le
protocole d'accès le plus utilisé est lestandard IEEE 802.11 [1]. Celui-ci permet notamment
d'accéder au canal de communication de façon distribuée grâce à la fonction decoordination
distribuée ou DCF (Distributed Coordination Function). Étant donné que les performances des
applications, déployées au-dessus du protocole IEEE 802.11, dépendent directement des
performances de ce dernier (gestion optimisée de l'accès au canal, partage équitable des ressources,
délai de transmission borné, etc.), il est important de chercher à optimiser et à mieux contrôler
l'accès au canal. Plusieurs approches voient en ce moment le jour pour le faire. Une première
approche consiste à minimiser le gaspillage du canal, ce qui se produit quand il y a collision entre
plusieurs communications simultanées. Ainsi, des modifications à la fonction DCF ont été
proposées afin de diminuer le nombre de collisions, voir par exemple [2]. Par ailleurs, il est possible
de chercher à distinguer entre les pertes de paquets dues aux collisions et celles dues à un
environnement bruité ou à une condition météorologique désavantageuse, voir par exemple [3].
Actuellement, le standard ne distingue pas ces divers cas et réagit de la même façon à toute perte de
paquet. Pendant sa thèse, le doctorant travaillera sur les deux approches citées plus haut afin
d'optimiser l'accès au canal du standard IEEE
802.11. La thèse comportera une partie théorique et une partie expérimentale.
La partie théorique consistera à proposer des modifications au standard, et à proposer et évaluer des
modèles pour ces modifications. Les recherches pourraient s'appuyer initialement sur des travaux
en cours au sein du projet Maestro. Ces travaux se focalisent sur l'algorithme de backoff de la
fonction DCF, avec l'idée de le modifier afin de minimiser les collisions entre paquets. La partie
expérimentale consistera à implanter les modifications retenues dans le simulateur ns-2 [4], ce qui
servira pour la validation des résultats théoriques et démontrera ainsi leur applicabilité.
Références :
[1] ``Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer
(PHY) Specifications'', ANSI/IEEE Std 802.11, Aug. 1999.
[2] Jérôme Galtier, ``Optimizing the IEEE 802.11b Performance using
Slow Congestion Window Decrease''. 16th ITC Specialist Seminar,
Anvers, Belgique, 31 août - 2 septembre 2004.
[3] Imad Aad, ``Quality of service in wireless local area networks'',
thèse de doctorat, Université Joseph Fourier de Grenoble, October 7,
2002.
[4] The ns-2 network simulator, http://www.isi.edu/nsnam/ns/.
Sujet de thèse 17
Titre : Combinatoire des réseaux optiques tolérant aux pannes.
Laboratoire d'accueil : Equipe MASCOTTE commune I3S/INRIA a Sophia Antipolis
(http://www-sop.inria.fr/mascotte/).
Directeur de thèse : Jean-Claude Bermond (HDR, DR CNRS,
[email protected]).
Sujet : Acheminer une requête (x,y) dans un réseau optique revient à associer un chemin dans le
réseau de x à y et une longueur d'onde (couleur). On cherche à acheminer un ensemble de requêtes
dans un réseau en respectant des contraintes de capacité (ou débit) sur chaque arête de sorte que
deux chemins ayant une arête en commun n'utilisent pas la même longueur d'onde. L'objectif est
alors de minimiser le nombre de longueur d'ondes utilisées. Nous proposons dans la thèse de
rajouter de la tolérance aux pannes (protection) en associant à chaque arête non pas un chemin, mais
k chemins 2 à 2 arc-disjoints dans le réseau (de manière à tolérer k-1 pannes d'arêtes). Traiter ce
problème se ramène à la construction d'objets généralisant les carrés latins idempotents et
nécessitant l'utilisation de nouveaux outils en combinatoire et théorie des groupes.
Sujet de thèse 18
Titre : Traitement d'exceptions, adaptations et rétroactions dans les
architectures orientées composants et services
Laboratoire d'acceuil : Equipe OCL - Laboratoire I3S - UNSA/CNRS UMR 6070
a Sophia Antipolis.
Directeur de thèse : Philippe Collet (MdC, UNSA, [email protected])
Sujet : Les systèmes d'information et les systèmes enfouis sont de plus en plus développés autour
d'architectures orientées services et à partir de composants logiciels organisés hiérarchiquement.
Dans ce contexte, les capacités d'adaptation et de reconfiguration dynamique du système logiciel
résultant sont des propriétés recherchées afin de parvenir à plus d'autonomie. L'objectif de cette
thèse est de proposer un modèle unifiant plusieurs concepts relativement proches de programmation
et d'architecture logicielle: les traitements possibles sur les levées d'exceptions (diagnostic, reprise,
négociation, etc.), les adaptations et reconfigurations dynamiques, et les rétroactions qui peuvent
intervenir sur des détections d'événements spécifiques.
Sujet de thèse 19
Titre : Optimisation des applications pair-à-pair et de TCP dans un
environnement hétérogène
Laboratoire d'accueil : Institut EURECOM, Sophia Antipolis
(http://www.eurecom.fr/).
Directeurs de thèse : Guillaume Urvoy-Keller (MdC Eurecom, [email protected]).
Sujet : L'utilisation d'Internet a changé avec l'apparition d'applications basées sur le modèle pair-àpair comme Gnutella pour le partage de fichiers avec, BitTorrent pour la réplication de fichier ou
Skipe pour la communication multimédia sans infrastructure. Ce type d'applications ne sert pas
uniquement à l'échange de contenus illégaux, mais se répand aussi dans le monde de l'entreprise.
Par exemple, BitTorrent intéresse beaucoup les grandes entreprises qui veulent des mises à jour
automatiques des systèmes d'exploitation ou des patches de sécurité de milliers de machine
simultanément. Le trafic généré par un utilisateur type, particulier ou professionnel, est donc un
mélange de trafic client/serveur tel le Web ou le mail, et de trafic pair-à-pair. Parallèlement, à un
instant donné, une machine a de plus en plus en souvent le choix entre plusieurs mode d'accès au
réseau (intranet ou Internet). Par exemple, le Wifi est souvent déployé dans les entreprises à côté
d'un accès filaire classique. Dans le milieu urbain, on voit se généraliser la notion de hot spot 802.11
et l'apparition de réseaux métropolitains Wimax (802.16). L'UMTS commence aussi apparaître dans
certains pays (Japon, pays scandinaves).
Cette thèse s'inscrit dans ce contexte général d'une multiplicité d'accès combiné à une multiplicité
d'applications imposant des contraintes différentes sur le réseau. Un point commun entre la majorité
de ces applications (pair-à-pair ou client/serveur) est d'utiliser TCP comme couche transport. Les
axes de recherche développés dans cette thèse seront :
• La mesure et l'étude de TCP dans un environnement hétérogène (accès multiples) [1]. Par
exemple, comment permettre à une connexion TCP de s'adapter rapidement lors du passage d'un
réseau accès Ethernet 100Mb/s à un réseau 802.11b à 11Mb/s.
• L'optimisation d'applications en tenant compte d'information issues des couches basses (crosslayering) [2]. Par exemple, comment choisir les paramètres (nombre de pairs, nombre de
transferts simultanés) de BitTorrent [3] dans un environnement mixte filaire/sans fil.
Références :
[1] TCP in wireless environments: problems and solutions, Ye Tian; Kai Xu; Ansari, N., IEEE
Communications Magazine, March 2005
[2] A Cross-layer Optimization of Gnutella for Mobile Ad Hoc Networks, Mobihoc, May 2005.
[3] Dissecting BitTorrent: Five Months in a Torrent's Lifetime. M. Izal, G. Urvoy-Keller, E.W.
Biersack, P. Felber, A. Al Hamra, and L. Garcés-Erice. In Passive and Active Measurements 2004
April 2004.
Sujet de thèse 20
Titre : Wireless Sensor Networks and Internet Connectivity
Laboratoire d'accueil : Institut EURECOM, Sophia Antipolis (http://www.eurecom.fr/).
Directeurs de thèse : Walid Dabbous (DR INRIA, [email protected])
et Fethi Filali (MdC, Eurecom, [email protected]).
Sujet : (more details http://www.eurecom.fr/~filali/phd-proposal-mesr.pdf) Sensor networks
(sensornets) have, over the last few years become a very active area of research. The idea behind
them is to have a handful of hundreds (or thousands) of tiny devices (motes) which can be
sprinkled in the environment.
We intend to concentrate this research work on sensornets connectivity to the Internet. Most of the
research currently done with deployed sensor networks involves having a node in the network
(known as the base node) connected to a PC which collects all the data for later analysis. The central
question is : How to bridge sensor networks with the Internet and provide seamless access to the
physical environment by end-users?
Subsidiary questions:
•
Is it actually feasible to connect dynamic networks, with potentially mobile nodes, to a relatively
static Internet?
• Given its design as a network for mobile nodes, Is the mobile telephone network a suitable
method for connecting sensornets to the Internet?
• Can a limited subset of the IP stack be implemented on motes without requiring more memory,
processing power and significant messaging overhead?
• Where should the bridging logic reside? On the sensornet, the gateway node(s), or a
combination of both?
• Can common database and web-based tools be used to access data collected by sensornets?
How?
The student has to investigate the methods of retrieving data from sensor networks over the
Internet. Additionally, he will further look into the differences between IP and Active Messages
(the messaging standard in TinyOS based sensor networks) and whether it is possible to
implement a subset of IP in TinyOS in order to lessen the gap between sensor networks and the
Internet.
Sujet de thèse 21
Titre: Exploitation d'ontologies, d'agents et de services pour un web sémantique interorganisationnel.
Laboratoire d'accueil : Projet ACACIA de l'INRIA Sophia Antipolis
(http://www-sop.inria.fr/acacia/acacia.html)
Directrice de thèse : Rose Dieng-Kuntz (DR INRIA, [email protected])
Sujet : Le contexte est celui de plusieurs organisations coopérant et partageant diverses ressources
et services.
L'objectif de la thèse est d'approfondir les problèmes liés à la construction d'un "web sémantique
inter-organisationnel" en reposant sur un système multi-agents offrant un accès sémantique à des
ressources ou services internes ou externes à ces organisations. Les services intéressants dans le
cadre d'un tel "web sémantique inter-organisationnel" pourront comprendre par exemple :
• des services pour la construction coopérative et contextuelle d'ontologies à partir de diverses
sources d'information (textes, bases de données, etc),
• des services pour l'annotation (coopérative et contextuelle vs semi-automatique) de ressources,
• des services pour la recherche sémantique (éventuellement coopérative et contextuelle) de
ressources et de services (en exploitant le moteur de recherche sémantique Corese développé par
l'équipe Acacia).
Un scénario particulier de coopération inter-organisations sera choisi \(mémoire de projet interorganisations, communauté de pratique en e-Learning, veille pour un groupe d'entreprises,
aide au travail coopératif dans un réseau, etc.) et des services dédiés à ce scénario seront
approfondis.
Profil souhaité : L'étudiant(e) devra avoir de bonnes compétences sur les
ontologies, le web sémantique, les systèmes multi-agents ou les web services.
Sujet de thèse 22
Titre : Etude de la modélisation GALS des systèmes-sur-puce
Laboratoire d’accueil : INRIA Sophia-Antipolis/I3S Projet Aoste,
Directeur de thèse : Robert de Simone (DR INRIA)
Sujet : La complexité croissante des systèmes sur puce (SoC) actuels pose un défi aux méthodes traditionnelles de conception de circuits digitaux. Ceci a conduit à la proposition
denouvelles techniques de modélisation, plus souples, généralement regroupées sous la
mention de "Globally-Asynchronous/Locally-Synchronous" (GALS) design. Ces techniques
autorisent une certaine souplesse dans les interconnections entre blocs de calcul synchrones,
au niveau de la détermination des latences induites par les transferts de signaux et de données.
On peut citer dans ce domaine en particulier la théorie des "Latency-Insensitive Designs" de
Carloni, Sangiovanni-Vincentelli et al, et la théorie des "De- Synchronized systems" de
Cortadella, Kondratyev, Lavagno et al.
Un point important de ces théories est toutefois de maintenir un lien étroit et une relation
claire avec les spécifications synchrones reconnues auparavant, ceci afin de pouvoir toujours
bénéficier de la plupart des outils d’analyse et de synthèse inclus dans les logiciels EDA
(Electronic design automation) du marché. D’autres types d’analyse devraient en outre être
développés, portant sur l’établissement et la correspondance entre latences pour concevoir un
système "équilibré".
Objectif:
Après une "prise en main" des différentes approches à partir d’études bibliographiques, le
candidat aura à étudier comment des hypothèses et contraintes (syntaxiques ou sémantiques)
peuvent permettre de reconnaître qu’une description de bloc IP synchrone contient en réalité
des éléments d’asynchronisme (multi-horloge, endochronie) permettant d’élargir le spectre
d’applicabilité des techniques GALS. Ces hypothèses syntaxiques pourront étre issus des
langages synchrones comme Esterel, Lustre ou Signal, qui autorisent la modélisation et
programmation de haut niveau de systèmes avec une interprétation sémantique synchrone
claire.
Une seconde partie du travail consistera à étudier comment les latences "obligatoires", héritées
de contraintes physiques ou de décision préliminaires de partitionnement (floorplanning),
peuvent se combiner dans une approche compositionnelle afin de réaliser un système complet
équilibré au niveau de ces latences. On pourra enfin étudier les capacités de "recycling", en
recouvrant par ce mot les déplacements d’éléments de latence (délais de cycles d’horloge) qui
préservent les comportements fonctionnels globaux du systèmes tout en décalant
temporellement certains de calculs, pour les ajuster au mieux globalement en fonction de
critères de performance ou de consommation.
Sujet de thèse 23
Titre : Ordonnancement des tâches et des communications sur une architecture multiprocesseur
Laboratoire d’accueil : Laboratoire I3S, Sophia Antipolis
Directeurs de thèse : Michel Auguin (DR CNER) et Fabrice Muller (non HDR)
Sujet : Les RTOS (Real Time Operating System) sont devenus indispensables dans les systèmes embarqués pour diverses raisons telles que la garantie de l’ordonnancement des tâches, la
flexibilité de l’application, la maintenance, la possibilité de supporter des architectures
multiprocesseurs- Cependant, la très grande majorité des RTOS est réalisée en logiciel, c’està-dire que la couche logicielle RTOS s’exécute sur un processeur, voire plusieurs processeurs.
Dans le cas d’architectures multiprocesseurs, la maîtrise des communications, la répartition
des services sur les processeurs ne sont pas optimisées et rend le système incertain dans le cas
de contraintes temps réels dures et demande alors un surdimensionnement de l’architecture
pour remédier au problème. Dans le domaine des SoC (System on Chip), une idée est de
déporter des services du RTOS sur des modules Hw pour obtenir un management global du
système multi-processeur et des communications.
Dans le cadre de la thèse, le candidat se focalisera sur l’ordonnanceur qui sera déporté en
matériel. Ainsi, le candidat devra mener des études sur les politiques d’ordonnancement du
RTOS en tenant compte de l’aspect multi-processeurs mais aussi des communications. En
effet, l’innovation sera de repenser la partie communications/bus qui n’est plus adapté aux
SoC. Une solution d’architecture innovante sera modélisée à partir de SystemC.
Sujet de thèse 24
Titre : Etude et optimisation de la gestion d’énergie dans les systèmes mobiles embarqués
Laboratoire d’accueil : Laboratoire I3S, Sophia Antipolis
Directrice de thèse : Cécile Belleudy (non HDR)
Sujet : L’étude et la conception des systèmes embarqués étaient souvent abordées en fonction
d’un type d’environnement précis dans lequel le système doit évoluer. Depuis quelques années
on cible des environnements plus complexe et dans le même temps on cherche à une
augmenter le nombre de fonctionnalités réalisées par le système. Ceci a pour conséquence que
les systèmes embarqués intègrent plus de flexibilité ou «d’intelligence» dans le but de les
rendre plus adaptatifs par rapport à un environnement plus complexe (pervasive computing,
réseaux had oc, cognitive radio ...). Les fonctionnalités du système sont de types très variés,
mixant à la fois du contrôle et des traitements intensifs ce qui conduit souvent à des
architectures hétérogènes. De plus les systèmes deviennent de plus en plus mobiles ce qui
implique une alimentation par batterie. Si la classe des systèmes mentionnés ci-dessus ne sont
pas à classer en général comme critiques, il n’en demeure pas moins qu’il s’agit de systèmes
temps réel pour lesquels des fonctionnalités imposent des contraintes de temps strictes (par
exemple l’aspect protocole de communication) et d’autres des contraintes temps réel souples
(les aspects plûtot transformationnels). Cette partition suivant la nature des contraintes peut
être même fluctuante en fonction du niveau d’énergie de la batterie. Il se pose alors le
problème de modéliser et de concevoir un tel système de manière à en optimiser globalement
l’autonomie, c’est à dire garantir les échéances de certaines fonctions et optimiser les autres
services et ceci en fonction du niveau mesuré de la batterie [1],[2]. L’objectif de la thèse
consiste dans un premier temps à modéliser le système, y compris les aspects non
fonctionnels, pour ensuite étudier une ou des méthodes d’optimisation de la durée de
fonctionnement du mobile (dynamic power management, dynamic voltage scaling, adaptive
body biasing) tout en respectant au mieux les contraintes et en optimisant la qualité de service.
Cette thèse doit faire l’objet d’un projet de recherche avec d’autres partenaires académiques.
[1] V. Raghunathan, C. Pereira, M. B. Srivastava, and R. Gupta, "Energy Aware Wireless
Systems with Adaptive Power-Fidelity Tradeoffs", IEEE Transactions on VLSI Systems,
February 2005.
[2] J. Luo and N. K. Jha, "Battery aware static scheduling for distributed real-time embedded
systems", Proc. ACM/IEEE DAC, pp. 444–449, 2001.
Sujet de thèse 25
Titre : Assistance a l’abstraction de composants virtuels (IP)
Laboratoire d’accueil : Laboratoire ENST LabSoC, Institut Eurécom, Sophia Antipolis
Directeur de thèse : Renaud Pacalet
Sujet : La complexité croissante des SoC (Systems on Chip) compromet aussi bien la
productivité lors de leur conception que leur validation et de nouvelles méthodologies sont
souhaitables. La conception s’oriente aujourd’hui vers la réutilisation de composants (les IP)
et l’adaptation d’architectures existantes (approches orientées plateformes). Le problème de la
validation est plus aigu. Les techniques usuelles de simulation ne s’appliquent bien qu’en fin
de cycle de développement sur des modèles détaillés, d’ou des temps de calcul importants,
une couverture limitée, et des détections d’erreur tardives et coûteuses. Il faut donc repenser et
compléter cette approche, par exemple par des méthodes formelles. Actuellement, les plus
rependues manipulent des automates et s’appliquent a des modèles très concrets (transfert de
registre, par exemple). On retrouve alors la complexité dans l’explosion combinatoire et l’on
ne peut traiter ainsi que des éléments individuels et non des sous-systèmes ou des systèmes
complets. En vue de travailler a de plus hauts niveaux d’abstraction, cette thèse portera sur
l’élaboration de modèles abstraits de composants a partir de modèles concrets et leur
utilisation pour la validation des systèmes complexes.
Travail proposé : Souvent, on dispose de composants (sur étagères, réutilisation) sous une
forme déjà très raffinée (modèle RTL, code source). Parfois, on produit d’abord un modèle
concret afin d’estimer au plus vite des critères de performance. Il s’agit ici d’assister
l’abstraction de ces modèles pour une validation plus efficace. Techniquement, des
manipulations et simplifications de graphes de contrôle ainsi que des projections sur certains
aspects (variables, conditions d’utilisation,... ) viseront l’accélération des simulations. Pour
appréhender de nombreux composants élémentaires simples (CES), un modèle générique sera
proposé et l’outillage adéquat lui sera associé : techniques de composition de CES,
simulations sur CES composés,... Enfin, l’approche devra être fondée, assurant la conformité
entre modèles abstraits et concrets, et l’extension à une démarche hiérarchique (plusieurs
niveaux d’abstraction successifs) sera étudiée.
Sujet de thèse 26
Titre : Méthode et outils d’exploration d’architecture niveau système
Laboratoire d’accueil : Laboratoire ENST LabSoC, Institut Eurécom, Sophia Antipolis
Directeur de thèse : Renaud Pacalet
Sujet : Les choix d’architecture système (architecture d’interconnexion, partitionnement
logiciel /matériel,...) sont d’une importance considérable dans le cycle de conception d’un
système intégré. Avec la complexité croissante des SoC (systems on Chip), l’expérience des
architectes système ne suffit plus a réduire suffisamment l’espace des architectures possibles
pour une application et le nombre des solutions a explorer et a évaluer reste considérable. Des
outils dédiés a ces phases essentielles sont nécessaires. Actuellement, des langages différents
sont utilisés selon le niveau d’abstraction (des tâches «haut niveau» de l’application au niveau
transfert de registre des composants matériels) et le passages de l’un a l’autre est souvent
informel, manuel et mal maîtrisé. L’objectif de cette thèse est de formaliser et d’outiller l’un
des plus importants de ces passages : celui d’un graphe de tâches assez fin de l’application à
une architecture abstraite de système avec une distribution des tâches de l’application sur les
composants de l’architecture. Il s’agit de fournir à l’architecte un outil d’exploration qui lui
permette de mettre en oeuvre rapidement des choix d’architecture et de les évaluer a moindre
coût, exploitant l’abstraction pour obtenir des simulations rapides et mettre en oeuvre d’autres
techniques de vérification (model checking,...).
Travail proposé : Définir deux formalismes outillés l’un pour la description d’application sous
forme de graphe de tâches et l’autre pour la modélisation d’architectures physiques
génériques, support d’exécution. Y associer une méthodologie d’exploration d’architecture
système basée sur une notion formalisée de projection des tâches sur l’architecture.
Techniquement, on fera abstraction des traitements de données, proposant des modèles
statistiques quand le contrôle en dépend. On se basera sur des composants matériels
génériques paramétrables (CPU, bus,...), permettant un assemblage tel qu’en y projetant
l’application, on obtient automatiquement un systeme «haut niveau» simulable ou
statiquement analysable par d’autres techniques, à des fins d’évaluation. Servant de référence,
la description d’application permettra de formuler des contraintes (temps réel par exemple), et
leur portée pour la validation de l’architecture sera étudiée. La méthodologie préconisée sera
appliquée à un cas concret afin d’en montrer la pertinence. Au delà de cette thèse, les
architectures abstraites décrites seront le point de départ d’un raffinement vers le matériel.
Sujet de thèse 27
Titre : Auto-adaptativité dans les systèmes embarqués
Laboratoire d’accueil : Laboratoire I3S, Sophia Antipolis
Directeur de thèse : Michel Auguin (DR CNRS)
Sujet : Les systèmes embarqués sont employés dans un nombre de plus en plus important
d’applications et/ou d’environnements ce qui rend leur conception difficile si on souhaite que
le même système soit opérationnel dans plusieurs environnements ou même plus simplement,
lorsque les conditions liées à un environnement fluctuent ce qui peut avoir pour des variations
des temps d’exécutions des fonctions de l’application. En particulier, il devient três coûteux
de développer l’architecture logicielle et/ou matérielle du système en se basant sur l’ensemble
des WCET des fonctionnalités à réaliser. Une autre approche consiste à intégrer dans
l’architecture les mécanismes qui permettent à l’architecture de s’auto-adapter par rapport aux
évolutions des conditions. Cette auto-adaptivité peut fonctionner pour des applications non
critiques mais il reste à imaginer à la fois les mécanismes architecturaux porteurs de cette
auto-adaptivité (basés en particulier sur la reconfiguration dynamique en ligne), l’estimation
en ligne des temps d’exécution et le contrôle permettant à l’architecture de s’adapter vis à vis
de son environnement. On ciblera des systèmes multi-tâches sur des architecture hétérogènes
afin de couvrir une classe d’applications conséquente.
Sujet de thèse 28
Titre : Programmation réactive des systèmes embarqués
Laboratoire d’accueil : EMP-CMA/INRIA - Projet MIMOSA
Directeur de thèse : Frédéric Boussinot (DR)
Sujet : L’objectif de la thèse est d’appliquer la programmation réactive (cf.
http://www.inria.fr/ mimosa/rp) à la conception modulaire des systèmes embarqués. Sont
particulièrement visés, les systèmes disposant de faibles ressources mémoire et CPU. Le
travail devrait assez naturellement déboucher sur la proposition d’un modèle d’exécution
réactif destiné aux noyaux de systèmes d’exploitation. Un composant essentiel, de ce point de
vue, devrait fournir les fonctionnalités de scheduling nécessaires aux moteurs réactifs, permettant ainsi de remplacer les schedulers classiques.
Sujet de thèse 29
Titre : MDA et nouveaux services pour plates-formes hétérogènes
Laboratoire d'accueil: I3S, projet Rainbow
Directeurs de thèse: M. Riveill (Professeur) M. Blay-Fornarino (Maître de conférences)
Sujet : Une application répartie utilise divers services techniques (sécurité, transaction, cycle
de vie, monitoring, etc.) qui sont aujourd'hui intégrés au sein de la plate-forme supportant
l'exécution : J2EE, CCM-CORBA, Web Service, .Net. Si cette approche est communément
acceptée, rien n'est encore proposé pour les applications devant s'exécuter sur différentes
plates-formes.
Le cœur de l'étude qui est proposée concerne l'utilisation de services techniques pour une
application répartie devant être distribuée sur des plates-formes hétérogènes.
Nous proposons d'aborder cette problématique en nous appuyant sur les travaux issus de la
séparation des préoccupations et de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM/MDA/MDE). Il
s'agit d'étudier comment l'expression des services et de leur intégration au niveau des modèles
peut de manière opérationnelle se projeter simultanément sur différentes plateformes.
Cette thèse comprend à la fois une partie formelle sur la définition et validation de modèles et
une partie pratique pour valider les projections vers des plateformes réelles.
Les applications qui serviront de terrain d'étude se situent au choix dans le monde des
applications mobiles et/ou des grilles de traitements.
Sujet de thèse 30
Titre : Utilisation de métaheuristiques pour l'optimisation globale de problèmes continus.
Laboratoire d'accueil : INRIA Sophia Antipolis, I3S et CERTIS, Projet COPRIN
Directeurs de thèse : B. Neveu
Sujet : Le but de cette thèse est d'étudier des méthodes hybrides d'optimisation globale.
Les métaheuristiques classiques (recuit simulé, recherche avec liste taboue) ont été définies
pour résoudre des problèmes d'optimisation combinatoire. Elles ont aussi été parfois
employées pour des problèmes avec variables continues en tant que méthodes incomplètes.
Une première partie de la thèse sera consacrée à l'étude des voisinages et à l'adaptation de ces
méthodes pour les problèmes continus. Par ailleurs, les méthodes complètes de
séparation/évaluation (Branch & Bound) à base de recherche arborescente ont été largement
étudiées pour l'optimisation globale.
Une deuxième partie de cette thèse concernera l'hybridation de ces méthodes. Comment
améliorer un algorithme d'optimisation complet avec des métaheuristiques ? Par exemple,
quand le "Branch & Bound" trouve une solution (non optimale), on cherchera à améliorer
cette solution en utilisant une métaheuristique et obtenir ainsi une meilleure borne pour mieux
élaguer la suite de l'arbre de recherche.
On utilisera des bancs d'essai et des problèmes étudiés dans le projet COPRIN pour valider les
approches envisagées, qui seront intégrées à un outil de résolution par intervalles développé
dans COPRIN.
Sujet de thèse 31
Titre : Adaptabilité et Ingénierie des Méthodes: une approche centrée utilisateur.
Laboratoire d'accueil : I3S, projet EXeCO
Directeurs de thèse : J.-L. Cavarero (Professeur), I. Mirbel (Maître de conférences)
Sujet : Les méthodes de développement ont pour but de faciliter la réalisation et la
maintenance des systèmes d'information. Ceci n'a pas toujours été atteint, en particulier parce
que les méthodes n'étaient pas toujours bien adaptées aux spécificités des projets. Les
méthodes situationnelles (MS) ont été conçues pour corriger cette faiblesse. Ces dernières sont
construites, en fonction de la situation particulière d'un projet, par agencement de fragments
de méthodes prédéfinis et accessibles dans une base de fragments.
Toutefois, si les MS améliorent la vision des ingénieurs méthode (IM) qui ont pour tâche de
mettre en place une méthode dans l'entreprise, elles n'améliorent pas la situation des
ingénieurs d'application (IA) qui utilisent la méthode pour mener à bien le développement
logiciel. En effet, même si les MS sont décomposées en fragments, les IA doivent
impérativement comprendre une méthode dans son ensemble pour pouvoir l'exploiter.
L'expérience montre que l'ampleur de cette tâche a des effets négatifs qui discréditent de façon
générale l'emploi de méthodes.
L'objet de cette thèse est de minimiser autant que possible ce défaut. Pour cela, il faudra
concevoir une approche permettant, face à une situation donnée (profil de l'IA, étape du
processus de développement, technologies employées, etc.), de n'exhiber de la méthode que
les fragments en rapport avec cette situation. Pour cela, il faudra concevoir des formalismes
permettant de caractériser les situations qui seront utilisées pour rechercher les fragments de
méthodes. Nous nous intéresserons également à la façon de présenter les fragments à l'IA. En
particulier, on s'attachera à prendre en compte l'expérience des IA lors des requêtes
antérieures.
Pour plus d'information : http://www.i3s.unice.fr/~mirbel/props.html
Sujet de thèse 32
Titre : Sécurité par typage dans les langages de programmation.
Laboratoire d'accueil : INRIA Sophia Antipolis, Projet Mimosa
Directeurs de thèse : G. Boudol (DR INRIA)
Sujet : Le projet MIMOSA a débuté la conception et l'implantation d'un langage pour la
programmation mobile, appelé ULM. Ce langage repose sur un noyau fonctionnel et
impératif, à la ML, auquel sont ajoutées les constructions de la programmation réactive (voir
http://www-sop.inria.fr/mimosa/rp/), proches de celles du langage synchrone
ESTEREL, et une construction permettant la migration de code. Une implantation prototype
de ce noyau, plongé dans le langage SCHEME, a été réalisée, en utilisant le compilateur
BIGLOO (voir http://www-sop.inria.fr/mimosa/fp/Bigloo/) développé dans le
cadre du projet MIMOSA. Le code mobile pose de nombreux problèmes et tout spécialement
du point de vue de la sécurité. Nous avons commencé à travailler sur ces problèmes, et en
particulier sur l'aspect de la confidentialité. Nous avons adopté une approche maintenant bien
établie de «sécurité par typage», qui consiste à définir, pour le langage de programmation
considéré, un système de types qui garantit la propriété dite de «non-interférence». C'est
l'approche
adoptée
pour
Flow
CAML
(voir
http://pauillac.inria.fr/~simonet/soft/flowcaml/index.fr.html).
Toutefois, nous avons très récemment étendu ce modèle, de façon à accepter des programmes
qui déclassifient leurs données, comme par exemple une procédure de vérification de mot de
passe. Il est en effet largement reconnu que cette approche de «sécurité par typage» ne sera
utilisable dans la pratique que si elle incorpore d'une manière acceptable les programmes
«déclassifiants». Ce travail sur la déclassification ouvre de nombreuses perspectives et
nécessite des développements. Par exemple, il devrait être relativement facile de traiter de
façon similaire l'aspect «intégrité» des préoccupations de sécurité, puisqu'on peut le voir
comme le dual de l'aspect «confidentialité». Le point de vue que nous adoptons pour traiter la
déclassification est que la politique de sécurité doit pouvoir varier au cours du temps. Il serait
par conséquent très intéressant de voir comment ceci peut être combiné à la notion de niveau
de sécurité dynamique, telle qu'elle a par exemple été introduite par Tse et S. Zdancewic dans
Run-time principals in information-flow type systems, IEEE Symp. on Security and Privacy
(2004), qui semble importante dans la pratique. Une autre dimension à explorer est celle du
polymorphisme et de l'inférence de type. C'est une dimension plus «classique» -qui par
exemple est au cœur du système Flow CAML-, mais elle est indispensable à une mise en
oeuvre des concepts, et notamment dans l'implantation du langage ULM. Le travail de thèse
proposé a pour objectif d'explorer ces perspectives et développements. Il s'effectuera en
particulier dans le cadre du projet CRISS de l'ACI Sécurité Informatique (voir
http://www.cmi.univ-mrs.fr/~amadio/Criss/criss.html).
Sujet de thèse 33
Titre : Web et langages de programmation.
Laboratoire d'accueil : INRIA Sophia Antipolis, Projet Mimosa et I3S, projet [email protected]
Directeurs de thèse : M. Serrano (CR INRIA, HDR) et E. Gallesio (Maître de conférences)
Sujet : Il est communément admis que le Web a bouleversé l'informatique. Il a tellement
facilité l'usage des ordinateurs qu'il en a généralisé leur emploi dans notre société. Pour ne
citer qu'un exemple, une grande partie des services se fait par le Web (achats, prévisions
météorologiques, informations routières, billetteries, ...). Même localement, sans réseau, on
peut utiliser le Web, par exemple pour faire l'administration système de sa propre machine ou
pour consulter son agenda personnel. Bref, le Web est là, il existe et nous l'utilisons !
La multitude d'applications Web qui existent à ce jour pourraient laisser penser que les
problèmes informatiques posés par le Web ont été résolus puisque justement ces applications
existent et fonctionnent raisonnablement. Ce n'est malheureusement pas le cas. Au contraire,
le Web étant devenu le moyen standard d'utiliser les réseaux informatiques, les applications
Web sont devenues de plus en plus élaborées. Elles sont aussi de plus en plus complexes à
programmer car les techniques sur lesquelles repose le Web n'ont été, à ce jour, que très peu
considérées du point des langages de programmation. Des solutions partielles existent par
l'intermédiaire de langages spécialisés (PHP, JavaScript, ...) qui sont utilisés soit dans les
serveurs, soit dans les clients, mais qui n'abordent la programmation du Web dans sa totalité.
En particulier, ils ne se concentrent pas sur modélisation des interactions entre les serveurs et
les clients.
Ainsi, cette thèse portera sur la prise en compte du Web dans les langages de programmation
généralistes. Par exemple, il faudra concevoir des modèles de programmation permettant
d'exprimer les interactions entre les serveurs et les clients, la mobilité des programmes ou
encore la manipulation des données réparties.
Sujet de thèse 34
Titre : Modèles et algorithmes pour l'e-learning adaptatif.
Laboratoire d'accueil : Equipe Langages, Laboratoire I3S, Sophia Antipolis.
Directeurs de thèse : M. Gautero (MCF, [email protected]).
L'utilisation du e-learning est de plus en plus courante. Malgré cela, non seulement la
modélisation des enseignements n'en est qu'à ses balbutiements, mais surtout elle semble
occulter les différences de raisonnement qui existent obligatoirement entre les apprenants :
deux individus face au même problème, une même explication, ne feront pas les même choix
et ne suivront donc pas le même parcours.
Il s'agit donc pour nous de montrer qu'il est possible d'adapter un cours au comportement de
l'enseigné et d'en étudier les conséquences sur la modélisation et la construction des
enseignements. L'utilisation des algorithmes génétiques pour cette adaptation est une voie que
nous pensons tout particulièrement continuer à étudier. Notre travail a en effet commencé au
travers de Travaux d'Etudes (niveau licence), de Travaux d'Etudes et de Recherches (niveau
Master 1) mais surtout au travers d'un stage en Master 2, pour lequel nous pensons obtenir des
résultats prometteurs. Pour ces différents travaux, tout comme pour le sujet que nous
proposons, des acteurs de différents horizons, spécialiste des algorithmes génétiques,
spécialiste en génie logiciel (P. Crescenzo) etc., sont réunis.
Sujet de thèse 35
Titre : Rendu perceptif multi-modal pour les environnements virtuels immersifs
Laboratoire d'accueil : Projet REVES, INRIA Sophia-Antipolis
Directeurs de thèse : (DR INRIA, HDR).
Sujet de thèse 36
Titre :
Laboratoire d'accueil : Projet REVES, INRIA Sophia-Antipolis
Directeurs de thèse : George Drettakis (DR INRIA, HDR) et Nicolas Tsingos (CR INRIA)
Les environnements virtuels sont de plus en plus fréquemment utilisés pour permettre à un
utilisateur de s'immerger dans une représentation de données informatiques. Ils reposent
généralement sur une visualization graphique tridimensionnelle ainsi que des informations
sonores. Malheureusement, la complexité visuelle et sonore des environnements pouvant être
simulés interactivement reste encore limitée, ce qui est un frein au réalisme et à la sensation
d'immersion. Dans cette thèse nous nous proposons de développer une série d'algorithmes
pour accélérer le rendu audio-visuel de scènes synthétiques complexes . Pour atteindre ce but,
la thèse aura trois parties : rendu visuel efficace par des critères visuels, rendu efficace multimodal et gestion de l'attention multi-modale.
La première partie de la thèse permettra le développement d'une série d'algorithmes purement
visuels, permettant une accélération du rendu, par exemple en gérant différents niveaux de
détails, à base de critères de perception visuels notamment des seuils de masquage et
d'estimation de cartes de salience. Dans la deuxième partie de la thèse, nous allons généraliser
notre approche visuelle en utilisant également le canal auditif. Enfin, la troisième partie de la
thèse portera sur la gestion de l'attention. Lorsqu'il s'agit de visualiser ou sonifier des données
complexes, il peut être nécessaire d'améliorer ou garantir la lisibilité de la représentation.
Contrôler l'attention de l'utilisateur en adaptant la visualisation/sonification à l'importance du
contenu est alors un enjeu important.
Sujet de thèse 37
Titre : Simulation Interactive à Base d'exemple et Validation de l'usure pour l'image de
Synthèse
Laboratoire d'accueil : Projet REVES, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : George Drettakis (DR INRIA, HDR).
Les scènes utilisées en image de synthèse contiennent des objets qui, la plupart du temps, sont
trop « parfaits ». Pendant la phase de modélisation, un infographiste crée la géométrie de
l'objet, et ensuite ajoute un matériau et une ou plusieurs textures. Même si les textures peuvent
contenir une richesse visuelle importante, elles représentent souvent des matériaux « parfaits
», c'est-à-dire sans les effets de l'usure par le temps, les éléments, la friction, les impacts etc.
Dans le domaine de l'image de synthèse il y a eu un certain nombre de travaux sur la
visualisation de l'usure, qui se basent principalement sur une simulation, plus ou moins
élaborée, du phénomène physique sous-jacent. Ce type de simulation s'avère souvent coûteux
en temps de calcul, ou en espace mémoire, et nécessite le choix d'un grand nombre de
paramètres par l'utilisateur pour obtenir le résultat souhaité.
Dans cette thèse nous nous proposons de développer des solutions à ces problèmes pour la
simulation de l'usure. La première partie de la thèse portera sur l'accélération des temps de
calcul des phénomènes d'usure, permettant l'utilisation dans un contexte interactif. Dans la
deuxième partie de la thèse nous tenterons de résoudre le problème du choix des paramètres et
le manque de réalisme, en développant une nouvelle approche, qui tentera de
combiner les approches de simulation avec des méthodes qui se base sur de photos pour
générer des textures. La troisième partie de la thèse comportera une phase de validation des
modèles développés, à partir de données « de terrain » disponible au Centre Scientifique et
Technique du Batiment (CSTB) avec qui nous avons une collaboration étroite.
Sujet de thèse 38
Titre : Courbes et surfaces en géométrie algorithmique
Laboratoire d'accueil : Projet Galaad, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Monique Teillaud (CR INRIA) .[avec la participation de Sylvain Pion
(CR INRIA Geometrica)]
L'extension des algorithmes géométriques au cas d'objets courbes est un sujet de recherche
très actif actuellement. Pendant sa thèse, le doctorant étudiera les primitives de base pour le
traitement des arcs de courbes dans le plan, et de surfaces dans l'espace, utilisées par exemple
dans le calcul d'arrangements. Il s'intéressera au filtrage de ces primitives, nécessaire pour une
bonne efficacité. Il explorera la possibilité de se placer dans un cadre projectif. Une partie de
son travail consistera à étudier des structures de données adaptées aux arrangements de
surfaces.
Le travail donnera lieu à des soumissions de nouveaux modules à la bibliothèque CGAL
(www.cgal.org).
Pour plus d'information : http://www-sop.inria.fr/galaad/teillaud/
Sujet de thèse 39
Titre : Définition, calcul et classification de poches d'arrimage de médicaments sur les
protéines
Laboratoire d'accueil : Projet Geometrica, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Frédéric Cazals (CR INRIA).
Deux des challenges de l'ère post-génomique résident dans la compréhension de la machinerie
moléculaire cellulaire et dans la conception de nouveaux médicaments. Ces deux challenges
nécessitent la compréhension de la formation de complexes (macro-)moléculaires, laquelle
passe par la caractérisation des poches d'interaction à la surface des protéines.
À ce jour, la caractérisation des poches a été abordée sous deux aspects. D'un point de vue
algorithmique, plusieurs définitions de poches utilisant la notion de variété stable associée à
un champs de vecteur défini sur la protéine ont été proposées . Ces méthodes font la part belle
à des contraintes de nature mathématique et manquent de réalisme chimique. D'un point de
vue applicatif, les poches ont été examinées par diverses méthodes. Celles-ci utilisent
(toujours) des grilles et des stratégies d'échantillonnage qui les rendant peu efficaces. Par
ailleurs, les calculs effectués sont en général globaux et ne rendent pas compte de propriétés
locales importantes.
L'objet de cette thèse est de réunifier les deux approches afin de:
(i) définir et classer les poches observées à la surface des protéines de la Protein Data Bank
(PDB), et de mettre en place un serveur web les répertoriant.
(ii) développer des algorithmes de comparaison de poches, utilisables pour la conception in
sicilo de médicaments.
Sujet de thèse 40
Titre : Compression de formes complexes: vers une approche débit-distorsion.
Laboratoire d'accueil : Projet Geometrica, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Pierre Alliez (CR INRIA).
L'exploitation de formes complexes sur les infrastructures informatiques modernes nécessite
d'élaborer des représentations efficaces. Ce sujet de recherche s'intéresse plus particulièrement
à la compression pour le stockage et la transmission de formes surfaciques représentées sous
la forme de maillages. On recherchera une méthode procédant par remaillage à différentes
résolutions, de telle sorte que la nouvelle représentation soit propice à une compression
efficace tout en approchant au mieux la forme originale. On privilégiera les approches
procédant par optimisation du compromis débit-distorsion, en considérant deux types de
maillages (triangulaires ou quadrangulaires) et une métrique spécifiée en paramètre.
Ce travail s'inscrit dans l'action concertée incitative (ACI) masses de données GeoComp
(Compression de données de nature géométrique), réunissant l'INRIA, le laboratoire
d'informatique de l'école polytechnique (LIX), le laboratoire bordelais de recherche en
informatique (LaBRI) et le service de physique théorique du CEA Saclay.
Sujet de thèse 41
Titre : Suivi en temps-réel d'objets non-rigides
Laboratoire d'accueil : Projet Icare, INRIA Sophia-Antipolis
Directeurs de thèse : Patrick Rives (DR INRIA, HDR) Ezio Malis (CR INRIA).
L'objectif de cette thèse est de définir une nouvelle approche de suivi en temps réel sur des
objets très déformables (par exemple le coeur) et non modélisables par des modèles
géométriques simples. Les méthodes classiques de suivi développées dans le projet Icare sont
actuellement basées sur des modèles géométriques de cibles rigides et représentables par des
équations paramétriques implicites. Elles ne sont pas adaptées à la définition de tâches de
suivi vis à vis d'objets non rigides. L'extension de ces techniques à des objets déformables
soulève des problèmes de recherche difficiles si l'on veut traiter le problème dans sa
généralité. Les travaux porteront sur le choix, l'extraction et le suivi en temps-réel d'indices
visuels naturels sur une surface se déformant en 3D (3 dimensions). Les indices naturels sont
soumis à des perturbations importantes à cause de la déformation 3D, des occultations ou des
réflexions spéculaires. Le suivi d'indices naturels devra donc se montrer robustes vis-à-vis de
ces perturbations.
Parmi les nombreuses applications du suivi en temps-réel d'objets non-rigides nous
considérons en particulier l'assistance robotisée de gestes pour des actes de chirurgie
cardiaque mini-invasive à coeur battant, sans circulation extra-corporelle et sans stabilisateur.
Actuellement le chirurgien lors d'une opération à coeur battant travaille avec un stabilisateur
qui n'immobilise que partiellement le coeur et qui est difficile à mettre en oeuvre à thorax
fermé. Et même avec le stabilisateur, les manipulations restent extrêmement délicates. Il s'agit
donc de remplacer ce stabilisateur mécanique par une stabilisation « virtuelle », de telle sorte
que dans le repère des instruments chirurgicaux, le coeur soit immobile. Le retour visuel
endoscopique devra lui aussi être traité de façon à restituer au chirurgien une image stable
dans le repère des instruments.
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec le LIRMM a Montpellier.
Sujet de thèse 42
Titre : Caractérisation d'amers visuels
Laboratoire d'accueil : Projet Icare, INRIA Sophia-Antipolis
Directeurs de thèse :
Patrick Rives (DR INRIA, HDR) Ezio Malis (CR INRIA).(
Ce sujet concerne la localisation et la navigation d'un robot mobile en utilisant les
informations extraites des images fournies par un système de vision embarqué éventuellement
complétées par des mesures fournies par un télémètre laser.L'objectif de cette thèse est de
caractériser la notion d'amers dans un tel contexte. Le problème de la localisation/cartographie
simultanée, (en anglais SLAM Simultaneous Localisation And Mapping), est, par nature, mal
conditionné puisqu'une localisation précise nécessite un modèle de scène bien reconstruit alors
qu'une bonne reconstruction de ce modèle requiert une estimation précise de la localisation du
robot. Pour briser ce cercle vicieux, une approche consiste à essayer d'extraire de la scène des
éléments caractéristiques appelés amers (landmarks) qui seront observables et identifiables
sans ambiguïté de plusieurs points d'observation différents de la scène. La perception d'une
configuration d'amers permettra alors au robot de se localiser et de mettre à jour une
représentation de la scène. La sélection d'une configuration optimale d'amers est une
problèmatique difficile car dépendante de plusieurs critères parfois contradictoires, parmi
ceux-ci, citons:
- la visibilité: il est important que la zone de visibilité de l'amer soit large afin de minimiser
le nombre d'amers nécessaires dans une mission,
- l'identifiabilité: l'amer doit être
identifiable sous des conditions d'observation différents ce qui nécessite la recherche d'une
certaine invariance vis à vis des paramètres d'observation (position, orientation, mais aussi
changement d'échelle ou de conditions d'illumination),
- Les contraintes que son observation impose sur la localisation du robot qui sont liées
notamment à la dimension du difféomorphisme induit entre l'espace des paramètres de
représentation de l'amer et l'espace de configuration du robot.
Il s'agira de proposer une modélisation des amers qui prend en compte ces différents éléments
et une stratégie de perception qui, lors de l'exécution de la mission, optimise la qualité de
localisation sous la contrainte que la tâche principale de la mission est bien réalisée. Cet
objectif nécessitera d'aborder le problème sous l'angle de la géométrie en relation avec les
aspects de perception et modélisation mais également de la géométrie algorithmique
(triangulation et disposition optimale des amers), du contrôle (notion d'observabilité et de
conditionnement des observations) et de la théorie du signal (filtrage, méthodes robustes et à
erreur bornée).
Sujet de thèse 43
Titre : Modélisation macroscopique de la croissance tumorale et couplage aux données
d'imagerie biologique et médicales
Laboratoire d'accueil : Projet Epidaure, INRIA Sophia-Antipolis
Directeurs de thèse : Nicholas Ayache (DR INRIA, HDR), Hervé Delingette (CR INRIA) et
Pierre-Yves Bondiau (médecin radiothérapeute).
Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre des travaux de l'équipe Epidaure sur la modélisation de
processus physiologiques et pathologiques et leur couplage à des données d'imagerie. Il s'agira
ici de proposer des modèles macroscopiques de croissance tumorale prenant en compte la
nature des tissus envahis et la nature des thérapies appliquées. Des travaux récents ont par
exemple démontré l'influence de l'orientation principale des fibres de la matière blanche
cérébrale dans la propagation du glioblastome. Ces modèles seront confrontés à des
observations macroscopiques (typiquement IRM) et microscopiques (sur des modèles
animaux), avec l'objectif de valider les modèles et d'identifier de façon automatique leurs
paramètres.
Cette thèse se fera en collaboration avec des partenaires cliniques : Centre de Lutte Contre le
Cancer Antoine Lacassagne (Nice) et l'hôpital de La Pitié Sapétrière à Paris.
Sujet de thèse 44
Titre : Apprentissage d'Activités Humaines a partir de Vidéos
Laboratoire d'accueil : Projet Orion, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Monique Thonnat (DR INRIA, HDR).
Cette thèse se situe dans le cadre des travaux du projet ORION sur l'interprétation
automatique de séquences vidéos pour la reconnaissance de comportements humains. L'équipe
ORION a conçu une plate-forme d'interprétation de séquences vidéos permettant la détection
d'objets mobiles, le suivi de leur trajectoire et la reconnaissance de certains comportements
prédéfinis par des experts humains dans une base de scénarios. Un scénario est un modèle de
comportement d'un ou de plusieurs individus évoluant dans la scène pendant un intervalle de
temps. Un scénario est composé par une séquence de sous scénarios vérifiant des contraintes
temporelles.
Pour de nombreuses applications il est difficile de définir des modèles de scénarios a
reconnaître. C'est particulièrement vrai pour des activités usuelles dans le cadre de la
domotique ou le maintien a domicile de personnes âgées. Il est donc nécessaire de concevoir
des techniques d'apprentissage d'activités humaines.
L'objectif de cette thèse est la réalisation d'une nouvelle méthode d'apprentissage d'activités
humaines par détection de motifs temporels fréquents et de leurs relations.
Une réalisation pratique consistera dans la mise en oeuvre de cette méthode et de son
expérimentation pour une application de maintien de personnes âgées à domicile.
Sujet de thèse 45
Titre : Agents Intelligents Affectifs
Laboratoire d'accueil : Eurecom - CNRS FRE 2660, Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Christine Lisetti (Prof Eurecom, HDR par équivalence CNU).
Domaine interdisciplinaire récent, l’Informatique Affective connaît un développement rapide
qui a pour but de donner aux ordinateurs les capacités de reconnaître, exprimer, synthétiser et
de modéliser les émotions pour des interactions homme-machine ou homme-robot plus
naturelles et effectives d'une part, ainsi que pour permettre de modéliser et de prédire l'activité
humaine de facon plus réaliste d'autre part. Les objectifs de cette thèse seront d'étudier le rôle
des émotions dans la prise de décision de façon à développer des agents artificiels intelligents
(logiciels pouvant aussi être implémenter sur des robots) et de modéliser certaines fonctions
des émotions dans leur interaction avec la cognition. Ce travail demandera de concevoir et
d’implémenter une architecture cognitive-affective pour agents intelligents en utilisant des
techniques en intelligence artificielle et en s’inspirant de la théorie des émotions. Plusieurs
approches seront envisagées - BDI architecture (croyances, désires, intentions), logic-based
architectures et architectures hybrides à niveaux - et l’architecture sera testée sur une
plateforme logicielle.
Sujet de thèse 46
Titre : Certification des résultats
Laboratoire d'accueil : Projet Everest, INRIA Sophia-Antipolis
Directeur de thèse : Gilles Barthe (DR INRIA, HDR).
L'informatique ubiquitaire offre la possibilité d'effectuer des calculs scientifiques
qu'il serait totalement impossible de réaliser sur une seule machine, ou même sur
quelques centaines de machines. Toutefois, les résultats obtenus par ces calculs
distribués ne sont pas toujours fiables, dans la mesure où certains résultats
intermédiaires sont fournis par des machines à laquelle il n'est pas possible de
faire confiance.
L'objectif de ce doctorat est de développer un modèle de sécurité pour le calcul
distribué, et plus précisement de fournir un mécanisme pour déléguer de manière
sûre des calculs à un tiers sans lui faire confiance. Pour ce faire, nous nous
inspirerons du code auto-certifié (Proof Carrying Code), en demandant que le
résultat des calculs soit accompagné d'un certificat fourni par l'auteur des calculs
et permettant de vérifier de manière automatique et efficace la correction de ces
résultats. En particulier, il s'agira de définir le format des certificats, et d'établir
pour des algorithmes donnés des générateurs de certificats.
Mots clés: preuves, algorithmes certifiants, proof-carrying code