Logique descriptive et OWL (Web Ontology Language)

Le langage OWL est n´e de la volont´e d’exprimer des connaissances consistantes et non contradictoires `a l’aide de la logique descriptive. Les connaissances ainsi formalis´ees sont exploitables aussi bien par l’homme que par la machine (voir Eiter et al., 2006). Standardis´e par le W3C, le langage OWL permet une repr´esentation formelle d’un ensemble de concepts reli´es par des relations selon des quantificateurs logiques. La standardisation du langage, ainsi que le recours `a la logique de description, permet une d´esambig¨uisation des concepts et des relations d´ecrivant les connaissances du domaine.

Ainsi, le rˆole premier d’une ontologie OWL, contrairement aux diff´erents formalismes tels que le RDF, les bases de donn´ees ou le XML, est de donner une description logique aux connaissances repr´esent´ees.

Plus g´en´eralement, une ontologie OWL repr´esente, `a l’aide de la logique descriptive, des connaissances sous forme de r´eseaux de nœuds et de liens (voir Eiter et al., 2006). Il existe diff´erentes familles de logiques descriptives qui offrent une expressivit´e variable. Parmi les familles de formalismes existants, nous citons le formalisme OWL2-RL, qui octroie un niveau d’expressivit´e plus important que son pr´ed´ecesseur OWL-DL. Il permet d’exprimer les rela- tions suivantes :

– Hi´erarchie : il est possible de d´ecrire des relations d’´equivalence et d’inclusion des classes. Par exemple il est possible de d´ecrire qu’un disjoncteur est sous-classe des composants ´electriques : Disjoncteur „ ComposantElectriques

– Nominal : il est possible de sp´ecifier une classe en ´enum´erant ses membres et d’inter- dire `a d’autres individus d’y appartenir. L’expression suivante indique qu’un conduc- teur ´electrique ne peut ˆetre que a´erien ou souterrain. T ypeConducteurElectrique  tsouterrain, aerienu

– Inverse : il est possible de d´ecrire une relation et son inverse. Par exemple, l’expression suivante : alimentepa, bq Ñ estAlimentepb, aq indique que d`es lors o`u a alimente b alors il est aussi possible d’affirmer que b est aliment´e par a .

lit´e des relations entre les classes. Par exemple, ComposantElectrique„ Composant X ¤ 1.aT erritoire.T erritoire, indique qu’un composant est localis´e dans au maximum un territoire.

– Chainage de propri´et´es : il est possible de d´efinir des chaines de propri´et´es. Par exemple, d´ecrire que tous les composants du mˆeme poste sont localis´es dans la mˆeme r´egion que le poste. L’expression suivante aP oste  aRegion  aRegion indique que si aP ostpa, bq; aRegionpb, cq; alors il il est possible de conclure que aRegionpa, cq.

Il permet aussi de d´eclarer des propri´et´es de relations :

– Transitivit´e : il est possible de d´efinir des relations de transitivit´e. Par exemple si Rpa, bq ^ Rpb, cq Ñ Rpa, cq.

– Sym´etrie : il est possible de d´efinir une sym´etrie pour certaines relations : Rpa, bq Ñ Rpb, aq. Exemple la relation etreConnecteA est sym´etrique. Si un composant est connect´e `

a un autre composant, donc il sont inter-connect´es.

– Asym´etrie : il est possible de d´efinir une asym´etrie pour certaines relations : Rpa, bq Ñ Rpb, aq. Exemple la relation appartenirAuPoste est asym´etrique. Si un composant appartient `a un poste, l’inverse n’est pas vrai.

– R´eflexive : informe qu’une relation est r´eflexive : Rpa, aq. Par exemple la relation avoirComposantSuccesseur peut ˆetre r´eflexive. La relation peut s’appliquer `a la classe Composant de mani`ere r´eflexive.

– Non r´eflexive : informe qu’une relation ne peut pas ˆetre r´eflexive : Rpa, aq. Par exemple la relation appartenirReseau est non r´eflexive. Un composant ´electrique ne peut pas appartenir `a un autre composant.

– Fonctionnelle : il est permis de d´efinir une relation fonctionnelle. Par exemple, la relation appartenirPoste est fonctionnelle.

– Cardinalit´e qualifi´ee : ce type de cardinalit´e permet d’imposer un nombre minimal ou maximal de relations de peut avoir une classe envers une autre classe. Par exemple, cette relation permet de d´ecrire des composants qui ont connu plus de 2 pannes. – Typ´ee : il est possible d’identifier la classe source et destination d’une relation. Par

exemple il est possible de typer la relation appartenirAuPoste pour qu’elle fasse r´ef´e- rence uniquement aux classes Composant et Poste.

Tout comme la logique descriptive, le langage OWL se subdivise en deux parties : la Tbox et la Abox. La TBox renferme la d´efinition des concepts et les relations qui lient les concepts. Elle contient tous les axiomes d´efinissant le domaine. La ABox renferme les individus qui sont

les instances des concepts d´efinis dans la TBox. Il est possible de faire un parall´elisme entre la logique descriptive et la programmation orient´ee objet o`u les classes et instances de classes sont respectivement la TBox et la ABox. Ces deux parties sont traduites `a l’aide du langage OWL via les triplets (sujet, pr´edicat et objet) inspir´es du mod`ele des graphes (Figure 3.2).

Figure 3.2 Les couches du web s´emantique

Il ressort que la technologie OWL fait partie d’un ensemble de technologies et de langages construits en couches. Bri`evement, nous d´ecrivons ces technologies dans le tableau 3.1

Les ontologies font partie int´egrante d’une succession de technologiques issues Web s´e- mantique. Cette particularit´e octroie `a l’ontologie OWL une grande puissance quant `a la re- pr´esentation et la manipulation de donn´ees h´et´erog`enes et distribu´ees. Cette caract´eristique est primordiale pour le projet LEOPAR qui vise `a unifier les sources de donn´ees d’Hydro- Qu´ebec. Nous invitons le lecteur d´esireux de mieux comprendre les liens qui unissent le web s´emantique aux ontologies OWL de se r´ef´erer `a l’excellent manuel en ligne (voir Gagnon, 2012).