Composition automatique et adaptative de services web pour la météorologie

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pour la météorologie

Benoît Gschwind

To cite this version:

Benoît Gschwind. Composition automatique et adaptative de services web pour la météorologie.

Sciences de la Terre. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. Français. �tel-00460604�

ED n 84:S ien eset te hnologiesdel'informationet dela ommuni ation N

o

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T H E S E

pourobtenirlegradede:

DOCTEURDE L'ECOLE NATIONALE SUPERIEUREDES MINES DE PARIS

Spé ialitéInformatiquetempsréel -Automatique -Robotique

présentéeetsoutenuepubliquementpar BenoîtGSCHWIND

le28septembre2009

Composition automatique et adaptative de servi es web pour la Météorologie

Dire teurs de thèse :RobertMAHL etLu ienWALD

Jury:

MmeValérie Roy (Maître de re her he ENSMP) ...Présidente MmeAnne Dou et(Professeur des Universités) ...Rapporteur Mr Dominique Dumortier (ProfesseurENTPE) ...Rapporteur Mr Mohand-Said Ha id (Professeurdes Universités) ...Examinateur Mr Robert Mahl (ProfesseurENSMP) ...Examinateur Mr Lu ien Wald(Maître de re her he ENSMP) ...Examinateur

Cettethèses'estdérouléeàMinesPariste h onjointementauCentredeRe her he enInformatique(CRI)àFontainebleauetauCentreEnergetiqueetPro édés(CEP) àSophiaAntipolis.

Je souhaite d'abord remer ier Robert Mahl,Dire teur du CRI et Lu ien Wald, Responsable de laformation do torale, mesDire teurs de thèse pourleurs onseils, leurpatien e,leur onan eetleursoutiendansla onduitedemesre her hesetpour m'avoira ueilliave lesmeilleures onditionsdansleur entrerespe tif,demêmeque DidierMayer,Dire teur duCEPet ThierryRan hin,Dire teuradjoint.

Je tiensaussiàremer ierlesmembresdujurypourl'intérêtqu'ilsontportéà e travailetplusparti ulièrementValérieRoypouravoirprésidélejuryetaussipourle suivi demon travailet saparti ipationa tivedansla réda tionde e do ument.Je remer ieAnneDou etpouravoirsoutenumontravailave intérêtdepuisledébut,ses remarqueset en ouragementsm'ont étépré ieux.Je remer ieégalementDominique Duportieret MashanHa idpourl'aidequ'ilsm'ontapporté.

Je remer iesin èrementtoutel'équipeduCRIetduCEPquim'ontaidétoutau longdelathèse and'améliorermesprésentationsetmaréda tionet notammentle groupeOMDduCEPdanslequelj'aipassélesdeuxdernièresannées.

Jeremer iespé ialementYvesBertotpourm'avoirorientéetdonnéunautrepoint devuesurmestravauxdere her he.

Je remer ietoute l'équipe administrativedes deux entres pour leur patien eet leurdisponibilité.

1 Introdu tion 11

1.1 Motivation:l'exempleSoDa. . . 12

1.2 Obje tifsdelathèse . . . 13

1.3 Démar he . . . 14

1.4 Contributions . . . 15

2 La ompositionde servi es Web 17 2.1 L'Internetetlesservi esWeb . . . 17

2.2 La ompositiondeservi esWeb. . . 19

2.3 Laplani ation: asgénéral . . . 20

2.4 Plani ationstatiquepourla omposition deservi esWeb. . . 21

2.5 Plani ationdynamique pourla ompositiondeservi esWeb . . . 23

2.6 Bilan. . . 30

3 Appli ation à lamétéorologie 31 3.1 Lamétéorologie. . . 31

3.2 Lessystèmesd'informationdisponiblesenmétéorologie. . . 32

3.2.1 A essibilitédesdonnéesmétéorologiques . . . 33

3.2.2 Lesservi esWebmétéorologiquesa tuels . . . 34

3.3 Besoinsenmétéorologie . . . 35

3.3.1 Validitéet justessedela ompositiondeservi esWeb . . . 36

3.3.2 Re ongurationen asdepanne . . . 37

3.3.3 Priseen omptedesnouveauxservi esWeb . . . 37

3.3.4 Complétiondesdonnées . . . 37

3.3.5 Améliorationdelaqualité . . . 38

3.3.6 Estimationdelaqualitédelasortienale . . . 38

3.4 Propriétésdesservi esWebmétéorologiques. . . 38

3.4.1 Modedefon tionnementdesopérationsdeservi esWeben mé-téorologie . . . 39

3.4.2 Lestypesd'opérationsréaliséespar esservi es . . . 39

3.4.3 Unservi eWeb ommeunefon tionpartielle . . . 40

3.5 Formalisationdela ompositiondeservi esWebenmétéorologie . . . 40

3.5.1 Introdu tionàlasémantiqueopérationnelle . . . 41

3.5.2 Sémantique opérationnelle du langage de omposition de ser-vi esWeb . . . 41

3.5.3 Extensiondela ompositiondesservi esWebau asréel . . . 45

3.5.5 Priseen omptedelaqualité danslaformalisation . . . 47

3.6 Obje tifdelathèse . . . 47

4 Etude préliminaire de trois méthodes de omposition : statiques, dynamiques etindu tives 49 4.1 Méthodede omposition statique . . . 49

4.1.1 Prin ipe . . . 49

4.1.2 Sémantiquedansle asidéal . . . 50

4.1.3 Sémantiquedansle asréel . . . 52

4.1.4 Initialisationet Exé ution . . . 53

4.1.5 Implantation . . . 53

4.1.6 Dis ussion. . . 53

4.2 Méthode de omposition dynamique baséesur des graphesde dépen-dan ed'états . . . 54

4.2.1 Représentationdesservi esWeb . . . 55

4.2.2 Abstra tiondel'environnement . . . 55

4.2.3 Constru tiondugraphededépendan e . . . 55

4.2.4 Générationdesséquen esd'a tionséquivalentes. . . 55

4.2.5 Critèredequalité des hemins . . . 57

4.2.6 Validationdesrésultats . . . 57

4.2.7 Uniondesrésultats. . . 58

4.2.8 Dis ussion. . . 58

4.3 Méthoded'indu tionProlog . . . 59

4.3.1 PrésentationdeProlog. . . 59

4.3.2 Des riptiondesmessages . . . 60

4.3.3 Des riptiondesservi esWeb . . . 60

4.3.4 Réalisationde

F g

. . . 61

4.3.5 Qualitéet omplétion desrésultats . . . 62

4.3.6 Dis ussion. . . 62

4.4 Résultatsde etteétude . . . 63

5 Méthode hybride de omposition 65 5.1 Lesdiérentesphasesduprototype . . . 65

5.2 Générationdes ompositionsparlafon tion

F g

. . . 66

5.3 Véri ationdelavaliditédes ompositions(la fon tion

F v

) . . . 66

5.3.1 Etablirle omportementd'unWebservi e. . . 67

5.3.2 Dé ompositiondulangage . . . 67

5.3.3 Lestypesdedonnées. . . 68

5.3.4 Dé larationdesservi esWeb . . . 69

5.3.5 Lesexpressionssurlesdonnées . . . 70

5.3.6 Lesopérateursde ontrle . . . 71

5.3.7 Lasémantiqueopérationnelledulangage. . . 72

5.3.8 Exé utionthéoriqued'une omposition. . . 78

5.3.9 Validationthéoriquedes ompositionstrouvées . . . 78

5.4 Priseen ompte delaqualité . . . 80

5.4.1 Priseen omptedelaqualité desservi esWeb . . . 80

5.4.2 Priseen omptedelaqualité desdonnéesnales . . . 80

5.5 Unionautomatiquedesrésultatsdel'exé utiondes ompositions . . . 81

5.7 Exempled'appli ation:l'utilisateurdeLyon . . . 83

5.8 Casparti ulieroùla omparaisondes omportementsé houe . . . 88

5.9 Analysedelaméthodeproposée . . . 89

6 Évaluationdesméthodesde ompositionautomatiqueetadaptative 93 6.1 Analysedesbesoinspourl'évaluation. . . 94

6.1.1 Lesformesde ompositionsàévaluer. . . 94

6.1.2 Évaluationdelaqualité . . . 95

6.1.3 Lesenvironnementsdes ompositions. . . 95

6.2 Laméthoded'évaluation . . . 97

6.2.1 Lesdiérentsélémentsdess énarios . . . 97

6.2.2 Étapesdedénition dess énarios. . . 97

6.2.3 Dé ompositiondess énarios. . . 97

6.2.4 Dénitiondess énarios . . . 98

6.2.5 Lespro éduresdetestdess énarios . . . 100

6.3 Implémentation . . . 104

6.3.1 Choixdesservi esWebpourl'implémentationd'unban detest104 6.3.2 Dénition des requêtes et des résultats attenduspour haque s énario . . . 106

6.3.3 Exempledesdes riptionsutiliséesparlesméthodesde ompo-sition . . . 107

6.3.4 Réalisationdestestsave lesdiérentsprototypes . . . 108

6.4 RésultatsetAnalysedel'outil. . . 112

6.4.1 Fon tionnalitésdesprototypes . . . 112

6.4.2 Testsdegestiondelaqualité . . . 116

6.4.3 Analysedel'outil . . . 118

7 Con lusion 121

ARPA Advan ed Resear hProje tsAgen y

BPEL4WS,BPEL BusinessPro essExe utionLanguageforWebServi es BPML BusinessPro essModelingLanguage

CEP CentreEnergétiqueetPro édés

CORBA CommonObje tRequestBrokerAr hite ture CSDL CompositeServi eDenitionLanguage CSIR Coun ilforS ienti andIndustrialResear h DAML-S maintenantOWL-S

EMP E oledesMinesdeParis,maintenantMINESParisTe h ER Entité-Relation

ESRA EuropeanSolarRadiationAtlas

GEOSS GlobalEarthObservationSystemofSystems HTML HyperTextMarkupLanguage

HTN Hierar hi alTaskNetwork HTTP HyperTextTransferProto ol

IARC InternationalAgen yforResear honCan er IP InternetProto ol

MESOR ManagementandExploitationofSolar Resour eKnowledge NCEP NationalCentersforEnvironmental Predi tion

NCP NetworkControlProgram

NOAA NationalO eani andAtmospheri Administration OGC OpenGeospatialConsortium

OMM OrganisationMondialedelaMétéorologie OWL-S Semanti MarkupforWebServi es PDDL Planning DomainDenitionLanguage PPM Polymorphi Pro essModel

RPC RemotePro edure Call

SARERD SouthAfri aRenewableEnergyResour eDatabase SOAP SimpleObje tA essProto ol

SoDa Solar Databases

SSP Stru turalSynthesisofProgramme TCP TransmissionControlProto ol

TCP/IP TransmissionControlProto ol/InternetProto ol UDDI UniversalDes riptionDis overyandIntegration UV UltraViolet

W3C WorldWideWebConsortium XLANG XMLBusinessPro essLanguage XML eXtendedMarkupLanguage XML-RPC XMLRemotePro edureCall

WMO WorldMeteorologi alOrganization, f. OMM WRDC WorldRadiationDataCenter

WSFL WebServi eFlowLanguage

WSCL WebServi eConversationLanguage WSCI WebServi eChoregraphyInterfa e WSDL WebServi eDes riptionLanguage WSMO WebServi eModelingOntology WSMF WebServi eModelingFramework

Introdu tion

Pour las ien e, lesdonnéessont né essaireset leur disponibilité permet de pro-gresserplusvite [118℄. Elles sontun moyend'établir deshypothèseset des modèles bâtissur es hypothèses,devérier eshypothèsesetdevalider esmodèles,puisde lesfaireévoluer.Dans l'industrie,ellesreprésententunavantagestratégique, ontri-buantsur denombreux plansauxsu ès d'uneentreprise. Parexemple,lesdonnées d'ensoleillement sont utilisées pour déterminerla durée de garantiedes fenêtres en PVCoupourdéterminerl'impa tenvironnementald'unviadu .Denombreuses don-néessont olle téesetsto kéesparlesentreprisesetleslaboratoiresdere her he.Pour exemples,labasededonnéesHélio limdel'E oledesMinesdeParis omporte24To dedonnéessurlesinformationsderayonnementsolaire,TerraServi e omporte15To dedonnéesaériennes[6℄ouen orelaNASA olle te3.5Todedonnéesparjour[116℄. Desalgorithmesontétédéveloppéspour al ulerdenouvellesdonnéesàpartirde es données.Parexemple, ertainsalgorithmespeuventdéduire,àpartirdequantitésde rayonnementglobaltotal,desquantités derayonnementdansl'ultra-violet;d'autres algorithmespermettentdeprédiredesvitessesdevent.

Poura éder à es donnéeset à es algorithmes,les her heurset lesindustriels se sont appuyés sur le développement d'Internet et des servi es Web. Internet est unréseaureliant es a teurs:fournisseursde données,fournisseursd'algorithmeset onsommateursd'informations;lesservi esWeb,quantàeux,fournissentlesmoyens te hniquespour a éder auxdonnées sto kées et aux algorithmes transformant es données.

L'utilisationdesservi esWebn'estpassatisfaisanteetilexisteenmétéorologieun granddé alageentre lesbesoinsdes utilisateurset les informationsdisponibles [24℄. Pourutiliser es informationsde manièrepluse a eet tirer avantagedesservi es Web déjàdisponibles [117, 52℄, lamétéorologiedoitsedoter d'outils permettant de hoisiretde ombinerlesservi esWebentreeux.La ombinaisonde esservi esWeb, de lamême façonquele programmeur ombine desfon tionsentre elles,permet de fairedestâ hesqu'unservi eseuln'auraitpaspuréaliser.Cette ombinaisons'appelle la ompositiondeservi esWeb.

Fig.1.1Illustrationd'un asd'utilisationdel'appli ationSoDa

1.1 Motivation : l'exemple SoDa

Lesdonnéesetappli ationsenmétéorologiesonttrèsdisperséesgéographiquement. Les bureaux météorologiques ollaborentdepuis très longtempsau sein de l'organi-sation mondiale de la météorologie(OMM)[71℄ et travaillentrégulièrement à l'éla-borationd'outilsde plusenpluse a esand'é hanger lesdonnéeset departager le savoir. Dans les domaines de l'environnement et des énergies, et plus parti uliè-rementpour lesaspe ts liés àla météorologieet l'énergie solaire,des her heurset desindustrielssesontregroupésdans ebut[24,32,97℄.Ilsontnotamment rééune appli ationappeléeSoDa,qui exploitedesservi esWebet rassembledesdonnéeset desalgorithmes[105℄.Elleestlargementutiliséeparlesprofessionnels,ave 30000 uti-lisateursen2007[40,41℄.Elleest uneillustrationd'unoutilréalisantla omposition deservi esWebmentionnée i-dessus.

L'appli ationSoDaestgéréedepuis2003parl'E ole desMinesdeParis.Ses ges-tionnairesonta quisdel'expérien edansl'exploitationdesservi esWeb[40,41℄.Leur expérien e, les problèmes qu'ilsontren ontrés, les améliorationsqu'ils souhaitaient formentlepointdedépart demes travaux.En analysantd'autresappli ations dans ledomainedelamétéorologie,j'ai retrouvédesproblèmeset desattentes similaires, quej'aigénéralisés ommejel'exposeplusloin.L'appli ationSoDaestunstéréotype danslamétéorologieetelleserviradesupportdansmathèsenotammentpourtester lessolutionsproposées.

Pourillustrerlefon tionnementdeSoDaet la ompositiondeservi esWeb, pre-nonsle asillustréparlagure1.1,quiest eluid'un her heurdu entredere her he surle an erdel'organisationmondialedelasantéàLyon(IARC).Ce her heur sou-haite onnaîtrel'expositionauxUVdes itadinsparisiensdurantlemoisdejuin2005 pourévaluerlesrisquesdu an erdelapeaudans ette zone.Pour ela,ilpeutfaire

appelàl'appli ationSoDa.

L'appli ation SoDadispose, pour e faire, de deux servi esWeb. Le premier est situéàIspraenItalieet fournitpour haquejourune valeurd'irradiationaulieude oordonnées

(x, y)

et dansunintervalledetemps

D

. Ils'agitde l'irradiationtotale, 'est-à-dire intégrée sur l'ensemble du spe tre. Le se ond servi e Web est situé à Berneen Suisseet permet d'extrairel'énergiepourune partie

Λ

duspe treàpartir de l'irradiation totale. Ce servi e utilise un modèle de distribution du spe tre qui né essite une lo alisation dénie par des oordonnées géographiques

(x, y)

et une date.

Dansle asgénéral,l'utilisateur ommen eparsoumettresarequête,viaun navi-gateurWeb,enindiquantlelieu(Paris),l'intervalledetemps(juin2005)etlapartie du spe trelumineux souhaitée (UV). A partirde ette requête, l'appli ation SoDa établit un plan permettant d'y répondreen ombinantlesservi es Web. Suivant e plan,l'appli ationSoDa ommen eparinterrogerleservi eWebsituéàIspraave le lieu :latitude,longitude,ainsi quel'intervalledetemps ( hemin1surlagure1.1). Leservi erépondave lesdonnéesd'irradiationtotaleaulieudemandé.L'appli ation SoDa génèrealorsune nouvellerequête àpartirde es données, dela période (juin 2005), du lieu (Paris) et de lapartie du spe tre (UV). Cette requête est transmise au servi e Web situé à Berne ( hemin 2 sur la gure 1.1). Ce dernier applique un algorithmepourextrairel'irradiationdanslapartieduspe tre onsidérée. L'appli a-tionSoDa meten formelerésultat et renvoieà l'utilisateurdeLyon lesdonnéesde rayonnementUVpourlapériodedejuin 2005( hemin3surlagure1.1).

Cet exemplemontrel'intérêtde omposerdesservi esWeb arl'utilisateur n'au-raitpaspuobtenirlesdonnéessouhaitéessans ombinerlesservi esWeb.La ompo-sitionautomatiquedeservi esWebs'ins ritdansdeux ourants:lepremier onsiste à omposerles servi esWeb defaçonautomatique et statique;le se ond onsisteà omposerlesservi esWebdefaçonautomatiqueetadaptative.SoDaestunexemple dupremier ourant.

1.2 Obje tifs de la thèse

L'appli ation SoDaprédénit un ensemble de ompositions possiblesde servi es Web et lie es ompositions ave des requêtes types. Lorsqu'une requête type est fournie,l'appli ationSoDa hoisitdire tementla omposition liéeà ette requêteet l'exé ute.Cetypede ompositionutilisantdes ompositionsprédéniesetstatiquesa undomainedefon tionnementlimité. Parexemple,lorsqu'unservi eWebnerépond plus,toutesles ompositionsdeservi esWebl'utilisanttombentenpanneégalement. Dansl'exemplepré édent,sileservi eWebsituéàBernetombeenpanne,l'utilisateur ne peut plusobtenirles informations souhaitées.Orgénéralement,il serait possible d'utiliser un servi eWeb remplaçanttout ou partie de la omposition enpanne et, don de réaliser ette omposition. Par ailleurs, es ompositions étant prédénies, l'appli ation SoDa ne peut pas prendre en ompte de nouveaux servi es Web sans l'interventiond'unexpertpourredénirles ompositionset lesrequêtestypes.

Pour mieux répondre aux besoins des her heurs et des industriels, je souhaite améliorerlesméthodesa tuellesde ompositiondeservi esWeb.Toutd'abord,selon mesdis ussionsave eux,les her heurset lesindustriels enmétéorologiesouhaitent préserveroufavoriserl'automatisationdela omposition.Une ompositionnedoit pasné essiterl'interventiondel'homme,endehorsdelasoumissiondelarequête.Par

ailleurs,ilssouhaitentquela ompositionsoitadaptative, equisigniequ'elledoit prendreen ompte l'ajoutoulasuppressiondeservi esWebainsi quelerésultatde l'exé utionde haqueservi eWebetdon proteraumieuxdesressour esdisponibles. L'étatdel'artmontrequ'ilexistedeuxautresgrandstypesd'appro hespour réa-liserla ompositionautomatique etadaptativedeservi esWeb. Lepremier typede omposition est basé sur la plani ation. Ilidentie lesservi es Web à des a tions qui peuventatteindre leurs post- onditions quand leurspré- onditionssont réunies. Il onsidèrela requête ommeun but àatteindre. Laméthode de plani ation uti-lise les a tions disponibles pour atteindre e but. Ce type de méthode, omme le onstatent Ponnekanti et Fox ave SWORD [79℄, peut produire des ompositions invalides, ommej'ai pu l'expérimenter lorsde mon évaluation personnelle de ette appro he.Ce omportementindésirables'expliqueparl'absen edelapriseen ompte du omportementdesservi esWeb.Parexemple,unservi eWeb al ulantlaquantité derayonnementsolaireentredeuxheuresdelajournéepeutêtre utilisédefaçon in- orre tepar equel'onnepeutpasdiéren ierl'heurededébutdel'heureden,alors que etteinformationinuenaturellementsurlerésultat,autrementdit,laquantité derayonnementsolairen'estpaslamême entre 7h et19h qu'entre19h et7h.Un typagepluspré isdespré-etpost- onditionspermettraitdelimiter e typed'erreur maisil ompliqueraitalorslaplani ationjusqu'àlarendreindé idable.

La se onde appro hesebase sur lapreuvede programme et lagénération auto-matique de preuves ou de programmes. Elle fait l'analogie entre un programme et unepreuvedethéorème.Chaqueservi eWebestidentiéauxaxiomesd'unelogique donnée et la requête est identiée à unthéorème à prouver. Cette appro he utilise ensuiteunalgorithmedontlebutestdetrouveruneouplusieurspreuvesduthéorème et d'en déduire ainsiune omposition valide.Bien que e type de méthodepropose toujoursdes ompositions validesvis-à-visde larequêteet des des riptionsdes ser-vi es Web, il n'existepasd'algorithme permettantdans tousles as de trouverune solution valide, même si elle- i existe; l'intervention de l'homme est don souvent requise.Enlogique, etypedeproblèmeestditindé idable.

L'étudebibliographiquedu hapitre2montrequ'iln'existe pasdeméthode satis-faisante pour la omposition automatiqueet adaptativedeservi esWeb qui prenne en ompte lesbesoins spé iques de la météorologie. Pour ette raison,mes obje -tifs sont de proposer, formaliser et développer une méthode qui prenne en ompte lesaméliorationsrequisesprésentéesdanslase tionpré édente et,del'appliquer au domainedelamétéorologie.Jemesuiseor édetrouverdessolutionssusamment généralespourqu'ellespuissents'appliqueraussiàla limatologieouen oreàdeplus vastesdomaines ommelesgéos ien es.

1.3 Démar he

Pouratteindre esobje tifs, madémar heseralasuivante.Je ommen e,dansle hapitre2,paranalyserlesdiérentesméthodes de ompositionautomatique. Jeles airegroupéesendeux atégoriesou ourants.Jemetsenéviden elesavantagesetles in onvénientsde es atégoriesvis-à-visdela ompositiondeservi esWebgrâ eàla réalisationdetroisprototypes.Je onstateenoutredans e hapitre,l'absen e d'un outil d'analyse delapertinen e d'unesolutionvis-à-visdes améliorationsattendues enmétéorologie.

omposition de servi es Web que je présente dans le hapitre 3. Il sert à tester la solutionquejepropose,maisauparavant,jel'évalueave lestroisprototypesréalisés pourdénirlesavantagesetin onvénientsdestrois atégoriesdeméthodevis-à-visdes améliorationsattendues.Lesrésultatsde etteanalysemeguidentdansla on eption delaméthodequeje propose.

J'ai onçu et développéune méthode de ompositionautomatique et adaptative qui emprunte à ha unedes trois atégoriesdans le hapitre4.Dans la on eption, j'ai apporté un grand soin à la des ription des servi es Web ar le hapitre 2 m'a enseignél'importan ede ettedes riptionsurlerésultat.Ladi ultéprin ipaledans le développement est de trouver une méthode qui soit la plus omplète possible, répondant le pluspossible auxbesoins, qui se termine en temps raisonnable et qui soit orre te:ilestpréférableden'avoirau unesolutionpluttqu'unesolutionfausse. Ensuite,jedéveloppelavalidationde ettenouvelleméthodegrâ eàl'outild'analyse depertinen e.Onpeutainsimesurerl'apportdelaméthodeparrapportàl'existant ainsiquelesmanquesparrapportàunesolutionidéale.

Le hapitre5termine et ouvrageentirantles on lusions eten listantquelques perspe tivesd'étudeet d'amélioration.

1.4 Contributions

La première ontribution de ette thèse est une formalisationdes besoins spé i-ques de la météorologiepour la omposition de servi es Web. Cettethèse met en éviden e lesdiéren es entre les servi esWeb utilisésdans ledomaine dela météo-rologievis-à-visdesservi esWebhabituellementren ontrés ommelesservi esWeb de e-Commer e telsque les servi esd'a haten ligne de billets d'avionou de train. Parailleurs, ma thèse propose également une nouvelleméthode de omposition de servi esWebautomatiqueet adaptativequiestadaptéeàla ompositiondeservi es Web, permettant la on aténation de données et proposant un moyen d'évaluer la qualitéde es ompositions.Enn,jeproposeuneméthodepourévaluerlesméthodes de omposition,quirépondauxbesoinsenmétéorologie.

La omposition de servi es Web

2.1 L'Internet et les servi es Web

L'histoiredesservi esWeb ommen eparla réationd'Internetetsepoursuitpar sonformidableessordanslesannées90.L'origined'Internetestà her herauxEtats Unis d'Amérique qui souhaitaient se doter d'un réseau de ommuni ation apable de résisteraux attaques nu léaires.Ce réseaudevait pouvoir ontineràfon tionner mêmesiunepartievenaitàêtredétruite.Les her heursvontdon réerunsystème dé entralisé.

En 1964,PaulBaran, una teurimportantde la réationd'Internet,proposeun réseausouslaformed'unetoile.Ceréseauétait entralisé, equilerendaitvulnérable àdesattaques de sonsystème entral.Pourl'améliorer, il transformason réseauen une ar hite turemélangeantdes struturesen étoileset desstru tures sousforme de mailles. Lesdonnées ir ulaientdans eréseau defaçondynamique,empruntantles hemins lesmoins en ombréset attendantqu'une routese libère. Cettete hnologie estappeléelepa ket swit hing.

En août 1969, le réseau ARPANET fut déployé entre quatre universités améri- ainesparAdvan edResear hProje tsAgen y(ARPA).Ce réseaun'avaitpas d'ob-je tif militaireetil est onsidéréaujourd'hui ommelepré urseurd'Internet. Ce ré-seaupossédaitlespropriétésessentiellessouhaitéesparlesmilitaires:leréseauétait onstituédenoeudsquipouvaientêtredétruitssansempê herlefon tionnementdu réseauentre lesautresnoeuds, lesproto olesutilisés étaientrudimentaires.En 1972, e réseau est présenté au publi , et le terme d'internetting est utilisépour désigner ARPANET. Le proto oleutilisé était nomméNetwork ControleProgram (NCP); il ne géraitpas les erreurs et n'était pas satisfaisant. Ainsi, Alan Kahn développa le proto oleTCP. Cedernierpermet detransmettredesdonnéesparpetits paquetset de prendre en harge les erreurs.Au printemps 1973, il demanda àVinton Cerf de l'aideràbâtirleproto ole.

En 1976, leproto oleTCPest déployésurle réseauARPANET, qui omportait alors 111ma hines reliées entre elles. En 1978, leproto oleTCP est partitionné en deux entités distin tesTCP et IP qui vont devenir parla suite TCP/IP. Dès 1980, Tim Berners-Lee, un her heur du CERN de Genève, mit au point un système de navigationhypertexteetdéveloppa,ave l'aidedeRobertCailliau,unlogi ielbaptisé Enquirepermettantdenaviguerselon e prin ipe.

Proto ol),ainsiquelelangageHTML(HyperTextMarkupLanguage)permettantde navigueràl'aidedelienshypertextes,àtraverslesréseaux.LeWorldWideWebétait né.

Internetaévoluéendevenantdeplusenplusa essibleauxentreprises,aux her- heurs et aux parti uliers.Ce réseauest maintenantutilisé par lesentreprisespour ommuniquerave l'extérieur oupourrelier leursdiérentssystèmes informatiques. Internet a ommen é par être un outilde ommuni ation entre des hommes et des ma hines. Au l dutemps, les entreprises ontrelié leurssystèmes d'information de manièreà,dansunpremiertemps, transmettredesinformationsentre lesdiérentes entités de l'entreprise. Par la suite, les entreprises se sont reliées entre elles pour fairedu ommer e.Le B2Best né et desinfrastru turesinformatiques ommeSAP et des proto oles omme CORBA (Common Obje t Request Broket Ar hite ture), RPC (Remote Pro edure Call) ont été réés pour répondre auxbesoins des indus-triels.Aujourd'hui,beau oupd'entreprisessontreliéesàInternetetungrandnombre d'entreprises et de laboratoires proposent des servi es Web sur Internet. De plus, beau oup d'entre elles dépendent du bon fon tionnement d'Internet dans leur vie quotidienne. Ces servi es Web sont ajoutés, modiés onstamment, d'où le besoin d'outils apablesdynamiquementdelesutiliser.Pourfa iliterla ommuni ationentre lesentités onne téesàInternet,les her heursontproposétroisstandards:

•

Universal Des ription Dis overy and Integration (UDDI), qui a pour but de répertorierlesservi esWebqueproposentlesentreprises;

•

Simple Obje t A ess Proto ole (SOAP), qui apour but de favoriser l'inter-opérabilitéendénissantlafaçondontdoivent ommuniquerlesservi esWeb;

•

etleWebServi eDes riptionLanguage(WSDL)quipermetdedé rirele fon -tionnementdesservi esWeb.

Cestroisstandardsontétépoussésprin ipalementparIBMetMi rosoft.L'UDDIest maintenantprin ipalementutilisépar esdeux ontributeursmajeurs.QuantàSOAP etWSDL,ilssedémo ratisentetsontre onnus ommelesstandardsdesservi esWeb. Can'apastoujoursétéle asetladénitiond'unservi eWebestsujetteàdis ussions. Lesservi esWebsontparfoisappelése-Servi esetpeuventêtredé ritsgrossièrement omme des ressour esappelables par le biais d'Internet. Cette dénition onduit à appelerservi esWeb presquetouteslesressour es onne tées àInternet.Pour ette raison, j'adopterai pour ma thèse la dénition proposée par le W3C, qui est plus on rète:

A Web servi e is a software system designed to support interoperable ma hine-to-ma hine intera tion over a network. It has an interfa e des ribed in a ma hine-pro essableformat(spe i allyWSDL).Othersystemsintera twiththeWebservi ein amannerpres ribedbyitsdes riptionusingSOAP-messages,typi ally onveyedusing HTTP with anXMLserialization in onjun tion withother Web-relatedstandards.

(Des ription desservi esWebW3C.)

Notons que par abus de langage, on assimile un servi e Web à une opération de e servi e Web. Pour ette raison, dans la suite du do ument, tous les servi es Webutilisésne omportentqu'uneseuleopération,et j'utiliserai eterme pourfaire référen eà etteopération.

Fig.2.1S hémadela ompositiondeservi esWeb

2.2 La omposition de servi es Web

La ompositiondeservi esWeb onsisteàutiliser plusieursservi esWebdansle butde réerdenouveauxservi esàvaleurajoutée.Commelemontrel'exempledans l'introdu tion, ombiner desservi esWeb permet,ànotre her heur deLyon, d'ob-tenir des données qu'il n'aurait pu avoirautrement. Cette ombinaison de servi es Web,habituellementappelée omposition, onsisteà ombinerplusieursservi esWeb an de satisfaire une requête [61, 62, 66, 113℄. Elle est unpremier pas vers l'a es-sibilité desinformationsutilesen toutpointgéographiqueàn'importequelmoment enparti ulierenmétéorologie[24,32,41,97℄maiségalementdansd'autresdomaines [56,88,118℄.

La ompositiondeservi esWebpeutêtrevue ommeunefon tionde omposition

F c

telle que:

F c : I × D 7→ O

où

I

estl'ensembledesrequêtespossiblesdel'utilisateur,

O

l'ensembledessorties qu'obtient l'utilisateur et

D

l'ensemble des ensembles des des riptions de servi es Web.

F c

est souventdé omposéeensous-fon tionsplussimplesàréaliser.En m'inspi-rantde[3,80℄,jedénisladé omposition suivante,illustréeparlagure2.1:

F t : I × D 7→ D

′

F g : D

′

_{7→ P(C)}

F v : P(C) 7→ C

F e : C 7→ O

Dans ettedé omposition,

F t

est lafon tionde tradu tionde lades riptiondes entrées

i ⊂ I

et de l'ensemble desdes riptions de servi esWeb

d ⊂ D

en une des- ription

d

′

_{⊂ D}

′

.

D

′

est l'ensemble des des riptions

d

′

omportantun ensemble de des riptionsdeservi esWebetunerequête.Leplussouvent,lelangageWSDL(Web Servi eDes riptionLanguage)[20,110℄estutilisépour

D

par equelesservi esWeb

sontsouventdé rits par e langage.Cependant, lesdes riptionsdans e langage ne sontpasfa ilesàmanipulerpourlafon tiondegénérationde omposition

F g

.C'est pourquoilaplupartdesméthodesde ompositiondénissentunetellefon tion

F t

qui transformelesdes riptionsdanslelangageWSDL endesdes riptionsfaitesdansun autrelangagespé iqueà haqueméthode.Dans le asdel'appli ationSoDa,SoDa utilise sonpropre langage pour lades riptiondes servi es Webet des ompositions et lesdes riptionssonttraduitesmanuellementdans elangage. Dans e as,

F t

est réaliséemanuellement.

F g

est lafon tion qui génère un ensemble de ompositions

cs ⊂ P(C)

àpartir de la des ription

d

′

_{⊂ D}

′

de la requête et des servi es Web.

P(C)

est l'ensemble d'ensembles de ompositions.Les ompositions de

cs

sontparfois appellées modèles de pro essus (pro ess model) [74, 83, 98℄. Dans le as de l'appli ation SoDa, ette fon tion

F g

asso ieàunerequêtedonnéela ompositionpré-dénie orrespondante; àun

d

′

donné orrespondunensemblede ompositions

cs

ne omprenantqu'unseul élément.

F v

estlafon tionqui, àpartird'unensemblede ompositions

cs ∈ P(C)

, hoisit l'unede es ompositions

c ∈ C

suivantdiérents ritères.

C

estunensemblede om-positions

c

ave

C ∈ P(C)

.

F v

peutprendreen omptedesattributsnon-fon tionnels desservi esWeb, ommelaqualité,ledomained'appli ation,et .[66,92℄.

F v

on lut quantàlapertinen edes

cs

deservi esWebeten hoisitune:

c

.Dansle asde l'ap-pli ationSoDa,

F v

hoisittoujoursl'unique omposition

cs

donnéepar

F g

.

Enn,

F e

est lafon tionexé utantla omposition

c ⊂ C

et fournissantlasortie

o ⊂ O

.Dansle asdeSoDa, ommed'autresappli ations[17,52,117℄,

F e

appelleles servi esWeb dansl'ordreétabliparla omposition

c

enliant lesvariablesd'entrées et desortiesentreelles.Dansd'autresappli ations,

F e

réalisedes ompositionsplus omplexes omportant,parexemple,desbou lesoudesbran hesdetest[13,35,109℄. Lalittératures ientiquetraiteessentiellementdesfon tions

F g

et

F v

. De nom-breusespubli ationsleurattribuentuneplusgrandeimportan equ'auxfon tions

F t

et

F e

;ilsembleraitquelaréalisationde esdernièresneprésententpasdedi ulté s ientiquemajeure.Dans e as,lare her hed'uneméthodede ompositionrevient àlare her hed'uneméthodedegénération:

F v ◦ F g

,d'une omposition

c ⊂ C

à par-tird'un ensemblede des riptionsde servi esWeb et d'unerequête

d

′

_{⊂ D}

′

.Comme

c

est l'ordonnan ementd'appels àdes servi es Web et que laplani ation onsiste à ordonnan er des a tions, la omposition de servi es Web est prin ipalement vue ommeunproblèmedeplani ation ommelemontreles itationsde e hapitre.

2.3 La plani ation : as général

Laplani ation onsisteàétablirdesplansàpartird'unensembled'a tionspour ee tuerunetâ heplusélaborée[87℄.Leplanestunereprésentationdel'organisation des a tionsdans l'espa e et le temps. Parexemple : utiliserle servi e Web situéà Ispra puisutiliser leservi eWeb situéà Bern est unplan. Ilexiste denombreuses appli ationsàlaplani ation omme ellesdontl'obje tifestdetrouverun hemin, ellespourplanierdesmouvements,ouorganiserdesagentsautonomes[57,106℄.Je m'intéresseàl'ordonnan ementd'a tions quiserontréaliséespardesservi esWeb.

Un problème de plani ation peut être représenté omme un système à états [4, 9, 80, 91℄. Carman et al.[16℄ le dénit à l'aide du quintuplé

hS, s

i

, s

f

, A, Ri

.

S

estl'ensembledesétatspossiblesdusystème onsidéré,

s

i

estl'étatinitialdusystème

et

s

f

est l'état dusystème quel'on souhaite obtenir.

s

i

et

s

f

appartiennent à

S

.

A

est l'ensemble des a tions possibles. Chaque a tion est dénie par un ensemble de pré- onditionsetdepost- onditionssurlesétats, esdernièresétantsouventappelées eets.Lespré- onditionsdoiventêtreréaliséespourquel'a tionpuisseêtreappliquée et lespost- onditionssontfor émentréaliséesaprèsunea tion.

R

estl'ensembledes transitionsd'étatpossibles;

R

estdon in lusdans

S

× A × S

etreprésenteles appli- ationspossiblesdesa tionsà haqueétatdonné

s ∈ S

ainsiqueleurs onséquen es: le nouvel état produit. Résoudre le problème de plani ation revient à trouver un en haînementd'a tionspermettantderelierl'état

s

i

àl'état

s

f

.

Le lienentre la ompositionde servi esWebet laplani ationestimmédiat dès lorsquelesobjetsmanipulésdansleplansontrempla éspardesdonnéesetlesa tions pardesservi esWebmanipulant es données.

Pourrésoudreunproblèmede plani ation,les onditionssuivantes doiventêtre réunies:

•

lenombred'états

s

de

S

doitêtreni;

•

lenombredesa tions

a

de

A

doitêtreni;

• S

dé rit tousles étatspossiblesdu système, i.e. la onnaissan edes états est omplète;

•

lesa tionssontdéterministes,i.e.unea tionnedoitpasavoird'eetsaléatoires;

•

lesa tionssontinstantanées,et sontindépendantes,i.e. ellesnesontpas oor-données.

Dans es onditions,ilest possibledetrouverunplan permettantd'atteindre

s

f

. Or,pourla ompositiondeservi esWeb, es onditionsnepeuventpastoujoursêtre réunies. Par exemple, si un système manipule des entiers, eux- i étant en nombre inni,il estimposibledereprésentertouslesétatspossibles.

Parailleurs,laplani ationne her hehabituellementqu'un planpossible,alors que dans la omposition de servi es Web la fon tion

F g

doit en fournir plusieurs. L'idéalseraitque

F g

fournissetoutesles ompositionspossibles;ormêmesila plani- ationpeutenfournirune,ellenepeutgénéralementpaslesfournirtoutes.Enn,si onlimitelenombredeplans, iln'estpaspossibledesavoirs'il n'existepasunautre planmeilleur.

Comme nousl'avonsindiqué, la omposition deservi es Webest prin ipalement vue omme un problème de plani ation. Cette plani ation s'in arne dans deux ourantsde omposition[33℄.Lepremier ourantestbasésurlaplani ationstatique alorsquelese ond estbasésurlaplani ationdynamique.

2.4 Plani ation statique pourla omposition de ser-vi es Web

La plani ation statique onsiste à pré-résoudre les problèmes de plani ation. Ceux- i sont dénisen fon tion des besoinsde l'utilisateur : si nous savons que de nombreux utilisateursauront besoinde données derayonnementsolaire, alors nous résolvonsà l'avan e e type de requête.Les plans sontdon pré-dénisen fon tion d'uneouplusieursrequêtestype. Cetyped'appli ationest eluiqui est aujourd'hui leplusutilisé, enparti ulier,parlesindustriels.Ilexistedeuxvisionsdela omposi-tion statiquequi sontl'or hestrationet la horégraphie[75, 77, 94℄. L'or hestration [21, 103℄ aborde le problème de façon entralisée, où les ompositions de servi es Web statiques sont réaliséespar un omposant qui se harge d'ordonner les appels

auxservi esWeb etderattraperleserreurs. Enparallèle,la horégraphie[7℄aborde le problème de façon distribuée, haque partenaire d'une omposition, i.e. haque fournisseurdeservi esWeb,peutréaliseruneouplusieurstâ hes, ha und'eux om-muni antàl'aidedeservi esWeb.Ce typede ompositionstatiques'appuie surdes langagesde ompositiondeservi esWebtelsque:

•

XLANG(XMLBusinessPro essLanguage)deMi rosoft;

•

BPML(BusinessPro essModelingLanguage)deBPMI;

•

WSFL(WebServi eFlowLanguage)deIBM;

•

WSCL(WebServi eConversationLanguage)deHewlett-Pa kard;

•

WSCI(WebServi eChoregraphyInterfa e) deSUN[109℄;

•

BPEL4WS (BusinessPro ess Exe utionLanguageforWebServi es)de l'asso- iationdeIBM,Mi rosoftetBEA[50,99,102℄,aussiappeléBPELouWSBPEL. Ces langages dé rivent les intera tions entre diérents fournisseurs de servi es Web et leurs lients.XLANG, BPML et BPEL sont asso iés à l'or hestrationalors que WSCLet WSCIsontasso iés à la horégraphie. Par ailleurs,il existe quelques autresméthodesdanslalitérature,j'enprésenteunelistequiseveutlaplusexhaustive possible.

SoDa[40,104℄estuneméthodeutilisantunmodèledeplanstatique.Chaque om-positionestdénie ommeuneséquen edeservi esWebàinterroger.SoDanepossède pasdestru turede ompositionavan éedetypedisjon tion, onjon tion, parallélisa-tion, equilimitebeau oupses apa ités.Deplus,ildénit unetâ he ommel'appel d'un servi eWeb parti ulier,autrementdit, il neséle tionne pasné essairementles servi esWeblesplusappropriés.

EFlow[17, 19℄estuneplate-formepourlaspé i ation,l'établissementetle ma-nagement des servi es Web omposés. EFlow utilise un générateur de modèles de planstatique.Unservi eWeb omposéestmodéliséparungraphequidénitl'ordre d'exé ution des tâ hes; elles- isontreprésentées pardes noeuds dans le grapheet peuvent être réalisées par des servi es Web. Le graphe modélisant un servi e Web omposéet labasededonnéesdesservi esWebsont réésmanuellement.Legraphe peut ontenir des noeuds de servi es, de dé isions et d'événements. Les noeuds de servi es représentent l'appelà un servi eWeb, élémentaire ou omposé, les noeuds dedé isionsspé ientlesalternativeset lesrègles ontrlantl'exé utionetleuxde données,parexempleunedisjon tionouunejon tion.Enn,lesnoeudsd'événements permettentauxservi esWebdere evoiret d'envoyerun ertainnombredesignaux durant l'exé ution. Les ar s du graphe montrent les dépendan es entre les noeuds, i.e. noeuds de servi es, de dé isions ou d'évènements. Lors de l'appel d'un servi e Web omposé, EFlow séle tionne automatiquement lesservi es Web orrespondant auxnoeudsde servi es.Lorsdeladénition d'unservi eWeb omposé,l'utilisateur peutre her heret dénir lesservi esWeb qui serontutilisés pour haquenoeud de servi es [22℄. EFlow propose également despro édures demodi ationdes modèles de plan de manière àrépondre au mieux aux besoinsdes utilisateurs.Dans e as, lorsqu'un noeud de servi es est appelé, une re her he de servi es est entreprise et elle- ifournit desréféren esverslesservi esWebdisponibles.Demanièregénérale, lare her heestappeléeà haqueexé utiond'unnoeuddeservi edanslegraphe ar ladisponibilitédesservi esWebpeut hangersouvent.

Dans [18℄, les auteurs redénissent la plate-forme de omposition de servi eset proposent un prototype de langage de dénition de servi es omposés (Composite Servi eDenitionLanguage:CSDL).Uneintéressantefon tionnalitédeCSDLestla distin tionentrelesservi esetlesopérationsdesservi es.Lesauteursdenissentdon

lesnoeuds de servi eset desnoeuds d'opérations, lespremiersfaisantréféren eaux servi es,lesse ondss'adressantdire tementàuneméthodeparti ulièred'unservi e. Selon les auteurs, CSDL fournit les fon tionnalités adaptatives et dynamiques qui orrespondentàl'évolutionrapidedesentreprisesetdesenvironnementsinformatiques et te hnologiquesdanslesquelslesservi esWebsontutilisés.

Polymorphi Pro ess Model(PPM) [89℄utilise une méthode qui ombinele mo-dèle de plan statique ave le modèle de plan dynamique. Les auteurs dé rivent la omposition de servi es Web à l'aide d'a tivités. PPM omporte deux type d'a ti-vités, les a tivités génériques, proposées et exé utées par le moteur de PPM et les a tivités spé iques à l'appli ation qui doivent être dénies par l'utilisateur. PPM hoisitdeséparerlesimplémentationsde esa tivités,réaliséesparlesservi esWeb, et les interfa esde es a tivités, qui sontune représentation des servi es Web. Les interfa esdesa tivitéssontmodélisées ommedesma hinesàétats,quiin luentdes étatsetdesopérationspermettantlatransitiond'états,etsontégalementdé ritespar leurs entrées /sorties. Lesa tivitésspé iquesàl'appli ationsontdes abstra tions du omportementdesservi esWeb.Laréalisationdesa tivitésparPPMestee tuée enliantles opérationsdesa tivitésave desopérationsdeservi esWeb spé iques. Cette tâ he est similaire àla liaison des servi esWeb dans EFlow, pour lequel les implantationsdesinterfa essontliéeslorsdel'exé ution.

2.5 Plani ation dynamique pour la omposition de servi es Web

Lese ond ourantest eluidela ompositiondynamiquebaséesurlaplani ation dynamiqueprin ipalement.La ompositiondynamique,quej'appelle omposition au-tomatiqueetadaptative,estdiérentedela omposition statique arelleproposede her herune omposition deservi esWeb aumomentde larequêtede l'utilisateur. Elle n'utilise don pas de plans prédénis. Ce type de omposition est en ore très peuutilisé aril n'est pasen oreassezsûr, 'est-à-direque l'obtentionet laqualité durésultat nesontpas garanties.Le W3Cpropose une méthodede des riptiondes servi esWebvisantàfa iliterla ompositiondeservi esWebautomatiqueet adapta-tive.Cettedes riptionsebasesurunlangageappeléOWL-S[74℄pourOntologyWeb Language- Semanti s,issu dulangage DAML-S[25℄. Ce langagepermet de dé rire lesservi esWebdefaçonàpouvoirlesutiliserpluse a ement.Ilexiste également unautrelangageappeléWSMO[111℄dontl'obje tifestsimilaire.Celangage,issudu WSMF (Web Servi e Modeling Framework) [35℄ se base surles ontologies. Il existe desdiéren esentre esdeux langagesdedes riptionrapportéespar[55℄, maiselles ne semblent pas fondamentales. J'ai hoisi de présenter OWL-S ar il est plus ma-ture[55℄et jem'inspireraidesinformationsqu'ilfournitpourétablirmaméthodede omposition.

OWL-S : lesservi es Web sémantiques OWL-Sest unlangagedéniave les obje tifs suivants.Son premier obje tif est de permettrela dé ouverteautomatique desservi esWeb. Celle- i onsisteàre her herlesservi esWebqui répondentàune lasse parti ulière de problème tout en répondant à des ontraintes spé iques du lient. Par exemple, l'utilisateur peut souhaiter trouver unservi e Web fournissant desquantitésderayonnementsolaire.Trouver eservi eWebest en oreaujourd'hui essentiellement manuel. L'utilisateur peut s'appuyer sur des annuaires répertoriant

lesservi es Webtels quelesannuairesUDDI [101℄.Ce type d'annuairepropose des moteursdere her hedeservi esWeb,lesutilisateurspeuventlesutiliserpuis,ensuite, ilspeuvent hoisirunservi eWebenfon tiondeses ontraintesenlisantlades ription des diérents servi es Web proposés. OWL-S propose don un moyen de dé ouvrir plusfa ilementlesservi esWeb.

L'obje tifsuivantde e langageestdefournirunmoyenpourinterroger automa-tiquement lesservi es Web, 'est-à-dire qu'un programme informatique qui n'a pas étéprogramméspé iquementdoitêtre apabled'interroger eservi eWebenlisant lesinformationsfourniesparlades riptionenOWL-S.Parailleurs,unpoint impor-tantdeOWL-Sest depermettrela ompositionautomatiquedesservi esWeb.Pour y parvenir, OWL-S propose une des ription détaillée omportant des informations utilesen ebut.

OWL-Sfournittrois onnaissan esessentiellessurlesservi esWeb,quirépondent auxquestionssuivantes:

•

quefournitleservi eWebpourl'utilisateurpotentiel?Laréponseà ette ques-tionest fournieparleServi eProle,

•

ommentfon tionneleservi eWeb?Laréponseà ettequestionestfourniepar leServi eModel,

•

omment le lient peut-il interagir ave le servi e Web? La réponse à ette questionestfournieparleServi eGrounding.

Fig.2.2Niveausupérieurdel'ontologiedeOWL-S[74℄

OWL-S [74, 96℄ dé rit don les servi es Web suivant trois points de vue dié-rentsqui sont le Servi eProle, le Servi eModel et le Servi eGrounding représentés danslagure2.2. LeServi eProle fournitdesinformations surledomaine d'appli- ation duservi eWeb. Chaqueservi eWeb est rangédans une taxinomie fa ilitant la re her heduservi e Web pourles lients potentiels [5℄. Le Servi eProle fournit égalementdes éléments sur les onditions d'exé ution du servi e telles que les pré- onditionsetleseetsduservi eWebausensdeOWL-S,ainsiquelades riptiondes entrées/sorties.L'ensemblede es onditionsd'exé utionestpro hedel'ensembledes pré- onditionset post- onditionsde la plani ation. De plus, es informations sont liéesauServi eModel. Cedernier dé rit lesfon tionnementsdesservi esWeb enles dé omposantenAtomi Pro ess,SimplePro ess ouCompositePro ess.Les Atomi Pro- ess orrespondentàdesa tionsqu'unservi eWebpeutee tuer.LesAtomi Pro ess ne omportentpasde sous-pro essus et n'exé utent qu'uneseule étape onsistantà

interrogerunservi eWeb.Ilsprennentunmessaged'entréepuisfontquelque hoseet renvoientunmessage.Pour haqueAtomi Pro ess,leservi eWeb orrespondantdoit êtredénidansleServi eGrounding.Les SimplePro ess nepeuventpasêtreappelés dire tement ommelesAtomi Pro ess etnesontpasasso iésàdesservi esWebdans leServi eGrounding.En revan he,ilssontvus ommedespro éduresne omportant qu'une seuleétapeet pouvantêtre réaliséespar un Atomi Pro ess ouun Composi-tePro ess. Ils sont enfait une vue alternative desdeux autres pro édures.Enn les CompositePro ess sont des pro édures omplexes regroupant plusieurs étapes pour êtreréalisées.Ellessontdé omposablesenAtomi Pro ess, SimplePro ess et Compo-sitePro ess.Cettedé ompositionpeutêtrespé iéeàl'aidedestru turesde ontrle tellequeif-then-elseoulessequen e.Lesstru turesde ontrleproposéesparOWL-S sont:

•

Sequen e :laséquen eestunelistedepro essusqui doiventêtreexé utésdans l'ordre;

•

Split :appelledessous-pro essusdefaçon on urrente;

•

Split+join : onsisteàlan erdiérentspro essusdefaçon on urrentemaisde lessyn hroniserenattendantquetouteslessous-pro éduresdusplit+joinsoient a hevéespourlesjoindre;

•

Any-order : dénit l'exé ution d'un ensemble de tâ hes dans un ordre quel- onque;

•

Choi e:le hoix onsisteà hoisirentreplusieurssous-pro édureséquivalentes;

•

If-Then-Else : orrespond au if-then-else habituel, 'est-à-dire si la ondition du if est réalisée, alorsla sous-pro édure du then est exé utée, sinon la sous-pro édure duelse est exé utée;

•

Iterate :bou le ontinuellementavantd'êtreinterrompuparwhileCondition ou untilCondition;

•

Repeat-While et Repeat-Until : sont des bou les onditionnelles qui répètent une sous-pro éduretantque(Repeat-While)la onditiondelabou len'estpas satisfaiteoujusqu'à eque(Repeat-Until)la onditiondelabou lesoitréalisée. Enn le Servi eGrounding dénit les entrées et les sorties du servi e Web ainsi quelesinformationsné essairespourappelerleservi eWeb.Ilreprendenpartieles informations fourniesparle WSDL ommelemontre lagure2.3. Ilpermetde lier lesAtomi Pro essave desservi esWebexistants.

Fig.2.3Lienentrelewsdl etOWL-S[74℄

mé-thodesde ompositiondynamique.Cettese tionenprésentequelques-unes.Ces mé-thodes sont issues généralement de méthodes de plani ation existantes et de mé-thodesdepreuveautomatiquedeprogramme.

M Ilraithetal.[64,65℄adaptentetétendentlelangageGologpourla onstru tion deservi esWeb omposés.Gologestunlangagedeprogrammationlogique onstruit surle al uldesituation.Ce dernier onsisteàmodéliserl'étatdumonde ommeun arbredesituations,démarrantd'unesituationinitiale

S

0

etévoluantversdenouvelles situations parl'appli ationde diérentesa tions

a

. Lesauteurstraitentleproblème de ompositiondeservi esWeben onsidérant eux- i ommedesa tions omplexes. Ils onsidèrentqueGologestunformalisme naturelpourlareprésentationet le rai-sonnementvis-à-visdesservi esWeb.

L'idée généralede etteméthodeest quelesagentsinformatiquespourraient rai-sonnersurlesservi esWebpourlesdé ouvrir,lesexé uteret les omposer automa-tiquement. Larequête del'utilisateur et les ontraintes peuventêtre é ritesdans le langagedelalogiquedupremierordreutilisépourle al uldesituation.Lesauteurs onçoiventtouslesservi esWeb ommedesa tionslesa tionsprimitivesetles a -tions omplexes.Lesa tionsprimitivessont onçues ommeàlafoisdes a tionsqui hangentl'étatdumondeoudesa tionsdélivrantdel'informationqui hangentl'état des onnaissan esde l'agent.Les a tions omplexes sontdes ompositions d'a tions primitives.Lesbasesde onnaissan edesagentsfournissentunformatde odage lo-giquedespré- onditionsetdespost- onditions(eets)desa tionsdanslelangagedu al uldesituation.Lesauteurs dénissentdesmodèlesdeprogrammes.Cesmodèles deprogrammes,é ritsenConGolog[39℄,dénissent equ'ilsréalisentpluttque om-mentilsdoiventleréaliser.Lelangageutiliséparlesauteurspourdé rire esmodèles ombine des opérations des langages de programmationpro édurale, omme la sé-quen e,si-alors-sinonouletantque,ave desopérateursdénisdansDAMLquisont spé iquesaux servi es Web. De plus, le langage permet de dénirdes ontraintes baséessurdesontologies.

Les auteurs proposent aussi une manière de personnaliser les programmes Go-logparl'in orporationde ontraintesparl'utilisateur.Parexemple,l'utilisateurd'un servi e Web omposé peut utiliser le hoix non-déterministe, 'est-à-dire un hoix aléatoire,pourprésenter lesa tions séle tionnéesdansune situation donnée,ou uti-liser le on ept de séquen e pour for er l'ordre d'exé ution entre deux a tions. La générationduplandoitobéiraux ontraintesprédénies.

Legrandintérêtdela ommunautédela ompositiondeservi esWebpourla pla-ni ationpeutêtre expliqué simplement parlessimilaritésentre lesreprésentations du langage DAML-S et du langage PDDL [38℄ (Planning Domain Denition Lan-guage).Cedernierest unlangagestandardquiunielareprésentationdesa tions.Il est utilisé pour omparerlesdiérentes méthodes de plani ation[87℄. LeDAML-S [69, 90℄ s'est fortement inspiré du langage PDDL [74℄. Grâ e à sesanités ave le PDDL, leDAML-Sbené ie deplusieursplani ateursougénérateursdeplan.

Dans la représentationde laméthode de omposition deservi esWebbasée sur lePDDL,[63℄introduitunnouveautypede onnaissan epour haquea tionappelée value.Cette onnaissan epersisteetn'estpastraitée ommeune lausedevérité.Du pointdevuedela onstru tiondeservi esWeb omposés,lafon tionnalitépermetde distinguerlatransformationoul'a quisitiondesinformationsd'unepartetle hange-mentd'étatd'autrepart,quisontproduitsparl'exé utiond'unservi eWeb. L'infor-mationreprésentéeparlesparamètresd'entrées/sorties,estsupposéeêtreréutilisable. Ainsi,les valeursdesdonnéesfournies par lesservi esWeb peuvent êtredupliquées

pourl'exé utiondeplusieursservi esWeb.Demanièrerésumée,l'exé utiond'un ser-vi e Webpeut hangerl'étatdumonde, impliquantladisparitiondel'an ienétatet la réationd'un nouvelétat, et peut fournirdes onnaissan es value persistanteset réutilisablestoutaulongdela omposition.

Lanotiond'informationpersistanteestimportantepourla ompositiondeservi es Web. Habituellementdans laplani ation,onfait l'hypothèsed'un monde los, qui supposeque,siuneformulen'estpasexpli itementdénie ommevraiedansunétat, alorsellepeutêtresupposéefaussedans etétat.Onparledemonde lospar opposi-tionaumondeouvertdanslequelon onsidèrequ'une royan equin'existepas,n'est pasné essairementfausse.Danslaprogrammationlogique,onappellel'hypothèsedu monde los negation as failure, soit un é he est interprété omme une négation. M Dermott[63℄remarquequeleprin ipalproblèmeave l'hypothèsedumonde los, dupointdevuedu on eptdesservi esWeb,estqueleplani ateur onnaîtsouvent l'existen e de valeursdontil ne onnaît pasla valeur.Parexemple, le plani ateur saitqu'ilexisteunevaleurd'é lairementdontilne onnaîtpaslavaleur, equiesten ontradi tionave l'hypothèsedumonde los.M Dermott ontourneleproblèmeen diéren iantdesvaleursapprenables,parexempleapprenableé lairement(learnable value),et desvaleurs onnues,parexemple onnueé lairement (knowvalue).

Medjahedetal.[66℄présententunete hniquepourgénérerune ompositionde ser-vi esàpartird'unedes riptiondehautniveau.IlsétendentlelangageWSDL omme le propose également [28℄. La méthode utilise des règles de omposabilité pour dé-terminersi deuxservi essont omposables. Ellesedé omposeenquatre phases.La première,laphasedespé i ation,permet unhautniveaudedes riptiondela om-position dé riteenutilisantun langagedespé i ationdeservi es omposésappelé CSSL (Composite Servi e Spe i ation Language). La se onde, la phase d'apparie-ment, utilise desrèglesde omposabilité pourgénérerdes plans de omposition qui sont onformesaux spé i ations de la requête de l'utilisateur. La troisième est la phasedeséle tion.Si plusd'unplan estgénérédurantlase ondephase,l'utilisateur duservi e hoisitunplanen fon tiondediérentsparamètrestelsqu'unparamètre dequalité de omposition,sonrangouson oût. Laphasenale estlaphasede gé-nération. Une des ription détaillée de la omposition des servi es Web est générée automatiquementetestprésentéeàl'utilisateurduservi e.

Ce paragraphe présente plus en détails les règles de omposition an de mieux exposer ommentestgénéréleplan.Lesrèglesde omposabilité onsidèrentdes pro-priétés syntaxiques etsémantiquesdesservi esWeb.Lesrèglessyntaxiquesin luent lesrèglespourlesmodesdefon tionnement,parexemplel'envoidemessage unique-ment(one-way)oul'envoiderequêtepuisl'attented'uneréponse(request-response), et les règles de liaison des proto oles d'intera tion des servi es Web. Les règles sé-mantiquesin luentlessous-ensemblessuivants:

•

omposabilité des messages dénis: deux servi esWeb sont omposables siet seulementsilemessagedesortied'unservi eest ompatibleauxsensdesauteurs ave lemessaged'entréedel'autre servi e,

•

omposabilité sémantiquede l'opération : elle dénit la ompatibilité entre les domaines,les atégoriesetlespropositions(fon tionnalités)dedeuxservi es,

•

qualitéde omposition:elledénitlespréféren esdel'utilisateurvis-à-visdela qualité desopérationspourla ompositiondeservi es,

•

pertinen ede la omposition:elleévaluesiune ompositiondeservi esestbien fondée.

dépendan esentre diérentsservi esWeb.

Selonmoi, la ontributionprin ipalede ette méthodeestladénitiondesrègles de omposabilité, ar elles montrent qu'elles peuventêtre les attributs des servi es Webutilisablespourla ompositionautomatiqueetadaptativedeservi esWeb.Ces règles peuvent être utilisées omme guide pour les autres méthodes basées sur la plani ation.

SWORD [79℄ est un autre kit de développement pour onstruire des servi es Web omposésutilisantdesrèglespourlagénération deplan.Contrairementà[66℄, SWORD n'utilise pasles standardsde des ription émergentstelsque [110℄ ou [74℄, mais exploiteàlapla e, le modèleentité-relation(ER) [36℄. DansSWORD,les ser-vi es Web sontmodélisés parleurs pré- onditionset leurs post- onditions.Les pré- onditions et post- onditionssont spé iées dans un modèle qui onsiste en un en-sembled'entités,parexempleunevoiture,unepersonne,un ourrier,et desrelations entrelesentités,parexempleXpossèdeY.Unservi eWebestreprésentésouslaforme de lausesdeHorn.Une lausedeHornestunedisjon tiondelittéralesdontauplus l'uned'elles estpositive. Ces lauses montrentque lespost- onditionssontréalisées silespré- onditionssontvraies.Ces lausesde Horn[46℄ traduisentsimplementune impli ation;la lausedeHorn:

¬p ∨ ¬q ∨ . . . ∨ ¬t ∨ u

traduitl'impli ation:

p ∧ q ∧ . . . ∧ t → u

où

∨

est le "ou" logique,

¬

est la négation et

∧

est le "et"logique. Pour réer un servi eWeb omposé,il sut despé ier l'étatinitial et l'étatnal duservi eWeb omposé,puislagénérationdeplan peutêtreréaliséeenutilisantunsystèmeexpert àbasederègles.

Dans le domaine des méthodes de omposition, un intéressant travail ee tué dans SWORD est que les auteurs dis utent la omposition de servi es Web basée sur des règles, et montrent qu'elle peut parfois générer un résultat in ertain si les pré- onditionsnepeuventpasdéterminerdefaçonuniquelespost- onditions(eets). Parexemple,prenons deux servi esWeb

S

1

et

S

2

:

S

1

fournissant

b(X)

àpartirde

a(X)

et

S

2

fournissant

c(X)

àpartirde

b(X)

.Si l'utilisateurdésireobtenir

c(X)

en fournissant

a(X)

alors SWORD proposerad'en haîner lesservi es Web

S

1

puis

S

2

. Maintenantsileservi e

S

1

fournit l'adressepersonnelledequelqu'unàpartirdeson nom, que

S

2

fournit le numéro de téléphone à partir d'une adresse donnée et que deux personnes peuvent vivre à la même adresse en ayant ha une un numéro de téléphone, alors le résultat de la omposition est in ertain. Les auteurs prétendent quelesrésultatsin ertains peuventêtreéliminésseulementsilespré- onditionssont fon tionnellementdépendantesdespost- onditionsdanslesservi esWebutilisés.

Quelques autres te hniques de plani ation sont proposées pour la omposition automatique.Dans [113℄, leplani ateurdeSHOP2[53, 93℄est utilisé pourla om-position automatique de servi es Web qui sont dé rits grâ e au langage DAML-S. SHOP2est unplani ateurdetyperéseaudetâ heshiérar hiques (HTN, hierar hi- al task network). Les auteurs pensent que le on ept de dé omposition de tâ hes dans le plani ateur HTN est très similaire au on ept de dé omposition de pro- essus omposés, dé rits dans l'ontologie de pro essus proposée par DAML-S. Les auteurs avan entaussique leplani ateurHTN est pluse a equeles autres lan-gagesdeplani ation, ommeparexempleGolog.Dansleurspubli ations,lesauteurs

donnentune des riptiondétailléedupro essus detradu tion

F t

dulangage DAML-S versle langageutilisé dans SHOP2, enparti ulier pour lesstru tures de ontrle (parexemple : si-alors-sinon,séparation,jointure) qui peuventpourla plupart être traduitesdemanièreexpli iteenSHOP2.

Sirin et al. [92℄ présentent une méthode semi-automatique pourla omposition. La omposition semi-automatique onsiste àassisterl'utilisateur lorsde la réation d'une omposition. En fait, la omposition est assistée par ordinateur. Sirin et al. proposentune méthode qui utilise DAML-S.La méthode proposée utilise les attri-butsfon tionnelset desattributsnon-fon tionnelsdénisdansleServi eProlepour proposeràl'utilisateurlesservi esqui semblentlesplusappropriéspourrépondreà sa requête. Pour e faire, les attributs fon tionnels omme paramètresd'entrées et desortiesduservi esontreprésentéspardes lassesOWL[73℄ etsontltrésparun moteurd'inféren ebasésurOWLetProlog.Lemoteurd'inféren epeutordonnerles servi esWebltrésenfon tiondel'ordred'éloignementdes on epts.L'éloignement estunparamètrequidénotel'importan edesdiéren esentreles lassesOWL.Pour anerlerésultat,siplusd'une orrespondan eesttrouvée,lesystèmeltrelerésultat enfon tiondes ontraintesfourniesparl'utilisateursurlesattributsnon-fon tionnels. Lesattributsnon-fon tionnelssontlesattributs utilesquinesontpasfournisparles attributs fon tionnels,parexemple,lalo alisationdelamesurelorsqueleservi ene la fournit pas lui-même. Seuls les servi es Web qui passent le ltre de ontraintes sont présentés à l'utilisateur. La omposition semi-automatique est attrayante ar ellepermetdesurmonterlesdi ultésliées,toutd'abord,àla apturedesbesoinsde l'utilisateur,puisàla ompositionautomatiquequi,leplussouvent,nepermetpasde garantirl'exa titudedela omposition.L'utilisateurétantpro-a tif,il peuts'assurer que la omposition est bien elle qu'il souhaitait. De plus,la méthode proposée est simpleet montreque lagénérationdeservi esWeb omposéspeutêtre ee tuéeen ombinantlesfon tionnalitésdelama hineetles ompéten esdel'homme.

Enn ilexistedesméthodesbaséessurlapreuveautomatique.

Waldinger[106℄proposedegénérerlesservi esWeb omposésàpartirdepreuves de théorèmes. L'appro he est basée sur la dédu tion automatique de preuves. La requêtedel'utilisateurestdé rite ommeunthéorèmequel'onsouhaiteprouver. Ini-tialement, les servi es Web disponibles et les pré-requisde l'utilisateursontdé rits danslalogiquedupremierordre.L'utilisateurdénit desaxiomesdelalogique las-sique,parexemple,desimpli ationsoudeséquivalen es,quivontêtreutiliséespour générerune ouplusieurs preuvesde larequête. Ensuite, une preuveest générée par legénérateurdepreuvedethéorèmeSNARK.Enn,lades riptiondela omposition de servi es est extraite d'une preuve parti ulière en fon tionde la disponibilité des servi esWeb.

Lämmermann[54℄applique unesynthèsestru turelledeprogramme(SSP, Stru -turalSynthesisof Programme)pourune ompositionautomatique.SSP estune ap-pro hedédu tivepourlasynthèse deprogrammeàpartirdespé i ations.Ildénit unlangage logiquedans lequellesspé i ationssontdénies pardesinterfa es.Les interfa esdénissentlesservi esWeboularequête.Cesinterfa essont omposéesde variablestypées,de onstantes,deliaisonsentrelesvariableset onstantes(binding), d'un axiome. L'axiome in lut seulement les propriétésstru turales, i.e. les informa-tions des entrées/sorties, en liant les entrées ave les sorties. Il étend son langage eny ajoutantdesvariablesde ontrle qui sontdesvariablessansvaleurmais qui peuvent servir à la dénition des pré-/post- onditions. Les interfa es des servi es Web sont vues omme des axiomes et l'interfa e de la requête est vue omme un

théorèmeàprouver.SSPdéduit desinterfa esprédéniesunepreuve del'interfa e qui représente la requête, et déduit de la preuve la omposition des servi es Web. Lämmermannassimilelesservi esWeb omposésàdesprogrammeset utiliselefait quelesprogrammessontdespreuves.

Raoetal.[80,81,82℄introduisentuneméthodepourla ompositionautomatique de servi es Web sémantiques utilisant des preuves de théorème en logique linéaire (linear logi theorem proving). Cetteméthode utilise deux représentations pour les servi esWeb. Lapremièreest une représentationexterneutilisantlelangage OWL-S. La se onde représente les servi es Web pardes axiomes logiques dans la logique linéaire, ommele faitWaldinger[106℄ danslalogique lassique. Lalogique linéaire permetàl'utilisateurdedénirlesattributs desservi esWebformellement,in luant quali ationet quanti ationdesvaleursdesattributs non-fon tionnels.

De plus, la logique linéaire a des relations ave le pi- al ul. Le pi- al ul est la fondationformellede ertainslangagesde ompositiondeservi esWeb[1,13,15,43, 59℄.Lapossibilitéde onsidérerlapreuvedelogiquelinéaire ommeunpro essusde pi- al ul a été pour la première fois montrée par[2℄, et ensuite développée par [8℄. Lesauteursatta hentlepi- al ulauxrèglesd'inféren edelalogiquelinéairedansle style de lathéorie des types.Ainsi, le modèle depro édure pour la omposition de servi es Webreprésenté par le pi- al ulpeut être générédire tement àpartirde la preuve.Lesauteursprésententaussilesrèglesdesous-typagequisontutiliséespour raisonner ave les gures d'inféren e de la logique linéaire. Ainsi, le générateur de preuvedethéorèmedelogiquelinéairepeutnégo ierave laspé i ationduservi eet l'informationduWebsémantique.Contrairementàd'autresméthodes, omme[92,66℄ qui utilisent les attributs non-fon tionnels seulement pour ltrer les plans générés, Rao et al. onsidèrent les attributs non-fon tionnels dire tement dans le pro essus de preuve de théorème, i.e. durant la génération de plans. Les fon tionnalités des servi es et lesattributs non-fon tionnels sont traduitspar desaxiomes logiques. La distin tion entre lesfon tionnalités et lesattributs non-fon tionnelsest permisepar lesrèglesd'inféren e delalogiquelinéaire.

L'utilisationdesméthodesde ompositionbaséessurlapreuvedeprogrammeest nuan éeparlefaitquelare her hedepreuvedanslalogiquelinéaireestindé idable [58℄.Ce iimpliquequedans ertainessituations,lespreuvesnepeuventêtretrouvées, soit par eque 'est troplongd'en trouverune, auquel asonarrêtelepro essus de re her he, soit par e que lapreuven'existe pas, auquel as les méthodes de preuve automatiquenepourrontpass'arrêterpour on lurequ'iln'existepasdepreuve.

2.6 Bilan

Nous avons lassélesméthodesde omposition quenous avonstrouvées dansla littérature en trois groupes: statiques, dynamiques et indu tives. Dans le hapitre suivant nous abordons le as parti ulier de la météorologie et nous en formalisons lesbesoinspourla omposition.Au hapitre4nousferonsuneétudepréliminairede es trois groupesàl'aide de prototype en prenanten ompte lepointde vue de la météorologie.

Appli ation à la météorologie

Dans e hapitre,jedé rissu in tementlamétéorologietelle qu'elleestétudiée dansle entreénergétiqueetpro édés(CEP) deMINESParisTe h.J'expose les be-soinsexpriméspar etteéquipe,lesutilisateursduservi eSoDaoud'autresservi es analogues,sur la ompositiondeservi esWeb.Ensuite,je présente lesparti ularités desservi esWebenmétéorologieetjemontreque edomainetireraitungrand béné- edela omposition.J'exprimeles ontraintesliéesà edomaineetleursimpa tssur la omposition.L'expressiondesbesoinsdesutilisateursetl'étudedes ara téristiques intrinsèquesauxservi esWebliésàlamétéorologiemepermettentdeformaliser ma-thématiquementles ompositions quesouhaitentréaliserlesutilisateursdesservi es SoDaetautres,et don depré iserlesobje tifsdelathèse.

3.1 La météorologie

La météorologie ouvre des aspe ts d'observation, de modélisation et de dé i-sion. Dans ledomaine de l'énergie, en parti ulier, les her heurs y font appelpour ledéveloppementdeméthodesetd'outilsdereprésentationmathématiquedela réa-lité géographique, en la ombinant ave d'autres dis iplines s ientiques omme la géographie numérique, les mathématiques appliquées à la s ien e de l'information oulamétrologie.Lamétéorologie ontribue notammentàl'a roissementde l'usage des énergies renouvelables pour la produ tion d'énergie. Compte tenu du ontexte mondial limatiqueet é ologique ommeleré hauementdel'atmosphèreouen ore l'épuisementdesréservesnaturelles, es préo upationssontdésormaissurledevant de las ène politiqueinternationale. Cette situation rend d'autantplus importantes lesinnovations te hnologiquespourl'amélioration de l'a essibilitédes données mé-téorologiques, ommeparexemplel'utilisationd'Internetetdesservi esWebpourla diusionde es donnéesetdesméthodespourlesexploiter.

Les informations manipulées en météorologie ont des origines très diverses : ré-seauxde apteursterrestres,satellitesd'observationdelaterre,modèlesnumériques. Des travauximportants sont don menés ontinuellement pour la fusion d'informa-tions.L'ingéniériedesénergiesrenouvelablesrequiertégalementunegrandequantité d'informationd'autresnatures, ommeparexemple,dansle asd'uneimplantationde entralesolairethermodynamique,lereliefduterrainetlesréseauxhydrographique, éle triqueet des voies de ommuni ation.Rassemblertoutes esinformations enun

même lieu ne onstitue plus la solution idéale et on observe, omme pour d'autres s ien esliéesàl'environnement,ledéveloppementdesolutionsd'interopérabilité, in- luantlesservi eswebetleur omposition.

3.2 Les systèmes d'information disponibles en mé-téorologie

Les météorologues ont développé un réseau de partage de données qui leur est propre.Ceréseauestbasésurlesdiérentsbureauxdemétéorologiedediérentspays. Ces derniersproposent leurs donnéessous diverses formes et àdes oûts variables. Parexemple,legouvernementaméri ain propose esdonnéesgratuitementpourses itoyens aril onsidèrequeleprix d'a quisitiondesdonnéesadéjàétépayéparles impts de es derniers. Généralement, les her heurs béné ient d'un a ès gratuit à es donnéespourleurs re her hes.Néanmoins,quand quelqu'unest extérieur à e réseau,illuiestdi ile d'obtenir esdonnées.

Les énergéti iens ontbesoindepuislongtempsdesinformationsmétéorologiques. Parexemple, esdonnéesleurpermettentdeprédirelaprodu tionéle triqueannuelle d'unpanneausolaireenfon tiondesasituation géographique.

Pour répondreà e besoin dedonnées, ils ont ommen é par olle ter es infor-mationsàl'aidedestationsausol.Cettesour ed'informationadon ommen épar être répertoriée sur des do uments papiers. Par lasuite, es do uments ont été re-produits etformatéssousformedetableaux, degraphiquesoude artes,lesrendant plus fa ilesà analyser ou àutiliser. Les premiers à proposer e type de do uments sont ESRA [76℄, le WMO [72℄ ou le Coun il for S ienti and Industrial Resear h (CSIR) [30℄ ou[14, 31℄ pour nalement avoir des donnéessur un grandnombre de pays.Laformepapierde esdonnéesprésentait l'avantaged'être onsultable àtout moment, mais elle omportedes données de base gées. De plus, lare her he d'in-formations parti ulières y est di ile et leur utilisation demandent une fastidieuse phase de opie ousaisie de es données.La te hnologieaidant, es donnéesse sont informatisées.WMOestlepremieràproposerlesdonnéessouslaformededisquette [85℄. Ces disquettes a ompagnent le do ument, mis-à-jour pour l'o asion. Par la suite,les her heursontutilisélesCD-ROM,leursfournissantunplusgrandnombre dedonnéeset des appli ations.Le CD-ROM deWMO [108℄ ou eluide Meteonorm [68,84℄ensontdesexemples.Lesappli ationsfourniespermettentd'obtenirdes don-néesdérivées des donnéesde base ontenues sur le CD-ROM. Ces donnéespeuvent être présentées de lamême façonquedans les publi ations papier traditionnelles, 'est-à-diresousformedetableaudevaleurs,degraphiqueoude arte.Plustard,des sites Webspé ialisésont été rééspoura roîtreladiusion desdonnées, ommele siteSoDa[95℄,lesiteSatel-Light[27℄oulesiteduCoun ilforS ienti andIndustrial Resear h [26℄, e dernier proposantdes donnéesde labase SARERD (South Afri a RenewableEnergyResour eDatabase).Cessitesproposentdesdonnéespouvantêtre gratuitesou payantes.Les avantages de es sites sont qu'ilsorentuna ès fa ilité auxdonnées,unemise àjour régulièreetdesfrais dere opiepresquenuls. Cessites fournissentl'a èsà ertainesdonnéesdanslerayonnementsolaireàl'aided'interfa es internetintera tives.