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Un wiki sémantique pour la gestion des connaissances décisionnelles : application à la cancérologie
Thomas Meilender
To cite this version:
Thomas Meilender. Un wiki sémantique pour la gestion des connaissances décisionnelles : application à la cancérologie. Autre [cs.OH]. Université de Lorraine, 2013. Français. �NNT : 2013LORR0073�.
�tel-01749847�
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Ecole doctorale IAEM Lorraine´
Un wiki s´ emantique pour la gestion des connaissances d´ ecisionnelles –
Application ` a la canc´ erologie
TH` ESE
pr´esent´ee et soutenue publiquement le 28 juin 2013 pour l’obtention du
Doctorat de l’Universit´ e de Lorraine
(Mention informatique)
par
Thomas MEILENDER
Composition du jury
Rapporteurs : Isabelle Bichindaritz Assistant professor, State University of New York, Oswego Marie-Christine Jaulent Directeur de recherche, INSERM, Paris
Examinateurs : Sylvie Despr´es Professeur, Universit´e Paris 13 Monique Grandbastien Professeur, Universit´e de Lorraine
Directeur : Jean Lieber Maˆıtre de conf´erences (H.D.R), Universit´e de Lorraine Co-directeur : Nicolas Jay Maˆıtre de conf´erences, Universit´e de Lorraine
Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications — UMR 7503
J'exprimetoutd'abordmesremeriementsàIsabelleBihindaritzetMarie-Christine Jaulent
qui ont aepté d'être les rapporteurs de ette thèse et qui par leurs remarques m'ont permis
d'améliorere mémoire.Meriégalement àSylvie Desprésainsiqu'à Monique Grandbastienqui
ont aepté d'être respetivement examinateur etprésidentedu jury.
Je tiens également à exprimer mes remeriements et ma gratitude à Jean Lieber, mon di-
reteurde thèse,pour sa ompétene,sapédagogie etsonsoutien. Ces années ont été rihes en
enseignements grâe à toi, tant au niveau personnel que professionnel. Ce fut un honneur pour
moide travailler ave e rat-taupe glabre de lareherhe.
Meri également à Niolas Jayde m'avoir enadré etnotamment de m'avoir apportéses lu-
mièressur l'informatiquemédial.
Denombreusespersonnesontpartiipé auprojetKasimiresdernières années. Je souhaite
partiulièrement remerierFabienPalomarès d'A2ZId'avoirruau projetetd'avoir nanere
travailetGilles Herengt d'Onolor pour sonaide, sesidées etsonsoutien. Meri également aux
personnels d'A2ZIetd'Onolor pourleur ollaboration.
D'autres ollaborateurs ont mis leur talent au servie duprojet. Un grand meri à eux, no-
tamment à Aline Zimmer, Fadi Badra, Mathieu d'Aquin, Anh-Djuy Tran, Valentien Jeannot,
JonathanLeeuwen etAnthonyKirkpatrik.
Merià Amedeo Napoli dem'avoiraueilli àOrpailleur, ainsiqu'à touslesautres membres
del'équipequej'aieulahanedetoyer.MeriàtouslesamisduLoriapourlesdisussionset
lesbonsmomentspassésensemble:Stéphane, Yves,Hatem,Nizar,Mehdi,Julien,Saïna, Laura,
Alie, Niolas, Florent, Yesmine, Hana, Elias, Valmi, Emmanuelle... J'en oublie probablement
parmi lesmeilleurs.
Je n'auraiprobablement pasmenéaussiloinmes étudessanslesoutiendemafamille.Meri
à ma Maman d'avoir toujours été là, à Nik et Marie, à PoJo, à Aurore et Olivier (tous mes
v÷ux de bonheur!) et à ma s÷ur de de ÷ur Alex. Meri à mes lleules, Katy et Orane, qui
sanslesavoiront étéd'unsoutienmoral extraordinaire. Longueetbellevie àCamilleetLouise,
etàelui qui va venir.Et meriégalement d'avoir étélàà PapyetManou, Xavier,Fabienne et
Yann, les ousins etousines. Sans oublierun grand meri à lafamille Bendaoud de m'avoir si
haleureusement aueilli.
Pour ma merveilleuseHanna, queta vie soittoujours bonheuretsourire.
Et surtout, meri Rokia pour ton soutien et pour ette superbe aventure que nous vivons
touslesjours.
les deux piliersde mavie.
Introdution générale 1
Chapitre 1 Contexte appliatif et sientique 5
1.1 Le projetKasimir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Les guidesde bonnespratiquesliniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Le Websémantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4 Outils du Web sémantiquepour l'informatique médiale . . . . . . . . . . . . . . 22
1.5 Conlusion partielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Chapitre 2 État de l'art des wikis sémantiques 31 2.1 Les wikis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2 Les wikissémantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3 Les moteursde wiki sémantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.4 Conlusion partielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Chapitre 3 OnoLogiK, un wiki sémantique pourles référentiels en onologie 51 3.1 Un wiki sémantiqueen médeine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2 Migration d'unsite statiquevers unwiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3 Annotation desGBPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4 Exploiter lesannotations sémantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.5 Évaluationpar les utilisateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.6 Conlusion partielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Chapitre 4 Connaissanes déisionnelles en médeine 73 4.1 Des formatspour lesGBPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2 Synthèse des formatsde GBPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.3 Websémantique etGBPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4 Conlusion partielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Chapitre 5 Édition sémantique d'arbres de déision ave KatoS 95
5.1 Un langagegraphique pour l'éditiondes GBPI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.2 Lesapaités d'export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.3 Extensionsdu langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.4 L'éditeur KatoS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.5 Évaluationdesapaités demodélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.6 Conlusionpartielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Chapitre 6 Perspetives 115 6.1 Évolutions d'OnoLogiK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.2 Évolutions deKatoS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3 Perspetivespour leprojetKasimir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.4 Conlusionpartielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Conlusion générale 135
Liste des abréviations utilisées 137
Bibliographie 139
1.1 ExtraitsduGBPCsurlestumeursappendiulaires, disponibledanseformat sur
le site Web d'Onolor avantavril2012. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 Cyle de vie d'unGBPCédité par Onolor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Hiérarhiede doument de GEM.Soure :Tran et al.[2009℄. . . . . . . . . . . . 13
1.4 Layer ake duWeb sémantique, traduit etadaptéde Semantiweb.org [2011℄. . . 14
1.5 Exemplesde syntaxesRDF,lasyntaxeRDF/XML (a)etlasyntaxe N3 (b). . . . 17
1.6 Exemple d'uneontologie RDFSen syntaxe N3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.7 Exemple de requêteSPARQL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.8 NuageduWebdedonnées(soure:http://rihard.yganiak.de/2007/10/lod/, 2011). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.9 Appliation d'EdHiboudanslaadrede laformalisationd'unGBPCsurlaneu- tropénie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1 Extrait du wikitext (a) de Mediawiki d'une page sur d'Artagnan et son rendu nal (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2 Représentation d'une page onernant D'Artagnan dans un wiki lassique (a) et dans unwiki sémantique(b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3 Wikitext d'unepage onernant d'Artagnan(a)dansMW(b)etdansSMW (). 39 2.4 Formulaires d'édition d'uneinstanesous KiWi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.5 Formulaired'édition d'une instanesousOntoWiki. . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.6 Une page sur lesontinents éditée ave lelangage ACE dansAeWiki. . . . . . . 44
2.7 Éditeurs d'AeWiki pour l'ajout d'une phrase en langage ACE (a) etlaréation d'une page (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.8 Page onernant l'indie demasse orporellesurKnowWE. . . . . . . . . . . . . 47
3.1 Exemple d'utilisation d'unmodèledansSMW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2 Représentation du proessusde migration versun wiki sémantique. . . . . . . . . 57
3.3 Proessus demiseà jour desGBPC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4 Éléments méthodologiques d'unemigration d'unsite Webstatique versune solu- tion duWebsoial sémantique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.5 Annotations sémantiques d'unréférentiel par unmodèle etahage résultant. . . 64
3.6 Terme MeSHTumeurs del'÷sophage tel qu'importé dansOnoLogiK. . . . . 65
3.7 Exemples de syntaxe d'une requête sémantique dans SMW (a) et l'ahage de sonrésultat dansOnoLogiK (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.8 Proessus deréation d'unebibliographie ontextualisée. . . . . . . . . . . . . . . 68
3.9 Exemple dedonnées importéesdepuis DBpedia etDrugbank onernant lagem- itabine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.1 Exemplede MLM ensyntaxe Arden,traduit dede Clerqet al. [2004℄. . . . . . . 75
4.2 Représentation des états des plans dans Asbru et de leurs onditions de transi- tion[Kaiser etMiksh,2005℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.3 Édition d'unGBPI ave AsbruView [Kosara etMiksh,2001℄. . . . . . . . . . . . 77
4.4 Méthodologiededéveloppementd'unGBPIaveSAGE(traduitdeTuetal.[2004℄). 79 4.5 Éditiond'unGBPIsurl'immunitédesnourrissonséditéaveProtégé(Soure:SAGE [2013℄).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.6 Aperçudesomposantsdu framework GASTON. Les retangles orrespondent à des logiiels et les arrondis à des modèles de données. Soure : de Clerq et al. [2001℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.7 Édition d'un GBPI au format GLARE ave Guide Lines Environnement Devel- oppement, reprisd'Anselmaet al. [2007℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.8 Graphe dirigé auformat GLIF surletraitement de la toux,traduit de de Clerq et al.[2004℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.9 Sénariosrelatifs à lagestionde l'hypothyroïdisme dansPRODIGY[PRODIGY, 2011℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.10 ReprésentationdestâhesdansPROforma:hiérarhiedel'ontologiePROforma Task Ontology (a), graphe de transitiondes états de estâhes (b) et exemple deGBPI (). Adaptésde Kaiser etMiksh[2005℄ etde Grando et al. [2012℄. . . . 87
5.1 Arbre syntaxiquement orret, extrait du GBPC Onolor onernant le ol de l'utérus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.2 Un extrait duGBPI Onolor du aner du ol de l'utérus limité au ol (a) et sa tradutionen OWL (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3 Exportvers lesslots Maintenane etLibrary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4 Exportvers leslot Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.5 Exportvers leslot Evoke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.6 Exportvers leslot Logi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.7 Exportvers leslot Ation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.8 Extrait d'arbre dedéision adaptédu GBPIOnolor onernant lelon.. . . . . 105
5.9 Extrait d'arbre duGBPI Onoloronernant lelon. . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.10 Interfae de l'éditeurd'arbres KatoS etdétailde sesomposants. . . . . . . . . 107
5.11 Arhiteture généralede KatoS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.12 Page d'OnoLogiKprésentant unarbre éditéave KatoS. . . . . . . . . . . . . 110
5.13 Communiation entre KatoSetOnoLogiK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.14 Requête SPARQL (a) sur KOWL et sa réponse (b) destinées à déterminer les lasses d'unereommandation liée àune instane desituation dénie.. . . . . . . 112
5.15 KatoS ombinéàEdHibou. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.1 Édition d'un requête sous PubMed à partir du desripteur Stomah Neoplasms. Soure:NCBI [2013a℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.2 Classiation TNM extraitedu GBPI Anus d'OnoLogiK (6.2a) et détaildes stadesorrespondants(6.2b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.3 Édition d'une onnaissane à diérents niveaux du ontinuum de formalisation desonnaissanes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.4 Desription du CP représentant le lien entre situation et reommandation dans l'algorithmed'exportde KatoS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
desniveaux deonnaissanes dansOnoLogiK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.6 PropositionsdedélinaisonduCPIndexationparMeSHsousformedewikitext
(6.6a), de modèlede wiki (6.6b) etdeguredu langage KatoS (6.6). . . . . . 131
6.7 Proposition d'arhiteture logiiellepour leprojetKasimir. . . . . . . . . . . . . 131
6.8 Propositionsdemodèlesprésentantl'aquisition(6.8a),letest(6.8b)etl'exploita-
tion desdonnées(6.8) dansleprojetKasimir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
1.1 Ressouresintroduites par OWLetleursyntaxe en logiquededesriptions (LD).
CetDsontdeslassesOWL(desoneptsenLD),R,R1etR2sontdespropriétés
(des rlesen LD),aetbsont desinstanes(des individusenLD), nestunentier
positif. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2 Caratéristiques de quelques unes des prinipales ressoures ontologiques médi- ales. Soures :Bodenreider[2008℄, Freitaset al. [2009℄ . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.1 Réapitulatif desmoteursde wiki etdeleurs fontionnalités.. . . . . . . . . . . . 49
3.1 Espaes d'édition etdroitsassoiés dansOnoLogiK. . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.1 Réapitulatif desformatsde déision desGBPI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.1 Les formesetleursigniation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.1 Support des modèles de Control-ow pour Asbru, EON, GLIF, PROforma et KatoS.Soure :Mulyar et al. [2007℄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
