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Chapitre 1: Démarche scientifique pour aborder les problématiques

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Academic year: 2022

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Cours en Rédaction scientifique

Chapitre 1: Démarche scientifique pour aborder les problématiques

Université de Jijel

Faculté des sciences exactes et d’informatique Département d’informatique

Classes: 3ème Licence en informatique

Présenté par: Dr. D. Boukraa

Maitre de conférences en informatique

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2

Objectif du chapitre

Apprendre comment aborder scientifiquement une problématique

Connaître les composants d’un projet de recherche

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

(3)

Science et domaines: définition de la science

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Ce que l’on sait par apprentissage

Ce que l’on tient pour vrai

Ensemble de connaissances caractérisées par un objet et une méthode déterminée.

Plutôt que de parler d’une science, on parle de

domaines de la science.

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4

Science et domaines: domaines de la science

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Logique Mathématique Sciences naturelles

(physique, chimie, Biologie…)

Sciences sociales (économie, sociologie,

anthropologie,

…)

Sciences humaines (histoire, philosophie,

linguistique,

…)

Culture, religion, art,

(5)

Science et domaines: informatique (Computer Science)

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Plusieurs définitions

Étude de phénomènes liés aux ordinateurs

Traitement automatique de l’information

Informatics (orientation vers l’information et son traiement …utilisation plutôt française et

allemande)

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6

Science et domaines: sous-domaines informatiques

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Domaines de contribution

• Logique et mathématique

• Électronique

• Théorie algorithmique

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Science et domaines: informatique théorique

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Abstraction, formalisations

• Modèles formels et conceptuels

• Fort lien avec la logique et les mathématiques

• Exemples

• Données: E/R, MCD,

• Traitements: Réseaux de Petri, …

(8)

8

Science et domaines: informatique expérimentale

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Concerne la création et développement d’outils, de logiciels, d’applications pour résoudre des problèmes

• Exemples d’application

• Stockage de données non conventionnelles (problèmes d’optimisation

• Optimisation de résolution de problèmes NP-complets

• Vision par ordinateur

• Traitement de langage naturel

• Intelligence artificielle

• Apprentissage automatique

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Science et domaines: informatique de simulation

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition de la science

Domaines de la science

Informatique (computer science)

Sous-domaines informatiques

Informatique théorique

Informatique expérimentale

Informatique de simulation

Utilisation des ordinateurs pour l’étude de phénomènes qui ne peuvent pas être produits et expérimentés en laboratoires

• Exemples

• Evolution de l’univers

• Astronomie et conquête de l’espace

• Utilisation biologiques

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Méthode scientifique: définition

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition

Schéma général

Description

Méthode: ensemble des canons guidant ou devant guider le processus de production des connaissances scientifiques, qu'il s'agisse d'observations, d'expériences, de raisonnements, ou de calculs théoriques.

Méthodologie: analyse de principales méthodes et règles utilisées dans une discipline.

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Méthode scientifique: schéma général

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition

Schéma général

Description

(12)

12

Méthode scientifique: description

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition

Schéma général

Description

1. Wonder: Se poser les questions sur l’existant 2. Hypothesis: exprimer les hypothèse du travail 3. Prediction: prédire les résultats qu’on peut obtenir 4. Test: expérimenter et observer

5. Old theory confirmed / new thoery proposed: confirmer d’anciennes théories ou proposer de nouvelles

6. Selection among competing theories: comparer les résultats avec l’existant. Confirmer l’avantage de la solution proposée ou des solutions existantes.

(13)

Méthode scientifique: description

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Définition

Schéma général

Description

Exemple

On place un flash disk dans le port USB mais il marche pas

Wonder: pourquoi le disque ne marche pas

Hypothesis: problème de flash « 1 » ou de port « 2 »

Prediction: si 1 alors un autre flash marchera, si 2 un autre flash ne marchera pas

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14

Spécification du domaine et de l’objet de la recherche

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Choix du domaine et sous-domaine

Choix de l’objet de la recherche

Quelques considérations

Choix du domaine et sous-domaine

• Pour un jeune (nouveau chercheur), le choix du domaine et du sous-domaine découle du choix de son directeur de

recherche ou laboratoire d’affiliation

• Pour un chercheur sénior, choix par continuité des

recherches précédentes, domaines liés, intérêt, opportunité à la recherche, …

• Le domaine et sous-domaine doivent être motivants.

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Spécification du domaine et de l’objet de la recherche

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Choix du domaine et sous-domaine

Choix de l’objet de la recherche

Quelques considérations

Choix de l’objet de la recherche

• Objet: aspect particulier du sous-domaine

• Ex: indexation des bases de données non relationnelles

• Nécessite d’avoir un bon recul (connaissances) de l’état de la recherche.

• Peut être imposé (sujet de master / doctorat) ou prédéfini (laboratoire de recherche) ou à définir par le chercheur

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Spécification du domaine et de l’objet de la recherche

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Choix du domaine et sous-domaine

Choix de l’objet de la recherche

Quelques considérations

Quelques considérations

• Dans certains cas, l’objet de la recherche peut être à l’intersection de plusieurs domaines / sous-domaines.

• Ex: la bio-informatique

• Les travaux sur l’objet de la recherche doivent être actifs (pas morts)

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Problématique et questions

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Problématique de recherche

Se poser les questions

Exemples

C’est quoi une problématique de recherche

• Difficulté rencontrée par le chercheur, tant sur le plan théorique que pratique.

• Résulte de l’observation dans le contexte du domaine et objet de recherche (ex: bases de données, systèmes d’informations, …)

• Peut-être formulé (mathématiquement ou autre) ou pas formulé.

• La formulation peut contenir des paramètres ou variables permettant de mesurer la solution proposée.

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Problématique et questions

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Problématique de recherche

Se poser les questions

Exemples

Se poser les questions sur l’existant

• Qu’est-ce qui existe actuellement comme travaux

(sans entrer dans le détail de chaque travail)

• Qu’est-ce qui manque? Limites?

• Y a-t-il lieu ou possibilité d’améliorer?

• Peut-on utiliser ou combiner des techniques nouvelles?

• On ne refait pas un travail déjà fait dans les mêmes conditions…on doit faire avancer la science.

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Problématique et questions

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Problématique de recherche

Se poser les questions

Exemples

Exemples

• Les index de bases de données pour une base de données texte

• Les index traditionnels ne sont pas adaptés

• Doit-on les adapter ou proposer de nouveaux

• les modèles de bases de données pour stocker les données des réseaux sociaux (facebook)

• Modèle relationnel inadapté:

• Doit-on proposer un nouveau modèle?

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Revue de la littérature

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Recherche et collecte de la documentation

Lecture et résumé

Critique

Recherche et collecte de la documentation

• Objectif: connaitre les travaux liés à l’objet de recherche.

• Utiliser les moteurs de recherche généraux (Google) ou dédiés

• Certains travaux se présentent sous la forme de papiers de conférences, d’articles, de mémoires.

• Certains papiers sont gratuits, d’autres sont payants

• Savoir juger l’utilité d’un papier pour le travail sans le lire entièrement

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Revue de la littérature

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Recherche et collecte de la documentation

Lecture et résumé

Critique

Lecture et résumé

• Lire chaque papier, mémoire, …de manière guidée par objectif

• Résumer les points clés intéressants

• Mettre en valeur les avantages, les limites afin de justifier de nouveaux travaux et nouvelles propositions dans le même contexte.

• Parfois, un papier peut être relu plusieurs fois.

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Revue de la littérature

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Recherche et collecte de la documentation

Lecture et résumé

Critique

Critique de la littérature

• Analyser chaque travail lié à l’objet de la recherche pour faire ressortir ses avantages, ses limites, …

• Critiquer objectivement, de manière constructive

• Les nouvelles propositions peuvent être une amélioration des travaux existant ou des travaux analogues

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Cadre conceptuel et hypothèses

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Cadre conceptuel

Hypothèses

Prédiction

Cadre conceptuel

• Ensemble des connaissances, théories qui ont un rapport quelconque avec le sujet de recherche (Formarier, Poirier-Coutansais)

• Ces connaissances et théories servent de points de repères et devenir un cadre théorique

• Le cadre théorique oriente et enrichit la problématique.

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Cadre conceptuel et hypothèses

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Cadre conceptuel

Hypothèses

Prédiction

Hypothèses

• Exprimer une supposition ou une prédiction

• Nécessite une expérimentation

• Peut être confirmée ou infirmée Exemples

• L’utilisation de bases de données relationnelles pour stocker les données donne des temps énormes

• L’utilisation de bases de données orientées graphes peut améliorer les temps de réponses

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Cadre conceptuel et hypothèses

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Cadre conceptuel

Hypothèses

Prédiction

Prédiction

• Prédire ce qu’on peut obtenir

• En se basant sur l’hypothèse et les critiques de l’existant on prédit l’amélioration

Exemples

• Prédire la minimisation du temps des requêtes

• Prédire l’amélioration des temps de mise à jour,

• …

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26

Résultats

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Conduire la recherche

Expérimenter

Obtenir et analyser les résultats

Comparer

Conduire la recherche

• Cœur d travail de recherche, contribution, propositions

• Les étapes de conduction de la recherche dépendent du sujet

• Ils peuvent contenir

• Modèles,

• technique,

• algorithmes,

• Structures

• …

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Résultats

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Conduire la recherche

Expérimenter

Obtenir et analyser les résultats

Comparer

Expérimenter

• Soumettre la proposition à une expérimentation

• L’expérimentation est associée à une implémentation (en informatique: programmation, création de structures de données, etc.)

• La nature de l’expérimentation dépend du sujet de

recherche: mesurer des temps de réponse, la complexité d’un algorithme, etc.

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28

Résultats

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Conduire la recherche

Expérimenter

Obtenir et analyser les résultats

Comparer

Obtenir et analyser les résultats

• Certains résultats sont immédiats

• D’autres prennent des minutes, heures, jours, …

• Les temps d’attente peuvent être très longs 🡪 annulation

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Résultats

Objectifs du chapitre Science et domaines Méthode scientifique Spécification du domaine et de l’objet de la recherche Problématique et questions Revue de la littérature Cadre conceptuel et hypothèses Résultats

Conduire la recherche

Expérimenter

Obtenir et analyser les résultats

Comparer

Comparer

• Comparer les résultats obtenus avec les résultats existant éventuellement.

• Possibilité d’amélioration, approcher, égaler….

• Pas d’amélioration, on refait, on continue.

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Accès aux diapositives

http://boukraa.jimdofree.com/teac hing/current-teaching/

Choisir le lien « rédaction scientifique »

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Références

1. Gordana DODIG-CRNKOVIC, ‘’Scientific Methods in Computer Science’’.

2. Rachad ANTONIUS, Ce que doit inclure un projet de mémoire ou de thèse, 2007.

3. C. R. Kotari, ‘’Research Methodology, methods and techniques’’, ed. New Age, 2004

4. Wikipedia.

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Références

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