Aide à la création et à l'exploitation de réglementations basée sur les modèles et techniques du Web sémantique

par Khalil Riad Bouzidi

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Nhan Le Thanh et de Catherine Faron-Zucker.

Le jury était composé de Nhan Le Thanh, Catherine Faron-Zucker, Habib Abdulrab, Bruno Fies, Gilles Kassel.


  • Résumé

    Les réglementations concernant l’industrie de la construction deviennent de plus en plus complexes et touchent plus d’un domaine à la fois. Elles portent sur les produits, les composants et l'exécution des projets. Elles jouent aussi un rôle important pour garantir la qualité d'un bâtiment, ses caractéristiques et minimiser son impact environnemental. Depuis 30 ans, le CSTB prouve son savoir-faire en la matière au travers du développement du REEF, l’encyclopédie complète des textes techniques et réglementaires de la construction. Dans le cadre d’une collaboration entre le CSTB et le laboratoire I3S, nous avons travaillé à la formalisation et au traitement automatisé des informations technico-réglementaires contenues dans le REEF. Nous avons mis en œuvre notre approche pour aider à la création de nouveaux Avis Techniques. Il s'agit de préciser comment ils sont rédigés et comment standardiser leur structure grâce à la mise en œuvre de services sémantiques adaptés. Nous avons réussi à identifier et à comprendre les problèmes liés à la rédaction d'avis techniques et nous nous sommes focalisés sur le renseignement des dossiers techniques par les industriels. Nos contributions sont les suivantes : Nous avons construit manuellement une ontologie du domaine, qui définit les principaux concepts impliqués dans l’élaboration des Avis Technique. Cette ontologie appelée "OntoDT" est couplée avec le thésaurus du projet REEF. Nous l’avons définie à partir de l’étude des dossiers techniques existants, du thesaurus REEF et en interviewant les instructeurs du CSTB. Nous utilisons conjointement les standards SBVR et SPARQL pour reformuler, à la fois dans un langage contrôlé et dans un langage formel, les contraintes réglementaires présentes dans les Guides pratiques. SBVR représente une assurance de la qualité du texte des contraintes réglementaires présentées à l’utilisateur et SPARQL permet l’automatisation de la vérification de ces contraintes. Ces deux représentations reposent sur l’ontologie de domaine que nous avons développée. Nous intégrons des connaissances expertes sur le processus même de vérification des dossiers techniques. Nous avons organisé en différents processus les requêtes SPARQL représentant des contraintes réglementaires. A chaque composant intervenant dans un dossier technique correspond un processus de vérification de sa conformité à la réglementation en vigueur. Les processus sont représentés de manière déclarative en RDF et un moteur de processus interprète ces descriptions RDF pour ordonner et déclencher l’exécution des requêtes nécessaires à la vérification d’un dossier technique particulier. Enfin, nous représentons de façon déclarative en RDF l’association des représentations SBVR et SPARQL des réglementations et nous utilisons ces annotations pour produire à l’utilisateur un rapport de conformité en langue naturelle pour l’assister dans la rédaction d’un avis technique.

  • Titre traduit

    Semantic web models to support the creation of technical regulatory documents in building industry


  • Résumé

    Regulations in the Building industry are becoming increasingly complex and involve more than one technical area. They cover products, components and project implementation. They also play an important role to ensure the quality of a building, and to minimize its environmental impact. For more than 30 years, CSTB has proved its expertise in this field through the development of the complete encyclopedia of French technical and regulatory texts in the building domain: the REEF. In the framework of collaboration between CSTB and the I3S laboratory, we are carrying on research on the acquisition of knowledge from the technical and regulatory information contained in the REEF and the automated processing of this knowledge with the final goal of assisting professionals in the use of these texts and the creation of new texts. We are implementing this work in CSTB to help industrials in the writing of Technical Assessments. The problem is how to specify these assessments and standardize their structure using models and adaptive semantic services. The research communities of Knowledge Engineering and Semantic Web play a key role in providing the models and techniques relevant for our research, whose main objective is to simplify access to technical regulatory information, to support professionals in its implementation, and to facilitate the writing of new regulations while taking into account constraints expressed in the existing regulatory corpus. We focus on Technical Assessments based on technical guides capturing both regulations and knowledge of CSTB experts when producing these documents. A Technical Assessment (in French: Avis Technique or ATec) is a document containing technical information on the usability of a product, material, component or element of construction, which has an innovative character. We chose this Technical Assessment as a case study because CSTB has the mastership and a wide experience in these kinds of technical documents. We are particularly interested in the modeling of the regulatory constraints derived from the Technical Guides used to validate the Assessment. These Guides are regulatory complements offered by CSTB to the various industrials to enable easier reading of technical regulations. They collect execution details with a wide range of possible situations of implementations. Our work aims to formalize the Technical Guides in a machine-processable model to assist the creation of Technical Assessments by automating their validation. For this purpose, we first constructed a domain-ontology, which defines the main concepts involved in the Technical Guides. This ontology called “OntoDT” is coupled with domain thesauri. Several are being developed at CSTB among which one seems the most relevant by its volume and its semantic approach: the thesaurus from the REEF project. Our second contribution is the use of standard SBVR (Semantics of Business Vocabulary and Business Rules) and SPARQL to reformulate the regulatory requirements of guides both in a controlled and formal language Third, our model incorporates expert knowledge on the verification process of Technical Documents. We have organized the SPARQL queries representing regulatory constraints into several processes. Each component involved in the Technical Document corresponds to a elementary process of compliance checking. An elementary process contains a set of SPARQL queries to check the compliance of an elementary component. A full complex process for checking a Technical Document is defined recursively and automatically built as a set of elementary processes relative to the components which have their semantic definition in OntoDT. Finally, we represent in RDF the association between the SBVR rules and SPARQL queries representing the same regulatory constraints. We use annotations to produce a compliance report in natural language to assist users in the writing of Technical Assessments.


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