Conception et exploitation d'une base de modèles : application aux data sciences

par Cyrille Ponchateau

Thèse de doctorat en Informatique et applications

Sous la direction de Ladjel Bellatreche.

Soutenue le 12-10-2018

à Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique , dans le cadre de École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018) , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique et d'Automatique pour les Systèmes / LIAS (laboratoire) .


  • Résumé

    Les sciences expérimentales font régulièrement usage de séries chronologiques, pour représenter certains des résultats expérimentaux, qui consistent en listes chronologiques de valeurs (indexées par le temps), généralement fournies par des capteurs reliés à un système (objet de l’expérience). Ces séries sont analysées dans le but d’obtenir un modèle mathématique permettant de décrire les données et ainsi comprendre et expliquer le comportement du système étudié. De nos jours, les technologies de stockage et analyse de séries chronologiques sont nombreuses et matures, en revanche, quant au stockage et à la gestion de modèles mathématiques et leur mise en lien avec des données numériques expérimentales, les solutions existantes sont à la fois récentes, moins nombreuses et moins abouties. Or,les modèles mathématiques jouent un rôle essentiel dans l’interprétation et la validation des résultats expérimentaux. Un système de stockage adéquat permettrait de faciliter leur gestion et d’améliorer leur ré-utilisabilité. L’objectif de ce travail est donc de développer une base de modèles permettant la gestion de modèle mathématiques et de fournir un système de « requête par les données », afin d’aider à retrouver/reconnaître un modèle à partir d’un profil numérique expérimental. Dans cette thèse, je présente donc la conception (de la modélisation des données, jusqu’à l’architecture logicielle) de la base de modèles et les extensions qui permettent de réaliser le système de « requête par les données ». Puis, je présente le prototype de la base de modèle que j’ai implémenté, ainsi que les résultats obtenus à l’issu des tests de ce-dernier.

  • Titre traduit

    Design and Exploitation of a Models Database : Applied to Data Sciences


  • Résumé

    It is common practice in experimental science to use time series to represent experimental results, that usually come as a list of values in chronological order (indexed by time) and generally obtained via sensors connected to the studied physical system. Those series are analyzed to obtain a mathematical model that allow to describe the data and thus to understand and explain the behavio rof the studied system. Nowadays, storage and analyses technologies for time series are numerous and mature, but the storage and management technologies for mathematical models and their linking to experimental numerical data are both scarce and recent. Still, mathematical models have an essential role to play in the interpretation and validation of experimental results. Consequently, an adapted storage system would ease the management and re-usability of mathematical models. This work aims at developing a models database to manage mathematical models and provide a “query by data” system, to help retrieve/identify a model from an experimental time series. In this work, I will describe the conception (from the modeling of the system, to its software architecture) of the models database and its extensions to allow the “query by data”. Then, I will describe the prototype of models database,that I implemented and the results obtained by tests performed on the latter.


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