Système d'accès à des Bases de Données Hétérogènes réparties en vue d'une aide à la décision (SABaDH)

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1 N d ordre Année 1998 Thèse Système d'accès à des Bases de Données Hétérogènes réparties en vue d'une aide à la décision (SABaDH) Présentée devant L institut national des sciences appliquées de Lyon Pour obtenir Le grade de docteur Formation doctorale : Informatique École doctorale : École doctorale IIS Par Cécile NICOLLE (Ingénieur) Soutenue le décembre 2001 devant la Commission d examen Jury MM. Y. AMGHAR Maître de Conférence - HDR (INSA de Lyon) Rapporteur P. BAZEX Professeur (IRIT - UPS) Rapporteur C. BERRUT Chargé de recherche (CLIPS - IMAG, Grenoble) B. CHABBAT CNEDI de Lyon J-M. PINON Professeur (INSA de Lyon) Président V. PRINCE Professeur (LIRMM)

2 Système d'accès à des Bases de Données Hétérogènes réparties en vue d'une aide à la décision Résumé De nos jours, un décideur doit faire face à de nombreuses données, de types très variés, avant de prendre une décision. Il n'est alors pas aisé de trier les informations qui lui sont utiles, ni de déterminer où chercher lesdites informations. Les systèmes d'aide à la décision procurent une aide précieuse dans la recherche des informations pertinentes à une prise de décision. Néanmoins, il faut tenir compte de nombreux facteurs lors de l'élaboration d'un tel système. En effet, les données sont nombreuses, hétérogènes (textuelles, structurées, image, son, alphanumériques, etc.) et le décideur n'a pas toujours la connaissance requise pour trouver toutes les données pertinentes. Nous proposons un système qui permet de prendre en compte les bases de données existantes ainsi que l'ajout de nouvelles bases, tout en offrant au décideur la possibilité de rechercher des informations sans avoir une connaissance spécifique dans le domaine de recherche. Nous nous basons sur le principe des wrappers et médiateurs ainsi que sur le langage XML afin de rendre le système le plus générique possible. Mots-Clés: bases données hétérogènes, système accès, XML, médiateur, wrapper, aide à la décision, structure donnée, base connaissance Architecture of Access system of heterogeneous database for decision making Abstract Since all time, for decision making, decider had to be faced with access problem of all needed data to take the better decision. Nowadays, most systems provide help for this decision making. But it's always difficult to know where the decider can find relevant data. Furthermore, decider can't know type of all data which he need to make his decision. That's why we propose an architecture of an access system which allows decider ask his request in language like natural language, without more detail about their location. Our system can find this data, and provides all information in relation with searched data, these information being relevant. Our system can alleviate some deficiency about search domain. Our system uses wrapper principle, and XML as internal language and request and answer language. Two prototype have been realized, one about search in legal texts base, the other about XML interrogation of Progress base with answer in XML. Mots-Clés: heterogeneous data, access system, XML, wrapper, mediator, knowledge base, decision making, structured data. 2 / 124

3 INSA DE LYON DEPARTEMENT DES ETUDES DOCTORALES SEPTEMBRE 2000 ECOLES DOCTORALES ET DIPLOMES D ETUDES APPROFONDIES HABILITES POUR LA PERIODE ECOLES DOCTORALES N code national RESPONSABLE PRINCIPAL CORRESPONDANT INSA DEA INSA N code national RESPONSABLE DEA INSA CHIMIE DE LYON (Chimie, Procédés, Environnement) EDA206 M.D. SINOU UCBL sec Fax M.P. MOSZKOWICZ Sec Fax Chimie Inorganique Sciences et Stratégies Analytiques M.J.F.QUINSON Tél Fax Sciences et Techniques du Déchet M. P.MOSZKOWICZ Tél Fax ECONOMIE ESPACE ET MODELISATION DES COMPORTEMENTS (E 2 MC) EDA417 M A.BONNAFOUS LYON Sec Fax Mme M.ZIMMERMANN Fax Ville et Sociétés Dimensions Cognitives et Modélisation Mme M.ZIMMERMANN Tél Fax M. L.FRECON Tél Fax ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE (E.E.A.) EDA160 M. G.GIMENEZ INSA de LYON Fax Automatique Industrielle Dispositifs de l Electronique Intégrée Génie Electrique de Lyon M. M. BETEMPS Tél Fax M. D.BARBIER Tél Fax M. J.P.CHANTE Tél Fax Images et Systèmes Mme I.MAGNIN Tél Fax EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION (E2M2) EDA403 INFORMATIQUE ET INFORMATION POUR LA SOCIETE EDA 407 INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES- SANTE (EDISS) EDA205 MATERIAUX DE LYON UNIVERSITE LYON 1 EDA 034 M. J.P.FLANDROIS UCBL Sec Fax M. J.M.JOLION INSA de LYON Fax M. A.J.COZZONE UCBL Sec Fax M. J.JOSEPH ECL Sec Fax M. S.GRENIER Fax M. M.LAGARDE Fax M. J.M.PELLETIER Fax Analyse et Modélisation des Systèmes Biologiques Documents Multimédia, Images et Systèmes D Information Communicants Extraction des Connaissances à partir des Données Informatique et Systèmes coopératifs pour l Entreprise Biochimie Génie des Matériaux : Microstructure, Comportement Mécanique, Durabilité Matériaux Polymères et Composites M. S.GRENIER Tél Fax M. A.FLORY Tél Fax M. J.F.BOULICAUT Tél Fax M. A.GUINET Tél Fax M. M.LAGARDE Tél Fax M. R.FOUGERES Tél Fax M. H.SAUTEREAU Tél Fax Matière Condensée, Surfaces et Interfaces M. G.GUILLOT Tél Fax MATHEMATIQUES ET INFORMATION FONDAMENTALE (Math IF) EDA 409 MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL, ACOUSTIQUE (MEGA) EDA162 M. NICOLAS UCBL Fax M. J.BATAILLE ECL Sec Fax M. J.POUSIN Fax M. M.MIRAMOND Fax Analyse Numérique, Equations aux dérivées partielles et Calcul Scientifique Acoustique Génie Civil Génie Mécanique Thermique et Energétique M. G.BAYADA Tél Fax M. J.L.GUYADER Tél Fax M. M.MIRAMOND Tél Fax M. G.DALMAZ Tél Fax Mme M.LALLEMAND Tél Fax En grisé : Les Ecoles Doctorales et DEA dont l'insa est établissement principal 3 / 124

4 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Directeur : A. STORCK AUDISIO S PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE BABOUX JC GEMPPM* BALLAND B PHYSIQUE DE LA MATIERE BARBIER D PHYSIQUE DE LA MATIERE BASTIDE JP THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE BAYADA G MAPLY - MATHÉMATIQUES APPLIQUÉES DE LYON BERGER C (Mlle) PHYSIQUE DE LA MATIERE BETEMPS M AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE BLANCHARD JM LAEPSI *** BOISSON C VIBRATIONS ACOUSTIQUES BOIVIN M MECANIQUE DES SOLIDES BOTTA H Equipe DEVELOPPEMENT URBAIN BOTTA-ZIMMERMAN M (Mme) Equipe DEVELOPPEMENT URBAIN BOULAYE G (Prof. émérite) INFORMATIQUE BRAU J CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Thermique du bâtiment BRISSAU M GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE BRUNET M MECANIQUE DES SOLIDES BRUNIE L INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION BUREAU JC THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE CAVAILLE JY GEMPPM* CHANTE JP CEGELY**** - Composants de puissance et applications CHOCAT B UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Hydrologie urbaine COUSIN M UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Structures DOUTHEAU A CHIMIE ORGANIQUE DUFOUR R MECANIQUE DES STRUCTURES DUPUY JC PHYSIQUE DE LA MATIERE EMPTOZ H RECONNAISSANCE DES FORMES ET VISION ESNOUF C GEMPPM* EYRAUD L (Prof. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE FANTOZZI G GEMPPM* FAVREL J PRISMa PRoductique et Informatique des Systèmes Manufacturiers FAYARD JM BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS FAYET M MECANIQUE DES SOLIDES FERRARIS-BESSO G MECANIQUE DES STRUCTURES FLAMAND L MECANIQUE DES CONTACTS FLEISCHMANN P GEMPPM* FLORY A INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION FOUGERES R GEMPPM* FOUQUET R GEMPPM* FRECON L INFORMATIQUE GERARD JF MATERIAUX MACROMOLECULAIRES GIMENEZ G CREATIS** GOBIN P.F. (Prof. émérite) GEMPPM* GONNARD P GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE GONTRAND M GEGELY**** - Composants de puissance et applications GOUTTE R (Prof. émérite) CREATIS ** GRANGE G GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE GUENIN G GEMPPM* GUICHARDANT M BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE GUILLOT G PHYSIQUE DE LA MATIERE GUINET A PRISMa PRoductique et Informatique des Systèmes Manufacturiers GUYADER JL VIBRATIONS ACOUSTIQUES GUYOMAR D GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE JACQUET-RICHARDET G MECANIQUE DES STRUCTURES JOLION JM RECONNAISSANCE DES FORMES ET VISION JULLIEN JF UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Structures JUTARD A (Prof. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE KASTNER R UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Géotechnique KOULOUMDJIAN J INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION LAGARDE M BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LALANNE M (Prof. émérite) MECANIQUE DES STRUCTURES LALLEMAND A CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Energétique et thermique LALLEMAND M (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Energétique et thermique LAREAL P UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Géotechnique LAUGIER A PHYSIQUE DE LA MATIERE LAUGIER C BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LEJEUNE P GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES 4 / 124

5 LUBRECHT A MARTINEZ Y MAZILLE H MERLE P MERLIN J MILLET JP MIRAMOND M MOREL R MOSZKOWICZ P NARDON P (Prof. émérite) NAVARRO A NOURI A (Mme) ODET C OTTERBEIN M (Prof. émérite) PASCAULT JP PAVIC G PELLETIER JM PERA J PERACHON G PERRIAT P PERRIN J PINARD P (Prof. émérite) PINON JM PLAY D POUSIN J PREVOT P PROST R RAYNAUD M REDARCE H REYNOUARD JM RIGAL JF RIEUTORD E (Prof. émérite) ROBERT-BAUDOUY J (Mme) (Prof. émérite) ROUBY D ROUX JJ RUBEL P RUMELHART C SACADURA JF SAUTERAU H SCAVARDA S THOMASSET D TROCCAZ M UNTERREINER R VELEX P VIGIER G VINCENT A VUILLERMOZ PL (Prof. émérite) Directeurs de recherche C.N.R.S. : BERTHIER Y COTTE-PATAT N (Mme) FRANCIOSI P MANDRAND MA (Mme) QUINSON JL ROCHE A SEGUELA A Directeurs de recherche I.N.R.A. : FEBVAY G GRENIER S Directeurs de recherche I.N.S.E.R.M. : PRIGENT AF (Mme) MAGNIN I (Mme) MECANIQUE DES CONTACTS INGENIERIE INFORMATIQUE ET INDUSTRIELLE PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE GEMPPM* GEMPPM* PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Hydrologie urbaine MECANIQUE DES FLUIDES LAEPSI*** BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS LAEPSI*** MAPLY - MATHÉMATIQUES APPLIQUÉES DE LYON CREATIS** LEAPSI*** MATERIAUX MACROMOLECULAIRES VIBRATIONS ACOUSTIQUES GEMPPM* UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Matériaux THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE GEMPPM* ESCHIL Equipe SCiences Humaines de l Insa de Lyon PHYSIQUE DE LA MATIERE INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION CONCEPTION ET ANALYSE DES SYSTEMES MECANIQUES MAPLY - MATHÉMATIQUES APPLIQUÉES DE LYON GRACIMP Groupe de Recherche en Apprentissage, Coopération et Interfaces Multimodales pour la Productique CREATIS** CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Transferts Interfaces et Matériaux AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL Structures CONCEPTION ET ANALYSE DES SYSTEMES MECANIQUES MECANIQUE DES FLUIDES GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES GEMPPM* CENTRE DE THERMIQUE DE LYON INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION MECANIQUE DES SOLIDES CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Transferts Interfaces et Matériaux MATERIAUX MACROMOLECULAIRES AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRIQUE CREATIS** MECANIQUE DES CONTACTS GEMPPM* GEMPPM* PHYSIQUE DE LA MATIERE MECANIQUE DES CONTACTS UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE GEMPPM* UNITE MICROBIOLOGIE GENETIQUE GEMPPM* MATERIAUX MACROMOLECULAIRES GEMPPM* BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE CREATIS** *GEMPPM GROUPE D ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX ** CREATIS CENTRE DE RECHERCHE ET D APPLICATIONS EN TRAITEMENT DE L IMAGE ET DU SIGNAL ***LAEPSI LABORATOIRE d ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DES PROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS ****CEGELY CENTRE DE GENIE ELECTRIQUE DE LYON 5 / 124

6 6 / 124

7 A mes parents (votre amour est le plus fabuleux des encouragements), A ma grand-mère, A mes chers disparus (heureusement, votre souvenir reste dans nos cœurs), A mon frère (têtu, mais que j'adore!), A Fabien (il saura pourquoi!) 7 / 124

8 Remerciements Je remercie sincèrement Monsieur Alain Folliet pour m'avoir accueilli au sein du CNEDI durant ses trois années de thèse, ainsi que Monsieur Jacques Faveeuw pour m'avoir accueilli dans son équipe. Je remercie M. Chabbat pour avoir accepté de m'encadrer tout au long de ma thèse et m'avoir prodigué ses conseils. Je tiens à remercier Messieurs Jean-Marie Pinon et Youssef Amghar pour avoir été mes encadrants durant ces trois années de thèse, et pour leur précieuse aide (en fonction de leur temps, évidemment!). Vous avez su être là quand il le fallait, me remonter le moral lorsque c'était nécessaire et m'encourager. Merci. J'envoie mes sincères remerciements à mes collègues de travail du cnedi, et notamment à Karine, pour sa patience, ses remarques constructives (ou destructrices?!) et sa joie de vivre (ainsi que ses sifflotements!). Je remercie aussi David pour sa bonne humeur et ses remarques judicieuses. Je tiens aussi à remercier mes parents, pour leur soutien, leur patience (et il leur en a fallut!) tout au long de ces trois ans, et avant aussi! Sans eux, je n'en serais pas là. Toi aussi, mon cher frérot, je te remercie, pour tes conseils et pour m'avoir montré que la thèse existait. Et enfin, je remercie Fabien, pour avoir été là quand il fallait, lui aussi pour avoir été patient (surtout pendant la rédaction du rapport!), et tout simplement pour être à mes côtés. Et pour terminer, merci à tous ceux que j'ai côtoyé au cours de ma thèse, à mes amis d'avant et d'aujourd'hui qui ont su me faire rire quand j'en avais besoin, et me soutenir dans mes actions. Merci à vous tous. Que tous ceux que je n'ai pas nommé ici ne s'offusquent pas : je pense à vous, mais, je ne peux pas citer tous les noms ici, alors, vous aurez droit à mes remerciements de vive voix! 8 / 124

9 Table des matières REMERCIEMENTS... 8 TABLE DES MATIÈRES... 9 TABLE DES ILLUSTRATIONS CHAPITRE 1 INTRODUCTION CHAPITRE 2 PROBLÉMATIQUE CONTEXTE D'ÉTUDE L'AIDE À LA DÉCISION CHAPITRE 3 ETAT DE L'ART LA STRUCTURATION DES DOCUMENTS INTRODUCTION MOYENS SGML, HTML, XML SGML HTML XML XMI CONCLUSION L'AIDE À LA DÉCISION INTRODUCTION LES OUTILS D'AIDE À LA DÉCISION / 124

10 2.3. LE RAISONNEMENT LES PRINCIPAUX SYSTÈMES : THÉORIE Les infocentres Les SIAD Les systèmes experts L'entrepôt de données CONCLUSION LES SYSTÈMES DE RECHERCHE D'INFORMATION DANS DES BASES DE DONNÉES HÉTÉROGÈNES GÉNÉRALITÉS ARCHITECTURE GÉNÉRALE LES WRAPPERS ET MÉDIATEURS EXEMPLES DE SYSTÈMES WHIPS SQUIRREL TSIMMIS CONCLUSION CHAPITRE 4 ARCHITECTURE D'UN SYSTÈME D'ACCÈS À DES BASES DE DONNÉES HÉTÉROGÈNES : SABADH UN SYSTÈME D'ACCÈS À DES BASES DE DONNÉES HÉTÉROGÈNES RAPPEL DE LA PROBLÉMATIQUE Exemples de Prises de décision Analyse d'impact Notification de Droit de Paiement Ouverture d'une nouvelle permanence CARACTÉRISTIQUES DU SYSTÈME COMPOSANTS DU SYSTÈME D'ACCÈS L'analyseur de requêtes le sous-requêteur filtre de décomposition Plan de séquencement la base de connaissances / 124

11 Rôle et contenu Schémas homogènes L'aiguilleur Dispatching des sous-requêtes Mise à jour des schémas de bases de données Les wrappers Le rédacteur de réponse Quelques Diagrammes de fonctionnement CHAPITRE 5 GESTION DE LA COHÉRENCE GÉNÉRALITÉS GESTION DE LA COHÉRENCE DANS UNE BASE DE DOCUMENTS STRUCTURÉS LA BASE DE DONNÉES JURIDIQUES (BDJ) Présentation De BDJ Gestion des Versions et des Liens Les documents Les versions Formalisation des documents Les liens LES VERSIONS ET LES LIENS Contexte juridique estampillé Définition d'un CJE Exemple de manipulation de CJE Formalisation d'un contexte Caractéristiques d'un lien versionnalisé Caractéristiques générales Caractéristiques de versionnalisation Formalisation des liens versionnalisés Incidences des mises à jour GESTION DE LA COHÉRENCE DANS LE SYSTÈME D'ACCÈS LA BASE DE CONNAISSANCES LE DICTIONNAIRE / 124

12 CHAPITRE 6 PROTOTYPAGE RÉALISATION INTERROGATION D'UNE BASE DE DOCUMENTS STRUCTURÉS INTRODUCTION PRÉSENTATION DE BASIS BASISPlus BASISDesktop BASISWebServer RÉSULTATS LE PROTOTYPE TRADUCTION DE REQUÊTES XML EN LANGAGE PROPRIÉTAIRE BASE DE DONNÉES CHAPITRE 7 CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE PRINCIPAUX SIGLES UTILISÉS DANS CE DOCUMENT / 124

13 Table des illustrations Figure 1 : Organisation de la Sécurité Sociale 17 Figure 2 : Exemples de données manipulées par les CAF 18 Figure 3 : Modélisation des textes réglementaires aux Allocations Familiales 19 Figure 4 : Exemple de portion de document juridique rédigé selon SGML 26 Figure 5 : Fichier au format HTML et sa représentation graphique sous IE5 29 Figure 6 : illustration schématique des relations entre SGML et HTML 30 Figure 7 : DTD fournit par XMI pour UML 34 Figure 8 : architecture générale d'un SIAD 39 Figure 9 : Architecture d'un data warehouse 40 Figure 10 : illustration des informations contenues dans une métadonnée 42 Figure 11 : Principe schématique des médiateurs et wrappers 45 Figure 12 : schématisation du processus du système WHIPS 46 Figure 13 : Architecture du système WHIPS pour la maintenance de l'entrepôt de données 47 Figure 14 : Schématisation du système Squirrel 49 Figure 15 : Schématisation du principe du système Tsimmis 51 Figure 16 : Illustration d'une analyse d'impact 54 Figure 17 : Présentation de l'architecture du système actuel de traitement des NDP 56 Figure 18 : Illustration du traitement suite à des incohérences dans les NDP 57 Figure 19 : illustration du processus de prise de décision pour l'ouverture d'une nouvelle permanence 59 Figure 20 : Schéma général des entrées/sorties du système d'accès 64 Figure 21 : Schéma général de notre système d'accès 65 Figure 22 : Schéma de notre système, avec les Entrées/sorties de chaque module 66 Figure 23 : Schéma des Entrées / Sorties de l'analyseur de requêtes 68 Figure 24 : Schématisation des entrées/sorties du module de sous-requêtes 70 Figure 25 : modèle de notre base de connaissances 73 Figure 26 : schématisation du processus d'homogénéisation des schémas de bases de données 75 Figure 27 : Exemple d'un schéma au format UML traduit en XML 76 Figure 28 : Messages d'entrées/sorties en mode d'interrogation / 124

14 Figure 29 : Messages d'entrées / sorties en mode de mise à jour des schémas de bases de données 78 Figure 30 : Composants internes d'un wrapper 79 Figure 31 : Fonctionnement d'un wrapper en mode d'interrogation de base de données 80 Figure 32 : Fonctionnement d'un wrapper en mode de mise à jour des schémas de base de données 81 Figure 33: Diagramme de Collaboration (UML) de l'interrogation des Bases de données via SABaDH 83 Figure 34 : Diagramme de Séquencement de l'interrogation des bases de données 84 Figure 35 : Hiérarchie des textes de droit 86 Figure 36 : Illustration des différents types de textes produits aux Allocations Familiales 87 Figure 37 : Texte externe (article D du Code de la Sécurité Sociale) et texte interne (circulaire CNAF) 89 Figure 38 : Représentation arborescente de l'article D du Code de la Sécurité Sociale 90 Figure 39 : Exemple de versions pour l'article D du Code de la Sécurité Sociale 93 Figure 40 : illustration des liens de référence et de partage d'information 96 Figure 41 : Exemple de contextes juridiques estampillés pour un document 100 Figure 42 : illustration d'une recherche d'un document précis à une date précise 101 Figure 43 : illustration d'une recherche de version de fragment de document à une date donnée 102 Figure 44 : Articulation des divers outils BASIS 109 Figure 45 : interface graphique du prototype Basis / 124

15 Introduction Chapitre 1 Introduction De nos jours, l'informatique se situe à tous les niveaux de l'entreprise. Grâce à l'informatique, nous avons accès à toutes sortes d'informations, qu'elles soient sur le site d'interrogation ou à distance, qu'elles soient internes à l'entreprise ou à l'extérieur. Malgré ces bons côtés, il reste encore bien des progrès à faire, notamment en ce qui concerne la mise à disposition des données. L'objectif de cette thèse est de proposer une architecture de système d'information permettant d'accéder à diverses bases de données, hétérogènes, réparties, existantes ou non, dans le cadre de l'aide à la décision. Le but de ce système est de permettre à divers types d'utilisateurs (juristes, employés CAF 1, concepteurs d'applications, etc.) d'accéder aux données dont ils ont besoin pour prendre une décision, quelle qu'elle soit. Les connaissances des utilisateurs sur les données recherchées sont très hétéroclites et par conséquent, le système doit avoir la connaissance nécessaire afin de pallier aux diverses "lacunes" (ou faiblesses) des utilisateurs. Dans le cadre de notre étude, trois types de données principales sont considérés : des textes réglementaires, des règles de droit (puis de systèmes experts, après transformation), et enfin des données factuelles. Ces travaux ont été réalisés au sein de la Caisse Nationale des Allocations Familiales (CNAF) qui gère un très grand volume de données, aussi divers qu'évolutif. Notre étude s'inscrit donc dans le contexte général de la branche famille de la Sécurité Sociale. Le travail réalisé a permis de proposer une architecture générique, dont une instanciation peut être réalisée en utilisant les données manipulées par l'institution qu'est la CNAF. Dans un premier temps, nous présentons la problématique de notre thèse. La partie "Etat de l'art" présente un aperçu des principaux domaines nécessaires à notre étude, organisés en trois chapitres : la structuration des documents, l'aide à la décision, les systèmes de recherche d'information dans des bases de données hétérogènes. Le premier chapitre sur la structuration des documents nous permet de déterminer quel format de documents puis, plus généralement, de données, nous pouvons utiliser dans notre système. Notre étude nous conduit à choisir XML, à la fois dans la structuration de certaines de nos données et dans l'échange de données 1 Caisse d'allocations Familiales 15 / 124

16 Introduction entre notre système et l'extérieur (que ce soit une application ou un utilisateur). Le second chapitre concernant l'aide à la décision nous permet de présenter les divers types de systèmes d'aide à la décision existants. Ils ont constitué la principale source d'inspiration pour notre système, notamment pour la façon d'organiser le système afin de répondre au mieux aux besoins des utilisateurs. Enfin, le troisième chapitre permet de présenter les systèmes de recherche d'information pour des bases de données hétérogènes. En particulier, l'architecture des médiateurs et des wrappers dont notre système s'inspire, proposant sa propre architecture de wrappers. La partie suivante a pour but de présenter notre travail, c'est-à-dire une architecture de système d'accès à des bases de données hétérogènes, dans le contexte de l'aide à la décision. Nous détaillons l'architecture de notre système ainsi que les wrappers, extérieurs à notre système mais néanmoins indispensables pour le bon fonctionnement de notre système. Cette partie présente aussi une gestion de la cohérence dans une base de documents structurés en XML 2. Cette gestion est réutilisée en partie pour maintenir la cohérence à l'intérieur de notre base de connaissances ainsi que du dictionnaire de données. Enfin, la conclusion met en évidence le travail réalisé au cours de cette thèse, ainsi que les perspectives que ce travail peut engendrer. Une bibliographie récapitule l'ensemble des références bibliographiques utilisées tout au long de l'étude, et un tableau de sigles permet de trouver la définition de chaque sigle utilisé dans ce rapport, ou ayant un rapport direct avec des sujets abordés dans le discours. 2 extended Markup Language 16 / 124

17 Problématique Chapitre 2 Problématique 1. Contexte d'étude L'étude réalisée au cours de cette thèse s'est déroulée dans le contexte général des Allocations Familiales, laquelle fait partie de la Sécurité Sociale. L'organisation de cette dernière est présentée figure 1. La Sécurité Sociale comprend 4 branches principales : la branche maladie, notamment pour les remboursements suite à une maladie, la branche vieillesse, notamment pour gérer les retraites, la branche famille, notamment pour les allocations familiales, et la branche recouvrement, qui est la seule à récupérer de l'argent, et non pas uniquement à le distribuer. Notre contexte de travail se situe au sein de la branche Famille. Recouvrement Maladie Vieillesse Famille ACOSS CNAM CNAV CNAF 16 CRAM 9 CERTI 11 CNEDI 105 URSSAF 129 CPAM 125 CAF Cotisants individuels Entreprises Assurés / Allocataires + ayants droit Figure 1 : Organisation de la Sécurité Sociale Plus précisément, notre étude a été conduite au CNEDI 3 de Lyon, sous la responsabilité de la CNAF 4. Cet organisme doit gérer un grand volume d'informations, de types divers. Certaines de ces informations sont internes à la CNAF (comme les données concernant les allocataires), alors que d'autres sont fournies par l'extérieur (comme les informations fournies 3 Centre National d'etudes et de Développement Informatique 4 Caisse Nationale des Allocations Familiales 17 / 124

18 Problématique par l'insee 5 ). De nombreuses décisions sont prises à partir de ces données (voir Partie 1, Chapitre 2). La figure 2 montre la diversité des données manipulées par les CAF 6. Réglementation Locale Suivi Législatif Liste d'anomalies Marchés publics Droit du travail Données INSEE Présentation PowerPoint Notes de Service Doc Versions DGI Stat. Assedic Données Externes Thesaurus Données budgétaires Situations génériques Données Allocataires Règles de systèmes experts Dictionnaire de données d'entreprise Données Internes Figure 2 : Exemples de données manipulées par les CAF Dans le cadre de notre étude, nous nous intéressons plus particulièrement : aux documents textuels que sont les textes réglementaires (voir figure 3), qui définissent notamment les droits des allocataires ; aux diverses bases de données gérées par l'organisme, dont la base de données des allocataires et la base de textes dérivés des textes réglementaires (voir chapitre 2, 2.1.a) ; aux règles extraites des documents réglementaires qui permettent de calculer les droits des allocataires. 5 Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques 6 Caisse d'allocations Familiales 18 / 124

19 Problématique Il est à noter qu'une première étude, réalisée dans le cadre de la thèse de Bertrand Chabbat [Chabbat, 1997], a permis de modéliser les textes réglementaires représentés selon la norme SGML (voir figure 3). Ces textes évoluent à présent vers le standard XML. De plus, les diverses données consultées ont bien souvent des liens les unes avec les autres, que ce soit de façon directe ou indirecte. Les textes réglementaires, par exemple, sont liés les uns aux autres (voir chapitre 2, 2.1.b). Tout cela doit permettre à un utilisateur de naviguer entre les textes. Mais cela permet aussi de répercuter les modifications d'une donnée sur celles qui lui sont liées. La cohérence est ainsi mieux gérée. Ministères Textes législatifs Circulaires Cnaf Commission de Suivi Législatif Suivi Législatif Administration Administration MODELISATION GENERALE Gestion des Prestations MAP Accueil Droits Potentiels 3615 grand public Documentation Aide à la décision Enseignement Assisté par Ordinateur Figure 3 : Modélisation des textes réglementaires aux Allocations Familiales [Chabbat, 1997] Dans un souci d'homogénéisation et afin de maintenir la cohérence plus facilement, la centralisation des diverses informations, notamment celles textuelles, semble indispensable. Cela nécessite une gestion de la cohérence très stricte, étant donné que tous les utilisateurs auront accès aux mêmes données. Une erreur pourrait entraîner de graves conséquences, les utilisateurs considérés étant dispersés dans la France entière. De plus, le système d'interrogation doit permettre l'interrogation par de nombreux utilisateurs en même temps, tout en conservant un temps de réponse jugé correct par les utilisateurs. Le problème qui se pose aux utilisateurs (c'est-à-dire aux employés des CAF) est d'avoir accès rapidement et de façon sûre (c'est-à-dire que les données consultées sont valides, et non pas erronées) à toutes les informations qui leur sont nécessaires dans leur prise de décision. Pour l'instant, il est bien souvent nécessaire de connaître plusieurs systèmes d'interrogation, 19 / 124

20 Problématique parfois un par type d'information. il est donc nécessaire de proposer un système, ou du moins une architecture d'un système d'interrogation qui permette aux utilisateurs de rechercher toutes les données dont ils ont besoin pour prendre leur décision, à travers une seule interface d'interrogation. Lorsque nous parlons d'utilisateurs, plusieurs types de personnes sont à prendre en compte. Tout d'abord, nous pouvons considérer les juristes de la CNAF chargés de rédiger une partie des textes internes à partir des textes externes à la CNAF (voir Chapitre Gestion de la cohérence). Les juristes sont experts dans le domaine juridique, mais ne le sont pas (en général), dans le domaine de l'informatique. Leur recherche sera donc précise sur le contenu et la logique de rédaction des textes réglementaires, mais peut-être moins sur la structure informatique des textes. D'autre part, nous devons considérer les concepteurs d'applications et d'architecture de systèmes (ou de bases de données). Ce type d'utilisateurs peut être considéré comme experts en informatique mais moins dans le domaine juridique. Leurs recherches seront donc plus précises sur la structure ou le type des données, mais peut-être moins sur leur contenu. Enfin, un troisième type d'utilisateurs est à prendre en compte : les employés des CAF. Parmi eux, nous considérons les techniciens-conseils, qui sont entre autres en contact avec le public des CAF, c'est-à-dire les allocataires. Ces personnes possèdent une connaissance générale des domaines informatiques et juridiques, mais ne sont pas, en principe, expertes dans l'un ou l'autre de ces domaines. Par conséquent, leurs recherches sont parfois plus précises dans le contenu, et d'autres sont plus précises sur la structure même des données, selon la personne qui recherche. En ce qui concerne notre étude, nous considérons deux principaux types d'utilisateurs : les concepteurs d'application d'un côté et les autres utilisateurs (juristes et employés CAF) de l'autre, bien souvent associés aux décideurs, étant donné que ce sont eux qui prennent des décisions à partir des données qu'ils ont recherchées. Mais, par un abus d'écriture, nous utilisons à la fois le terme "utilisateurs" et le terme "décideurs" pour les deux types d'utilisateurs que nous venons de présenter. Néanmoins, dans un premier temps, nous ne prendrons en compte que le décideur. Ce dernier recherche des informations afin de prendre une décision, quelle qu'elle soit. 20 / 124

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