Projet Nextic

Le projet NE X TIC No ël Conruyt, Didier Sebastien, Laurent Cochet, Jacques Fournel, Ja ëla Devakarne, Maelle Raude, Bruno Macé, Bruno Lock-Koon, Lucien Stojcevski, César Jacquet, Richard Porcher Université de La Réunion Atelier Bases de Données et Bases de Connaissances Environnementales 7 décembre 2010

Ce projet est la suite du programme N ouvel E nvironnement X T echnologies de l ’ I nformation et de la C ommunication

Gestion de la biodiversité marine et terrestre Hotspots de la biodiversité Détenteurs de la plupart des données et des connaissances

La biodiversité est au sud … < Fanjan ou peste végétale ? Blanchissement des coraux ? >

… et les connaissances existent aussi au sud ! OSUR LIM / IREMIA

ViBRANT Virtual Biodiversity Research and Access Network for Taxonomy
The Natural History Museum, London
Hellenic Center for Marine Research, Crete
Royal Belgian Institute of Natural Sciences
Oxford e-Research Centre
Vrije Universiteit Amsterdam
Julius Kühn-Institute
Museum für Naturkunde, Berlin
University of Amsterdam
The Open University
Karlsruher Institut für Technologie
Vizzuality
PENSOFT Publishers
Université Pierre et Marie Curie-Paris 6
Global Biodiversity Information Facility
Freie Universität Berlin
Université de la Reunion
University of Trieste
x3 x2 The ViBRANT Consortium
17 partners in 9 countries
Includes new member states
Partner profiles include universities, museums,
2 research centres and 2 SMEs

Systématique pour la gestion de la biodiversité Molécules Cellulles Systématique Physiologie Ecologie Biologie Des organismes Biologie cellulaire Organes Organismes Populations Taxons Ecosystèmes

La Réunion île verte Vers un tourisme durable ? 1 million de touristes en 2030 ! Organiser la mise en valeur touristique du patrimoine naturel, sans nuire à sa préservation http://www.ileverte.re/das/domaine-activite-strategique/tourisme.html Vers un tourisme responsable et donc durable ?

G reen E nergy R evolution: R eunion I sland Projet présidentiel pour La Réunion 2030 : l ’énergie verte ! GERRI n ’a de sens que si on développe la formation et l’information de la population. C ’est un pari. Le succès de GERRI dépendra du répondant de la population … + Energie - Matière  La France d ’en haut Vision industrielle de la recherche Web 1.0

Information  + Energie - Matière  Et l ’ I nformation et la C ommunication ?! Communication  La France d ’en bas La France d ’en haut Vision post-industrielle de la recherche Web 2.0 Vision industrielle de la recherche Web 1.0 La population ne répondra que si on lui en donne les moyens ! Le Web est la vraie révolution.

Philosophie du Web Web 1.0 Web 2.0 Gouvernance Top-down Bottom-up Information Site web Blog, wiki Structure Répertoires Tags Savoirs Britannica Wikipédia Données Capture d ’écran Web service Accès Naviguer Publier Technologie HTML XML, AJAX Applications Propriétaires Ouvertes

Information  + Energie - Matière  : vers une éthique des services T IC Communication 

Rendre service : le monde est une île à préserver !  Information Energie + -  Matière Communication  Service

Valorisation du patrimoine naturel => Vers un E-co-tourisme responsable de la préservation des écosystèmes avec le Parc National de La Réunion

Valorisation des données … √ Contexte régional des données scientifiques Monographies Spécimens en collection Résultats de campagnes de suivi Images, vidéos √ Objectifs Inventorier Stocker Organiser et structurer Exploiter ces données

√ Contexte mondial Connaissances distribuées Métiers et usages Savoir comment faire Savoir comment y faire √ Méthodologie Acquérir Traiter Valider Communiquer … et des connaissances

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité des récifs coralliens

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité des récifs coralliens Outils pour aider à la gestion de la biodiversité de La Réserve Naturelle Marine Quelle est la biodiversité du lagon de la Réunion ? Comment identifier les coraux ? Quelle est la pression anthropique et l ’état de santé du récif ? Quelle sera son évolution dans 10 ans ?  Parc marin

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité des récifs coralliens Outils pour aider à la gestion de la biodiversité de La Réserve Naturelle Marine Quelle est la biodiversité du lagon de la Réunion ? Comment identifier les coraux ? Quelle est la pression anthropique et l ’état de santé du récif ? Quelle sera son évolution dans 10 ans ? Parc marin Hydraires Systématique Description, classification, identification des spécimens et des taxons Bases de connaissances Poissons Coraux … ❶ ❷

Bases de connaissances sur le Web http://coraux.univ-reunion.fr Xper 2

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité des récifs coralliens Outils pour aider à la gestion de la biodiversité de La Réserve Naturelle Marine Quelle est la biodiversité du lagon de la Réunion ? Comment identifier les coraux ? Quelle est la pression anthropique et l ’état de santé du récif ? Quelle sera son évolution dans 10 ans ? Parc marin Hydraires Systématique Description, classification, identification des spécimens et des taxons Bases de connaissances Poissons Coraux … Accès aux informations sur les taxons Bases de données Multimédia Taxonomie Biologie Bibliographie Géographie Ecologie ❸ ❶ ❷

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité des récifs coralliens Outils pour aider à la gestion de la biodiversité de La Réserve Naturelle Marine Quelle est la biodiversité du lagon de la Réunion ? Comment identifier les coraux ? Quelle est la pression anthropique et l ’état de santé du récif ? Quelle sera son évolution dans 10 ans ? Parc marin Hydraires Systématique Description, classification, identification des spécimens et des taxons Bases de connaissances Poissons Coraux … Accès aux informations sur les taxons Bases de données Multimédia Taxonomie Biologie Bibliographie Géographie Ecologie Coraux Poissons Hydraires Simulation de la dynamique des populations Systèmes multi-agents Suivi récifs Ecosystème Pollution p êche ❹ ❸ ❶ ❷

Système de Gestion des Informations sur la biodiversité de la for êt des hauts de La Réunion

Insectes Systématique Description, classification, identification des spécimens et des taxons Bases de connaissances Outils d ’aide à la gestion de la biodiversité du Parc national de La Réunion Pestes végétales Accès aux informations sur les taxons Bases de données Multimédia Taxonomie Biologie Bibliographie Géographie Ecologie Simulation de la dynamique des populations Systèmes multi-agents Orchidées Quelle est la biodiversité de la for êt réunionnaise ? Comment identifier les plantes ? Quelle est la pression anthropique sur les écosystèmes forestiers ? Quelle sera son évolution dans 10 ans ? Dombeya Suivi de la for êt primaire Ecosystème PNR Mitage des espaces naturels … Système de Gestion des Informations sur la biodiversité de la for êt des hauts de La Réunion ❹ ❸ ❶ ❷

Système d ’Information pour l ’ aide à la gestion des milieux insulaires tropicaux : application à l ’ île de La Réunion Moyens Constitution d ’ une équipe à l ’ interface des contenus ETI ( “ E nvironnement T ropical I nsulaire ” ) et des contenants TIC ( “ T echnologies de l ’ I nformation et de la C ommunication ” ) Mots-clés ETI : ressources et environnement naturels, diagnostic systématique et écologique, gestion spatialisée, suivi environnemental temporel, TIC : bases de données, bases de connaissances, systèmes multi-agents, système d ’information géographique, applications collaboratives et collectives, stratégies d’information et de communication ETIC 3 : aide à la décision, modélisation conceptuelle, couplage de modèles de représentation des connaissances, veille technologique et innovation Mission du programme

Première phase (2009 - 2010) Service d ’informations pour l ’ aide à la gestion des milieux naturels : application à l ’ Herbier Universitaire de La Réunion Moyens Constitution d ’ une équipe d ’ ingénieurs en recherche et développement à la fois sur la production des contenus, l ’ édition des contenants et leurs distributions sur le Web Mots-clés INSPIRE - WEB SERVICES - HERBIER Mission du projet

Du Programme Pluri-Formations Mer (1998-2001) … Biodiversité Espace Outils Bases de données Biodiversité et Ressources marines Environnement littoral SI Ce programme développe et généralise certains thèmes du PPF Mer en concentrant son action sur l'intégration des contenus scientifiques au sein d'un même Système d'Information (SI). … à (2003-2006)

Espace Biodiversité LCF CREGUR CIRCI ECOMAR LBVPGME IREMIA CREGUR Systémiciens SI Cogniticiens Géomaticiens Outils BD - Base de Données BC - Base de Connaissances SIG - Système d'Information Géographique SMA - Système Multi-Agents mer terre physique social Pôle Géosphère LPA LSTUR Thématiques complémentaires Collaboration entre laboratoires de l ’

Collaborations entre organismes Espace Biodiversité Systémiciens SI Cogniticiens Géomaticiens Outils IRD MHN CIRAD IFREMER ARVAM METEO France APLAMEDOM CBNM ONF KELONIA VO PM Partenaires régionaux Audit national IRD PARIS VI INRA INSTITUT TELECOM INRIA MNHN OTEN Projets en commun

Portail E nvironnement T ropical I nsulaire T echnologies de l ’ I nformation et de la C ommunication

http://etic.univ-reunion.fr

Méthode scientifique
Approche interdisciplinaire , entrepreneuriale et constructiviste , combinant expérimentation et théorie, travaillant de manière collaborative sur Internet pour anticiper ou satisfaire les usages des contenus scientifiques par les différents partenaires socio-économiques.
Le programme ETIC est structuré en projets , fondés sur la rencontre entre les métiers (producteurs chercheurs et informaticiens éditeurs) et les usages (des utilisateurs ciblés) sur un plateau de créativité pour construire ensemble des e-services en co-design .
Cette approche est pilotée par des chefs de projet qui sont eux-m êmes engagés dans la conception de ces e-services.

Méthode de structuration des projets
Type du projet : application / outil
Nature du projet : thématique / transversal
Cycle de developpement : maquette / prototype / produit/service
Type de participant : producteur / éditeur / distributeur
Acteurs du projet : recherche / entreprise / utilisateur

Méthode de valorisation des projets Usage Usage Service Applications Logiciel Logiciels & Services R é seau Réseau Valorisation aval E-research + E-learning Valorisation amont Internet + Web E-services

Passer du S ystème d ’ I nformation au Service d ’ informations SaaS (Software as a Service) Accès aux données par Web Service (WS) Architecture de type REST Framework Cake PHP Herbier numérique universitaire Facilite l ’échange des informations avec des applications tierces (Mascarine du CBNM) utilisant les Web services publiés par NEXTIC En accord avec la directive INSPIRE sur l ’interopérabilité des informations Distribution des informations dans des modules spécialisés interopérables Modèle en couches : modules de gestion des données primaires (saisie), des métadonnées (préparation) et des connaissances (traitement) Service d ’informations accessible à l’ensemble d’une communauté d’acteurs identifiés M Scientia Praxis Techne

Infrastructure Système et Réseau (serveurs LINUX) Plate-forme de Distribution - Diffusion (IPV6) Recherche Dans le domaine de l ’environnement Tropical Insulaire & des applications Multimédia Recherche « User-Centred Design » 2005 2004 APPLICATIONS MARINES ET TERRESTRES USAGE Système de Gestion de Bases de Données en Java-PHP-MySQL Recherche en informatique & Modélisation des connaissances Recherche en Télécommunications LOGICIELS ET SERVICES RESEAU amont aval 2003 ARCGIS Modèle spatial IKBS Modèle descriptif GEAMAS Modèle comportemental Annuaire Multimédia Cartographie Biodiversité Thésaurus Système d ’acquisition et de présentation des informations en Flash-XML Ingénierie des Connaissances & Intelligence Collective Echino- dermes Blanchis- sement COREMO Insectes GET SMAT Hydraires Tortues marines SIL Herbier Thérésien PAM Coraux Poissons récifaux Iles éparses Iles éparses Risques naturels Hydro Fournaise Information & Communication Portail sur l ’Environnement Tropical Insulaire 2005 2006 Architecture du SI

Authentifier les usagers Définir les termes Partager les documents Répertorier les taxons Lister les spécimens Inventaire de la biodiversité Géoréférencer les données Evaluer la qualité Annuaire Thésaurus Systématique Cartographie Multimédia

Architecture modulaire Infrastructure Système et Réseau (serveurs LINUX) Plate-forme de Distribution - Diffusion (IPV6) 2005 Système de Gestion de Bases de Données en PHP-MySQL Annuaire Multimédia Cartographie Biodiversité Web Component Services Web Software Services ArcGIS Modèle Spatial IKBS Modèle Descriptif GEAMAS-NG Modèle comportement Thésaurus Portail Ingénierie des Connaissances & Intelligence Collective COREMO Blanchis- sement Echino- dermes Insectes GET SMAT Hydraires Tortues marines SIL Herbier Réserve Thérésien PAM Coraux Poissons récifaux Iles éparses Iles éparses Risques naturels Hydro Fournaise Information & Communication Portail sur l ’Environnement Tropical Insulaire APPLICATIONS MARINES ET TERRESTRES USAGE LOGICIELS ET SERVICES RESEAU Recherche Dans le domaine de l ’environnement Tropical Insulaire & des applications Multimédia Recherche « User-Centred Design » Recherche en informatique & Modélisation des connaissances Recherche en Télécommunications amont aval

Interface des bases de données sur le Web http://nextic.univ-reunion.fr/herbier

Interface des bases de données sur le Web http://nextic.univ-reunion.fr

Gestion des données par Web Services Annuaire WS WS WS WS WS Herbier Authentification Multimédia Base de données Navigateur Web Ilela Flore d ’ici WS Serveur web WS WS Spip WS Edition - Consultation Consultation

Proposition (2011 - 2013) Service et usage des informations pour l ’ aide à la gestion et à l ’ éducation des milieux naturels avec les usagers du Parc National de La Réunion Moyens Constitution d ’ une équipe d ’ ingénieurs sur la production des contenus, l ’ édition des logiciels et services, et leur usage sur le Web Mots-clés USAGE - SERVICE - SEMANTIQUE - IMMERSIF Suite du projet

Nouvel Environnement TIC pour la gestion durable Web 1.0 Web 2.0 Web 3.0 Service Social Sémantique Immersif Gouvernance Top-down Cathédrale Bottom-up Bazar Communauté d ’acteurs Chapelle Information Site Web, CMS Blog, Wiki YouTube, GlossToU Structure Répertoires Taxonomie Tags Folksonomie Ontoterminologie Guide Connaissances Britannica Wikipédia Knol Données Capture d ’écran Web Service Web sémantique Accès Navigation 2D Publication 2D Immersif et ubiquitaire Wisdom ? Technologies HTML XML, AJAX OWL, RDF, SPARQL Applications Copyright Proprietary Copyleft Free SomeRightsReserved Creative Commons

Distribution des données et des connaissances sur le Web (Services Web) Contenus de la biodiversité terrestre et marine Developpement durable : Energie  Matière  Information  Communication Instrument : E-service sur un Plateau de Créativité C ommunauté de P ratique pour l ’ I nnovation I nterdisciplinaire Valorisation par les TIC : Web service immersif semantique Recherche sur le Web sémiotique de demain Mixer E-research & E-learning Semantique Service Immersif W

Sémantique Service Immersif Web Méthode Living Lab Régional Plateau de Créativité Territoire Technologique Scientifique Usage Innover avec les T IC : les E-services Scientia Praxis Techne

De la gestion des connaissances … Outil = IKBS Savoir-faire Savoirs Application = Base de connaisances Il s ’agit d’une approche reflexive de l’ interprétation des observations de l’expert pour l’aider à modéliser, décrire et classifier ses objets biologiques Compétences métier Ingénieur des Connaissances Méthodologie de transfert Expert Producteur Editeur Informaticien Approche itérative Cogniticien

… à la gestion des signes Il s ’agit de partager des interprétations de l’observation des usagers pour l’aide à la définition , modélisation, description, classification et identification des objets biologiques Plateau de créativité Usagers = public + experts Approche itérative en co-design Instrument = ISBS Application = e-service Savoir-faire Savoirs Compétences métier Ingénieur des Signes Méthodologie de transfert Expert Producteur Editeur Informaticien Semioticien

Espace de rencontre Entreprises Utilisateurs Laboratoires Sens Contenu Forme

Un Plateau de créativité est un espace permettant aux enseignants-chercheurs, étudiants, entreprises et utilisateurs de se rencontrer autour de projets pour la définition en commun des caractéristiques de services qui correspondent le plus directement aux usages attendus de ceux-ci. Plateau de créativité

Qu ’ est-ce qu ’ un Living Lab Territorial ? Un Living Lab Territorial (LLT) est une politique d ‘ innovation située sur un territoire et centrée sur les usages en plus des technologies . Il est fondé sur l ’ analyse et la synthèse des pratiques journalières des usagers. Il gère les retours d ‘ expérience des utilisateurs sur les technologies proposées, tout en facilitant leur intervention de manière ouverte et distribuée au sein de la communauté des chercheurs et des entrepreneurs pour créer durablement de la valeur avec eux. => Co-design des E-Services avec les usagers

Ballade virtuelle SOCIAL ECONOMIQUE ENVIRONNEMENT Durable Equitable Vivable Viable

Immersion dans des jeux sérieux

Valorisation et diffusion des travaux de la Recherche Convention Etat-Région-Europe DOCUP/TIC (2002-2006) Contexte du programme

Valorisation de la Recherche « La Valorisation constitue une des missions de l ’Université, qui doit s’inscrire dans la politique globale de l’établissement et tenir compte des besoins des partenaires socio-économiques » Orientations MJERNT 2002/2006 « Le projet coraux doit permettre de sortir du cadre de la Recherche pour que les acteurs de l ’environnement puissent développer l’éducation et la sensibilisation des Réunionnais à la préservation de leur patrimoine naturel » Objectif DEAT/3 Conseil Régional 2002/2006

E nvironnement T ropical I nsulaire E T I C 3 production - edition - distribution

E T I C 3 production - edition - distribution T echnologies de l ’ I nformation et de la C ommunication

I ngénierie des C onnaissances & I ntelligence C ollective, & I nformation et C ommunication E T I C 3 production - edition - distribution

Gestion des Signes Information Connaissance Donnée Sujet Signe

Web sémiotique Immersif Semantique Service Social Web

Gestion des connaissances en Systématique Modèle descriptif Connaissances Définir Cas Classifier Taxons et clés Noms Identifier Acquérir Traiter Valider Valider Décrire

Iterative Knowledge Base System

Gestion des données sur la Biodiversité Annuaire Définir Authentifier Multimédia Décrire Documenter Classifier Nommer Thésaurus Cartographie Identify Localiser Stocker Rechercher Valider Valider Module Biodiversité

Accès à différent types d ’ information Annuaire Définir Information contextuelle Ecologie Geographie Multimédia Bibliographie Taxonomie Biologie Multimédia Décrire Classifier Thésaurus Cartographie Identifier Stocker Recherche Valider Valider Module Biodiversité

Research & Enhancement Tool K nowledge B ases M anagement S ystem Application K nowledge B ases

D ata B ases:
Cartography and Biodiversity of Reunion coral reefs (SIL)
Thesaurus on Hydroids (COP)
Coral reef monotoring (COREMO)
Herbarium of Reunion university
Enhancement of a natural reserve (THERESIEN)
Aromatic and Medicinal plants (MAP)
…
K nowledge B ases:
Corals of the Mascarene archipelago (e-research)
Fish of Reunion coral reef (e-learning)
Marine turtles
…
Applications

D ata B ases : PHP-MYSQL-XML
Structure bibliographic, photographic, ecologic, geographic and taxonomic knowledge in order to access persistent information and interoperable data.
K nowledge B ases : IKBS
Model and describe intuitive, experimental and expert know-how about collection specimens, in order to classify and identify the species names.
G eographical I nformation S ystem : ARCVIEW-ARCGIS-ARCIMS
Acquire, store, analyse and display georeferenced data.
M ulti- A gents S ystem : GEAMAS
Simulate behaviours and interactions between agents which evolve along the time.
Tools

Service available via the Internet that users want to use in their everyday life => we must focus on usage
Special development skills of persons that understand both design and use processes of the e-service:
Individuals = Producers, Editors, Distributors
Team = Community sharing a vision (experts, designers, developers, end-users, …)
Social = Mediation and communication capacities
Organization 2.0
Needs: Definition: Innovation with ICT towards E-services

New skilled editors Bio logists & infor maticians = Bio maticians Knowledge Engineers = E-service architects for E xpert K nowledge M anagement ETIC = Merging Biology and ICT Domain expert knowledge and its use by end-users Innovation is also on the user side and not only on the production side ! => C itizen (not customer) K nowledge M anagement

Meeting room - physical and/or virtual - to co-design a product/service for better usage - Designers of the product/service - Potential users - Initial product/service for evaluation - Questionnaires - Mirroring facilities - Knowledge extraction - Networking / Archiving The I terative K nowledge B ase S ystem supports these needs by helping designers to analyse the quality of e-services Needs: Definition: Co-Design Platform ?

Synchronous collaborative work (e-research)

Collaborative work on the net (asynchronous) A SPIP content management system for the Hodrozoan community. http://etic.univ-reunion.fr/projects/CoP-Hydroids/

A new « cockpit » visualization of knowledge  Corresponding descriptive object and illustration Current node of the decision tree  Remaining descriptions at the current node   Corresponding specimens for comparison

A marine educative portal (e-learning) Chaetodon auriga Virtual path Click on fish ! Identification Questionnaire Information

Access to basic information for kids
Access to more information for biologists and students through cards
Hypertext, photos and vidéos
Discover the coral reef of Reunion

Activity theory (Engestr öm)
Designing tools in order that they become instruments (Situated Instrumented Activity, Rabardel).
Merging bottom-up and top-down approaches
How to manage research and pedagogical knowledge ? Building systems that users want to Use (Malhotra & Galletta, 2004) The interface is the application (Cooper, 2003)

Projects are developed from a well-focused objective (the asked question and the tasks to solve), and with the help of users in order that the new products match the most directly the awaited uses of the projected services.
Towards a Co-Design platform
In the context of research enhancement at University, a co-design platform is a physical or virtual meeting and communication space for projects to be developed by both the offer side (from domain knowledge) and the request side (from user's needs). Internet applications (e-services) are developed in these projects by a team of content producers (researchers), packaging editors (designers and programmers) and distributors (operators) of the final product. This multimedia platform is similar to those which are met in film and broadcasting industry
(TV-Net style).
End-users Operators Producers Editors

The CDP methodology to create value How to use Roadmap to tool mastering Using the tool as an instrument Resources Means Service Product Project Management PRODUCTION PROCESS USAGE PROCESS Competency Acquisition Tool Engineering Appropriation Confidence Acquisition Instrument Use How to do Roadmap to tool building Building the Tool Business objects Usage objects

The CDP methodology to create value How to use Roadmap to tool mastering Using the tool as an instrument Resources Means Service Product Project Management PRODUCTION PROCESS USAGE PROCESS Competency Acquisition Tool Engineering Appropriation Confidence Acquisition Instrument Use How to do Roadmap to tool building Building the Tool Business objects Usage objects CDP

Methodology of project management How to use Roadmap to tool mastering Using the tool as an instrument Resources Means Service Product Project Management PRODUCTION PROCESS USAGE PROCESS Competency Acquisition Tool Engineering Appropriation Confidence Acquisition Instrument Use How to do Roadmap to tool building Building the Tool Business objects Usage objects Vision Implementation plan Assesment Objectives

Methodology of appropriation How to use Roadmap to tool mastering Using the tool as an instrument Resources Means Service Product Project Management PRODUCTION PROCESS USAGE PROCESS Competency Acquisition Tool Engineering Appropriation Confidence Acquisition Instrument Use How to do Roadmap to tool building Building the Tool Business objects Usage objects Identity Tasks Activity Sense

Projet Nextic

by Noël Conruyt

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