De la business intelligence interne vers la business
intelligence dans le cloud : mod les et apports
m thodologiques
Odette Sangupamba Mwilu
To cite this version:
Odette Sangupamba Mwilu. De la business intelligence interne vers la business intelligence dans le
cloud : mod les et apports m thodologiques. Web. Conservatoire national des arts et metiers - CNAM,
2018. Fran ais. <NNT : 2018CNAM1168>. <tel-01793649>
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COLE DOCTORALE INFORMATIQUE, TELECOMMUNICATIONS ET
ELECTRONIQUE
CENTRE D'ETUDE ET DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET
COMMUNICATIONS
TH SE pr sent e par :
Odette SANGUPAMBA MWILU
soutenue le : 03 AVRIL 2018
pour obtenir le grade de : Docteur du Conservatoire National des Arts et M tiers
Discipline/ Sp cialit : Informatique
De la business intelligence interne vers la business
intelligence dans le cloud : Mod les et apports
m thodologiques
TH SE dirig e par :
PR. Isabelle Wattiau
DR. Nicolas Prat
RAPPORTEURS :
DR Fadila Bentayeb
PR. Christine Legner
EXAMINATEURS :
PR. Jacky Akoka
PR. Olivier Teste
Professeur, Cnam-Paris
Professeur-Associ HDR, ESSEC Business School
Professeur-Associ HDR, Universit Lumi re Lyon 2
Professeur, Universit de Lausanne
Pr sident de Jury, Professeur m rite, Cnam-Paris
Professeur, IRIT
A la m moire de mon p re Armand SANGUPAMBA MUKANGU,
A la m moire de ma m re Constantine MAHENGANU MAMONA,
A la m moire du Cardinal Joseph Albert MALULA,
A la m moire de Monseigneur Eug ne MOKE,
Je d die ce travail.
II
Remerciements
Il nous est un agr able devoir de rendre hommage tous ceux qui nous ont apport une
assistance durant notre formation et en particulier dans l' laboration de ce travail.
Notre gratitude s'adresse avant tout au professeur Isabelle Wattiau et au professeur associ
Nicolas Prat qui n'ont am nag aucun effort pour nous initier au m tier de chercheur. C'est
gr ce leurs conseils et encouragements que nous avons pu r diger cette th se.
Nous remercions le professeur Christine Legner et le professeur associ Fadila Bentayeb,
rapporteurs, et leurs coll gues Jacky Akoka et Olivier Teste membres du jury, pour leur
participation l' valuation de ce travail.
Puissent tous les membres de l' quipe ISID trouver ici l'expression de notre reconnaissance
pour leur encadrement et leurs encouragements. Nous pensons en particulier nos amis, les
doctorants Quentin, Pierre Henry, Subhi, Anh et Noura.
Que tous nos fr res et sSurs SANGUPAMBA, leurs conjoints ainsi que leurs enfants trouvent
ici l'expression de notre profonde gratitude pour leurs affection, soutien et encouragements
tout au long de notre formation.
A notre famille religieuse, la Congr gation des sSurs de Sainte Th r se de l'Enfant J sus de
Kinshasa, nous exprimons toute notre reconnaissance pour le soutien moral et spirituel.
Sans l'assistance financi re du minist re du budget de la R publique D mocratique du Congo,
nous ne serions pas parvenue au bout de notre formation post-universitaire. C'est ici l'occasion
pour nous de rendre un hommage vibrant et d'exprimer toute notre gratitude tous ses cadres
et agents.
Enfin, nos remerciements s'adressent toute la famille MBUYI MUKADI et tous nos amis
pour l'attention dont nous avons toujours t b n ficiaire.
III
R sum
La BI et le cloud computing sont deux grands sujets de recherche en informatique et en
syst me dinformation en particulier. Une recherche combinant ces deux concepts est d'un
int r t double : Dune part, dans les entreprises, la BI devient de plus en plus une partie
importante du syst me d'information qui n cessite des investissements en termes de
performances de calcul et des volumes de donn es. Dautre part, le cloud computing offre
de nouvelles opportunit s pour g rer les donn es des fins danalyse.
Etant donn les possibilit s de cloud, la question de la migration de l'ensemble du syst me
dinformation y compris la BI est d'un grand int r t. En particulier, les chercheurs doivent
fournir aux professionnels des mod les et des m thodes qui puissent les aider migrer vers le
cloud.
Que faire pour que la BI puisse fournir aux managers un service de mise disposition de
donn es danalyse au travers du cloud ? La question de recherche est : Comment aider les
organisations migrer leur BI vers le cloud ?
Publicité
Dans cette th se, nous r pondons cette question en utilisant l'approche science de
conception (design science). Nous mettons en place une aide la d cision de la migration de
la BI vers le cloud qui s'appuie sur les taxonomies. Nous proposons un mod le de guidage
op rationnel qui est instanci par une taxonomie de la BI dans le cloud et dont d coulent les
r gles pour la migration de la BI vers le cloud.
Mots cl s : business intelligence, cloud computing, science de conception, taxonomies,
guidage op rationnel, artefacts.
IV
R sum en anglais
BI and cloud computing are two major areas of computer science research and in particular in
information system. A research combining these two concepts has a double interest : On the
one hand, in business, the BI becomes increasingly an important part of the information
system which requires investment in terms of computing performance and data volumes. On
the other hand, cloud computing offers new opportunities to manage data for analysis.
Given the possibilities of cloud, migration question of the information system including BI is
of great interest. In particular, researchers must provide models and methods to help
professional in BI migration to the cloud.
The research question is : how to migrate BI to the cloud?
In this thesis, we address this issue using design science research approach. We implement a
decision-making help for BI migration to the cloud based on taxonomies. We provide an
operational guidance model that is instantiated by a BI taxonomy in the cloud and from that
rules for BI migration to the cloud are arised.
Keywords : business intelligence, cloud computing, design science, taxonomies, operational
guidance, artifacts.
V
TABLE DES MATIERES
RESUME .......................................................................................................................................................... III
RESUME EN ANGLAIS ...................................................................................................................................... IV
TABLE DES MATIERES ....................................................................................................................................... V
LISTE DES FIGURES ........................................................................................................................................... X
LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................................................... XI
LISTE DES ANNEXES ........................................................................................................................................ XII
CHAPITRE I : INTRODUCTION ............................................................................................................................ 1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
CONTEXTE ............................................................................................................................................... 1
OBJET DE LA RECHERCHE ............................................................................................................................. 2
APPROCHE ............................................................................................................................................... 3
APER U DE LA SOLUTION ............................................................................................................................ 4
MODELE DES CONTRIBUTIONS ET PLAN DE LA THESE ........................................................................................ 8
CHAPITRE 2 : BUSINESS INTELLIGENCE DANS LE CLOUD : ETAT DE L'ART ....................................................... 12
2.1.
2.2.
2.3.
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 12
TYPOLOGIE DES ARTEFACTS EN SCIENCE DE CONCEPTION ................................................................................. 12
REVUE SYSTEMATIQUE DE LA LITTERATURE SELON KITCHENHAM ....................................................................... 15
2.3.1. Objectifs de la revue syst matique de la litt rature ...................................................................... 15
2.3.2.
Importance de la revue syst matique ........................................................................................... 15
2.3.3.
Propri t s des revues syst matiques ............................................................................................ 16
2.3.4.
Planification de la revue syst matique .......................................................................................... 16
2.3.4.1.
2.3.4.2.
Identification de la n cessit de la revue syst matique ...................................................................... 16
Protocole de revue ............................................................................................................................. 17
2.3.5.
Conduite de la revue syst matique ............................................................................................... 17
2.3.5.1.
2.3.5.2.
2.3.5.3.
2.3.5.4.
2.3.5.5.
Identification de la recherche .............................................................................................................. 18
S lection des tudes ............................................................................................................................ 18
Evaluation de la qualit des tudes ..................................................................................................... 18
Extraction des donn es ....................................................................................................................... 18
Synth se des donn es ......................................................................................................................... 18
2.4.
APPLICATION DU PROCESSUS DE REVUE SYSTEMATIQUE SELON KITCHENHAM A NOTRE CAS .................................... 18
2.4.1. Objectifs de la revue syst matique de la litt rature de la BI dans le cloud ................................... 19
2.4.2.
Importance de la revue syst matique pour notre travail .............................................................. 19
2.4.3.
Propri t s de la revue syst matique de la litt rature sur la BI dans le cloud ................................ 19
2.4.4.
Planning de la revue syst matique ................................................................................................ 20
2.4.4.1.
N cessit d'un examen syst matique ................................................................................................. 20
VI
2.4.4.2.
Protocole de revue de la litt rature de la BI dans le cloud ................................................................. 20
2.4.5.
Conduite de la revue syst matique ............................................................................................... 22
2.4.5.1.
2.4.5.2.
2.4.5.3.
2.4.5.4.
Identification de la recherche .............................................................................................................. 22
Publicité
S lection des tudes ............................................................................................................................ 24
Evaluation de la qualit des tudes ..................................................................................................... 26
Extraction des donn es ...................................................................................................................... 26
2.5.
RESULTAT DE L'ETAT DE L'ART .................................................................................................................... 27
2.5.1. Business intelligence ...................................................................................................................... 27
2.5.1.1.
2.5.1.2.
Une architecture de la BI ..................................................................................................................... 28
Analyse des Big data ............................................................................................................................ 33
2.5.2.
Cloud computing ........................................................................................................................... 36
2.5.2.1.
2.5.2.2.
2.5.2.3.
L'architecture de cloud ........................................................................................................................ 37
Les types de cloud ............................................................................................................................... 38
Cloud computing mobile ..................................................................................................................... 38
2.5.3. BI dans le cloud .............................................................................................................................. 39
2.5.3.1.
2.5.3.2.
2.5.3.3.
La collecte et la consolidation des donn es ........................................................................................ 51
La mod lisation et le stockage des donn es ....................................................................................... 52
L'analytique ......................................................................................................................................... 54
OPPORTUNITES ET QUESTION DE RECHERCHE ................................................................................................ 56
CONCLUSION .......................................................................................................................................... 60
2.6.
2.7.
CHAPITRE 3 : MODELE DE TAXONOMIE, OPERATEURS ET REGLES .................................................................. 61
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 61
MODELE DUNE TAXONOMIE A DIMENSIONS HIERARCHIQUES ........................................................................... 62
DEFINITION FORMELLE D'UNE TAXONOMIE ................................................................................................... 65
LES OPERATEURS ALGEBRIQUES .................................................................................................................. 66
3.4.1.
Lop rateur de cr ation de nouveaux l ments de la taxonomie ................................................. 68
3.4.2.
Les op rateurs de transformation des l ments de la taxonomie ............................................... 69
3.4.2.1.
3.4.2.2.
3.4.2.3.
3.4.2.4.
La promotion ....................................................................................................................................... 70
La r trogradation ................................................................................................................................. 70
La scission ............................................................................................................................................ 71
La fusion .............................................................................................................................................. 72
DU MODELE DE TAXONOMIE AU MODELE DE GUIDAGE OPERATIONNEL ............................................................... 73
SYNTAXE EBNF DE MODELE DE GUIDAGE OPERATIONNEL ............................................................................... 78
COHERENCE, MINIMALITE ET EXHAUSTIVITE DES REGLES DE GUIDAGE OPERATIONNEL ............................................ 79
3.5.
3.6.
3.7.
3.7.1.
Coh rence ...................................................................................................................................... 80
3.7.2. Minimalit ..................................................................................................................................... 80
3.7.3.
Exhaustivit ................................................................................................................................... 81
3.8.
CONCLUSION .......................................................................................................................................... 81
VII
CHAPITRE 4 : METHODOLOGIE DE DEVELOPPEMENT DE TAXONOMIES POUR LES TECHNOLOGIES COMPLEXES
EMERGENTES ................................................................................................................................................. 83
4.1.
4.2.
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 83
METHODOLOGIE DE DEVELOPPEMENT DE TAXONOMIES DE NICKERSON, VARSHNEY ET MUNTERMANN ................... 83
4.2.1.
Pr sentation de la m thodologie .................................................................................................. 84
4.2.1.1.
4.2.1.2.
4.2.1.3.
4.2.1.4.
D terminer une m ta-caract ristique ................................................................................................. 86
D terminer les conditions de fin ......................................................................................................... 86
Choisir une approche et lappliquer .................................................................................................... 87
Arr ter le processus ............................................................................................................................ 87
4.2.2. Difficult s d'application aux technologies complexes mergentes ............................................... 88
4.3.
4.4.
ADAPTATION DE LA METHODOLOGIE ........................................................................................................... 89
PRESENTATION DE NOTRE METHODOLOGIE ................................................................................................... 89
4.4.1. D terminer le sujet de la recherche ............................................................................................... 92
4.4.2. D terminer lobjectif de la taxonomie ........................................................................................... 93
4.4.3.
Identifier de la recherche ............................................................................................................... 93
4.4.4.
S lectionner des tudes ................................................................................................................. 95
4.4.5.
Examiner les sources ..................................................................................................................... 97
4.4.6.
Publicité
Structurer la taxonomie ................................................................................................................. 97
4.4.7. V rifier si la source examin e est la derni re de l' chantillon ....................................................... 97
4.4.8. V rifier la convergence .................................................................................................................. 98
4.4.9. Valider la taxonomie .................................................................................................................... 98
4.5.
CONCLUSION .......................................................................................................................................... 99
CHAPITRE 5 : DEVELOPPEMENT DUNE TAXONOMIE DE LA BUSINESS INTELLIGENCE DANS LE CLOUD ......... 101
5.1.
5.2.
INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 101
APPLICATION DE LA METHODOLOGIE PROPOSEE ........................................................................................... 101
5.2.1.
Sujet de la recherche ................................................................................................................... 101
5.2.2. Objectif de la taxonomie ............................................................................................................. 102
5.2.3.
Identification de la recherche ...................................................................................................... 102
5.2.4.
S lection des sources ................................................................................................................... 102
5.3.5.
Examen des sources..................................................................................................................... 104
5.3.5.1.
5.3.5.2.
Taxonomie de contexte ..................................................................................................................... 105
Taxonomie de d cision ...................................................................................................................... 109
5.3.6.
Structuration de la taxonomie ..................................................................................................... 114
5.3.7. Derni re source ........................................................................................................................... 115
5.3.8.
Convergence ................................................................................................................................ 115
5.3.9. Validation de la taxonomie ......................................................................................................... 116
5.3.9.1.
5.3.9.2.
Sources et crit res de s lection ......................................................................................................... 117
Examen des sources .......................................................................................................................... 118
VIII
5.4.
TAXONOMIES RESULTANTES .................................................................................................................... 122
5.4.1.
Taxonomie de contexte ............................................................................................................... 123
5.4.1.1.
5.4.1.2.
5.4.1.3.
5.4.1.4.
5.4.1.5.
5.4.1.6.
Exigences de s curit ....................................................................................................................... 124
Ressources financi res ...................................................................................................................... 124
Objectifs ............................................................................................................................................ 125
Secteur d'activit ............................................................................................................................... 125
Taille de l'entreprise .......................................................................................................................... 125
Ressources humaines ........................................................................................................................ 126
5.4.2.
Taxonomie de d cision ................................................................................................................ 127
5.4.2.1.
5.4.2.2.
5.4.2.3.
5.4.2.4.
5.4.2.5.
5.4.2.6.
Niveau de migration .......................................................................................................................... 128
Couches de cloud .............................................................................................................................. 128
Contrat .............................................................................................................................................. 129
Voie de transmission des services ..................................................................................................... 129
Types de cloud ................................................................................................................................... 130
Supports des applications BI.............................................................................................................. 130
5.5.
CONCLUSION ........................................................................................................................................ 130
CHAPITRE 6: AIDE A LA DECISION DE MIGRATION DE LA BUSINESS INTELLIGENGE VERS LE CLOUD .............. 132
6.1.
6.2.
INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 132
LES REGLES .......................................................................................................................................... 132
6.2.1.
Les r gles propos es par la litt rature ........................................................................................ 134
6.2.2.
Les r gles d duites de la litt rature ............................................................................................ 137
6.2.3.
Les r gles d'association ............................................................................................................... 139
6.3.
COHERENCE, MINIMALITE ET EXHAUSTIVITE DE LA BASE DE REGLES .................................................................. 143
6.3.1.
Coh rence .................................................................................................................................... 143
6.3.2. Minimalit ................................................................................................................................... 145
6.3.3.
Exhaustivit ................................................................................................................................. 147
6.4.
CONCLUSION ........................................................................................................................................ 147
CHAPITRE 7 : IMPLEMENTATION ET VALIDATION ......................................................................................... 149
7.1.
7.2.
7.3.
INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 149
ARCHITECTURE DE JESS ......................................................................................................................... 149
ARCHITECTURE DE L'OUTIL DE GUIDAGE OPERATIONNEL ................................................................................ 150
Publicité
7.3.1.
Les taxonomies ............................................................................................................................ 151
7.3.2.
Le syst me expert ........................................................................................................................ 152
7.3.2.1.
7.3.2.2.
7.3.2.3.
M moire de travail ............................................................................................................................ 152
Base de r gles .................................................................................................................................... 155
Moteur d'inf rence ........................................................................................................................... 157
7.3.3.
L'interface .................................................................................................................................... 158
7.4.
DIAGRAMME DE CAS D'UTILISATION .......................................................................................................... 161
IX
7.5.
VALIDATION DE L'APPROCHE .................................................................................................................... 162
7.5.1.
Sc nario illustratif ....................................................................................................................... 162
7.5.1.1.
7.5.1.2.
Enonc ............................................................................................................................................... 162
R solution.......................................................................................................................................... 163
7.5.2.
Coh rence et exhaustivit de la base de r gles ........................................................................... 165
7.6.
CONCLUSION ........................................................................................................................................ 166
CHAPITRE 8 : CONCLUSION ET PERSPECTIVES ............................................................................................... 168
PUBLICATIONS ............................................................................................................................................. 171
BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................................................ 172
X
LISTE DES FIGURES
FIGURE 1: MODELE DE LA SOLUTION ................................................................................................................................ 8
FIGURE 2 : ARCHITECTURE DE LA BI (TRADUIT ET ADAPTE DE PHILLIPS-WREN ET AL. (2015)) ................................................... 29
FIGURE 3 : FONCTIONNEMENT DE MAPREDUCE (2017) .................................................................................................... 35
FIGURE 4 : CADRE DE LA MIGRATION DE LA BI VERS LE CLOUD (TRADUIT ET ADAPTE DE MURIITHI ET KOTZE (2013)) ..................... 45
FIGURE 5 : CADRE DES SERVICES DONT LA BI BENEFICIE DANS LE CLOUD (BAARS AND KEMPER 2010) ......................................... 46
FIGURE 6 : MODELE DE TAXONOMIE A DIMENSIONS HIERARCHIQUES .................................................................................... 64
FIGURE 7 : MODELE DE GUIDAGE OPERATIONNEL ............................................................................................................. 76
FIGURE 8: METHODOLOGIE DE DEVELOPPEMENT DE TAXONOMIES DE NICKERSON, VARSHNEY ET MUNTERMANN (2013) ............. 85
FIGURE 9: NOTRE METHODOLOGIE DE DEVELOPPEMENT DE TAXONOMIES ............................................................................. 92
FIGURE 10 : EXAMEN DES SOURCES DE TYPE 1 : NOMBRE DOPERATIONS ............................................................................ 115
FIGURE 11 : TAXONOMIE DE CONTEXTE ........................................................................................................................ 123
FIGURE 12: TAXONOMIE DE DECISION .......................................................................................................................... 127
FIGURE 13 : INTERFACE RATTLE .................................................................................................................................. 140
FIGURE 14 : EXTRAIT DU FICHIER EXCEL ........................................................................................................................ 141
FIGURE 15 : ARCHITECTURE DE JESS ADAPTE ET TRADUIT DE FRIEDMAN-HILL (2003)........................................................... 150
FIGURE 16 : ARCHITECTURE DE L'OUTIL DE GUIDAGE OPERATIONNEL .................................................................................. 151
FIGURE 17 : OUTIL DE GUIDAGE OPERATIONNEL : INTERFACE UTILISATEUR ........................................................................... 160
FIGURE 18: DIAGRAMME DE CAS D'UTILISATION DE L'OUTIL DE GUIDAGE OPERATIONNEL ....................................................... 161
FIGURE 19: DECISION DE MIGRATION VERS LE CLOUD DE LA CII ......................................................................................... 165
XI
LISTE DES TABLEAUX
TABLEAU 1: TYPOLOGIE DES ARTEFACTS EN SCIENCE DE CONCEPTION (SANGUPAMBA MWILU, PRAT AND COMYN-WATTIAU 2014) 14
TABLEAU 2 : EXTRAIT DU CADRE DE REFERENCE DE LA BI DANS LE CLOUD .............................................................................. 42
TABLEAU 3 : SYNTHESE DES OPPORTUNITES DE RECHERCHE ................................................................................................. 58
TABLEAU 4 : TAXONOMIE DE CONTEXTE : ITERATIONS DES SOURCES DE TYPE 1 ..................................................................... 108
TABLEAU 5 : TAXONOMIE DE DECISION : ITERATIONS DES SOURCES DE TYPE 1 ...................................................................... 114
XII
LISTE DES ANNEXES
I. CLOUD BI FRAMEWORK ................................................................................................................................... 188
II. EXAMEN DES SOURCES DE TYPE 2 ET TYPE 3 .................................................................................................. 192
III. LES REGLES ..................................................................................................................................................... 201
CHAPITRE I : INTRODUCTION
1.1. Contexte
Le syst me d'information (SI) est "un ensemble organis de ressources : mat riel,
logiciel, personnel, donn es, proc dures&permettant dacqu rir, de traiter, de stocker des
informations (sous forme de donn es, textes, images, sons&) dans et entre des organisations"
(Reix 2000). Le SI assure donc quatre fonctions au sein d'une organisation : acqu rir, traiter,
stocker et communiquer les informations. Pour accomplir ces fonctions, le SI a besoin de
supports tels que les technologies de l'information.
Il incombe aux chercheurs en SI de promouvoir les connaissances qui permettent
lapplication des technologies de linformation dans les organisations. Les chercheurs en SI
ont pour mission de d velopper et communiquer des connaissances concernant la gestion des
technologies de l'information et leur utilisation des fins manag riales et organisationnelles.
La recherche en SI est la fois une discipline organisationnelle et une discipline
technique qui se consacre l'analyse, la construction, au d ploiement, la gestion et
l' valuation des artefacts du syst me d'information (Hevner et al. 2004). Elle est une
discipline organisationnelle car elle analyse et value les besoins des entreprises par rapport
leurs processus op rationnels. Elle est une discipline technique car elle utilise les
technologies existantes pour combler les besoins des entreprises.
En outre, le domaine des SI suscite plusieurs th mes de recherche en rapport avec les
technologies de l'information. Un des th mes d'actualit (aussi bien pour les chercheurs que
pour les praticiens) est la transformation num rique (des SI). Celle-ci vise notamment
r pondre aux besoins d volution des SI des organisations. Elle sinscrit dans le d fi de la
r volution num rique et de son impact sur les organisations.
Cette transformation num rique (des SI) s'accompagne de quelques termes phares tels
que le big data, le cloud computing, la business intelligence (BI), l'analytique, la mobilit , etc.
2
Elle implique un changement de paradigme au sein des organisations. Ces derni res font de
plus en plus le choix de lexternalisation, notamment ladoption de solution...