1. De l'Ontologie à l'ontologie

Le terme « ontologie », construit à partir des racines grecques ontos (ce que existe, l'existant) et logos (le discours, l'étude), est un mot que l'informatique a emprunté à la philosophie au début des années 1990. En philosophie, l'Ontologie est une branche fondamentale de la Métaphysique, qui s'intéresse à la notion d'existence, aux catégories fondamentales de l'existant et étudie les propriétés les plus générales de l'être. Si vous ouvrez un dictionnaire tel que le Petit Larousse Illustré, la définition n'éclairera probablement pas beaucoup votre lanterne quant à l'intérêt d'importer cette notion en informatique : « (1) Etude de l'être en tant qu'être, de l'être en soi (2) Etude de l'existence en général, dans l'existentialisme ».

Pourtant, à y regarder de plus près, nous pourrions, à l'extrême inverse, penser que beaucoup d'ingénieurs en informatique sont des « messieurs Jourdain » de l'ontologie. Par exemple, lorsque pour implanter une application, les ingénieurs en informatique conçoivent un schéma de classes, ils s'interrogent sur les objets que cette application va manipuler, les classes qui les regroupent, les caractéristiques communes à tous les objets de chaque classe, les relations qui peuvent exister entre ces objets, etc. En d'autres termes, ces ingénieurs s'interrogent sur ce qui définit ces classes d'objets, ce qui permet d'identifier qu'un objet appartient à une classe, ce que cette appartenance signifie en termes de contenu ou de manipulations possibles. Bref, ils s'interrogent sur la définition existentielle des classes d'objets mobilisés dans les scénarios de l'application qu'ils développent.

Vu sous cet angle, l'ingénieur qui conçoit ses représentations logicielles n'est-il pas plus proche de l'ontologue qui interroge nos conceptualisations du monde qu'il ne le semblait initialement ? Si la programmation orientée objets présente cette ressemblance avec la notion d'ontologie informatique, c'est qu'elles ont un ancêtre commun : les systèmes de l'intelligence artificielle symbolique. Les débuts de cette branche de l'intelligence artificielle se confondent avec les débuts de l'informatique, car dès ses prémices, l'informatique a perpétué le rêve des concepteurs d'automates de simuler voire dépasser l'intelligence humaine avec des systèmes artificiels.

L'histoire d'une notion à la recherche d'un nom

La branche de l'intelligence artificielle à laquelle nous nous intéressons ici est qualifiée de symbolique parce qu'elle repose sur des représentations formelles des connaissances, sous la forme de symboles que le système peut stocker et manipuler (par exemple, langages et opération logiques, structures et opérations de graphes). Contrairement à d'autres approches, ces représentations sont à la fois compréhensibles par les humains et manipulables par les systèmes, en appliquant des règles de manipulation définies sur les symboles de ces représentations et dont l'interprétation simule, par exemple, un raisonnement.

Ainsi, dès les années 1970, la notion d'ontologie existait, sans être nommée et de façon transversale, dans les différents systèmes de représentation de connaissances : c'est la TBox des logiques de description, où l'on décrit les types de termes qui existent dans notre représentation et leurs caractéristiques ; c'est le support des graphes conceptuels, où l'on décrit des hiérarchies de multi-héritage entre des types de concepts ou des types de relations ; ce sont enfin les schémas des « Frames » et les classes des langages de représentation par objets.

Il aura pourtant fallu attendre les années 1990 pour que le mot « ontologie » soit adopté par toute la communauté, et sa définition fait encore couler de l'encre (électronique).

Aux grands mots les grands remèdes

Comble de l'histoire donc, cette notion d'ontologie, qui s'attache tant à la définition précise des concepts que nous manipulons, a longtemps cherché une définition et un nom. Ce retard est probablement largement dû à la nature même de la notion d'ontologie, qui est abstraite.

Pour tenter de définir la notion d'ontologie informatique, il est utile de rappeler que l'Ontologie désigne l'étude des propriétés générales de ce qui existe. En important cette notion en informatique, nous sommes passés de la science (l'Ontologie) à un objet (une ontologie).

Une ontologie informatique est une représentation de propriétés générales de ce qui existe dans un formalisme supportant un traitement rationnel. C'est le résultat d'une formulation exhaustive et rigoureuse de la conceptualisation d'un domaine. Cette conceptualisation est souvent qualifiée de partielle car, en l'état de l'art, il est illusoire de croire pouvoir capturer dans un formalisme toute la complexité d'un domaine. Notons aussi que le degré de formalisation d'une ontologie varie avec l'usage qui en est envisagé.

C'est pour cet aspect de description de l'existant et de ses catégories que les ontologies informatiques ont emprunté leur nom à l'Ontologie philosophique. De ce rapprochement vient aussi la possibilité d'adapter des méthodes de la philosophie pour proposer des méthodes d'ingénierie d'ontologies.

Un exemple schématique d'ontologie : l'incontournable exemple des cubes.

Pour faire simple, considérons l'exemple de la figure ci-dessus. On y voit une certaine « scène du monde ». La description de cette scène demande deux choses : (1) un vocabulaire non ambigu, aussi appelé vocabulaire conceptuel ou ontologie ; (2) une énonciation des faits de la scène, reposant sur l'utilisation du vocabulaire de l'ontologie.

D'un point de vue pratique, une ontologie informatique permet, en particulier grâce aux travaux de l'intelligence artificielle symbolique sur les systèmes à base de connaissances et les moteurs d'inférence, d'implanter des mécanismes de raisonnement déductif, de classification automatique, de recherche d'information, et d'assurer l'interopérabilité entre plusieurs systèmes de ce type.