En commentant certains résultats des sciences physiques ou mathématiques, plus particulièrement de la seconde moitié du XXe siècle, on cherche à comprendre l'importance philosophique du concept de diagramme, qui est au cœur de la théorie mathématique des catégories, des topoi et des esquisses. Partant du constat que les diagrammes et catégories contraignent à des options ontologiques, on propose pour étudier leur disposition conjointe de suivre quatre concepts fondamentaux qui forment le quadrilatère épistémique (la virtualité, la fonctorialité, l'universalité et la dualité). Le virtuel est nécessaire parce qu'une table n'existe pas de la même manière que le bleu du ciel qui n'a pas de réalité matérielle. La fonctorialité et le lemme de Yoneda imposent de reconsidérer le statut de l'objet. Le théorème de Diaconescu illustre l'idée que la logique immanente d'un lieu est déterminée par le topologique, que la logique n'a pas l'importance qu'on lui accorde parfois. L'universalité et la dualité déplace la notion de vérité qui n'est plus une simple valuation, mais une vérité-foudre, une vérité-événement qui fonctionne par adéquation et résonance de pans entiers de connaissance et non plus par inférence logique. Le diagramme devient le lieu de cette vérité qui passe par le geste. Dès lors, il devient possible de croiser ontologie et topologie en une onto-(po)-logie (ou une ontologie toposique) qui ne soit pas en contraction avec les philosophies de l'immanence. L'univocité de l'Être ne s'oppose pas à l'approche catégorielle. Plus encore : la prégnance des formes duales incite à penser l'hypothèse que l'Un est le dual de l'Être.

Ce manuscrit présente principalement un ensemble de travaux de recherche, ainsi que les tâches administratives ou liées à la vie de la recherche, que j'ai effectuées. Il se termine par ma liste de publications. Les travaux présentés s'étalent sur ces neuf dernières années. Ils portent sur la modélisation géométrique de formes complexes et sont ceux pour lesquels ma participation a été la plus active, voire dont j'ai été l'instigateur. De nos jours, l'image prend de plus en plus d'importance. Parmi tous les facteurs à l'origine de ce phénomène, nous pouvons noter la prolifération des supports d'affichage (écrans, téléphones portables, tablettes PC, ordinateurs ultra-portables, etc). La demande en création de contenu visuel est croissante et une façon de répondre à cette demande efficacement et à moindre coût passe par la génération de contenu virtuel tridimensionnel. La génération de contenu virtuel s'appuie sur la modélisation géométrique d'objets complexes. Cette phase de création des objets tridimensionnels est encore longue et laborieuse et n'est accessible qu'aux professionnels ou aux passionnés. Ceci est dû, en partie, à la difficulté de définir des modèles de représentation de surfaces qui sont à la fois rapides à visualiser, robustes et accessibles quand on édite la surface (déformation, changement de topologie, etc), simples à implanter, numériquement stables, et permettant une interaction intuitive avec l'utilisateur. En fait, il n'existe pas vraiment de solution satisfaisante au développement rapide de logiciels de modélisation performants et faciles à prendre en main par un utilisateur non-expert; même s'ils sont contextualisés. Nous nous intéresserons, dans un premier temps, à l'un des modèles de représentation de surfaces les plus populaires et reconnus pour sa flexibilité et son efficacité dans des applications de modélisation d'objets de formes libres : les surfaces de subdivision. Nous verrons les travaux que j'ai effectués sur ces modèles et nous discuterons de leurs avantages et leurs inconvénients dans notre contexte. Ceci nous amènera à la présentation de travaux sur la modélisation par esquisses, une technique de modélisation basée sur le tracé de contours, reconnue pour son accessibilité d'un point de vue utilisateur. Ces travaux mettront en évidence l'intérêt que l'on peut avoir à développer les modèles volumiques (surfaces implicites) et nous verrons quels travaux ont été menés récemment sur ces modèles pour améliorer leur contrôle et leur efficacité en situation de modélisation. Nous finirons en mettant en perspective le potentiel des modèles volumiques en présentant des projets de recherche qui ont ou vont commencer.

La phase d’idéation constitue les premiers grands pas d’itération dans le processus de design. Elle est dans une position d’amorce propice pour influencer fortement la direction des propositions conceptuelles fondatrices des projets et leur raffinement ultérieur. Ainsi, la possibilité d’intervenir sur la démarche du travail d’idéation présente une excellente occasion d’inclure et d’outiller des participants non-professionnels du design de manière à leur accorder un rôle qui outrepasse celui de personnes ordinairement consultées qu’en aval. Cependant, les formes de représentation traditionnellement employées pendant le processus d’idéation introduisent un décalage important entre la manière courante de vivre les environnements et la manière de les penser lors de leur conception, un décalage où le contexte de l’activité de conception marque une rupture vis-à-vis le contexte préexistant du projet. Nous proposons d’explorer l’utilisation de la représentation photogrammétrique immersive de contextes en réalité virtuelle (RV) – i.e. la numérisation spatio-visuelle d’environnements réels en tant que modèles 3D – comme piste de réponse aux problèmes soulevés par les représentations traditionnelles. Dès lors, une question se pose : quelle incidence porte la RV sociale et sans lunette, couplée à la photogrammétrie immersive du contexte du projet de design, sur la cognition de design des collaborateurs lors de la co-idéation ? Partant du design comme processus social où s’opère une négociation collaborative, nous identifions l’expression verbale comme principal outil des designers et l’expression graphique par la production d’esquisses comme mode complémentaire de communication et de réflexion. Toutefois, en approchant l’activité de design sous l’angle d’une activité fondamentalement cognitive, et plus spécifiquement dans le cadre de la cognition incarnée, la gestuelle ressort comme troisième mode essentiel pour peindre un portrait plus détaillé du rôle de la représentation contextuelle immersive en design. Nous proposons une étude comparative entre trois différentes conditions de travail observées lors des séances d’un atelier de design industriel universitaire : (i) la co-idéation en atelier traditionnel avec papier et crayon, (ii) la co-idéation en RV sans contexte, et (iii) en RV avec contexte 3D immersif. Nous avons retenu 21 enregistrements audio-vidéos (environ 20 minutes chaque) pour l’analyse, soit : un par condition pour sept équipes de trois collaborateurs. Sur le plan verbal, les séquences observées ont été segmentées puis codées selon le cadre des conversations de design. Notre codage de la gestuelle organise quant à lui chaque occurrence de geste co-discours selon le caractère dominant parmi les types communément distingués dans la littérature (organisationnel, déictique, iconique, et métaphorique) ; puis précise diverses caractéristiques intra-gestuelles dont la deixis de mise en place. En opérationnalisant ainsi la deixis gestuelle selon un ancrage disjoint ou conjoint de l’imagerie gestuelle avec la représentation graphique utilisée, nous mettons au jour les moments de dissociation ou de symbiose de la cognition de design avec les différents types de représentation. Les résultats indiquent que, malgré des processus de co-idéation semblables au niveau des dynamiques de conversation, la production d’esquisse est la moins fréquente en RV avec contexte, mais que dans cette même condition les gestes iconiques spontanés sont presque trois fois plus souvent liés à la représentation (64%) qu’en RV sans contexte (24%) et en papier et crayon (20%). Nous interprétons ces résultats comme l’annonce d’un processus créatif qui se retrouve, à ses fondements, plus souvent marié à l’expérience de l’environnement visuo-spatial représenté lorsqu’un modèle contextuel immersif est utilisé. Les résultats de l’analyse des gestes déictiques nous mènent aussi à explorer l’idée de qualités cognitivement plus affordantes pour le support de ce qui paraît être une perception « augmentée », où les participants projettent plus fréquemment des éléments imaginés dans la représentation lorsqu’en RV avec contexte. / The ideation phase constitutes the first great iterative steps in the design process. Holding a launch position in the process, this phase encompasses developments that can have a strong influence on the creative directions of the core conceptual propositions and their subsequent refinements. Thus, one can foresee the possibility of revisiting some of the common tools and practices ideation adheres to as an access-point to foster participation from people of varied backgrounds beyond a passive stance of providing input on propositions conceived upstream. Yet, the forms of representation traditionally put in place throughout the ideation process induce a significant gap between the way we live environments in our daily experiences – at their reception – and the way they are reflected upon, grasped and imagined during their conception, a shift that tends to bear with it a rupture from the pre-existing contexts of projects. We propose to explore the use of immersive photogrammetric representations of contexts in virtual reality (VR) – where photogrammetry implies visuo-spatial scanning, or digitization, of actual environments to produce textured 3D models – as a means to overcome these problems of traditional representations. One can then ask: what influence does headset-free social VR have on the design cognition of collaborators during co-ideation when coupled with the immersive photogrammetric representation of the design project’s context? Viewing the design process as an inherently social one where takes place a collaborative negotiation, we identify verbal expression as the primary tool of designers and graphical expression, through the production of sketches, as a complementary mode of communication and reflection. However, moving to a cognitive view of the design activity, more specially under the lens of embodied cognition, gesturing emerges as a third fundamental mode to in a quest to depict a more detailed portrait of the role of immersive contextual representations in design. This research is structured as a comparative study contrasting three studio conditions observed during the sessions of an undergraduate level industrial design studio: (i) the traditional pen and paper design studio, (ii) collaborative VR without context, and (iii) collaborative VR with 3D immersive context. A total of 21 audio-video recordings (around 15 to 20 minutes each) were analyzed, corresponding to one per condition for each of seven teams of three collaborators. Verbal-wise, the observed session recordings were segmented and coded according to the design conversations framework. Gesture-wise, every occurrence of co-speech gesturing was defined and organized according to the dominant dimension among the types commonly established in literature (organisational, deictic, iconic, and metaphoric) before being coded with various intra-gestural characteristics including their deixis of enaction. Through this characterisation of gestures’ deixis, operationalized as the independent or joint anchoring of gestural imagery with the graphical representation at hand, we reveal the instances of dissociation or symbiosis of the participants’ design cognition with the different representational setups. Results indicate that, despite similar co-ideation processes in terms of verbal dynamics, sketching is least used in VR with context, yet in this same condition spontaneous iconic gestures were observed to be representation-dependant (anchored) nearly three times (64%) the proportions observed in VR without context (24%) and pen and paper (20%). We interpret these results as highlighting a creative process that is, at its foundations, notably more often wed to the experience of the represented environment when an immersive contextual model is used. Furthermore, our analysis of deictic gestures also confronts us with the idea of greater affordance for supporting what appears to be a form of “augmented” perception, where participants more frequently project mentally imagined elements in the representation when in VR with context.

Ce mémoire se veut principalement une réflexion sur ma pratique en arts visuels. Je tente de présenter les différents concepts qui alimentent mes recherches, ainsi que la manière dont je travaille pour concevoir mes œuvres. J'évoque les notions de fragment et de récit dans l'image peinte et vidéographique. Il est question ici d'un compte rendu subjectif de ma démarche artistique ainsi que du processus de création auquel je participe. Je pose donc un regard analytique sur mon travail ainsi que sur mes inspirations, puisées à même mon expérience personnelle et intime par rapport au quotidien et au banal.