This thesis focuses on the design of interactive paper interfaces for supporting musical creation. Music composition has been deeply influenced by the computational power brought by computers but despite the use of software to create new sounds or work with symbolic notation, composers still use paper in their creative process. Interactive paper creates new opportunities for combining expression on paper and computation. However, designing for highly individual creative practitioners who use personal musical representations is challenging. In this thesis, I argue that composers need personal and adaptable structures on paper in which they can express and explore musical ideas. I first present three field studies (Chapter 3) with contemporary composers that examined the use of paper and the computer during the composition process and how linking the two media supports exploration of musical ideas. I then describe a participatory design study that investigates the use of formal musical representations (Chapter 4) for creating new paper interfaces that extend computer-aided composition tools. I introduce Paper Substrates (Chapter 5), interactive paper components that provide modular structures for interacting with personal representations of computer-based musical data. I detail tools that we created to develop paper applications with the Paper Substrates approach. Several examples illustrate the creation of personal structures and musical content that can still be interpreted by computer-aided composition software. I then describe a structured observation study with 12 composers who used Polyphony to compose a short electroacoustic piece (Chapter 6). Polyphony is a unified user interface that integrates interactive paper and electronic user interfaces for composing music. The study allowed us to systematically observe and compare their compositional processes. Finally, I report on a research and creation project with the composer Philippe Leroux during the composition of his piece Quid sit musicus (Chapter 7). Several work sessions with the composer and a musical assistant lead to the design of new paper- based interfaces for generating composition material, synthesizing sounds and controlling the spatialization from handwritten gestures from calligraphic gestures over an old manuscript.

Cette thèse porte sur la conception d’interfaces de papier interactif dédiées à la création musicale. Malgré l’apparition d’outils informatique permettant de créer de nouveaux sons ou d’opérer des transformations sur des représentations symboliques de la musique, les compositeurs utilisent toujours le papier pour composer. Le papier interactif rend théoriquement possible la création d’interfaces combinant l’expression sur le papier et la puissance de calcul de l’ordinateur. Cependant, la conception de telles interfaces reste un problème complexe car chaque compositeur développe son propre processus de création, impliquant de nouveaux concepts et de nouvelles représentations musicales. Cette thèse propose l’utilisation de structures personnelles et adaptables sur le papier pour permettre aux compositeurs d’exprimer et d’explorer leurs idées musicales. Trois études conduites avec des compositeurs à l’Ircam (Chapitre 3) s’intéressent aux rôles du papier et de l’ordinateur lors du processus de composition et les possibilités du papier interactif pour l’exploration des idées entre ces deux supports. Je décris des sessions de conception participative (Chapitre 4) qui examinent l’utilisation de représentations musicales formelles pour la création de nouvelles interfaces de papier couplées avec les logiciels de composition assistée par ordinateur. Je présente les Paper Substrates (Chapitre 5), des composants papier qui définissent des structures modulaires pour l’interaction avec des représentations personnelles de données musicales issues d’environnements informatique. Je décris une boîte à outil ainsi qu’une application graphique permettant de développer des interfaces utilisant les Paper Substrates. Des exemples illustrent la création de structures personnelles et de données musicales sur le papier qui peuvent être interprétées par les logiciels de composition assistée par ordinateur. Je présente une étude d’observation structurée conduite avec 12 compositeurs utilisant Polyphony pour composer une pièce électroacoustique (Chapitre 6). Polyphony est une interface qui intègre le papier interactif avec d’autres interfaces pour composer. L’étude a per- mis d’observer et de comparer les différents processus de composition des participants. Enfin, je détaille un projet de recherche et création mené avec le compositeur Philippe Leroux pour la création de sa pièce Quid sit musicus (Chapitre 7). Nous avons conçu de nouveaux systèmes interactifs pour la création de ressource compositionnelles, la synthèse sonore et le contrôle de la spatialisation à partir de tracés effectués sur une partition médiévale. / This thesis focuses on the design of interactive paper interfaces for supporting musical creation. Music composition has been deeply influenced by the computational power brought by computers but despite the use of software to create new sounds or work with symbolic notation, composers still use paper in their creative process. Interactive paper creates new opportunities for combining expression on paper and computation. However, designing for highly individual creative practitioners who use personal musical representations is challenging. In this thesis, I argue that composers need personal and adaptable structures on paper in which they can express and explore musical ideas. I first present three field studies (Chapter 3) with contemporary composers that examined the use of paper and the computer during the composition process and how linking the two media supports exploration of musical ideas. I then describe a participatory design study that investigates the use of formal musical representations (Chapter 4) for creating new paper interfaces that extend computer-aided composition tools. I introduce Paper Substrates (Chapter 5), interactive paper components that provide modular structures for interacting with personal representations of computer-based musical data. I detail tools that we created to develop paper applications with the Paper Substrates approach. Several examples illustrate the creation of personal structures and musical content that can still be interpreted by computer-aided composition software. I then describe a structured observation study with 12 composers who used Polyphony to compose a short electroacoustic piece (Chapter 6). Polyphony is a unified user interface that integrates interactive paper and electronic user interfaces for composing music. The study allowed us to systematically observe and compare their compositional processes. Finally, I report on a research and creation project with the composer Philippe Leroux during the composition of his piece Quid sit musicus (Chapter 7). Several work sessions with the composer and a musical assistant lead to the design of new paper- based interfaces for generating composition material, synthesizing sounds and controlling the spatialization from handwritten gestures from calligraphic gestures over an old manuscript.

Cette thèse questionne l'analyse des musiques d'informatique. Ces musiques sont particulières dans la mesure où elles existent avec un medium tout à fait singulier, un medium numérique, que nous désignons tout au long de nos travaux par artefact. Notre réflexion part du constat que les moyens d’appréhension de ces artefacts sont nouveaux pour la théorie de l’analyse musicale. Nous posons alors en liminaire de nos travaux la question suivante : «  comment analyser ces musiques à partir de leur artefact ? ». Notre thèse est une réponse à cette question en utilisant une pièce pionnière des années 1980, Jupiter, de Philippe Manoury, pour flûte et électronique, composée à l’Ircam avec Miller Puckette. Notre réponse se fait en trois temps. Dans un premier nous éclairons les artefacts en relevant cinq points de singularité qui leur sont propres et nous mettons en évidence un système clé dans l’étude des artefacts, le système Homme-Artefact-Son. Dans un deuxième temps nous apportons des réponses théoriques à la question. Nous montrons que les artefacts sont difficiles à saisir dans la mesure où ils se structurent en différents niveaux d’abstraction. Toute saisie doit alors se faire au sein d’un processus hautement dynamique, où des significations computationnelles, sonores et musicales se recouvrent autant que nécessaire. Un cadre conceptuel est ensuite proposé pour guider la description des artefacts. Enfin le dernier temps de notre thèse est dédié à l’analyse de Jupiter. Nous mettons en pratique les éléments de réponses que nous avons avancés. L’artefact de la pièce est entièrement démantelé et ensuite une analyse est effectuée, section par section, en confrontant l’écoute et la connaissance que nous avons acquise de l’artefact. / This thesis question the musical analysis of computer music works. These works are particular insofar as they exist with a wholly singular medium, a digital medium, which we name artifact. Our reflection starts from the ascertainment that the means needed to understand the artifact are new for the theory of musical analysis. Thereby our work begins with the following question : « how does computer music works can be analyzed with the help of their artifact ? ». Our thesis intends to answer to this question through a pioneer work from the 1980s, Jupiter, composed by Philippe Manoury at Ircam with Miller Puckette. Our answer is built in three parts. At first, we enlighten artifact by defining five points of singularity which characterize them. In the same line we identify a key system in the study of artifact, the Man Artifact Sound system. The second part is dedicated to our answer. One of the main difficulties in studying artifact is that they are structured in different levels of abstraction, and each one has its own structure. Consequently, the understanding of artifact had to be done inside a highly dynamic process, where the computational, sound and musical significations overlap as much as necessary. A conceptual framework is then suggested by which artifacts can be described, taking into account the different levels of abstraction. In the last part we put into practice those last propositions in analyzing Jupiter. His artifact is entirely dismantled and then an analysis is carried out, section by section, in confronting the listening and the knowledge we get from the artifact.