La thèse étudie le pouvoir génératif de la structuration des connaissances pour la conception innovante. Partant d’une analyse de la générativité des structures de connaissances non-verbales, et notamment du dessin d’architecte, elle identifie un nouveau mode de conception en montrant comment une revisite des rapports entre connaissances favorise la génération de nouveaux concepts. En particulier, une restructuration des connaissances visant à rendre la structure splitting, c’est-à-dire, sans rapports modulaires ou déterministes entre connaissances, possède un fort pouvoir génératif. En session collective, les médias non-verbaux, tels que le dessin, les images ou encore le prototypage 3D, se révèlent ainsi particulièrement favorables à la restructuration des connaissances : trois conditions nécessaires présentées dans la thèse doivent cependant être réunies afin de garantir la performance du non-verbal en session collective. Par ailleurs, ce phénomène de restructuration générative - aussi appelée K-preordering – diffère de l’exploration classique par génération de concepts alternatifs. Les deux modes de conception ne sont pas pour autant incompatibles : la thèse propose ainsi un processus de conception alternant phases de K-preordering et phases de génération de concepts. Ce processus est notamment testé à travers deux cas de recherche-intervention visant à provoquer la réorganisation des structures de connaissances stabilisées et partagées à l’échelle de l’organisation. Ces deux cas montrent en particulier comment un tel processus favorise la conception de programmes de recherche transdisciplinaires. / The thesis investigates the generative power of knowledge structuration for innovative design. Analyzing the generativity of non-verbal knowledge structures - especially, architectural drawings -, this work identifies a new design method by showing that the transformation of links between knowledge bases fosters concept generation. In particular, a restructuration that aims to design a splitting structure - a structure avoiding modular and deterministic links between knowledge bases - has a strong generative power. During collective creativity sessions, non-verbal tools such as sketches, pictures or 3D-printing, can enhance knowledge restructuration: however, three necessary conditions, which are presented in the thesis, have to be met in order to ensure performance of the non-verbal tools used during the session. Moreover, this generative restructuration - also called K-preordering - differs from the classic design exploration by alternative concepts generation. But the two design modes are not mutually exclusive: the thesis proposes a design process that alternates K-preordering and concept generation. This process is applied in two studies, which were led as action research and intended to foster the reorganization of knowledge structures that were both stabilized and shared at the organizational level. In particular, these studies show how such a process helps enhancing the design of transdisciplinary research programs.