Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’innovation pédagogique pour elle-même s’avère parfois discutable, mais elle se justifie quand les enseignants se heurtent aux difficultés d’apprentissage de leurs étudiants. En particulier, certaines notions de physique sont réputées difficiles à appréhender par les étudiants, comme c’est le cas pour l’effet photoélectrique qui n’est pas souvent compris par les étudiants au niveau collégial. Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique, la simulation de l’effet photoélectrique et l’utilisation des dispositifs mobiles et en situation de collaboration favorisent une évolution des conceptions des étudiants au sujet de la lumière. Nous avons ainsi procédé à l’élaboration d’un scénario d’apprentissage collaboratif intégrant une simulation de l’effet photoélectrique sur un ordinateur de poche. La conception du scénario a d’abord été influencée par notre vision socioconstructiviste de l’apprentissage. Nous avons effectué deux études préliminaires afin de compléter notre scénario d’apprentissage et valider la plateforme MobileSim et l’interface du simulateur, que nous avons utilisées dans notre expérimentation : la première avec des ordinateurs de bureau et la seconde avec des ordinateurs de poche. Nous avons fait suivre à deux groupes d’étudiants deux cours différents, l’un portant sur une approche traditionnelle d’enseignement, l’autre basé sur le scénario d’apprentissage collaboratif élaboré. Nous leur avons fait passer un test évaluant l’évolution conceptuelle sur la nature de la lumière et sur le phénomène de l’effet photoélectrique et concepts connexes, à deux reprises : la première avant que les étudiants ne s’investissent dans le cours et la seconde après la réalisation des expérimentations. Nos résultats aux prétest et post-test sont complétés par des entrevues individuelles semi-dirigées avec tous les étudiants, par des enregistrements vidéo et par des traces récupérées des fichiers logs ou sur papier. Les étudiants du groupe expérimental ont obtenu de très bons résultats au post-test par rapport à ceux du groupe contrôle. Nous avons enregistré un gain moyen d’apprentissage qualifié de niveau modéré selon Hake (1998). Les résultats des entrevues ont permis de repérer quelques difficultés conceptuelles d’apprentissage chez les étudiants. L’analyse des données recueillies des enregistrements des séquences vidéo, des questionnaires et des traces récupérées nous a permis de mieux comprendre le processus d’apprentissage collaboratif et nous a dévoilé que le nombre et la durée des interactions entre les étudiants sont fortement corrélés avec le gain d’apprentissage. Ce projet de recherche est d’abord une réussite sur le plan de la conception d’un scénario d’apprentissage relatif à un phénomène aussi complexe que l’effet photoélectrique, tout en respectant de nombreux critères (collaboration, simulation, dispositifs mobiles) qui nous paraissaient extrêmement utopiques de réunir dans une situation d’apprentissage en classe. Ce scénario pourra être adapté pour l’apprentissage d’autres notions de la physique et pourra être considéré pour la conception des environnements collaboratifs d’apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et intégrant les technologies au bon moment et pour la bonne activité. / The educational innovation itself is sometimes debatable but it is justified when the teachers confront the learning difficulties of their students. In particular, some notions of physics are notoriously hard for students to understand, as is the case for the photoelectric effect which is not often comprehended by the students at the college level. This research tries to determine if, as part of a physics course, the simulation of the photoelectric effect and the use of mobile devices in collaborative situations facilitate an evolution of the student’s conceptions about the concept of light. We have proceeded to develop a scenario of collaborative learning by integrating a simulation of the photoelectric effect on handheld devices (Pocket PC). The design of scenario was first influenced by our socioconstructivist vision of learning. We conducted two preliminary studies to complete our scenario of learning and to validate the platform « MobileSim » and the interface of the simulator used in our experiment. The first studies were completed with a simulation on computers and the second with a simulation on Pocket PC. After that, we carried out the experimentation with two groups of students. The control group was assigned to the traditional approach of teaching and the experimental group was assigned to the approach based on the developed scenario of collaborative learning. We have conducted a test twice to assess a conceptual change about the nature of light and about the phenomenon of the photoelectric effect and related concepts. The first test (pre-test) before the students are involved in the course and the second (post-test) after completion of experiments. Our results in the pre-test and post-test were completed by conducting semi-structured individual interviews with all students, by video recordings and recovered traces (on log files or on paper). Students in the experimental group obtained good results in the test compared to those of the control group. We noted an average gain of learning qualified at a moderate level according to Hake (1998). Interview results were used to identify some conceptual difficulties of student learning. Analysis of collected data from video sequences, questionnaires and recovered tracks allowed us to better understand the process of collaborative learning and has revealed that the number and the time of interactions between students are strongly correlated with the gain of learning. At first, this research project is a success in the designing of a learning scenario of a phenomenon as complex as the photoelectric effect and respects many criteria (collaboration, simulation, mobile devices, etc.) that it seemed for us extremely utopian to combine them in an effective learning situation in the classroom. For instance, this scenario could be adapted to the learning of other concepts in physics. It could also be considered for the design of collaborative environments for innovative mobile learning focused on the needs of learners that integrate the technologies at the right time and for the right activity.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse traite de la formation des enseignants. Les métiers de la maintenance dans le contexte gabonais s'organisent sur une importante diversité de pratiques professionnelles. Elle apprécie la posture adoptée à l'égard de cette diversité par des élèves professeurs de l'ENSET et l'incidence de la formation sur leur évolution. L'objectif est la modification du rapport aux savoirs des enseignants. L'étude présente l'analyse comparative de l'activité de deux groupes préalablement soumis à des approches pédagogiques différentes. Elle s'est intéressée au calage statique de l'allumage. Soumis au même questionnaire, au pré test et au post test, et à un entretien semi directif, les productions ont subi une analyse qualitative de contenu portée sur la maitrise des concepts, la construction des gestes et l'adaptabilité à l'évolution technologique. Les résultats montrent de meilleurs pré requis du groupe témoin au pré test ; une meilleure acquisition des concepts du groupe expérimental au post test ; une bonne efficacité d'ensemble lors du calage de l'allumage classique ; un bon transfert de connaissances du groupe expérimental lors du changement de technologie et une meilleure conceptualisation de la situation du groupe expérimental lors des verbatim. Cette thèse pose que l'identification de concepts clés et leur mise en perspective dans des situations professionnelles représentatives de la diversité, est une solution possible pour organiser ces formations. Elle postule que la connaissance du principe, associée à l'acquisition des compétences relatives aux technologies, est susceptible de faciliter l'adaptation à l'emploi des élèves ainsi formés. / This thesis deals with the training of teachers. In the context of Gabonese maintenance trades are organised on a large variety of professional practices. Appreciates posture adopted this diversity by professors of the ENSET students and the impact of the training on their evolution. The goal is the change in the knowledge of teachers. The study presents the comparative analysis of the activity of two groups previously subject to different educational approaches. She is interested in the static ignition timing. Submitted to the same questionnaire, the pre test and post test, and a semi directive interview, productions have undergone a qualitative analysis of content on mastery of concepts, the construction of the gestures and adaptability to technological change. The results show best prerequisites of the witness to the pre test group; a better acquisition of concepts in the experimental group the test post; a good overall efficiency during the classical ignition timing; a good transfer of knowledge in the experimental group during the change in technology and a better conceptualization of the situation of the experimental group when the verbatim. This thesis is that the identification of key concepts and putting them in perspective in professional situations representative of diversity, is a possible solution for these courses. It postulates that the knowledge of the principle, associated with the acquisition of skills in technology, is capable of adapting to the use of the trained students.

Cette thèse se concentre sur un phénomène introspectif que j’appelle introspection primitive. L’introspection primitive est un type d’introspection d’états phénoménaux qui est non classificatoire : quand on introspecte primitivement, on ne reconnaît pas l’état phénoménal introspecté comme un exemple de type d’expérience précédemment rencontrée. Je défends principalement trois thèses sur l’introspection primitive. Premièrement, elle existe : il y a un phénomène mental qui a les caractéristiques que j’attribue à l’introspection primitive et un tel phénomène est un processus introspectif réel. Deuxièmement, sa nature est plus adéquatement expliquée par une version de la théorie de l’accointance – ce que j’appelle la théorie de l’intégration. Troisièmement, elle a une valeur épistémique : elle permet au sujet d’acquérir une connaissance de ses états phénoménaux. Cette connaissance est un type de connaissance sui generis : la connaissance par accointance. La connaissance par accointance a une propriété épistémique spéciale qui est, pourrait-on dire, analogue à l’infaillibilité : elle donne au sujet un saisi complet et parfait de la phénoménologie de son expérience. / This dissertation focuses on an introspective phenomenon that I call primitive introspection. Primitive introspection is a non-classificatory kind of phenomenal-state introspection: it is a kind of phenomenal-state introspection that does not involve recognizing the introspected phenomenal state as an instance of any experience type. I defend three main claims about primitive introspection. First, it exists: there is a mental phenomenon that has the features I attribute to primitive introspection and such a phenomenon is a fullfledged introspective process. Second, its nature is best accounted for by a version of the acquaintance theory—what I call the integration account. Third, it has a distinct epistemic value: it provides the subject with knowledge of their phenomenal states. Such knowledge is a sui generis kind of knowledge: knowledge by acquaintance. Knowledge by acquaintance displays a distinctive epistemic property which is somewhat analogous to infallibility: it provides the subject with a complete and perfect grasp of the phenomenology of their experience.

Les ERP (Enterprise Resource Planning) sont incontournables dans les systèmes d'information des sociétés industrielles: ils jouent un rôle crucial pour automatiser et suivre leurs processus afin d'améliorer leur compétitivité. Un ERP est un logiciel générique qui est utilisé par plusieurs sociétés industrielles ayant des besoins et des processus différents. C'est pourquoi de nombreux paramètres permettent d'adapter le fonctionnement du système aux besoins d'une société. Le déploiement d'un ERP, qui vise à paramétrer le système en fonction des besoins collectés, est donc une tâche complexe qui requiert une profonde expertise du système mais aussi du métier de l'entreprise industrielle. Infologic est une société qui développe et installe son propre ERP appelé Copilote. La difficulté liée au déploiement de Copilote dans une société industrielle est un réel frein pour la croissance d'Infologic et réduire la complexité du paramétrage de Copilote est un enjeu vital pour Infologic. C'est pourquoi nous avons étudié le processus de déploiement de Copilote et particulièrement la phase de paramétrage du système. Nous proposons une approche visant à extraire, depuis l'ensemble des paramétrages existants, un catalogue de paramétrages correspondant à des besoins fonctionnels précédemment rencontrés afin de les réutiliser lors des prochains déploiements de Copilote. Nous proposons d’utiliser la programmation par contraintes pour cela, afin de pouvoir facilement personnaliser les solutions calculées en ajoutant des contraintes et des critères d’optimisation variés. Nous introduisons de nouveaux modèles à base de contraintes pour résoudre des problèmes de clustering conceptuel, ainsi qu'une contrainte globale pour le problème de couverture exacte avec plusieurs algorithmes de propagation. Nous montrons qu'elle permet de modéliser facilement des problèmes de clustering conceptuel, et de les résoudre plus efficacement que les approches déclaratives de l’état de l’art. / Enterprise Resource Planning (ERP) systems are essential for industrial companies to automatize and monitor their business processes in order to boost their competitiveness. ERP systems are generic software designed to serve a large variety of companies with different business processes. Therefore, they have many configuration options to support various business processes used in different companies. The implementation process of an ERP system consists in assigning values to ERP parameters according to the company requirements: It determines the exact operations and processes supported by the system in the specific company. Infologic is a French company that develops and integrates their own ERP system called Copilote. It has thousands of parameters that are used to adapt it as precisely as possible to customer requirements. However, this flexibility makes the implementation of Copilote a time consuming task that requires a deep knowledge of its functionalities and parameters. Reducing the complexity of the implementation of Copilote is a critical issue for Infologic who needs to integrate efficiently new system integrators to meet the demand of new customers. In this thesis, we study the implementation process of Copilote in order to understand the main issues encountered by Infologic. We propose a new approach for extracting a catalog of configuration parts from existing configurations of Copilote, and each configuration part is associated with the business requirement it fulfills in order to reuse it for next implementations of Copilote. To this aim, we propose to use constraint programming (CP) to easily integrate feedbacks of experts by means of new constraints or criteria. We introduce new CP models to solve conceptual clustering problems and a new global constraint for the exact cover problem with several propagation algorithms. We show it allows to model easily conceptual clustering problems and to solve it more efficiently thant existing delcarative approaches.

Le brouillard cause des dangers pour le trafic par la réduction de visibilité. L’amélioration des prévisions du brouillard est donc un objectif scientifique. Cette thèse analyse le cycle de vie des brouillards continentaux autour de Paris, observés par télédétection au sol à l’observatoire atmosphérique SIRTA. La thèse se focalise sur la compréhension des processus en jeu dans la dissipation après le lever du soleil, sous l’hypothèse d’une couche de brouillard adiabatique. Pendant 4 ans, plus de 100 événement de brouillard sont documentés par l’observation de la base du nuage (par télémètre), son sommet et la présence de nuages au-dessus (radar nuage), et le contenu intégré d’eau liquide (LWP) (radiomètre micro-onde (MWR)). La plupart des brouillards se dissipe suite à un soulèvement de la base, sans que tout le nuage s’évapore, et souvent sans une réduction du LWP. Donc, non seulement est la réduction du LWP importante pour la dissipation du brouillard, mais aussi l’évolution de son sommet, qui avec le LWP détermine l’altitude de la base. Des simulations par le modèle LES DALES montrent une sensibilité importante à la stratification au-dessus : en augmentant l’entrainement, une stratification faible au sommet peut accélérer la dissipation par (1) plus de perte d’eau liquide par l’entrainement de l’air non-saturé, et (2) par un développement vertical menant au lever de la base. La variabilité de cette stratification peut être raisonnablement bien observée par le profil de température du MWR. Avant la dissipation du brouillard par lever de la base, le radar observe souvent un max de réflectivité près du sommet, ce qui peut être lié à l’absence de grandes gouttelettes dans les basses couches. Donc, par leur observation du développement du sommet, le LWP, la stratification, et le profil de réflectivité, le radar et le MWR donnent des informations qui peuvent potentiellement anticiper la dissipation du brouillard.Les processus radiatifs sont étudiés avec le code de transfert radiatif ARTDECO. Le refroidissement radiatif au sommet du brouillard peut produire 40–70 g m-2 h-1 d’LWP quand le brouillard est opaque (LWP >= 30 g m-2) (c’est moins pour les brouillards minces) et il n’y a pas de nuage au-dessus. C’est la source principale d’LWP et il peut renouveler le LWP du brouillard en 0.5–2 h. Sa variabilité s’explique principalement par la température du brouillard et le profil d’humidité au-dessus. Les nuages au-dessus du brouillard réduisent fortement la production, en particulier les nuages bas. La perte d’LWP par absorption de rayonnement solaire par le brouillard est 5–15 g m-2 h-1 autour de midi en hiver, dépendant de l’épaisseur du brouillard, mais ça peut augmenter par 100 % quand une quantité importante d’aérosols absorbants est présente (AOD=0.15, SSA=0.82).Nos résultats par simulation LES indiquent que le réchauffement par absorption de rayonnement solaire à la surface est le premier processus de perte d’LWP après le lever du soleil, mais sa magnitude est sensible au rapport de Bowen. Vu son importance, une amélioration de l’observation du rapport de Bowen dans le brouillard devrait être une priorité, car les observations actuelles des flux turbulents ne sont pas suffisamment précises pour quantifier le rapport de Bowen.Un modèle conceptuel pour calculer le bilan du LWP directement à partir des observations est développé. En utilisant 12 paramètres observés et 2 qui viennent d’une réanalyse, il calcule les impacts au LWP par rayonnement, flux de chaleur à la surface, entrainement, subsidence et dépôt. Ce modèle est appliqué à 45 brouillards observés qui se dissipent après le lever du soleil. Une variabilité importante dans le rayonnement, l’entrainement et la subsidence entre les cas est trouvée, qui peut en partie expliquer les différences en heure de dissipation. Tandis que les termes de rayonnement sont plutôt précis, des autres ont des incertitudes importantes et pourront être améliorés dans le futur. / Fog causes hazards to human activity due to the reduction of visibility, especially through the risk of traffic accidents. Improving the forecasts of fog formation and dissipation is therefore an objective for research. This thesis analyses the life cycle of continental fog events occurring in the Paris area, using several ground-based remote sensing instruments deployed at the SIRTA atmospheric observatory. We focus on understanding the dissipation after sunrise and the local processes involved, assuming the fog layer is adiabatic (well-mixed). Over a 4-year period, more than 100 fog events are documented by observing cloud base (ceilometer), cloud top and clouds appearing above the fog (cloud radar), and the liquid water path (LWP) (microwave radiometer (MWR)). Most fog events dissipate by lifting of the base without a complete evaporation of the cloud, and often even without a reduction in LWP. This indicates that not only a reduction in LWP is important for fog dissipation, but also the evolution of the fog top, which together with the LWP determines whether the cloud extends down to the ground. Using the LES model DALES, we find a strong sensitivity of the vertical development of the fog top to the stratification above. By enhancing entrainment, a weak stratification at fog top can lead to earlier fog dissipation by (1) more depletion of LWP by entraining unsaturated air, especially if the air is dry, and (2) vertical development of the fog top leading to lifting of the fog base. The variability of this stratification can be observed reasonably well with the MWR temperature profile. In several cases of dissipation by lifting, the vertical profile of radar reflectivity in the fog has a max value near fog top prior to dissipation, which suggests a lack of bigger droplets in the lower levels of the fog. By observing the cloud top development, the stratification, the LWP and the profile of reflectivity, the radar and MWR provide information that has potential for anticipating fog dissipation by lifting.Radiative processes are studied using the comprehensive radiative transfer code ARTDECO. The radiative cooling at fog top can produce 40–70 g m-2 h-1 of LWP when the fog is opaque (LWP >= 30 g m-2) (production is lower for thin fog) and there are no clouds above. This cooling thus is the main process of LWP production and can renew the fog LWP in 0.5–2 h. Its variability is mainly explained by the fog temperature and the humidity profile above. Clouds above the fog will strongly reduce this production, especially low clouds: a cloud with optical depth 4 can reduce it by 30 (100) % at 10 (2) km. Loss of LWP by absorption of solar radiation by the fog is 5–15 g m-2 h-1 around midday in winter, depending on cloud thickness, but it can be enhanced by 100 % in case of important amounts of absorbing aerosols (dry AOD=0.15, SSA=0.82).Heating due to solar radiation absorbed at the surface is found to be the dominating process of LWP loss after sunrise (according to LES model simulations), but its magnitude is sensitive to the Bowen ratio. However, observations of the turbulent heat fluxes during fog are not precise enough to quantify the Bowen ratio. The importance of the Bowen ratio means that improvements of its measurement during fog should be a priority.A conceptual model which calculates the LWP budget of fog directly from observations is developed. Using 12 observed parameters and 2 from reanalysis data, it calculates the impact on LWP of terrestrial and solar radiation, surface heat fluxes, entrainment, subsidence and deposition. It is applied to 45 observed fog events dissipating after sunrise. An important variability in radiation, entrainment and subsidence between the cases is found, which can partly explain the different dissipation times. While the terms of radiation are rather robust, several other terms suffer from significant uncertainties, leaving room for improvements in the future.

Les récentes avancées en matière de systèmes d'acquisition et de modélisation ont permis la mise à disposition d'une très grande quantité de données numériques (e.g. images, vidéos, modèles 3D) dans différents domaines d'application. En particulier, la création d'Environnements Virtuels (EVs) nécessite l'exploitation de données nu-mériques pour permettre des simulations et des effets proches de la réalité. Malgré ces avancées, la conception d'EVs dédiés à certaines applications requiert encore de nombreuses et parfois laborieuses étapes de modélisation et de traitement qui impliquent plusieurs experts (e.g. experts du domaine de l'application, experts en modélisation 3D et programmeur d'environnements virtuels, designers et experts communication/marketing). En fonction de l'application visée, le nombre et le profil des experts impliqués peuvent varier. Les limitations et difficultés d'au-jourd'hui sont principalement dues au fait qu'il n'existe aucune relation forte entre les experts du domaine qui ont des besoins, les experts du numérique ainsi que les outils et les modèles qui prennent part au processus de déve-loppement de l'EV. En fait, les outils existants focalisent sur des définitions souvent très détaillées des formes et ne sont pas capables de supporter les processus de créativité et d'innovation pourtant garants du succès d'un pro-duit ou d'une application. De plus, la grande quantité de données numériques aujourd'hui accessible n'est pas réellement exploitée. Clairement, les idées innovantes viennent souvent de la combinaison d'éléments et les don-nées numériques disponibles pourraient être mieux utilisées. Aussi, l'existence de nouveaux outils permettant la réutilisation et la combinaison de ces données serait d'une grande aide lors de la phase de conception conceptuelle de formes et d'EVs. Pour répondre à ces besoins, cette thèse propose une nouvelle approche et un nouvel outil pour la conception conceptuelle d'EVs exploitant au maximum des ressources existantes, en les intégrant et en les combinant tout en conservant leurs propriétés sémantiques. C'est ainsi que le Modèle de Description Générique de Formes (MDGF) est introduit. Ce modèle permet la combinaison de données multimodales (e.g. images et maillages 3D) selon trois niveaux : Conceptuel, Intermédiaire et Données. Le niveau Conceptuel exprime quelles sont les différentes parties de la forme ainsi que la façon dont elles sont combinées. Chaque partie est définie par un Elément qui peut être soit un Composant soit un Groupe de Composants lorsque ceux-ci possèdent des carac-téristiques communes (e.g. comportement, sens). Les Eléments sont liés par des Relations définies au niveau Con-ceptuel là où les experts du domaine interagissent. Chaque Composant est ensuite décrit au niveau Données par sa Géométrie, sa Structure et ses informations Sémantiques potentiellement attachées. Dans l'approche proposée, un Composant est une partie d'image ou une partie d'un maillage triangulaire 3D. Quatre Relations sont proposées (fusion, assemblage, shaping et localisation) et décomposées en un ensemble de Contraintes qui contrôlent la po-sition relative, l'orientation et le facteur d'échelle des Composants au sein de la scène graphique. Les Contraintes sont stockées au niveau Intermédiaire et agissent sur des Entités Clés (e.g. points, des lignes) attachées à la Géo-métrie ou à la Structure des Composants. Toutes ces contraintes sont résolues en minimisant une fonction énergie basée sur des grandeurs physiques. Les concepts du MDGF ont été implémentés et intégrés au sein d'un outil de design conceptuel développé par l'auteur. Différents exemples illustrent le potentiel de l'approche appliquée à différents domaines d'application. / Due to the great advances in acquisition devices and modeling tools, a huge amount of digital data (e.g. images, videos, 3D models) is becoming now available in various application domains. In particular, virtual envi-ronments make use of those digital data allowing more attractive and more effectual communication and simula-tion of real or not (yet) existing environments and objects. Despite those innovations, the design of application-oriented virtual environment still results from a long and tedious iterative modeling and modification process that involves several actors (e.g. experts of the domain, 3D modelers and VR programmers, designers or communica-tions/marketing experts). Depending of the targeted application, the number and the profiles of the involved actors may change. Today's limitations and difficulties are mainly due to the fact there exists no strong relationships between the expert of the domain with creative ideas, the digitally skilled actors, the tools and the shape models taking part to the virtual environment development process. Actually, existing tools mainly focus on the detailed geometric definition of the shapes and are not suitable to effectively support creativity and innovation, which are considered as key elements for successful products and applications. In addition, the huge amount of available digital data is not fully exploited. Clearly, those data could be used as a source of inspiration for new solutions, being innovative ideas frequently coming from the (unforeseen) combination of existing elements. Therefore, the availability of software tools allowing the re-use and combination of such digital data would be an effective support for the conceptual design phase of both single shapes and VR environments. To answer those needs, this thesis proposes a new approach and system for the conceptual design of VRs and associated digital assets by taking existing shape resources, integrating and combining them together while keeping their semantic meanings. To support this, a Generic Shape Description Model (GSDM) is introduced. This model allows the combination of multimodal data (e.g. images and 3D meshes) according to three levels: conceptual, intermediate and data levels. The conceptual level expresses what the different parts of a shape are, and how they are combined together. Each part of a shape is defined by an Element that can either be a Component or a Group of Components when they share common characteristics (e.g. behavior, meaning). Elements are linked with Relations defined at the Concep-tual level where the experts in the domain are acting and exchanging. Each Component is then further described at the data level with its associated Geometry, Structure and potentially attached Semantics. In the proposed ap-proach, a Component is a part of an image or a part of a 3D mesh. Four types of Relation are proposed (merging, assembly, shaping and location) and decomposed in a set of Constraints which control the relative position, orien-tation and scaling of the Components within the 3D viewer. Constraints are stored at the intermediate level and are acting on Key Entities (such as points, a lines, etc.) laying on the Geometry or Structure of the Components. All these constraints are finally solved while minimizing an additional physically-based energy function. At the end, most of the concepts of GSDM have been implemented and integrated into a user-oriented conceptual design tool totally developed by the author. Different examples have been created using this tool demonstrating the potential of the approach proposed in this document.

.