Les partenariats d’exploration constituent, pour les organisations contemporaines, une opportunité pour ouvrir leur portefeuille partenarial et coopérer sur des objets de plus en plus innovants et transversaux. Mais ces nouvelles formes de partenariats R&D sont déstabilisées par leur nature même : les objets de coopération ne sont pas connus ex-ante et doivent donc être conçus durant la coopération.A partir de l’étude d’un partenariat transectoriel technologique, MINATEC IDEAs Laboratory, cette thèse explique comment des partenaires différents parviennent finalement à s’accorder sur des sujets de coopération et à lancer des projets d’innovation.Pour comprendre et modéliser l’élaboration progressive de ces objets de coopération, nous proposons le modèle Matching/Building. Basé sur une extension de la théorie de conception C-K, ce modèle rend compte de la manière dont des acteurs développent et modifient leurs propres raisonnements de conception durant leurs interactions.De plus, cette recherche expose les résultats de deux instruments de gestion qui facilitent la génération de la coopération : OPERA, un outil de cartographie pour piloter des champs d'innovation et représenter l'évolution des objets de coopération et la méthode D4 qui permet de co-innover en revisitant collectivement l’identité de technologies émergentes / For contemporary organizations, exploratory partnerships constitute opportunities to open their portfolio partnership and to embrace objects increasingly innovative and cross-functional. But, in such new forms of R&D relationships, a major crisis is caused by the fact that the common purpose is unknown at the beginning and need to be designed during the cooperation process.From a single-case study of a cross-industrial technological exploratory partnership, MINATEC IDEAs Laboratory, that research explains how heterogeneous actors reach shared objectives and launch together innovation projects.In order to understand and to model those collective objects, we propose the Matching/Building model. Based on the recent advances of the C-K Design Theory, our model describes interactions patterns between the partners’ design reasoning during their cooperation.Furthermore, that research highlights two methodological tools for enhancing cooperation in innovation : OPERA is a cartographic system to manage innovation projects and to master the evolution of the cooperation, D4 method permits to co-innovate by challenging the identity of emerging technology