Espace de conception et modèle d'interaction multi-tactile gestuel : un environnement de développement pour enrichir le modèle

The technical refinement and the recent adoption of multi-touch technologies by both the industry and users made these technologies a major concern for interaction designers. While many studies on human-computer interaction have started to compare this type of interface with traditional WIMP interfaces performance-wise, few have included in their approach the gestural and system mapping specificities of multi-touch interactions. In this study, I defend the idea that such interaction design should follow a specific interaction model taking into account physical, cognitive, sensitive and motor aspects of gestures in the human-computer relation. I define a design space, sort of socio-technical approach, which participates in the definition of a descriptive and generative interaction model. I establish a set of conceptual and technical principles that allow the evaluation and conception of multi-touch interfaces, in a systemic and extensible way. Throughout this study, I emphasize the limits of the « natural user interface » paradigm by having a better understanding of how interaction realism affects system efficiency. Finally, I present a multi-touch framework developed as part of a CIFRE collaboration, which helped this study in the design and the extension of the conceptual model.L’affinage technique et l’adoption récente des technologies tactiles multi-points par les industriels et les utilisateurs ont fixé l’attention des designers d’interaction sur ces technologies. Tandis que de nombreuses études en interaction homme-machine se sont intéressées à comparer la performance de ces interfaces à celle des interfaces WIMP traditionnelles, peu se sont attachées à intégrer dans leur approche les spécificités du canal gestuel et les modalités d’interactions multi-tactiles. Dans cette étude, je défends l’idée que le design de telles interactions ne peut être approché qu’en suivant un modèle d’interaction spécifique intégrant l’ensemble des composantes physiques, cognitives, sensorielles et motrices du geste dans le couplage homme-machine. J’articule ma recherche autour d’un espace de conception, courte analyse sociotechnique de mon objet d’étude, dans lequel je définis un modèle d’interaction descriptif et génératif. Je détermine un ensemble de principes conceptuels et techniques permettant l’évaluation et la conception du design d’interfaces multi-tactiles de manière systémique et extensible. Au cours de cette étude, je précise les limites du paradigme d’ « interface naturelle » en nuançant les effets du réalisme des interactions dans l’efficacité de tels systèmes. Enfin, je présente les travaux de conception et de développement d’un environnement de développement réalisé dans le cadre d’un dispositif CIFRE qui a accompagné cette étude et permis d’enrichir le modèle théorique

Acquisition 3D et visualisation d'objets culturels pour les applications de la réalité augmentée

Au cours des dernières décennies, le domaine de la reconstruction 3D a connu une croissance rapide et de nombreuses techniques ont été présentées par les scientifiques. L'enveloppe visuelle et la stéréovision sont deux de ces techniques, et sont classées parmi les techniques IBMR. Les enveloppes visuelles utilisent la forme d'un objet dérivée des images prises sous différents angles pour créer un modèle 3D approximatif de l'objet. La stéréovision calcule la dimension 3D (profondeur) en comparant deux images de la même scène qui ont été prises sous deux angles différents. Les pixels correspondants dans les deux images sont ensuite calculés pour déduire une carte de disparité qui est utilisée pour déterminer les profondeurs. Les deux techniques présentent des inconvénients lorsqu'elles sont utilisées seules, et l'un des objectifs de cette recherche est de surmonter ces problèmes et de développer une technique de reconstruction 3D efficace et robuste. Notre étude a abouti à la proposition d’une méthode innovante pour estimer l'enveloppe visuelle. Deux approches ont été combinées, à savoir, « la correspondance de caractéristiques » et « l’approche par bloc ». Ce qui a permis de reconstruire des objets avec des gains considérables de temps et sans perte de qualité. Nous avons utilisé les informations géométriques présentes dans les images pour réduire l'espace de recherche des algorithmes stéréoscopiques, réduisant ainsi le temps d'exécution de plus de la moitié du temps initial. Dans le cadre de cette recherche, nous avons eu l’occasion de reconstruire des objets culturels réels et d’intégrer leur modèles 3D à des applications de réalité augmentée.

"La fenêtre brisée" : traité de perspective appliquée à l'holographie de synthèse

La Fenêtre Brisée est un Traité de Perspective Appliquée à l'Holographie de Synthèse. Cette approche de la représentation spatiale met à contribution la géométrie, l'optique diffractive et l'infographie 30 pour produire des hologrammes de synthèse composés de centaines de vues sur une scène tridimensionnelle. L'opticité et la spatialité de ces hologrammes sont caractérisées par le volume, la multiplicité des points de vue et la nomadicité de l'observation. Au-delà de l'analyse des fondements perspectivistes de l'holographie de synthèse, ma thèse développe l'hypothèse que tous les procédés de représentation optique de l'espace tridimensionnel se définissent par leurs dispositifs de présentation de l'image. Ces dispositifs se regroupent sous trois formes : la fenêtre, l'environnement et l'objet. Ils décrivent la géométrie du dispositif alors que leurs corollaires, « devant », « dans » et « autour », sont des concepts qui décrivent la relation spatiale entre l'observateur et le dispositif. Les quatre premiers chapitres de cette thèse examinent les bases historiques, méthodologiques et structurelles qui préfigurent et soutiennent le développement d'une perspective à multiple points de vue. Les postulats présentés au chapitre cinq ont pour objectif de soutenir l'expérimentation de l'holographie synthétique dans la composition d'images tirant avantage des attributs optiques, spatiaux, cinétiques et interactifs de la perspective holographique. Ces postulats sont issus de mes expérimentations holographiques en lien avec mes dessins et mes photographies qui sont traités plus spécifiquement dans le chapitre six. La conclusion fait le point sur le volet exposition de la thèse et un glossaire des principaux termes spécialisés est présenté en Annexe. Cet ouvrage s'inscrit dans la tradition des Traités de dessin, de perspective et d'optique qui ont habité l'histoire des méthodes de représentation. Optique et géométrie, art et science, Orient et Occident, recherche historique et expérimentation s'y rencontrent dans une multitude de procédés et de dispositifs artistiques.\ud _____________________________________________________________________________

Acquisition, visualisation et reconstruction 3D de données anatomiques issues de dissection (application aux fibres blanches cérébrales)

Dans cette thèse, nous présentons un système complet permettant de sauvegarder un processus destructif tel qu'une dissection anatomique. Nous proposons une méthode depuis l'acquisition 3D des données jusqu'à la visualisation interactive et immersive, dans le but de créer une vérité terrain. L'acquisition 3D regroupe l'acquisition de la géométrie par scanner laser (maillage) ainsi que de l'information de couleur par le biais d'un appareil photo haute résolution (texture). Ce processus d'acquisition et répété au cours de la dissection du spécimen. Les différentes acquisitions du spécimen sont représentées par des surfaces 3D texturées. Elles sont ensuite recalées entre elles. Un expert anatomiste peut alors explorer ces différentes étapes de dissections modélisées dans une visualisation immersive en utilisant du matériel d'interaction (bras haptique). Un outil d'étiquetage permet une segmentation manuelle précise de régions d'intérêt visibles sur chacune des surfaces 3D. Un objet tridimensionnel peut ensuite être reconstruit et proposé à l'utilisateur sur la base des zones d'intérêt étiquetées. Le but étant de créer des vérité terrains afin de confronter des résultats issus de modalités d'acquisition volumiques (IRM). Nous montrons l'application de la méthode à la reconstruction de faisceaux de fibres blanches humaine dans le but de valider des résultats de tractographie.In this thesis, we present a system to keep track of a destructive process such as a medical specimen dissection, from data acquisition to interactive and immersive visualization, in order to build ground truth models. Acquisition is a two-step process, first involving a 3D laser scanner to get a 3D surface, and then a high resolution camera for capturing the texture. This acquisition process is repeated at each step of the dissection, depending on the expected accuracy and the specific objects to be studied. Thanks to fiducial markers, surfaces are registered on each others. Experts can then explore data using interaction hardware in an immersive 3D visualization. An interactive labeling tool is provided to the anatomist, in order to identify regions of interest on each acquired surface. 3D objects can then be reconstructed according to the selected surfaces. We aim to produce ground truths which for instance can be used to validate data acquired with MRI. The system is applied to the specific case of white fibers reconstruction in the human brain.TOURS-Bibl.électronique (372610011) / SudocSudocFranceF

De la Métaphore à la tâche (une bibliothèque de concepts métaphoriques pour le prototypage de techniques d'interactions.)

Nous présentons dans cette thèse les bases d un dialogue entre le modèle cognitif dit incarné et le développement de styles et techniques d interaction pour les interfaces graphiques en 3 dimensions. Ce modèle cognitif, structuré entre autres par Lakoff et Johnson, décrit les correspondances métaphoriques que nous construisons naturellement entre des idées abstraites et les modèles mentaux provenant de notre expérience perceptive. Dortier résume la cognition incarnée en disant que les idées ont des formes, des couleurs, suscitent des goûts et des dégoûts. Cette vision intégrée des systèmes perceptifs et cognitifs s applique non seulement à la représentation mentale des objets ou des personnes, mais aussi aux idées abstraites quelles soient morales, philosophiques ou scientifiques.Ce modèle met en évidence le rôle de ces corrélations en tant que source de compréhension et d action et a fait émerger le concept d interfaces énactives. Aujourd hui elles se présentent comme un regard commun sur les projets émergents d interfaces homme-machine. Des projets, tels que les interfaces tangibles, les systèmes de capture de gestes et d autres solutions logicielles et matérielles multimodales, se servent de notre aptitude à structurer métaphoriquement l information produite par notre action sur le monde, pour créer des interfaces universellement appréhendables.Nous avons illustré l application de ce modèle sur des projets d interfaces graphiques pour la réalisation de tâches dans des contextes hétérogènes. Nous avons ciblé les dispositifs multimédia pour le grand public et les stratégies pour la réussite de ces interfaces en tant qu outil pédagogique pour les musées, expositions et outils de travail collaboratifs. Notre première application est le projet de médiation graphique pour accéder à une base de données d'objets numérisés en 3D pour le Musée des Arts et Métiers. Dans ce projet les objets numérisés sont affichés selon une métaphore de fluides et particules dotés d électromagnétisme. La navigation dans ce catalogue se veut claire et pervasive. Nous avons analysons la capacité des métaphores de construire des ponts cohérents entre les diverses plateformes d accès au catalogue. Dans une seconde implémentation nous employons les métaphores liés à la notion visuelle de profondeur et de densité pour proposer une ligne du temps en 3 dimensions pour la visualisation de donnés temporelles pour EDF. Finalement nos synthétisons les relations entre les ensembles de métaphores pour les appliquer aux composantes d interaction. La structure résultante se présente sous forme d un Framework conceptuel d agents et styles d interaction qui peut servir en tant qu outil de prototypage mais aussi comme catalyseur pour la conception d interfaces innovantes.Embodied cognition has emerged over the last decades as a new paradigm of the human reasoning system. Large numbers of researchers agree on the influences of perceptual and motor activity on our thinking and representational mechanisms. The importance of embodied mind theory is growing in the field of cognitive science. It is now the conceptual support for innovative projects in human computer interaction (HCI). The new paradigms of HCI are shifting towards the venue of natural, invisible and pervasive interfaces. Office tasks of the 80s and their related interfaces are now being replaced by multimodal commands (gesture, voice) and contextual or social inputs. From graphical user interfaces to tangible and multimodal devices, new sets of innovative interaction techniques are emerging and these can no longer rely on classic metaphors and visual analogies. To increase the meaning of new commands and representations of post-wimp interaction techniques and to build coherent and consistent metaphors between different platforms and embedded devices in our environment, researchers have turned their attention to the embodied vision of the cognitive system.We present in this thesis the embodied cognitive paradigm and how it has been adopted by the HCI community. We illustrate this model by analyzing several tasks carried out in heterogeneous environments. Thereafter, proposals are made on how museums, exhibitions and collaboration tools may use embodied metaphors as a design strategy to produce innovative multimedia devices. The first application was one of mediating access to a database of digitized 3D objects for the Museum of Arts and Crafts in Paris. In this project the digitized objects are displayed in a metaphor of fluids and particles managed by electromagnetic forces that guide the semantics of the user s search. Browsing tasks in this catalog are intended to be clear and coherent between different platforms in order to respect the user s levels of desired engagement. An analysis is made of the ability of metaphors to build bridges between the various platform interfaces. In the second application, metaphors related to the concept of visual depth and density was used to propose a 3D timeline so as to visualize temporal data. Finally, the framework synthesizes the embodied metaphorical mappings in a large set of components which will be applied as building blocks when prototyping interaction techniques. This structure takes the form of a conceptual Framework of interaction agents which might serve not only as a tool for prototyping interfaces but also as a catalyst for generating innovative ideas.PARIS-CNAM (751032301) / SudocSudocFranceF

La fiction hypermédiatique : une analyse intermédiale des relations entre la fiction, la narrativité et les médias numériques

Cette thèse porte sur la fiction hypermédiatique. Elle analyse les relations entre la fiction, la narrativité et les environnements hypermédiatiques selon une perspective sémiotique et intermédiale. Les nouvelles formes fictionnelles et narratives engendrées par les technologies numériques, où prédomine un mode spatial, sont mises en relation avec leurs précurseurs et leurs avenues prospectives. Le concept d'hypermédialité est élargi afin d'inclure des dispositifs qui ne dépendent pas nécessairement de technologies complexes. Par extension, il désigne un mode de configuration en réseau faisant appel à plusieurs médias disséminés dans l'espace. Formes hétéroclites, les propositions contemporaines prolongent plusieurs pratiques artistiques issues des domaines littéraire, filmique, scénique et environnemental, ou encore elles constituent de nouvelles formes autonomes. La thèse gravite autour d'une question centrale: Comment les environnements hypermédiatiques instaurent-ils de nouvelles formes fictionnelles et comment le sujet humain construit-il la signification à partir d'elles? Nous investiguerons la manière dont les environnements hypermédiatiques peuvent devenir le support de nouvelles propositions fictionnelles, en explorant d'abord les genres constitués de la fiction hypermédiatique, pour en développer ensuite l'analyse critique. La thèse tentera de cerner comment la fiction hypermédiatique se lie à des précurseurs. Par exemple, les fictions encyclopédiques, les arts de mémoire, la cathédrale médiévale, les villes utopiques ou les théâtres encyclopédiques de la Renaissance préfigurent les formes actuelles. L'hypermédialité se manifeste également dans des formes cinématographiques ou scéniques en relation avec les mondes virtuels du cyberespace. En partant de ces précurseurs, nous tenterons d'explorer de manière prospective comment ces formes peuvent évoluer en déployant des imaginaires signifiants du point de vue de l'expérience humaine. La première partie de la thèse examinera deux genres existants de la fiction hypermédiatique, soit l'hyperfiction textuelle et le jeu interactif, en relation avec les théories narratologiques. Nous appuyons la réflexion sur les concepts de textualité, de médialité et d'interface. Le premier chapitre se centrera sur l'évolution des questions ayant balisé l'étude des oeuvres de première génération jusqu'aux formes actuelles. Il fera un survol de positions théoriques ayant influencé l'étude des formes de fiction émergentes. Il développera une analyse critique des premières formes de l'hyperfiction textuelle en mettant en évidence l'importance de la prise en compte du sujet dans l'analyse. Dans le deuxième chapitre, nous aborderons le problème de la tension entre deux modes de configuration qui, de prime abord, entrent en conflit dans les environnements interactifs: soit les principes narratif et associatif. Nous demanderons alors comment réconcilier ces deux principes, réflexion qui se poursuivra tout au long de la thèse. Nous verrons que les environnements hypermédiatiques ne construisent pas des formes du récit à l'état pur : le principe narratif se conjugue avec des traits encyclopédiques ou ludiques. En analysant d'abord les relations entre les notions de jeu et de récit, le troisième chapitre se centrera sur les mondes fictionnels et les espaces ludiques des jeux interactifs. La seconde partie se tournera vers les formes prospectives en élargissant les corpus, allant du cinéma aux formes scéniques et aux environnements architecturaux. Pour cela, nous adopterons d'abord une approche historicisée. Au cours du quatrième chapitre, nous convoquerons dans notre analyse les arts de la mémoire issus de la tradition rhétorique ainsi que les théâtres encyclopédiques de la Renaissance, pour montrer comment les formes hypermédiatiques naissent du croisement entre les principes narratif et associatif. Puis, au cours du chapitre cinq, en élargissant les corpus au cinéma étendu ou aux dispositifs de réalité virtuelle, nous ferons appel aux concepts d'immersion, de présence ainsi que de simulation. En s'appuyant sur le concept de réalités mixtes, le chapitre six traitera des espaces navigationnels par le biais de la cognition spatiale et des relations entre espaces matériels et virtuels. L'analyse s'appuiera sur l'étude des mondes virtuels du cyberespace et des environnements urbains investis par les technologies numériques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Fiction, Hypermédia, Spatialité, Narrativité, Remédiation, Espaces ludiques, Immersion, Présence, Agentivité, Réalités virtuelles, Réalités augmentées, Réalités mixtes

Projet Solastalgia : le design des émotions pour la conception d’environnements de réalité virtuelle

Inspiré du concept de Solastalgia formulé par le philosophe Glenn Albrecht, ce projet de recherche-création, présenté sous la forme de prototypes de réalité virtuelle, repose sur la transposition d’une expérience vécue, notamment l’angoisse ressentie face aux conséquences des changements climatiques. L’émotion de la Solastalgia émerge du sentiment d’anxiété ressenti face à une catastrophe imminente provoquée par les transformations progressives de notre environnement naturel. Elle engendre un état particulier d’attention. Je formule l'hypothèse qu'il est possible de reproduire ou de provoquer cette émotion sous la forme d’un ou plusieurs environnements virtuels immersifs. Le premier objectif de ce projet vise à créer une œuvre artistique virtuelle transposant des émotions et des angoisses vécues dans le monde réel. Le second objectif porte sur les dimensions expressives du langage de l’immersion. Il s’agit de procéder à la mise en forme d’environnements permettant de mieux visualiser certains troubles de l'anxiété. Le projet suggère d’associer les dimensions narratives en relation avec l’application de certains concepts issus des sciences cognitives sous la forme d'une expérience spatiale et temporelle. Concrètement, ce projet de recherche-création vise, en définitive, à mieux comprendre les spécificités de la composition narrative immersive. Formellement, il repose sur la mise en relation de trois éléments du langage immersif : l’usage de phénomènes sonores, tel que le concept de « Ghost in the machine », l’utilisation d’interfaces haptiques et la conception d’environnements synthétiques complexes. Objectivement, ce projet consiste à présenter un espace immersif permettant de visualiser un problème psychologique lié à une angoisse ressentie face à notre capacité d'adaptation environnementale

Apport de l'assistance par ordinateur lors de la pose d'endoprothèse aortique

The development of endovascular aortic procedures is growing. These mini-invasive techniques allow a reduction of surgical trauma, usually important in conventional open surgery. The technical limitations of endovascular repair are pushed to special aortic localizations which were in the past decade indication for open repair. Success and efficiency of such procedures are based on the development and the implementation of decision-making tools. This work aims to improve endovascular procedures thanks to a better utilization of pre and intraoperative imaging. This approach is in the line with the framework of computer-assisted surgery whose concepts are applied to vascular surgery. The optimization of endograft deployment is considered in three steps. The first part is dedicated to preoperative imaging analysis and shows the limits of the current sizing tools. The accuracy of a new measurement criterion is assessed (outer curvature length). The second part deals with intraoperative imaging and shows the contribution of augmented reality in endovascular aortic repair. In the last part, image guided surgery on soft tissues is addressed, especially the arterial deformations occurring during endovascular procedures which disprove rigid registration in fusion imaging. The use of finite element simulation to deal with this issue is presented. We report an original approach based on a predictive model of deformations using finite element simulation with geometrical and anatomo-mechanical patient specific parameters extracted from the preoperative CT-scan.Les techniques endovasculaires, particulièrement pour l’aorte, sont en plein essor en chirurgie vasculaire. Ces techniques mini-invasives permettent de diminuer l’agression chirurgicale habituellement importante lors de la chirurgie conventionnelle. Les limites techniques sont repoussées à certaines localisations de l’aorte qui étaient il y a encore peu de temps inaccessibles aux endoprothèses. Le succès et l’efficience de ces interventions reposent en partie sur l'élaboration et la mise en œuvre de nouveaux outils d'aide à la décision. Ce travail entend contribuer à l’amélioration des procédures interventionnelles aortiques grâce à une meilleure exploitation de l’imagerie pré et peropératoire. Cette démarche s’inscrit dans le cadre plus général des Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur, dont les concepts sont revisités pour les transposer au domaine de la chirurgie endovasculaire. Trois axes sont développés afin de sécuriser et optimiser la pose d'endoprothèse. Le premier est focalisé sur l’analyse préopératoire du scanner (sizing) et montre les limites des outils de mesure actuels et évalue la précision d’un nouveau critère de mesure des longueurs de l’aorte (courbure externe). Le deuxième axe se positionne sur le versant peropératoire et montre la contribution de la réalité augmentée dans la pose d’une endoprothèse aortique. Le troisième axe s’intéresse au problème plus général des interventions sur les tissus mous et particulièrement aux déformations artérielles qui surviennent au cours des procédures interventionnelles qui mettent en défaut le recalage rigide lors de la fusion d’images. Nous présentons une approche originale basée sur un modèle numérique de prédiction des déformations qui utilise la simulation par éléments finis en y intégrant des paramètres géométriques et anatomo-mécaniques spécifique-patient extraits du scanner préopératoire

Détection de structures cohérentes dans des écoulements fluides et interfaces homme-machine pour l'exploration et la visualisation interactive de données scientifiques

Depuis l'identification par Brown \& Roshko, en 1974, de structures jouant un rôle majeur dans le mélange d'un écoulement turbulent, la recherche de structures cohérentes a été un des principaux axes d'étude en mécanique des fluides.Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans cette voie.La première partie du manuscrit traite ainsi de l'identification de structures cohérentes. Elle se compose de trois chapitres abordant deux techniques d identification. La Décomposition en mode dynamique (DMD), ainsi que des variantes généralisant son champ applicatif est présenté dans le premier chapitre. Cette méthode propose une représentation par modes spatiaux et temporels d'un ensemble de données. Une méthode pour la sélection de composantes particulièrement représentatives de la dynamique, i.e. présentant de bonnes qualités d'observabilité, se basant sur cette décomposition est également décrite dans ce chapitre.Le deuxième chapitre traite de la détection de structures cohérentes lagrangienne, par suivi de particules. Ces structures permettent d'identifier les frontières matérielles et apportent des éclaircissements sur les mécanismes du mélange au sein de l'écoulement considéré.Ces méthodes sont appliquées, dans le chapitre trois, au cas d un écoulement incompressible affleurant une cavité ouverte.La seconde partie du manuscrit traite des questions de représentation et discrimination de données scientifiques.Une réponse à la question de la représentation de structures cohérentes a été la mise en place d'outils permettant la visualisation interactive de jeux de données scientifiques, qui dont la présentation fait l'objet du chapitre quatre. En particulier, l'utilisation d'objets tangibles, représentant les données dans le monde réel, permet une exploration plus efficace des ensembles de volumétriques de données scientifiques. La question d'une perception et discrimination efficace de données représentées, e.g. la différentiation entre deux valeurs proches, est abordée dans le cinquième chapitre.Brown \& Roshko identify the key role, as soon as 1974, of coherent structures in the mixing of a turbulenet jet. Since, the seek for coherent structures has been a major field in fluid mechanics. This manuscript follows this path, and aims at describing algorithm to compute and explore coherent structures from fluid mechanics dataset.The first part of this manuscript is dedicated to present algorithms for the computations of coherent structures from dataset. The first chapter exposes the Dynamical Modes Decomposition, and presents improvements of the method. A criterion to estimate the observability properties of components of the state vector is also presented.The second chapter aims at describing an efficient algorithm to compute Lagrangian Coherent Structures, which are somewhat equivalent to material frontiers in fluid flows, and highlight mixing dynamics.This methods are applied, in a third chapter, to caracterize the dynamics of an open cavity flow.The second parti of this manuscript is dedicated to the representation and discrimination of scientific dataset.The fourth chapter presents metaphors for the interactive exploration of scientific and volumetric dataset. The use of tangible interfaces is investigated. The last chapter deals with the differenciation between represented data, by proposing an algorithm for the differenciation between close but different signals.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Contribution à la cartographie d’une matrice de flux

We consider a flow matrice where the (1,…,i ,… k) rows and the (1, …,j ,…, p) columns are respectively origin and destination place linked by a flow values (Fij). Mapping flow aims to project values on a map depicting generally a geographic space, using linear and punctual features. When the matrice is dense, this well known approach leads theoretical and methodological difficulties, graphics constraints, technical and technological challenges that must be addressed in order to solve the graphic complexity that appears: the so-called spaghetti effect. The traditional answer is to simplify the figure by selecting flows and or by reducing their resolution. If the result is really effective, it does not interest the flow mapping cartographic process. What are the reasons? Does this mean that solutions to flow mapping problems are only relate to digital or cartographic data? What is really the meaning of flow mapping? This thesis is part of the overall objective of reducing analytic and graphical complexity of flow mapping. Consisting of nine chapters divided into two parts, it offers four families of theoretical and methodological contributions. The first part is to familiarize ourselves with the construction of matrices, their (carto)graphic presentation and constraints that result. The second part offers a range of non-exhaustive and operational solutions to solve a variety of problems related to reduce the analytical and visual complexity of flow mapping. The approach wanting general and generalizable, the proposed solutions are validated empirically on migration or trade flow matrices that are expressed at different geographical scales (from local to global).Une matrice de flux est un tableau croisé formé de (1,…,i ,… k) lignes et de (1, …,j ,…, p) colonnes, respectivement lieux d’origine et de destination, dont le croisement forme une valeur quantitative : le flux (Fij). Sa cartographie a pour objectif de représenter graphiquement ces valeurs. Pour cela, elle les transforme en figurés linéaires, ponctuels et/ou zonaux puis les projette dans un espace assorti d’une métrique communément géographique. Lorsque la matrice est dense, cette approche pourtant bien connue pose de nombreuses difficultés d’ordres méthodologique et pratique, des contraintes graphiques et des défis techniques et technologiques qu’il convient de résoudre au risque de produire une figure illisible, caractéristique de l’effet spaghetti. La réponse traditionnellement apportée consiste à simplifier la figure en sélectionnant l’information à représenter et/ou en réduisant sa résolution. Essentiellement numérique ou technologique, elle ne s’inscrit pas dans un raisonnement théorique et conceptuel qui intéresse le processus de construction cartographique. Quelles en sont les raisons ? Est-ce à dire que les solutions à ces problèmes cartographiques seraient exclusivement numériques ? Que signifie in fine représenter des valeurs de flux sur une carte ? La thèse s’inscrit dans l’objectif général de réduction de la complexité inhérente au processus de cartographie d’une matrice de flux. Composée de neuf chapitres répartis en deux parties, elle propose quatre familles de contributions théoriques et méthodologiques. La première partie vise à se familiariser avec la construction des matrices, leurs représentations (carto)graphiques et les contraintes qui en découlent. La seconde partie propose un éventail de solutions non exhaustives et opérationnelles, permettant de résoudre une sélection de problèmes liés à la complexité visuelle : graphique et analytique de la carte de flux, L’approche se voulant générale et généralisable, les solutions proposées sont validées empiriquement sur des matrices de flux migratoires ou commerciaux qui s’expriment à différentes échelles géographiques (de l’échelle locale au niveau mondial)