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Martin Potier 2012-08-19 23:22:44 +02:00
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content.tex
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@ -230,16 +230,15 @@ physique, les mousses liquides en deux dimensions.
\label{fig:mousses-space} \label{fig:mousses-space}
\end{figure} \end{figure}
Notre objet d'étude est un système complexe relativement bien connu Notre objet d'étude est un système complexe relativement bien connu des
des physiciens\footnote{Ref needed} du \lps\ d'Orsay : il s'agit des physiciens du \lps\ d'Orsay : il s'agit des mousses liquides en deux dimensions
mousses liquides en deux dimensions (figure~\ref{fig:mousses-space} et (figure~\ref{fig:mousses-space} et figure~\ref{fig:mousses-time}). Une mousse
figure~\ref{fig:mousses-time}). Une mousse liquide est un mélange liquide-gaz, liquide est un mélange liquide-gaz, par exemple de l'eau savonneuse et de
par exemple de l'eau savonneuse et de l'air, constitué de poches de gaz l'air, constitué de poches de gaz (bulles) dans le liquide. Les interfaces
(bulles) dans le liquide. Les interfaces sont constituées de molécules à la sont constituées de molécules à la fois hydrophobes et hypdrophiles à travers
fois hydrophobes et hypdrophiles à travers lesquelles, suivant la pression, le lesquelles, suivant la pression, le gaz d'une bulle passe à une autre. Au cours
gaz d'une bulle passe à une autre. Au cours de l'évolution temporelle de la de l'évolution temporelle de la mousse, certaines bulles grossissent et d'autres
mousse, certaines bulles grossissent et d'autres diminuent de volume, jusqu'à diminuent de volume, jusqu'à disparaître.
disparaître.
Si le comportement de ces mousses liquides est aujourd'hui bien connu, il n'en Si le comportement de ces mousses liquides est aujourd'hui bien connu, il n'en
a pas toujours été ainsi. Il a fallu plusieurs années de recherche pour isoler a pas toujours été ainsi. Il a fallu plusieurs années de recherche pour isoler
@ -404,8 +403,8 @@ comme la \emph{Set Theory}.
Nous nous contenterons d'une description générale de cette théorie Nous nous contenterons d'une description générale de cette théorie
musicale. La formalisation musicale s'est accentuée à la fin du musicale. La formalisation musicale s'est accentuée à la fin du
XX\ieme\ siècle avec l'utilisation d'outils algébriques pour décrire XX\ieme\ siècle avec l'utilisation d'outils algébriques pour décrire
les collections de hauteurs et de relatifs intervalles musicaux : la les collections de hauteurs et généraliser les intervalles musicaux :
\emph{Set Theory}~\cite{forte_structure_1973} \cite{rahn_basic_1987} la \emph{Set Theory}~\cite{forte_structure_1973} \cite{rahn_basic_1987}
\cite{andreatta_autour_2008}. En rajoutant des opérations algébriques à l'espace \cite{andreatta_autour_2008}. En rajoutant des opérations algébriques à l'espace
des hauteurs on obtient un couple (ensemble, structure) nous ouvrant l'accès des hauteurs on obtient un couple (ensemble, structure) nous ouvrant l'accès
à la théorie des groupes. Les opérations ensemblistes et algébriques sont à la théorie des groupes. Les opérations ensemblistes et algébriques sont
@ -760,7 +759,7 @@ de structure.
Quatre méthodes (appelées mappings, en référence à la PMS) sont présentées dans Quatre méthodes (appelées mappings, en référence à la PMS) sont présentées dans
cette section, d'abord très axées sur la sonification traditionnelle (M$_1$, cette section, d'abord très axées sur la sonification traditionnelle (M$_1$,
un seul niveau de description) puis plus structurées dans l'optique d'une un seul niveau de description) puis plus structurées dans l'optique d'une
musification : rythmique (M$_2$), mélodique (M$_3$) et enfin musicaux (M$_4$). musification : rythmique (M$_2$), mélodique (M$_3$) et enfin musicale (M$_4$).
Nous commencerons par établir les liens existants entre Tonnetz et Graphe de Nous commencerons par établir les liens existants entre Tonnetz et Graphe de
Cayley, notion nécessaire aux mappings à venir. Cayley, notion nécessaire aux mappings à venir.
@ -1472,7 +1471,7 @@ primordial de mener des campagnes de validation auprès de très nombreux sujets
afin de valider statistiquement la pertinence des résultats. afin de valider statistiquement la pertinence des résultats.
\item[Développement d'un cadre général] \item[Développement d'un cadre général]
Comme amorcé avec la bibliothèque logicielle \musify, nous avons pour Comme amrcé avec la bibliothèque logicielle \musify, nous avons pour
but de développer un environnement de sonification général permettant but de développer un environnement de sonification général permettant
l'exploration d'un ensemble de données pour y trouver des relations, de manière l'exploration d'un ensemble de données pour y trouver des relations, de manière
semi-automatique, interactive (modèle Human-In-The-Loop) et temps-réel afin que semi-automatique, interactive (modèle Human-In-The-Loop) et temps-réel afin que

134
fiche-synthese.tex
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@ -1,45 +1,59 @@
\documentclass[11pt]{article} % \documentclass[11pt]{article}
%
\usepackage{xunicode}% for XeTex! % \usepackage{xunicode}% for XeTex!
\usepackage{fontspec}% for XeTex! % \usepackage{fontspec}% for XeTex!
\usepackage{xltxtra} % for XeTex! % \usepackage{xltxtra} % for XeTex!
%
\usepackage[french]{babel} % % \usepackage[french]{babel} %
\usepackage{url} % % \usepackage{url} %
\setlength{\parskip}{0.3\baselineskip} % \setlength{\parskip}{0.3\baselineskip}
%
\begin{document} % \begin{document}
\title{De la sonification à la « musification » des systèmes complexes} % \title{De la sonification à la « musification » des systèmes complexes}
\author{Martin POTIER \and Moreno ANDREATTA (RepMus, IRCAM/CNRS)} % \author{Martin POTIER \and Moreno ANDREATTA (RepMus, IRCAM/CNRS)}
\date{19 août 2012} % \date{19 août 2012}
\maketitle % \maketitle
%
\pagestyle{empty} % % \pagestyle{empty} %
\thispagestyle{empty} % \thispagestyle{empty}
%% Attention: pas plus d'un recto-verso! %% Attention: pas plus d'un recto-verso!
% Ne conservez pas les questions % Ne conservez pas les questions
\begin{abstract}
\section*{Fiche de synthèse}
\thispagestyle{empty}
\subsection*{Le contexte général} \subsection*{Le contexte général}
Ce rapport adresse la question de la sonification d'un système complexe. Cette % Ce rapport adresse la question de la sonification d'un système complexe. Cette
question vient du fait qu'il est dur de déterminer les paramètres descripteurs % question vient du fait qu'il est dur de déterminer les paramètres descripteurs
d'un système complexe et il est par conséquent encore plus dur, si ce n'est % d'un système complexe et il est par conséquent encore plus dur, si ce n'est
impossible, d'étudier un tel système avant d'en connaître ses observables % impossible, d'étudier un tel système avant d'en connaître ses observables
utiles. % utiles.
La sonification est un domaine par essence pluridisciplinaire. Les travaux Le travail de recherche présenté dans ce mémoire essaye de montrer la pertinence
notables sont ceux répertoriés dans l'ouvrage \emph{The Sonification de l'utilisation de processus musicaux pour l'analyse de l'évolution de systèmes
Handbook}\footnote{\url{http://sonification.de/handbook/}} de T. Hermann, A. dynamiques complexe. La sonification est un domaine récent qui s'appuie
Hunt et J. Neuhoff. Différentes méthodes y sont normalisées avec leurs atouts et sur des processus sonores afin d'analyser le comportement d'un système, à
domaine d'application. l'instar de la visualisation scientifique qui s'appuie sur la présentation
graphique de données scientifiques. Ici, nous faisons une étape supplémentaire
en nous appuyant sur des structures musicales, au-dessus des structures
sonores, afin de mettre en évidence des régularités dans des séries temporelles
caractérisant l'évolution d'un système complexe particulier : les mousses
liquides. La sonification est un domaine par essence pluridisciplinaire. Les
travaux notables sont ceux répertoriés dans l'ouvrage \emph{The Sonification
Handbook} (\url{http://sonification.de/handbook/}) de T. Hermann, A. Hunt et J.
Neuhoff. Différentes méthodes y sont normalisées avec leurs atouts et domaine
d'application.
\subsection*{Le problème étudié} \subsection*{Le problème étudié}
%Quelle est la question que vous avez abordée ? %Quelle est la question que vous avez abordée ?
Nous estimons que l'utilisation de la sonification d'un système complexe
peut-être améliorée.
%Pourquoi est-elle importante, à quoi cela sert-il d'y répondre ? %Pourquoi est-elle importante, à quoi cela sert-il d'y répondre ?
Le cas échéant, la découverte des observables pertinents et par conséquent des Notre objectif est de fournir aux physiciens un outil permettant d'explorer
lois de ce système permettent son étude et ainsi sa compréhension. des données expérimentales et de mettre en évidence les régularités dans la
trajectoire d'un système dynamique complexe. Plus précisément, nous nous
appuyons sur les caractéristiques du système auditif humain afin de (a)
caractériser le degré d'ordre de l'organisation spatiale du système et (b)
repérer les épisodes catastrophiques lors de l'évolution temporelle du système.
%Est-ce un nouveau problème ? %Est-ce un nouveau problème ?
%Si non, pourquoi pensiez-vous pouvoir apporter une contribution originale ? %Si non, pourquoi pensiez-vous pouvoir apporter une contribution originale ?
@ -50,22 +64,40 @@ découvrir les paramètres descripteurs d'un système complexe.
\subsection*{La contribution proposée} \subsection*{La contribution proposée}
%Qu'avez vous proposé comme solution à cette question ? %Qu'avez vous proposé comme solution à cette question ?
Nous utilisons les mousses liquides en deux dimensions en exemple et nous Notre cas d'étude est celui des mousses liquides en deux dimensions et nous
proposons la voie de la musification. En effet la musique a de bonnes propriétés proposons une approche nouvelle : la musification. La musification, étend
: elle est intrinsèquement multi-échelle, on y trouve des notes, des mesures, l'approche de la sonification en s'appuyant sur les structures musicales
des phrases et des structures de bien plus haut niveau comme les voix, les complémentaires des structures sonores : intrinsèquement multi-échelle, la
tonalités. Ces structures sont facilement et \emph{simultanément} perçues par le musique permet de rendre compte de phénomènes à plusieurs échelles (notes,
système auditif, ce qui permet d'analyser et de découvrir les lois d'un système mesures, phrases ; et parallèlement voix, tonalités). Ces structures sont
en écoutant sa musification. facilement et simultanément perçues par le système auditif, ce qui est approprié
à rendre compte des données d'un systèmes à plusieurs échelles.
De plus, les techniques d'analyses musicales récentes comme la \emph{Set Une de nos contribution principales est une méthode permettant de rendre compte
Theory} et les \emph{Tonnetz} nous fournissent des outils formels (à la fois musicalement du "défaut d'héxagonalité" des réseaux formés par les bulles de
géométriques et algébriques) pour former un pont entre système complexe et la mousse. Le type de mousse que nous étudions évolue vers un réseau hexagonal
musique. régulier et, en nous appuyant sur la notion de Tonnetz, nous avons développé
un outil permettant de relier l'évolution de la mousse à la déformation d'une
phrase musicale.
% Nous utilisons les mousses liquides en deux dimensions en exemple et nous
% proposons la voie de la musification. En effet la musique a de bonnes propriétés
% : elle est intrinsèquement multi-échelle, on y trouve des notes, des mesures,
% des phrases et des structures de bien plus haut niveau comme les voix, les
% tonalités. Ces structures sont facilement et \emph{simultanément} perçues par le
% système auditif, ce qui permet d'analyser et de découvrir les lois d'un système
% en écoutant sa musification.
% De plus, les techniques d'analyses musicales récentes comme la \emph{Set
% Theory} et les \emph{Tonnetz} nous fournissent des outils formels (à la fois
% géométriques et algébriques) pour former un pont entre système complexe et
% musique et mettre au point des méthodes (quatre sont proposées) pour
% \emph{musifier} le système.
%Attention, pas de technique, seulement les grandes idées ! %Attention, pas de technique, seulement les grandes idées !
%Soignez particulièrement la description de la démarche \emph{scientifique}. %Soignez particulièrement la description de la démarche \emph{scientifique}.
\subsection*{Les arguments en faveur de sa validité} \subsection*{Les arguments en faveur de sa validité}
\thispagestyle{empty}
%Qu'est-ce qui montre que cette solution est une bonne solution ? %Qu'est-ce qui montre que cette solution est une bonne solution ?
%Des expériences, des corollaires ? %Des expériences, des corollaires ?
@ -74,16 +106,18 @@ déterminer avec le bon paramètre un moment de l'évolution temporelle du syst
%Commentez la \emph{robustesse} de votre proposition : %Commentez la \emph{robustesse} de votre proposition :
Notre proposition est fondée sur la nature structurée, naturelle et commune de Notre proposition est fondée sur la nature structurée, naturelle et commune de
la musique (occidentale) ce qui rend notre solution reproductible et efficace. la musique (occidentale), ce qui rend notre approche suffisamment reproductible
et relativement efficace, même à un auditeur naïf des théories musicales.
%comment la validité de la solution dépend-elle des hypothèses de travail ? %comment la validité de la solution dépend-elle des hypothèses de travail ?
Cette dernière est dépendante en partie des habitudes culturelles musicales Notre approche est cependant dépendante en partie des habitudes culturelles
et seulement dans ce cas demande de l'apprentissage. musicales et seulement dans ce cas demande de l'apprentissage.
\subsection*{Le bilan et les perspectives} \subsection*{Le bilan et les perspectives}
%Et après ? En quoi votre approche est-elle générale ? %Et après ? En quoi votre approche est-elle générale ?
Notre approche donne des résultats encourageants et il faut impérativement Le travail effectué ici est un travail préliminaire qui vise à explorer, pour la
continuer dans cette voie. première fois, la notion de musification (au-delà de la sonification) et il faut
impérativement continuer dans cette voie.
%Qu'est-ce que votre contribution a apporté au domaine ? %Qu'est-ce que votre contribution a apporté au domaine ?
%Que faudrait-il faire maintenant ? %Que faudrait-il faire maintenant ?
Il reste beaucoup de validation ainsi que l'extension et la mise en pratique Il reste beaucoup de validation ainsi que l'extension et la mise en pratique
@ -91,4 +125,6 @@ des méthodes présentées.
%Quelle est la bonne \emph{prochaine} question ? %Quelle est la bonne \emph{prochaine} question ?
La prochaine question est celle de la navigation parmi les méthodes proposées La prochaine question est celle de la navigation parmi les méthodes proposées
pour la recherche exploratoire de relations dans un système complexe. pour la recherche exploratoire de relations dans un système complexe.
\end{document}
\end{abstract}
% \end{document}

17
memoire.tex
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@ -97,12 +97,13 @@ Rapporteur :\\[2ex]
Gilles \textsc{Schaeffer} Gilles \textsc{Schaeffer}
\end{center} \end{center}
\vfill % \vfill
\hfill{\small Document compilé le \today\ à \thistime} % \hfill{\small Document compilé le \today\ à \thistime}
\thispagestyle{empty} \thispagestyle{empty}
\cleardoublepage \cleardoublepage
% 1 page % 1 page
~\vfill
\section*{Remerciements} \section*{Remerciements}
Je souhaite tout d'abord remercier mes encadrants officiels et officieux Wiebke Je souhaite tout d'abord remercier mes encadrants officiels et officieux Wiebke
\textsc{Drenckhan}, Moreno \textsc{Andreatta} et Jean-Louis \textsc{Giavitto} \textsc{Drenckhan}, Moreno \textsc{Andreatta} et Jean-Louis \textsc{Giavitto}
@ -127,21 +128,19 @@ tuiles et de tremblement de terre ainsi que Philippe \textsc{Esling}.
\medskip \medskip
Je remercie enfin Gérard \textsc{Assayag} pour avoir soutenu mon projet de thèse Je remercie enfin Gérard \textsc{Assayag} pour avoir soutenu mon projet de thèse
à l'ÉDITE, ainsi que Amandine, Benjamin, Eric, Jérémie, toute l'équipe du LPS à l'ÉDITE, ainsi que Amandine et Grégoire (pour les relectures) et Benjamin,
que j'ai eu la chance rencontrer et le personnel de l'IRCAM en général pour leur Eric, Jérémie, toute l'équipe du LPS que j'ai eu la chance rencontrer et le
bonne humeur au quotidien. personnel de l'IRCAM en général pour leur bonne humeur au quotidien.
\medskip \medskip
Je souhaite finalement remercier ma famille, mes amis et surtout Olivia pour Je souhaite finalement remercier ma famille, mes amis et surtout Olivia pour
tout l'amour dont elle m'entoure au quotidien. tout l'amour dont elle m'entoure au quotidien.
\thispagestyle{empty} \thispagestyle{empty}
~\vfill
\cleardoublepage \cleardoublepage
% 2 pages % 2 pages
\begin{abstract} \include{fiche-synthese}
\end{abstract}
\thispagestyle{empty}
\cleardoublepage \cleardoublepage
\tableofcontents \tableofcontents