# L'interfaçage des émotions dans le cirque contemporain :
le spectacle VIBH2O

Lea Dedola

► To cite this version:

Lea Dedola. L'interfaçage des émotions dans le cirque contemporain : le spectacle VIBH2O. Journées d'informatique théâtrale, Oct 2024, Avignon, France. hal-05138653

HAL Id: hal-05138653

https://hal.science/hal-05138653v1

Submitted on 1 Jul 2025

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
# L'INTERFAÇAGE DES EMOTIONS DANS LE CIRQUE CONTEMPORAIN :
LE SPECTACLE VIBH₂O (Cie FHEEL CONCEPTS)

Léa Dedola

Chercheuse associée

Passages XX-XXI - Université

Lumière Lyon II

leadedola@msn.com

## RÉSUMÉ

Cet article présente des résultats de recherches sur l'interfaçage des émotions à travers plusieurs projets artistiques, allant des expériences de réalité virtuelle à celles de spectacle vivant. En nous appuyant sur des œuvres telles que *Quand le cœur se serre* (réalité virtuelle, 2021-2022) et le spectacle de cirque numérique *VIBH₂O* (2023-2026), nous explorons la transition de l'analyse des émotions individuelles vers des dynamiques collectives, avec pour intérêt de mettre en lumière les défis techniques et artistiques rencontrés. Cet article décrit notre méthodologie de recherche-création, les résultats de nos expérimentations et les perspectives de développement dans le domaine.

## 1. INTRODUCTION

L'étude des émotions numériques, que l'on pourrait désigner comme l'ensemble des émotions générées ou médiatisées par les technologies numériques<fnref n="1" />, a été au cœur de mes interrogations depuis mes premiers travaux de recherche-création. *Quand le cœur se serre* (réalité virtuelle), qui utilisait un capteur de pléthysmographie cardiaque sur le lobe de l'oreille, a constitué un point de départ essentiel pour comprendre comment les données émotionnelles d'un individu pouvaient enrichir, rendre dynamiques, personnaliser, les narrations numériques.

Avec VIBH₂O, la recherche s'est déplacée vers le spectacle vivant et les émotions collectives. Ce changement de paradigme pose de nouveaux défis en termes de captation en temps réel (notamment d'architecture réseau), d'analyse et d'exploitation des données émotionnelles, tout en offrant des opportunités

pour enrichir la dramaturgie, la scénographie et les chorégraphies des performances.

La recherche autour du logiciel VIB.e-motion – interface émotionnelle du spectacle VibH₂O – s'inscrit donc dans une démarche de recherche-développement-création au croisement des sciences, des technologies numériques et des arts vivants. Elle a été réalisée pour la compagnie Fheel Concepts, en collaboration avec mes collègues chercheur.euses Marion Cossin (HUPR, Montréal) et Jean-Michaël Celerier (SAT, Montréal), avec la participation de Guillaume Rioult (développeur logiciel) et Dimitri Sourzac (lead développeur logiciel). En ce qui me concerne, pour bien situer mon rôle et mon implication dans le projet, j'étais responsable du pilotage scientifique et technologique de ce système d'interfaçage émotionnel.

## 2. METHODOLOGIE

### 2.1 Captation physiologique

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>**Figure 1.** Capteur Pulse Sensor en boucle d'oreille</figcaption></figure>

Du Pulse Sensor au Polar OH1+, les dispositifs de captation émotionnelle utilisés ici fonctionnent par photopléthysmographie (PPG). Ils mesurent le pouls cardiaque des participants.

<footnote n="1">¹ Cela inclut, par exemple : la capture et la mesure des émotions à l'aide de capteurs biométriques (reconnaissance faciale, ECG, par exemple), leur représentation ou même leur simulation à travers des modèles algorithmiques, ainsi que l'étude du partage social des émotions dans les environnements médiatisés par le numérique (réseaux sociaux, metavers, jeux vidéo en ligne, etc.), par le biais avatars virtuels et d'autres formes d'interaction (emojis, tweet, etc.).</footnote>
Dans *Quand le cœur se serre*, l'expérience reposait sur un dispositif de captation intime et centré sur l'individu, une boucle d'oreille connectée. Les données physiologiques étaient directement reliées à une carte Arduino UNO pour extraire des données cardiaques et oxymétriques, avec des ajustements pour minimiser les interférences dues aux mouvements. La carte Arduino communiquait ensuite jusqu'à un ordinateur, qui se chargeait de l'analyse émotionnelle et de l'exploitation artistique des signaux (via Unreal Engine).

Pour VIBH₂O, nos premières expérimentations technico-artistiques se sont déroulées à la Société des Arts Technologiques, en juin 2024. L'objectif était de définir les fondations technologiques et logicielles du dispositif VIB.e-motion, et d'en réaliser une version bêta en vue de tests auprès d'un public de théâtre, en Septembre 2024.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 2.** Board avec capteur Pulse Sensor et multi-capteurs Polar OH1+ positionnés sur Guillaume</figcaption></figure>

Une comparaison entre différents capteurs a été menée en combinant une approche « bottom-up » - avec la conception de capteurs Pulse Sensor développés « from scratch » en collaboration avec Charles Bicari, chercheur à la SAT - et une méthode de rétro-ingénierie basée sur l'analyse de capteurs existants. À l'issue de cette étude, les capteurs Polar OH1+ ont été sélectionnés pour leur fiabilité, leur précision et leur compatibilité avec les exigences artistiques de captation à grande échelle.

Pour VIBH₂O, l'approche technologique s'étend à une échelle collective, avec un dispositif d'interfaçage conçu pour capter et interpréter les émotions d'une jauge de spectacle vivant (l'objectif étant 200 personnes). À ce stade, nos expérimentations reposent sur l'utilisation d'environ quarante capteurs cardiaques répartis parmi les spectateurs. Ces capteurs collectent en temps réel et en continu les données physiologiques pendant la performance.

Pour gérer un grand nombre de capteurs sans fil, des « hubs » composés de Raspberry Pi et d'antennes Bluetooth ont été développés. Les tests de portée ont

révélé une connexion stable jusqu'à 15 mètres, avec des performances réduites au-delà de 30 mètres, nécessitant la mise en place de plusieurs « hubs » pour couvrir des salles de spectacle de grande taille. Ces « hubs » relaient ensuite l'information en temps réel à un ordinateur via le protocole OSC (Open Sound Control).

## 2.2 Analyse des données

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 3.** Modèle circomplexe de James Russell et Lisa Feldman-Barret [3] sur deux dimensions (valence et activation), avec intégration d'émotions de base (cercle extérieur)</figcaption></figure>

Dans un second temps, l'analyse des données cardiaques est centralisée et traitée en temps réel grâce au logiciel VIB.e-motion créé via Max/MSP, qui joue un rôle clé dans la transformation des signaux physiologiques. Le logiciel permet de collecter, analyser et de visualiser les données émotionnelles en temps réel.

Dans nos projets<fnref n="2" />, les données physiologiques sont traitées pour extraire des indicateurs tels que la baseline individuelle (moyennage des données cardiaques sans stimulation ou « au repos »), le niveau d'arousal (excitation/relâchement) et la synchronie émotionnelle. L'analyse repose sur des méthodes statistiques présentes dans la littérature scientifique (calcul des écarts-types) et des modèles dimensionnels qui sont des « spectres » reliant des dimensions opposées (agréable/désagréable, exciter/relâcher).

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>**Figure 4.** Room Mapping, logiciel VIB.e-motion</figcaption></figure>

<footnote n="2">² Le détail des processus d'interfaçage émotionnel est expliqué dans notre livre : DEDOLA Léa, FUCHS Philippe, *Les émotions dans les créations artistiques*, Presses des Mines, 2024.</footnote>
Le logiciel VIB.e-motion inclut également des fonctionnalités de « Room Mapping », permettant de cartographier la salle, d'attribuer des capteurs à des sièges précis et de gérer des groupes de capteurs (« Sensor Groups »). Cette configuration est essentielle pour analyser des dynamiques émotionnelles spécifiques à des zones de la salle ou des groupes de personnes.

## 2.3 Exploitation artistique

Les résultats de l'analyse émotionnelle sont ensuite exploités via des logiciels tiers, pour moduler des paramètres esthétiques, narratifs et fonctionnels de l'expérience en temps réel.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>**Figure 5.** Monde virtuel en particules 3D dans *Quand le Cœur se Serre* (2021-2022)</figcaption></figure>

Dans *Quand le Cœur se Serre*, l'information émotionnelle modulait l'intensité des éléments narratifs, visuels et sonores de l'œuvre. Des seuils dynamiques étaient également paramétrables pour identifier des pics d'intensité émotionnelle qui déclenchaient des changements esthétiques et narratifs significatifs : par exemple, à tel niveau d'excitation, une séquence de l'expérience se lançait plutôt qu'une autre. L'immersion était rendue possible grâce à un casque de réalité virtuelle, qui plongeait l'utilisateur dans un environnement immersif. Ce système avait été créé pour permettre une expérience sensible et personnalisée où le récit semble littéralement « battre au rythme » du participant.

Les stimuli artistiques explorés dans cette œuvre concernaient principalement les dimensions narratives (écriture scénaristique et expérience non linéaire) et esthétiques, avec des effets visuels tels que des vortex en

« 3D » [1]. Le participant évoluait dans un salon composé de particules, revisitant des souvenirs chargés d'émotions. Le récit, structuré autour d'un *plot twist* - la révélation de la mort du personnage incarné par le joueur -, visait à susciter des émotions en s'appuyant sur la tension narrative et des effets visuels en « pointillisme 3D » réalisés grâce aux systèmes de particules d'Unreal Engine.

Par ailleurs, l'approche d'humeur-indice développée par Greg M. Smith [7] avait orienté la création d'une atmosphère nostalgique, propice à l'émergence d'émotions telles que la tristesse ou le deuil. Cette atmosphère s'appuiait sur des références visuelles, comme *Melancholia* de Lars von Trier, et sur la relation du personnage avec sa fille, évoquée à travers des souvenirs matérialisés par les particules.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>**Figure 6.** Artiste aérienne, résidence *VibH₂O* au théâtre Altigone (Septembre 2024)</figcaption></figure>

Le spectacle *VIBH₂O* repose quant à lui sur un dispositif scénique interactif où les lumières, les installations motorisées, les projections vidéo et l'environnement sonore réagissent aux variations émotionnelles du public. Pour garantir la fluidité de ces interactions, un réseau de communication sans fil assure la transmission rapide et fiable des données entre les capteurs, les systèmes d'analyse et les éléments scéniques (via la régie). Ce dispositif crée un dialogue continu entre la scène et la salle.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>**Figure 7.** *Data Mapping*, logiciel VIB.e-motion</figcaption></figure>

Pour l'exploitation artistique, le cœur du logiciel VIB.e-motion repose sur un module de « Data Mapping », qui permet de transformer les données brutes en signaux dédiés aux instances de régie propre au spectacle vivant. Grâce au « Data Mapping », il est possible de sélectionner des capteurs, de filtrer les données, d'ajuster les échelles de valeurs et de créer des
courbes de transformation personnalisées. Les données peuvent ensuite être exportées via des flux OSC, MIDI ou DMX vers des logiciels tiers, pour contrôler des dispositifs externes (éclairage, sonorisation, etc.).

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>**Figure 8.** Interface principale du logiciel VIB.e-motion
Légende : Workflow logicielle → Traitement des signaux physiologiques (logiciel VIB.e-motion) → en information émotionnelle (synchronie, excitation, logiciel VIB.e-motion) → en signaux OSC, Midi, DMX (exploitable artistiquement dans un logiciel tiers)</figcaption></figure>

Le logiciel génère également en temps réel, des représentations visuelles des données directement sur l'interface, sous forme de cartographies émotionnelles du public. Celles-ci incluent des indicateurs tels qu'un « thermomètre » d'excitation et thermomètre de synchronie, fournissant des informations précieuses aux équipes en régie sur l'état émotionnel du public. Ces données peuvent ainsi orienter, le cas échéant, des ajustements dramaturgiques en cours de performance.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 9.** Web Monitor du logiciel VIB.e-motion</figcaption></figure>

Enfin, il bénéficie d'un « Web Monitor » pour le suivi à distance des données émotionnelles - pratique quand les instances de régie ne sont pas situées au même endroit - et un enregistreur de session permettant de sauvegarder et de rejouer des performances pour des analyses ultérieures.

La flexibilité et la modularité du logiciel VIB.e-motion ne font pas de lui un simple « outil », mais un véritable « instrument », qui permet d'explorer l'interaction entre les émotions collectives et la création artistique. Alors qu'il était initialement conçu comme un système d'interfaçage, froid, utilitaire, nous constatons qu'il est avant tout un véritable partenaire de création artistique, accompagnant le processus de conception. Son utilisation nous permet d'expérimenter et de valider la pertinence des stimuli artistiques en mesurant directement leur impact émotionnel.

# 3. RESTITUTIONS ET ENSEIGNEMENTS LIES A LA RECHERCHE-CREATION

## 3.1 Quand le Cœur se Serre

Quand le cœur se serre a été inaugurée lors d'une résidence entre Laval Virtual et Stéréolux, puis exposée à trois reprises : au festival Recto VRso en 2021, au Recto VRso 2022 et lors du festival Virtual Reality Experience (VRE) à Rome, Bologne, Palerme et Potenza. Plusieures hypothèses et constats avaient émergés de ces représentations, avec principalement :

- En mode « individuel », l'expérience émotionnelle débute avant même l'immersion dans l'œuvre, le vécu personnel des participants ayant une forte influence sur la manière dont l'œuvre est perçue. À l'inverse des expériences collectives, où le vécu individuel semble se perdre quelque peu, étant modelé et influencé par la dynamique du groupe.

- Le contexte d'exposition façonne déjà l'état émotionnel des participants comme l'explique Judith Guez [4] à travers les « schémas de plongée » ou « onboarding ». Ces derniers doivent être réfléchis par l'artiste pour rendre plus immersive la transition de l'environnement réel à l'environnement virtuel.

- Sur la compréhension des biofeedback et la régulation émotionnelle : il a semblé, d'après les retours d'expérience, que l'œuvre doit permettre au participant de percevoir son activité émotionnelle pour mieux la réguler et relever les défis émotionnels proposés (si l'expérience est ludique).

## 3.2 VibH₂O

Lors de la résidence de 10 jours au Théâtre Altigone (Toulouse, septembre 2024), l'accent a été mis sur l'intégration du dispositif VIB.e-motion dans un contexte de spectacle vivant.

L'exploration artistique a porté sur des stimuli générés par les performances des artistes aériennes Viivi Roiha et Nathalie Oleinik, autour des thématiques du risque, du vide et du vertige. L'objectif était d'observer si des phénomènes de synchronie émotionnelle collective pouvaient émerger dans ce contexte, d'identifier les premières contraintes liées à l'écriture artistique et scientifique, et de valider l'efficacité de nos algorithmes dans des conditions scéniques réelles. Ces expérimentations visaient également à préparer la future phase de tests participatifs prévue au Quai des Savoirs en décembre 2024.

<figure><img src="image_11.png" /></figure>
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>**Figure 21.** Tests de science participative à Quai des Savoirs, phase de repos (exercice de respiration)</figcaption></figure>

En décembre 2024, des tests de « sciences participative » ont été menés afin de valider le fonctionnement du logiciel VIB.e-motion.

L'objectif était de tester et valider l'efficacité des algorithmes de synchronie et d'arousal intégrés, d'évaluer la pertinence de déclencheurs émotionnels artistiques et d'analyser la latence entre ces déclencheurs et l'émergence de la synchronie émotionnelle afin de comprendre ses mécanismes dans un contexte artistique. Par exemple, les participants se synchronisent-ils réellement ? Quelle est la durée moyenne de cette synchronie (s'il en existe une) ? est-ce que la synchronie - par des dynamiques émotionnelles collectives (contagion, etc.) - évolue plus rapidement si la population est grande ? si la densité de la foule est compacte ou distante ? Est-ce que le fait d'avoir conscience de cette synchronie « en train de se faire » abaisse la durée ou l'intensité de la synchronie ? etc.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>**Figure 32.** Tests de science participative à Quai des Savoirs, phase d'excitation (activité de chant collectif)</figcaption></figure>

L'une des principales contraintes de notre démarche, à l'intersection de la création artistique et de la recherche scientifique, a résidé dans l'écriture des protocoles de tests. Cette complexité ne se limite pas aux différences de langage entre artistes de cirque et scientifiques ; elle concerne également la nécessité d'articuler la rigueur méthodologique aux exigences dramaturgiques, scénographiques. Au-delà des stimuli eux-mêmes, nous devons plonger les participants dans un contexte immersif, dans une atmosphère de spectacle, afin de rester fidèle aux conditions des représentations finales tout en maintenant la robustesse des procédures expérimentales.

Le protocole de tests consistait donc à équiper les participants de capteurs cardiaques, puis à les exposer à différents stimuli artistiques et activités de groupe mêlant performances visuelles et sonores, dans le but d'analyser leurs réactions émotionnelles. Les stimuli artistiques sont des déclencheurs standardisés présents dans la littérature scientifique [2,6,8] que nous avons choisis en nous inspirant notamment de la banque de données « International Affective Digitized Sounds » (IADS), tels que: Katja chante puis interpelle violemment le public en criant (sons stressant, stimulus 1), exercice de respiration pour calmer les participants (stimulus 2), exercices de contact visuel et de toucher (stress cognitif, stimulus 3), les participants chantent ensemble (co-activité rythmique, stimulus 4).

# 4. RÉSULTATS

L'expérimentation a été filmée et des questionnaires post-expérience ont permis de recueillir des retours qualitatifs afin de produire une interprétation par triangulation des résultats.

Les données enregistrées par les capteurs (logs) ainsi que la visualisation des résultats semblent refléter fidèlement les ressentis des participants durant l'expérience. Toutefois, un biais potentiel a été identifié : lors des séquences explicites, où le biofeedback était visible, les participants pouvaient voir la représentation de leurs propres données, ce qui aurait pu influencer leurs réponses en les incitant à verbaliser ou à interpréter ce qu'ils avaient observé à l'écran, plutôt que de décrire spontanément leurs ressentis. Malgré cela, les stimuli artistiques ont démontré leur efficacité, comme en ont témoigné notamment la cohérence des données physiologiques et les retours qualitatifs des questionnaires.

Enfin, une hypothèse émerge à ce stade : la proximité physique entre les participants semble jouer un rôle dans l'intensité de la synchronie émotionnelle. Cette observation ouvre de nouvelles pistes de réflexion sur
l'influence des dynamiques spatiales dans la co-régulation émotionnelle collective<fnref n="3" />.

## 5. PERSPECTIVES

Les prochaines étapes visent à approfondir la compréhension des émotions numériques et du phénomène de synchronie à travers des projets hybrides, combinant des expériences individuelles, groupales et collectives. Nous souhaitons également explorer un large éventail de nouvelles formes d'interaction entre les émotions du public et les performances scéniques.

L'amélioration de l'ergonomie des dispositifs est une priorité : cela inclut la simplification de l'architecture réseau et de l'interface logicielle afin de la rendre accessible aux créateurs de spectacles vivants, qui ne maîtrisent pas nécessairement la technologie numérique comme les développeurs.

L'augmentation de la capacité de captation (jusqu'à 200 participants) et l'exploration de nouvelles modalités d'interaction scénique font également partie des axes de recherche à venir.

## 6. CONCLUSION

L'interfaçage émotionnel, tel qu'exploré à travers Quand le cœur se serre et VIBH₂O, met en évidence la manière dont les technologies peuvent non seulement mesurer, mais aussi révéler et influencer les expériences émotionnelles, qu'elles soient individuelles ou collectives.

Les environnements immersifs numériques permettent une introspection émotionnelle fine, où chaque variation physiologique peut façonner un récit personnalisé. À l'inverse, le spectacle vivant, par sa dimension collective, ouvre la voie à des phénomènes de synchronisation émotionnelle à grande échelle, transformant le public en un organisme émotionnel partagé – un « corps » social, à proprement parlé.

Ces explorations soulignent des enjeux cruciaux : la nécessité de concevoir des dispositifs respectueux de la subjectivité émotionnelle des participants, l'importance d'une esthétique sensible pour ne pas réduire l'émotion à une simple donnée, et le potentiel artistique des feedbacks émotionnels dans la création de nouvelles formes narratives et performatives.

La (co)création artistique est le moyen d'expression le plus complet des émotions, la langue même de ce qui est indicible. Elle permet de donner forme et sens (image, son, vibration, etc.) à des affects complexes qui nous traversent et surtout, qui nous échappent dans les mots, dans la pensée. À ce titre, l'interfaçage émotionnel n'est pas qu'une question de technologie, mais un véritable levier pour repenser la relation entre l'œuvre, le public, la société en interrogeant ce qui, fondamentalement, nous relie les uns aux autres.

## 7. LIENS ADDITIONNELS

Analyse par triangulation (questionnaires et données émotionnelles), résidence de science participative, à Quai des Savoirs :
https://drive.google.com/file/d/149ob_728_vYD9VaKU_AOYZKR0HmMjc_1s/view

## 8. REFERENCES

[1] BARNIER M., KITSOPANIDOU K. *Le cinéma 3-D*. Armand Collin, 2015.

[2] BOUARFA L., BEMBNOWICZ P., Crewther, B., JARCHI D., YANG G. Z. « Profiling visual and verbal stress responses using electrodermal heart rate and hormonal measures ». 2013 IEEE International Conference on Body Sensor Networks, 2013.

[3] DEDOLA L., FUCHS P. *Les émotions dans les créations artistiques*. Presses des Mines, 2024.

[4] FELDMAN-BARRETT L., RUSSELL J. A. « Core affect, prototypical emotional episodes, and other things called emotion: dissecting the elephant », *Journal of personality and social psychology*, vol. 76, 1999, p. 805-819.

[5] GUEZ, J. *Illusions entre le réel et le virtuel (IRV) comme nouvelles formes artistiques : présence et émerveillement*. Thèse, Université Paris VIII, 2015.

[6] KODAMA K., TANAKA S., SHIMIZU D., HORI K., MATSUI H. « Heart rate synchrony in psychological counseling: A case study ». *Psychology*, 9(7), 2018, 1858-1874.

[7] SMITH, G. M. *Film structure and the emotion system*. Cambridge University Press, 2003.

[8] SUFIAN A. H. M., KAMAL M. A. M. « Stress Analysis Among University Students Using Psychometric Scale and Heart Rate Variability Approach ». IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 1051, No. 1, 2021.

<footnote n="3">³ La thèse de Thibault Chabin a mis en évidence ce phénomène, grâce à des mesures EEG réalisées lors de concerts musicaux : CHABIN, T. *Objectivation comportementale et neurophysiologique de la transmission émotionnelle individuelle*. Thèse, Université de Franche-Comté, 2020. URL : https://theses.fr/2020UBFCE013.</footnote>