Sur le plan de la recherche, Dr Larochelle s'intéresse aux processus de catégorisation qui sont actifs dans la perception et qui sous-tendent notre conceptualisation du monde environnant. L'approche adoptée dans ces recherches comporte une dimension expérimentale qui a pour but d'inférer la nature des processus de catégorisation et des représentations qui en résultent, ainsi qu'une dimension calculatoire qui vise à en simuler les propriétés. Ainsi, certains travaux en cours (avec D. Cousineau et C. Lefebvre) portent sur la détection automatique de diverses catégories d'objets dans le champs visuel et proposent un modèle de l'attention visuelle. D'autres travaux (avec G. Lacroix) examinent les traces mnésiques laissées par les exemplaires rencontrés ainsi que l'importance relative de ces traces dans la catégorisation d'objets (par opposition au rôle joué par des règles de catégorisation, par exemple). Des travaux antérieurs (avec H. Pineau et avec S. Richard et I. Soulières) ont contribué une analyse détaillée du temps pris pour vérifier l'appartenance à des catégories naturelles (ex., arbres, oiseaux) et à des catégories nominales (ex., nombres), dans le but de mieux spécifier ces divers types de représentations mentales. Enfin, d'autres travaux plus anciens (avec D. Saumier et avec M. Izaute et J. Morency) ont porté sur la connaissance et la méta-connaissance du sens des mots.