Au travers de cette thèse, nous nous intéressons à la problématique de la détection des collisions au sein d'environnements virtuels, notamment dans le cadre de simulations interactives consistant en la manipulation de scènes complexes. Nos recherches se sont particulièrement orientées vers la mise en oeuvre de techniques d'optimisation dans ce contexte. Aussi, la principale contribution issue des travaux réalisés dans le cadre de cette thèse réside dans l'élaboration d'un algorithme fondé sur une approche évolutionniste. Baptisé ESPIONS, cet algorithme peut se voir utilisé de différentes manières. On peut cependant le définir comme un processus visant à identifier des champs de distances minimum locales entre des objets virtuels de natures diverses. Nous proposons également une étude expérimentale visant à caractériser l'influence des paramètres d'ESPIONS sur son comportement général, ceci dans le but d'identifier différents critères destinés à faciliter l'établissement de jeux de paramètres pertinents en fonction des problèmes considérés. Enfin, plusieurs implémentations de l'algorithme sont présentées en vu d'illustrer les différents modes opératoires introduits et d'évaluer les apports et limites de l'approche proposée.