L'imagerie médicale joue désormais un rôle central tant en recherche fondamentale sur le développement des maladies que dans l'aide au diagnostic des pathologies. Il existe plusieurs techniques ou modalités d'imagerie qui permettent de visualiser de façon non invasive des corps biologiques et d'en fournir leurs propriétés structurelles et fonctionnelles. Un des problèmes majeurs rencontré est de pouvoir analyser et traiter ces techniques d'imagerie dans un référentiel commun. Ce problème, connu sous le nom de recalage ou registration, consiste en une estimation d'une transformation géométrique permettant la superposition spatiale des caractéristiques correspondantes entre les images. Deux contextes d'application peuvent être distingués : Le recalage monomodal qui traite les séquences temporelles d'images provenant de la même modalité et le recalage multimodal qui traite la mise en correspondance d'images venant de différentes modalités. Le laboratoire TomOptUs de l'Université de Sherbrooke a développé un lit multimodal, avec marqueurs fiduciaux, destiné à accueillir un petit animal pour des prises de mesures avec différentes modalités. Il est donc intéressant de recaler ces modalités en utilisant l'information basée sur les attributs géométriques ou sur l'intensité des pixels ou voxels. Le laboratoire a aussi développé un système laser-scanner permettant de mesurer le relief d'un objet ou d'un animal afin d'obtenir des images profilométriques. Avec ces images, il devient possible de faire un recalage de surface avec d'autres modalités d'imagerie dans la mesure où on veut obtenir le profil extérieur de l'animal afin de faire une reconstruction interne 3D. Le cadre de cette recherche consiste à développer un programme informatique permettant de répondre au besoin du laboratoire en matière de recalage d'image à l'aide de marqueurs fiduciaux et de recalage d'images profilométriques. Le présent document couvre la théorie et les algorithmes utilisés ainsi que la conception informatique détaillée permettant d'obtenir des résultats concluants.