Cette thèse aborde le problème du calcul et de la représentation de la visibilité mutuelle de polygones. Elle montre tout le potentiel et l'intérêt de cette information pour la résolution de problèmes difficiles en synthèse d'images et en propagation électromagnétique. <br />Nous proposons un nouvel algorithme pour calculer la visibilité dans l'espace de Plücker, afin de minimiser les coûts en temps et mémoire vis-à-vis des précédentes approches.<br />En synthèse d'images, nous utilisons l'information ainsi calculée pourproposer une nouvelle solution au calcul analytique des ombres douces en illumination directe. Cette solution concilie la qualité et la rapidité du rendu.<br />En propagation électromagnétique, nous proposons l'optimisation sans perte d'un modèle basé rayons. Celle-ci permet d'effectuer des simulations dont la précision est optimale tout en s'appliquant à des environnements de tailles significatives.

Ce mémoire d'habilitation à diriger des recherches résume les différents travaux menés entre 2000 et 2013 au sein du laboratoire SIC, à l'Université de Poitiers. Le coeur de ces activités est la caractérisation, le calcul, la représentation et l'utilisation de la visibilité entre des ensembles convexes de points de l'espace géométrique en dimension $n\ge2$. Nous avons notamment utilisé l'algèbre de Grassmann pour construire un espace de droites, dans lequel le problème de la visibilité peut être discuté. Nous avons proposé deux méthodes de calculs, l'un explicite et complet, et l'autre reposant sur une évaluation paresseuse. Différentes applications en synthèse d'images reposent sur ces travaux. D'autres travaux autour de la visibilité, en synthèse d'images mais aussi dans le domaine de la propagation des ondes, sont présentés dans ce mémoire. L'ensemble a été réalisé à travers l'encadrement de 5 doctorants.