Cette thèse se compose de deux parties indépendantes, animation de solides et modélisation de surfaces à base d'images. Un modèle générique d'articulation permettant la représentation de contacts surfaciques est proposé. Puis une nouvelle stratégie de résolution des équations cinématiques est présentée, permettant la prise en compte d'un nombre arbitraire de niveaux de contraintes. Une extension permettant la prise en comte des lois de la dynamique est présentée. Nous considérons ensuite l'approche dynamique. Une comparaison de plusieurs méthodes bien connues est effectuée, et une nouvelle approche est proposée. Elle consiste à tirer parti d'algorithmes rapides pour l'animation de structures acycliques, et de résoudre les cha{î}nes fermées de manière itérative par gradient conjugué. Nous proposons finalement deux algorithmes pour l'animation de solides en temps réel. Une approche pour le calcul des forces de contact par résolution itérative globale est proposée. Le deuxième algorithme est une boucle d'animation permettant la prise en compte de collisions et la correction d'erreurs d'intégration numérique. La deuxième partie de cette thèse porte sur la modélisation automatique de surfaces à base d'images. La première contribution est un algorithme de stéréovision photométrique rapide. La deuxième est une minimisation automatique d'erreur qui permet dans certaines conditions la modélisation simultanée de la géométrie et de la réflectance d'une surface.