Cette thèse aborde le problème de l'estimation du mouvement d'une caméra filmant une scène fixe, à partir de la séquence d'images obtenue.<br />La méthode proposée s'applique à l'estimation du mouvement entre deux images consécutives et repose sur la détermination d'une déformation 2D quadratique. <br />A partir du mouvement estimé, nous étudions ensuite le problème de l'estimation de la structure de la scène filmée. Pour cela, nous appliquons une méthode de Belief Propagation directement sur un couple d'images, sans rectification, en utilisant l'estimation du mouvement.<br />Enfin, nous examinons l'injectivité de la fonction associant un flot optique au mouvement d'une caméra et à la structure de la scène filmée. Deux mouvements de caméra étant donnés, nous décrivons le domaine d'observation où les flots générés sont susceptibles d'être identiques, et les surfaces filmées qui, associées aux deux mouvements, produiront ces flots ambigus.