Cette these en traitement d'images aborde le probleme de la mise en evidence de certaines structures remarquables, comme des objets que nous percevons visuellement. Celles-ci peuvent etre autant monodimensionnelles, comme des contours, que bidimensionnelles, ce qui correspond a des objets plus complexes. Un probleme important issu de la vision par ordinateur est de detecter de telles structures, ainsi que d'extraire des grandeurs caracteristiques de celles-ci. Nous montrons que cela peut etre realise grace a des decompositions en ondelettes; en particulier, il est possible de definir certaines lignes de maxima, qui apparaissent comme pertinentes vis a vis de ce probleme: d'une part, pour detecter des objets (par des regions d'interet), et, d'autre part, afin de les caracteriser (calculs de regularite Lipschitzienne et d'echelle caracteristique). Mots-cles: Ondelettes, Scale-Space, representations multiechelles, lignes de maxima, invariance ou robustesse a des transformations de l'image, detection de regions d'interet, calcul de grandeurs caracteristiques."