Plusieurs techniques de traitement de l'athérosclérose sont cliniquement pratiquées. En tant qu'option moins invasive, l'angioplastie transluminale percutanée (ATP) est généralement une alternative privilégiée aux traitements invasifs, notamment afin d'éviter les complications rencontrées avec les chirurgies conventionnelles. Bien qu'il s'agisse d'une technique fréquemment utilisée, le choix clinique du ballon approprié (type et taille) qui permettrait d'optimiser les résultats post-opératoires pour un patient spécifique sténosé reste un défi à ce jour. Cela peut influencer de manière significative les résultats du traitement, et donc les décisions thérapeutiques ultérieures. Dans ce contexte, cette thèse présente la méthodologie de modélisation que nous proposons pour simuler l’ATP (d'abord dans un modèle générique, puis pour des cas spécifiques de patients), et évaluer l'influence de différentes combinaisons de caractéristiques du ballon et de la plaque (type de ballon, composition de la plaque, taille du ballon) sur les résultats post-opératoires à court terme après le dégonflement du ballon, sans implantation de stent. Elle est basée sur la combinaison d'une analyse par éléments finis structurels implicite, de l'identification de la loi matériau et du traitement d'images médicales. L'approche originale proposée est une étape vers un système d'aide à la décision clinique pour améliorer la sélection, avant la chirurgie, du ballon d'angioplastie optimal, en fonction de la sténose du patient considéré.