La résection des nodules pulmonaires par chirurgie thoracique vidéo-assistée (VATS) est une intervention de plus en plus utilisée pour le diagnostic et le traitement des cancers du poumon. La localisation de ces nodules pendant la chirurgie étant difficile visuellement et/ou par palpation, de nombreuses techniques d'aide à la localisation sont actuellement utilisées en pratique clinique. Cependant, ces techniques reposent essentiellement sur le placement, avant l'intervention, de marqueurs physiques dans le nodule par des techniques proches de la ponction. Par contre ce placement est souvent sujet à des complications. Pour éviter cela, une nouvelle approche consiste à repérer le nodule pulmonaire sur le scanner X préopératoire puis de localiser sa position sur l'imagerie CBCT peropératoire. Le problème vient du fait que lors de l'intervention, un pneumothorax (déflation du poumon) entraîne des déformations importantes du poumon ainsi qu'un changement des densités tissulaires, ce qui rend impossible la localisation directe du nodule dans le CBCT peropératoire. Les travaux effectués dans cette thèse ont porté sur la compensation des différentes déformations subies par le poumon pendant la VATS, afin de pouvoir suivre et ainsi reporter sur le CBCT peropératoire la position du nodule repéré dans le scanner X préopératoire. Cela a été fait à l'aide d'une méthode hybride basée sur des techniques de recalage d'image et d'un modèle poroélastique du poumon capable de simuler l'évacuation d'air. L'évaluation de cette méthode a été réalisée par le suivi de points de repère du poumon (structures vasculaires) définis par un chirurgien sur 5 patients. Cette évaluation a permis de montrer que l'erreur moyenne de suivie de ces points était de l'ordre du centimètre, ce qui suggère la faisabilité de l'approche proposée comme une possible solution pour la localisation des nodules pulmonaires pendant la VATS.