Comme la consommation de médias numériques a explosé ces dernières années, faire des photos esthétiques, avec ou sans expertise artistique, est plus que jamais un sujet de recherche. Plusieurs axes peuvent être explorés: la haute définition, la luminance ou contraste étendue, les gamut couleur étendus. En plus de ces propriétés intrinsèques de l'image, des connaissances perceptuelles et/ou artistiques seraient de grande valeur pour tout utilisateur manipulant le contenu des images. Cette thèse propose d'aborder le thème de l'harmonie des couleurs. La littérature en lien avec ce sujet se retrouve à travers diverses disciplines : la science des couleurs, le traitement d'image, la psychologie… Ces expériences menées en science des couleurs privilégient la mesure de patchs combinant deux ou trois couleurs, rendant l'extrapolation à des images naturelles impossibles. D'autres approches ont défini des lois empiriques dictant l'arrangement des couleurs sur la roue des teintes. Le cadre applicatif de ces modèles géométriques manque de rigueur quant à leur utilisation. Malgré cela, des algorithmes en traitement d'image employant ces modèles ont vus le jour. Si les résultats semblent qualitativement agréables, ces algorithmes méritent une validation plus quantitative et objective, faisant intervenir une base de données appropriée. Dans cette thèse, deux approches sont mises en perspective: un travail expérimental et une partie algorithmique. Une expérience a été menée à l'aide d'un oculomètre avec une tâche dédiée à l'analyse de l'harmonie des couleurs, permettant de mesurer des effets dans le déploiement de l'attention visuelle. A partir de ces données, une vérité terrain a été extrapolée, permettant la validation des méthodes algorithmiques ensuite proposées. En premier, nous avons amélioré l'état de l'art sur l'harmonisation automatique des images au travers de diverses contributions et avons démontré de façon exhaustive le gain de notre approche. En deuxième contribution algorithmique, nous avons introduit une nouvelle sorte de métrique de qualité qui combine les concepts de masquage visuel et d'harmonie des couleurs. Ainsi, nous pouvons prédire quelles zones de l'image seront perçues harmonieuses, au vue de leur voisinage et donc des effets de masquages potentiels. Enfin, une dernière contribution, nous a amené à dériver deux outils d'édition incorporant les deux techniques précédentes, permettant de rendre accessible les concepts d'harmonie des couleurs à travers une formulation cachée et intuitive.