La Tachycardie Ventriculaire (TV) est une arythmie potentiellement mortelle caractérisée par une fréquence rapide et incontrôlée des battements cardiaques. L'ablation par radiothérapie (RATV), traitement émergent et prometteur, s'adresse aux patients pour lesquels les traitements de première ligne ne suffisent pas à arrêter la TV. Elle consiste à irradier les tissus du c\oe{}ur responsables de la TV pour stopper leur conduction. L'objectif de cette thèse est d'exploiter des données multimodales, pour contribuer à la fiabilisation de la RATV. Un processus a été développé permettant d'aider à la délinéation de la cible, en fusionnant l'ensemble des informations issues des principales modalités d'imagerie. La gestion des mouvements cardio-respiratoires a été investiguée à travers la génération de volumes englobant les positions potentielles de la cible. Elle a été complétée par une évaluation du suivi en temps réel de la cible par le CyberKnife. Dans une approche spécifique au patient, un modèle dynamique des mouvements de la cible a été développé, qui permet d'évaluer leur impact sur la dose délivrée. Enfin, l'étude de cas d'une récidive de TV après RATV a fourni des informations sur la réponse des tissus cardiaques à l'irradiation. Ces travaux ont permis de proposer et d'évaluer des solutions reposant sur la fusion d'images multimodales, afin d'améliorer la précision de la RATV.