Cette thèse porte sur le développement d’une solution de réalité augmentée dans le cadre de la chirurgie robotisée et plus particulièrement pour la chirurgie transorale des tumeurs de la base de langue et la chirurgie laparoscopique des cancers du bas rectum. Une des problématiques pour les chirurgiens est de repérer sur la vue endoscopique les limites de la tumeur et les marges de résections. Celles-ci sont en effet non visibles directement. L’échographie peropératoire est largement utilisée pour repérer les tumeurs lors des interventions. Nous proposons donc une solution de réalité augmentée dans laquelle l’information extraite de l’échographie est reprojetée sur la vision binoculaire de la station de chirurgie robotisée afin de guider le chirurgien dans la résection de la tumeur. Plusieurs verrous de cette chaîne de traitement ont été repérés et étudiés. Nous avons ainsi proposé une nouvelle méthode pour la calibration de sondes d’échographie. Nous avons démontré que cette méthode était plus facile à mettre en œuvre, plus rapide et plus précise que les méthodes proposées dans la littérature. Cette sonde calibrée, associée à des outils de localisation et de calibration de la sonde endoscopique nous a permis de proposer une solution de réalité augmentée qui permettait de reprojeter l’information acquise sur l’image sur la vue endoscopique avec des erreurs inférieures à 1 mm. Nous avons alors établi la preuve de concept de l’application de cette chaîne de réalité augmentée dans deux expérimentations, l’une sur un fantôme physique en silicone du rectum et l’autre sur une langue de mouton en ex-vivo. Les résultats expérimentaux ont montré que l’information augmentée avait permis au chirurgien de percevoir avec précision les marges de résections des tumeurs simulées et d’accomplir le geste opératoire à l’aide de cette perception.