La couverture d’un espace par un capteur unique sans redondance et sans discontinuité géométrique et un enjeu essentiel de la vision par ordinateur. Les travaux présentés portent sur les aspects géométriques inédits que présentent les capteurs 360° et de leurs répercussions sur le traitement des images et la reconstruction 3D. La vision omnidirectionnelle était quasi inexistante du domaine, il y a encore une décennie. A première vue, l'intérêt de la vision panoramique, apparaît comme étant essentiellement un élargissement du champ de vision. Cette propriété est d'une aide considérable dans de nombreux domaines, dont la robotique mobile car considérer de larges portions de l'environnement sans ruptures géométriques et temporelles simplifie grandement les taches de navigation réputées difficiles. Mais, mis à part ces avantages certains, la vision omnidirectionnelle présente un intérêt théorique important car elle pose la question de la généralisation des méthodes utilisées en vision perspective classique (projection centrale sur un plan) à des systèmes plus complexes et moins contraints géométriquement. Certains de ces problèmes sont dans beaucoup de cas encore non résolus. Les travaux concernent deux types de capteurs omnidirectionnels : le cas des capteurs centraux et non centraux. Les capteurs 360° posent le problème intéressant de la généralisation d’un capteur de vision car contrairement aux capteurs matriciels plans actuels, les capteurs omnidirectionnels présentent des surfaces de projection non linéaires, et peuvent posséder plusieurs centres de projections distribués sur des surfaces dites caustiques. Les études pratiques menées, touchent différents capteurs omnidirectionnels : les caméras catadioptriques (association d’une caméra et d’un miroir de révolution), les capteurs cylindriques (rotation d’une caméra linéaire autour d’un axe) et les réseaux de caméras (synchrones et asynchrones). Les préoccupations majeures, portent en grande partie sur la conception de nouveaux systèmes de vision omnidirectionnels dont certains pour la robotique, ainsi que l'étude de leurs caractéristiques géométriques associées aux traitements à appliquer aux images. Une grande attention a été portée à chaque fois aux aspects théoriques et géométriques.