Les travaux presentes dans cet ouvrage concernent la caracterisation de milieux poreux par traitement d'images 2D et 3D avec une application a l'os trabeculaire pour un diagnostic precoce de l'osteoporose. Les premieres etudes decrivent la caracterisation fractale 1D et 2D du tissu osseux sur des radiographies numeriques. De nouveaux outils theoriques fondes sur les fractales stochastiques ont ete developpes et d'autres ont ete ameliores. Ensuite, de recents outils bases sur le squelette 3D sont mis en place pour decrire la geometrie d'un milieu poreux desordonne tel que l'os trabeculaire. Enfin, nous proposons une nouvelle approche de modelisation de milieux poreux complexes par elements finis, ceci afin d'evaluer virtuellement la rigidite des materiaux lors de compressions mecaniques."