La vision omnidirectionnelle est une discipline qui vise l'élargissement du champ de vue des systèmes de vision jusqüà 360° dans toutes les directions. Plusieurs solutions ont été imaginées pour y arriver, parmi lesquelles l'approche catadioptrique qui tient une place privilégiée. Les images omnidirectionnelles issues de capteurs ou caméras catadioptriques présentent diverses propriétés géométriques particulières, telles que la résolution hétérogène et les fortes distorsions appelées anamorphoses. L'application des algorithmes de traitement classiques à ce type d'images se trouve limité en termes de performances et donne parfois des résultats erronés. Dans cette thèse nous contribuons à étendre des traitements initialement dédiés aux images ordinaires planes en vue de les appliquer aux images omnidirectionnelles. Par conséquent, nous avons vérifié la nécessité de la projection sphérique de l¿image omnidirectionnelle pour quelques méthodes de traitement dans le domaine fréquentiel et dans le domaine spatial.