Les moteurs de recherche d'images par le contenu (CBIR) s'imposent progressivement comme une alternative sérieuse aux moteurs textuels classiques. Cependant, trop peu de systèmes commerciaux ont vu le jour, notamment en raison des nombreux verrous encore non levés et présents à tous les niveaux de la chaîne de traitement. Le fil conducteur de nos travaux a été l'indexation et la recherche d'images par le contenu que nous avons abordé selon 3 aspects différents, en nous plaçant en différents points du schéma générique de tels systèmes : 1. la transmission de données: le contexte des CBIR offre la possibilité de travailler en codage distribué. Il a s'agit pour nous de déterminer les limites théoriques d'un tel mode de codage tant pour la compression que pour le tatouage. 2. le passage à l'échelle: les tailles habituelles des bases d'images et des vecteurs descripteurs nous confrontent immanquablement à la malédiction de la dimension. Nous avons cherché à répondre aux différentes problématiques qui se posent dans un formalisme unique, par la proposition d'une méthode d'indexation multidimensionnelle à noyau basée sur l'approximation. 3. la description et la catégorisation d'objets sémantiques: nous avons choisi les expressions faciales comme cadre applicatif, et avons proposé des descripteurs spatio-temporels pour capter les changements qui s'opèrent lors d'une expression, ainsi qu'une approche bayésienne par processus hiérarchique de Dirichlet pour la classification.