L’objectif principal de cette thèse consiste à proposer une approche qui permet à un utilisateur se déplaçant en milieu urbain, de visualiser en Réalité Augmentée, à l’aide d’un smartphone, l’incidence d’un projet de construction sur le paysage urbain, une fois le bâti- ment réalisé. En particulier, avec le retour actuel des projets de constructions de tours dans les grandes villes (Londres, Paris et Lyon notamment), il devient un enjeu très important pour les usagers des quartiers de pouvoir se rendre compte visuellement de l’impact d’un projet de construction sur la ligne d’horizon (Skyline) et d’en donner un avis le plus objectif possible. Du point de vue des géographes et des usagers des quartiers, ce dispositif innovant permet de prendre le contrepied des cabinets d’architectes, qui ne proposent que des rendus très es- thétiques de leurs projets de construction, avec un nombre limité de vues, au détriment de visualisations plus objectives. Il ne s’agit pas nécessairement de proposer un rendu photo- réaliste, mais plutôt une esquisse la plus exacte possible de la géométrie de la scène, tout au long de la déambulation de l’usager. Des visualisations à différentes positions et orien- tations correspondent mieux aux usages les plus courants de la vie dans les quartiers. Nous proposons une approche dans laquelle les différentes données issues de la multitude d’ins- truments embarqués dans le dispositif sont fusionnées, afin d’estimer la pose de l’appareil : le compas magnétique permet d’estimer la direction d’observation ; le gyroscope et l’accé- léromètre permettent d’évaluer grossièrement les paramètres de mouvement (trois degrés de liberté en rotation) ; le GPS permet d’estimer le positionnement (trois degrés de liberté en translation). Cette première estimation de la pose nous permet de placer une caméra virtuelle dans le modèle 3D de la ville. Ainsi, à l’aide des supports de rendu 2D et 3D des dispositifs, ,pis générons une image de synthèse de ce que l’utilisateur visualise théoriquement à cette position. Néanmoins, l’utilisation unique de ces instruments pour insérer un objet de synthèse dans le flux vidéo donne à l’utilisateur une impression très peu réaliste de la scène qu’il vi- sionne : les objets de synthèse semblent « flotter » au gré des mouvements en raison des imprécisions des instruments. De plus, les objets sont incrusté à au mauvais endroit dans la scène réelle. Pour pallier ce défaut, le skyline est extrait automatiquement des images réelles acquises par la caméra et des images virtuelles générées à partir d’un modèle 3D de la ville. Une étape d’appariement de ces deux skylines permet de recaler le virtuel sur le réel et ainsi permettre une incrustation en temps réel des projets de construction au sein du flux vidéo et une amélioration selon deux critères : précision et stabilité avec une impression d’immersion bien meilleure. Plusieurs approches de recalage des skylines à différentes complexités algo- rithmique sont proposées, basées sur des mesures de similarité et une approche d’optimisation par descente de gradient.