La thèse se compose de trois parties. La première partie est consacrée à une nouvelle méthode d'interpolation des champs vectoriels utilisant les moindres carrés a l'aide des polynômes orthogonaux. Cette méthode a été appliquée à la modélisation des trajectoires de forage de deux gisements en Albanie. La seconde partie concerne les méthodes géostatistiques d'estimation à l'aide des indicatrices. Les méthodes conventionnelles d'interpolation (krigeage des indicatrices) sont difficilement utilisables et nécessitent une connaissance préalable des fonctions de covariances pour chaque valeur de coupure. Étant donné ces difficultés, deux stratégies ont été suivies. La première consiste à construire un modèle général des fonctions de covariances des indicatrices en s'appuyant sur les propriétés spectrales. La seconde stratégie consiste a utiliser une autre méthode d'interpolation des indicatrices à l'aide de DSI(discrete smooth interpolation). Cette méthode a beaucoup d'avantages par rapport aux méthodes classiques: rapidité, simplicité et surtout respect des contraintes nécessaires pour que les indicatrices interpolées soient une estimation de la répartition locale. La dernière partie est consacrée aux traitements et a l'analyse d'images numériques. L'utilisation de plus en plus fréquente d'images numériques en géosciences a conduit au développement d'un logiciel spécifique IMEGEO (images géologiques). Le logiciel a été conçu selon les principes suivants: portabilité, interactivité, modularité et configuration systeme minimal. Dans sa version initiale, IMGEO était un outil de visualisation des images en deux dimensions, actuellement il représente un logiciel plus complet contenant des modules d'analyse