L'approche volumique (par maillages tétraédriques) est de plus en plus utilisée en modélisation géologique. La motivation de ce travail est donc de développer des algorithmes performants pour la visualisation et la modélisation de maillages tétraédriques. Concernant la visualisation, un ensemble d'outils génériques a été développé, permettant l'extraction d'informations géologiques, telles que les colonnes stratigraphiques ou les frontières de blocs de failles. Le rendu simultané de différents attributs et des opérations booléennes de construction géométrique de solides complexes est également devenu possible. Concernant la modélisation, deux axes de recherche ont été explorés: la modélisation géométrique et la modélisation implicite. La modélisation géométrique a consisté à améliorer la résolution numérique d'un maillage donné par raffinement local, selon différentes stratégies possibles. La modélisation implicite a permis à la fois la construction et la manipulation de modèles définis implicitement. Une nouvelle méthode de reconstruction de surface a été développée à partir des fonctions implicites. Cette méthode a été testée avec succès pour la reconstruction de surfaces complexes telles qu'on les rencontre en géologie: grand nombre de données, données éparses et bruitées, surfaces multivaluées ou pouvant avoir des bords libres. Enfin, un algorithme d'édition rapide d'horizon a été développé. Cet algorithme, qui intègre beaucoup des développements de cette thèse, travaille sur la forme implicite des horizons, basée sur la paramétrisation Geochron. Cette édition est réalisée de façon interactive sur le modèle 3d, tout en honorant automatiquement les contraintes géologiques