Ce cours est une introduction au traitement d'image mathematique deterministe. Les principales problematiques en traitement et analyse d image y sont presentees: debruitage/filtrage/restauration, segmentation, rehaussement/defloutage, ainsi qu un apercu de quelques techniques d acquisition. Les methodes mathematiques utilisees ont essentiellement deterministes: transformation de Fourier, ondelettes, equations aux derivees partielles, morphologie mathematique et methodes variationnelles. Quelques applications y sont brievement presentees pour illustrer le propos: la steganographie, la compression et l inpainting (ou desocclusion). Le livre comprend egalement un rappel des principales notions mathematiques utilisees (il se veut auto-suffisant) et la bibliographie abondante doit permettre au lecteur d approfondir les techniques qui l interessent. Cet ouvrage s adresse a des etudiants de MASTER, eleves-ingenieurs ou chercheurs desireux de comprendre ou d approfondir les techniques mathematiques de base en traitement et analyse d image.This course is an introduction to deterministic mathematical image processing. The main issues in processing and image analysis are presented: denoising, filtering, restoration, segmentation, enhancementanddeblurring.There is alsoanoverview of some acquisition techniques. Mathematical methods are essentially deterministic: Fourier transform, wavelets, partial differential equations, mathematical morphology and variational methods. Some applications are briefly presented to illustrate the topic, such as steganography, compression and inpainting. Thisself-containedbook also includes arecapof the basic mathematical concepts used, and the extensive bibliographywill enable readers to develop their skills.This book is intended formastersstudents, engineering students and researcherswantingtocomprehend or deepentheirunderstanding of thebasic mathematical techniques in processing and image analysis."